電解質揚聲器組件的製作方法
2023-05-10 23:58:16 2
專利名稱：電解質揚聲器組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及揚聲器的領域，特別地，涉及由被換能器驅動電子電路所驅動的、極化的、非磁性的、容性換能器所組成的電解質揚聲器組件。
自從發明了「高保真」音響系統以來，工程師們一直致力於開發相對地無失真，並且具有能夠基本再現音樂廳音樂效果的頻率響應的揚聲器。揚聲器可以粗略地分為兩類磁性動圈式揚聲器和非磁性靜電式揚聲器/換能器。本發明公開一種電解質揚聲器，它更接近於靜電式揚聲器，因此對技術背景的回顧只涉及靜電式揚聲器。
大多數現有技術的靜電式揚聲器一般由兩面帶有柵格狀導線形式的固定電極的中央柔性膜所組成。這些導線互相分開，以便由柔性膜的運動所產生的聲波能夠發送出去。這些導線外面套有一層電介質絕緣材料，柔性膜上鍍有一層高電阻材料。柔性膜還懸貼在位於兩組電極導線之間的一個帶有格狀開孔的框架上，使得揚聲器在工作時柔性膜上只有一些比較小的區域才能夠在靜電場的作用下發生振動。
對現有技術的文獻檢索沒有發現與本發明權利要求直接相同的任何專利。不過，可以認為下述美國專利是有關的專利號發明人公告日期4,160,882Dirver1979年7月10日
3,942,029Kawakami等人1976年3月2日3,705,312Sessler等人1972年12月5日3,345,469Rod1967年10月3日Driver的專利公開了一種可以應用於揚聲器的靜電式換能器。該換能器由兩個相互平行的膜片組成，每個膜片都由兩塊塑料片組成，它們具有不同的攜帶電荷的特性，並且被夾在導電層之間。兩個膜片被一個位在中央的帶孔導電板所分開，在導電板和每個膜片之間又夾有一層有小孔的電介質材料。膜片的兩個導電層連接在聲頻變壓器的次級線圈兩端，中央導電板連接在變壓器的中心抽頭上。這樣，當變壓器被加上聲頻信號時，兩個膜片就以推挽方式被驅動，再現出聲響。注意，該專利的發明人也正是本申請的發明人。
Kawakami等人的專利公開了一種既可用於揚聲器又可用於話筒的靜電式換能器。該換能器由一個在其表面上事有正電位或負電位的單電荷的振動板或駐極體膜片所組成。駐極體膜片是用一片薄高分子膜做成的，該高分子薄膜被粘在一個基底上，以獲得均勻的張力。在高分子薄膜被粘在一個基底上，以獲得均勻的張力。在高分子薄膜的兩表面有一對導電電極與之接觸，兩個電極的表面又復蓋有靜電屏蔽層，例如屏蔽網。在兩電極上施加一定時間的直流電壓，使駐極體加熱到它的居裡溫度120℃。然後駐極體冷卻，產生準永久狀態的電極化。
Sessler的專利公開了一種製備薄膜駐極體的方法。該方法包括把一片薄高分子膜和一塊電介質板一起放置在兩個電極之間。然後在室溫和大氣壓力下對該多層物施加一分鐘約30KV的電壓。用該方法所產生的電荷密度約等於過去報導的三倍。
Rod的專利公開了一種基於靜電原理工作的揚聲器。該揚聲器由一個位在中央的、可動的、其兩面都鍍有一層薄柔性導電層的膜片所組成。在膜片的每一側都至少放置有一塊完全密封的塑料電介質板。當電介質板和膜片之間存在空氣或其他氣體時，就形成了一個緩衝區。在每個最外側的電介質板上都附著有一個電極，在中央導電膜片上同樣也附著一個電極。兩個緩衝區電極分別連接在一個升壓變壓器次級線圈的兩端，膜片電極則通過一個直流電壓源連接在該變壓器的中心抽頭上。變壓器的初級線圈上接有驅動膜片的信號，該信號是從常規低阻抗放大器輸入的一個信號。
雖然上述各種靜電式換能器在許多方面都優於動圈式換能器，但卻很少被工業界和用戶所接受。很少接受的部分原因是某些設計中過分的機械複雜性，低聲量輸出，需要比較大的發射面積，以及需要在柔性膜片和柵格狀導線電極之間施加比較高的直流極化偏置電壓。例如，一個典型的全音程推挽式靜電揚聲器需要3500V的直流偏置電壓和功率容量為60W至100W的驅動放大器。此外，現有技術的靜電式揚聲器只有在聲音的中頻和較高頻率範圍內才能較好地重現聲音。因此，一般還要連接一個低音揚聲器來重現低頻聲音。
為了克服上述缺點中的一些部分，已經有人使用了以駐極體作為膜片的換能器。因為可以認為駐極體膜片是永久極化或帶電的，所以無需單獨的直流極化電壓。然而已經發現，這些駐極體並不適合用來作為揚聲器，因為至少在一級近似下它們將按dp/dt正比於P的規律衰減，其原因在於部分取向一致的偶極子的取向失準是一個隨機過程。
