[发明专利]电解质扬声器组件

说明书

本发明涉及扬声器的领域，特别地，涉及由被换能器驱动电子电路所驱动的、极化的、非磁性的、容性换能器所组成的电解质扬声器组件。

自从发明了“高保真”音响系统以来，工程师们一直致力于开发相对地无失真，并且具有能够基本再现音乐厅音乐效果的频率响应的扬声器。扬声器可以粗略地分为两类：磁性动圈式扬声器和非磁性静电式扬声器/换能器。本发明公开一种电解质扬声器，它更接近于静电式扬声器，因此对技术背景的回顾只涉及静电式扬声器。

大多数现有技术的静电式扬声器一般由两面带有栅格状导线形式的固定电极的中央柔性膜所组成。这些导线互相分开，以便由柔性膜的运动所产生的声波能够发送出去。这些导线外面套有一层电介质绝缘材料，柔性膜上镀有一层高电阻材料。柔性膜还悬贴在位于两组电极导线之间的一个带有格状开孔的框架上，使得扬声器在工作时柔性膜上只有一些比较小的区域才能够在静电场的作用下发生振动。

对现有技术的文献检索没有发现与本发明权利要求直接相同的任何专利。不过，可以认为下述美国专利是有关的：

专利号    发明人    公告日期

4,160,882    Dirver    1979年7月10日

3,942,029    Kawakami等人    1976年3月2日

3,705,312    Sessler等人    1972年12月5日

3,345,469    Rod    1967年10月3日

Driver的专利公开了一种可以应用于扬声器的静电式换能器。该换能器由两个相互平行的膜片组成，每个膜片都由两块塑料片组成，它们具有不同的携带电荷的特性，并且被夹在导电层之间。两个膜片被一个位在中央的带孔导电板所分开，在导电板和每个膜片之间又夹有一层有小孔的电介质材料。膜片的两个导电层连接在声频变压器的次级线圈两端，中央导电板连接在变压器的中心抽头上。这样，当变压器被加上声频信号时，两个膜片就以推挽方式被驱动，再现出声响。注意，该专利的发明人也正是本申请的发明人。

Kawakami等人的专利公开了一种既可用于扬声器又可用于话筒的静电式换能器。该换能器由一个在其表面上事有正电位或负电位的单电荷的振动板或驻极体膜片所组成。驻极体膜片是用一片薄高分子膜做成的，该高分子薄膜被粘在一个基底上，以获得均匀的张力。在高分子薄膜被粘在一个基底上，以获得均匀的张力。在高分子薄膜的两表面有一对导电电极与之接触，两个电极的表面又复盖有静电屏蔽层，例如屏蔽网。在两电极上施加一定时间的直流电压，使驻极体加热到它的居里温度120℃。然后驻极体冷却，产生准永久状态的电极化。

Sessler的专利公开了一种制备薄膜驻极体的方法。该方法包括把一片薄高分子膜和一块电介质板一起放置在两个电极之间。然后在室温和大气压力下对该多层物施加一分钟约30KV的电压。用该方法所产生的电荷密度约等于过去报导的三倍。

Rod的专利公开了一种基于静电原理工作的扬声器。该扬声器由一个位在中央的、可动的、其两面都镀有一层薄柔性导电层的膜片所组成。在膜片的每一侧都至少放置有一块完全密封的塑料电介质板。当电介质板和膜片之间存在空气或其他气体时，就形成了一个缓冲区。在每个最外侧的电介质板上都附着有一个电极，在中央导电膜片上同样也附着一个电极。两个缓冲区电极分别连接在一个升压变压器次级线圈的两端，膜片电极则通过一个直流电压源连接在该变压器的中心抽头上。变压器的初级线圈上接有驱动膜片的信号，该信号是从常规低阻抗放大器输入的一个信号。

虽然上述各种静电式换能器在许多方面都优于动圈式换能器，但却很少被工业界和用户所接受。很少接受的部分原因是：某些设计中过分的机械复杂性，低声量输出，需要比较大的发射面积，以及需要在柔性膜片和栅格状导线电极之间施加比较高的直流极化偏置电压。例如，一个典型的全音程推挽式静电扬声器需要3500V的直流偏置电压和功率容量为60W至100W的驱动放大器。此外，现有技术的静电式扬声器只有在声音的中频和较高频率范围内才能较好地重现声音。因此，一般还要连接一个低音扬声器来重现低频声音。

为了克服上述缺点中的一些部分，已经有人使用了以驻极体作为膜片的换能器。因为可以认为驻极体膜片是永久极化或带电的，所以无需单独的直流极化电压。然而已经发现，这些驻极体并不适合用来作为扬声器，因为至少在一级近似下它们将按dp/dt正比于P的规律衰减，其原因在于部分取向一致的偶极子的取向失准是一个随机过程。