本發明的主要目的是提供一種體積小，能在寬頻率範圍上重現聲音信號的電解質揚聲器組件。
本發明所公開的電解質揚聲器組件是設計成利用比較平坦的、非磁性的和非鐵質的結構來重現寬頻帶聲譜。由於它的平面型結構，揚聲器可以放置或裝置在不合適常規揚聲器的地方。平面型設計還允許整個結構有彎曲，從而進一步擴展了它的裝置靈活性。此外，由於它本質上是輕重量的，所以這種揚聲器對於重量是關鍵因素的情況是理想的，例如對於飛機和太空飛行器中的應用是理想的。另一個有一定重要性的物理性質是，即使結構被刺穿，聲音輸出仍會繼續。這一特點在揚聲器應用於軍事設施、運載工具，飛機和太空飛行器的情形是特別重要的。
電解質揚聲器由兩個主要部件組成一個極化的容性換能器和一個換能器驅動單元。用電學的語言說，容性換能器相當於兩個背靠背的電解電容器。一些中央板粘結在一起以形成一個中央區，它與一個中央電極相連接，兩個外側板則分別與前、後電極相連接。
在實際的設計布局中，電解質揚聲器組件由一個極化複合膜片所組成，後者又由一個附著在其兩個表面上的中央區、一個前區、一個後區以及一個用來裝夾全部複合膜片的框架組件所組成。
構成主要振動部件的中央區包括一個第一金屬化薄膜和一個第二金屬化薄膜，它們在裝到框架上之後經過加熱收縮，以具有適當的張力。兩個薄膜互相緊密接觸，其間只塗敷一層石油凝膠，用來提供適當的阻尼。前區和後區都含有一個柵格狀塑料間隔板，兩間隔板的外側都與一個帶孔鋁板緊密接觸。前區和後區的面積都小於中央區面積的75%，並且以金屬板向外的方式緊密地附著在中央區上。在完成容性換能器的結構裝配後，對它進行一次性的極化和放電循環，以在換能器中滲入永久性的剩餘電荷，其範圍為200～500VESU(靜電單位伏)。複合膜片由換能器驅動單元驅動和控制。該單元把輸入聲頻信號通過連接在前、後區上的前、後電極耦合到前、後區上，並向中央區的中央電極提供穩壓的偏置電壓，該單元還包含一個電介質洩漏電路，用來保持偏置電壓和聲頻信號有一個適當的比例關係，以獲得最佳的性能。
本發明的電解質揚聲器組件具有如下特點內設有偏壓增強和電介質洩漏電路;
從最終用戶和製造商兩方面來說都是有高經濟效益的;
是高度可靠和易於維護的;
不需要像靜電式揚聲器所需那樣高的信號和偏置電壓;以及能夠裝置在不可能裝置現有磁性動圈式揚聲器和靜電式揚聲器的各種地點和位置處。
通過下面結合附圖對優選實施例的詳細說明，本發明的上述和其他目的和優點將變得明顯。
圖1是本電解質揚聲器組件的部件分解圖，說明容性換能器與連接在聲頻源上的換能器驅動單元的連接關係。
圖2是容性換能器的橫截面圖。
圖3是第一或第二塑料間隔器的前視圖。
圖4是第一或第二金屬板的前視圖。
圖5是換能器驅動單元的電原理圖。
實現本發明的最佳模式由一個優選實施例來體現，後者裝配成一個薄的、易於安裝的構件，它的設計能夠在寬頻範圍內重現聲頻信號。
在本實施例的基本布局中，如圖1至圖5所示的電解質揚聲器組件10由兩個主要部件組成一個容性換能器12和一個換能器驅動單元60。換能器12進一步包括一個極化複合膜片14，後者由中央區16、前區26、後區32和框架組件40所組成。
中央區16含有四個元件一個第一金屬化薄膜18，其金屬化表面18a面向內側;一個薄柔性阻擋層20，其大小可以復蓋金屬化表面18a;一個第二金屬化薄膜22，其金屬化表面22a面向內側，其大小可以復蓋柔性阻擋層20，並且它與阻擋層20緊密接觸;以及一個中央電極44，它與複合中央區16的一端相連。
前區26含有一個第一塑料間隔板28，如圖3所示，該間隔板28具有柵格狀圖形28a。間隔板的面積小於中央區16的面積，並且間隔板與第一金屬化薄膜18的非金屬表面緊密接觸。與間隔板28的另一個表面相緊密接觸接觸的是一個第一金屬板30。該金屬板上開了許多孔，如圖4的30a所示，該金屬板的面積可以復蓋間隔板28，並且在其一端連接有前電極46。
後區32的構成和大小與上述前區26的情形相似。如圖2所示，後區包含有一個具有網格狀圖形34a的第二塑料間隔板34、一個帶有開孔36a的第二金屬板36和一個後電極48。
如圖1和圖2所示，框架組件40為複合膜片14提供能夠懸貼在內的裝置。
換能器驅動單元60將在下面有詳細的描述，它包含以下一些裝置與複合膜片的接口裝置，向中央電極44提供偏置電壓的裝置，提供電介質洩漏和產生相似於聲頻信號的交流信號的裝置。該交流信號施加在前、後電極46和48上，使得極化的複合換能器12能以推挽方式被驅動。
在本發明的優選實施例中，第一和第二金屬化薄膜18和22是通過在薄高分子材料(例如聚乙烯對酞酸鹽(PET))上蒸鍍或澱積一個薄金屬層，例如鋁層，來製備的。金屬化薄膜的商品名稱中MYLAR，它是受熱收縮的。因此當該薄膜用膠結劑粘著到框架組件40上之後，對它進行加熱，便可以使之繃緊，並能夠沿圖2中箭頭38所示的方向來回振動。加熱過程可以利用帶有加熱槍或其它熱源的加熱裝置來完成。
如圖1和圖2所示，兩個薄膜18和22之間最好用一個薄柔性阻擋層20隔離，阻擋層可以用薄橡膠片組成，但是最好是用例如其商品名稱為VASELINE(凡士林)的石油凝膠組成。當把一薄層石油凝膠20均勻塗布在金屬化表面18a上之後，再把第二薄膜22的金屬化表面22a放置在凝膠層上，形成中央區。石油凝膠的作用是作為一種不幹的粘結劑，並且可以起阻尼作用，還能保持中央區16的結構整體性。為了使中央區工作在其設計參數範圍之內，它的厚度可以在0.001至0.03英寸(0.025至0.762mm)範圍內改變。
前區和後區26和32由圖3所示的第一和第二塑料間隔板28和34以及圖4所示的第一和第二金屬板30和36所組成。在優選實施例中，塑料間隔板的面積(按其寬度和長度來量度)小於中央區16面積的75%。間隔板的厚度可以在0.001至0.009英寸(0.025至0.229mm)之間，它可以由任何輕重量的非導電材料組成，其上的柵格狀圖形形成了各個振動區域。柵格狀圖形可以採用任意形狀。不過，如圖3所示，一種由包圍在一個邊框區28b之內的多條細梯形條區28a所組成的柵格狀圖形被發現是非常合適的。
在優選實施例中，金屬板30和36的大小使得它們能夠利用例如粘結膠之類的粘結劑直接粘結在各自的塑料間隔板28和34上，並分別與它們緊密接觸。金屬板最好用鋁做成，其厚度在18至26gauge之間，其上帶有穿孔圖形。
在優選實施例中，上述穿孔由許多規則排列的第一類孔30a和第二類孔30b所組成，其中第二類孔的直徑比第一類孔大，如圖4所示。
如圖1和圖2所示，複合膜片14是設計得懸貼在一個框架組件40之中的。在優選實施例中，框架組件40由兩部分組成，即前面部分40a和後面部分40b。第一金屬化薄膜18的金屬化表面18a的外緣用粘結膠粘結在框架前面部分的內側面上。類似地，第二金屬化薄膜22的金屬化表面22a的外緣被粘結在框架後面部分40b的內側面上。粘結好金屬化薄膜18和22之後，對它們進行加熱收縮以提供適當的張力，然後兩個框架部分的內側被對準地合在一起，用結合材料50進行結合。結合材料可以是膠帶，把它沿框架組件40的周邊繞一圈，也可以是任何其他類型的夾緊工具。把兩個金屬化薄膜18和22粘結起來的石油凝膠也幫助框架的兩個部分維繫在一起，有助於容性換能器12的結構整體性。
完成容性換能器12的結構裝配之後，對它進行一次性的極化和放電循環，以給它提供永久性的剩餘電荷。極化和放電循環在本技術領域內是眾所周知的，因此這裡不再作詳細說明。不過，作為參考，下面列出其所需的幾個基本步驟1、把容性換能器的前、後電極46、48短路在一起，並連接到0至5000V左右的直流電源的正端，把中央電極44連接到電源的負端。
2、使電源電壓從0V開始，以100V的增量逐級增大電壓;在每次增大電壓後停留20±5秒，以便給極化過程留有一段時間，而不至於發生Paschen(帕邢)雪崩或電擊穿。上述過程一直繼續到電壓稍微超過2200V，這時關斷電源。
3、讓容性換能器12通過一個連接在其上的電錶放電。放電之後，把所有的導線都連接在一起，使得已經極化並充了電的容性換能器可以被安全地處理。
最後的剩餘電荷可以在200至500VESU範圍之內。利用換能器驅動單元60使該剩餘電荷得到增強，振動膜片上的偏置電壓保持為輸入聲頻信號電壓的五倍。下面對驅動單元60和偏壓增強作詳細說明。
電解質揚聲器組件10的第二個主要部件是換能器驅動單元60。該單元如圖1和圖5所示，最好設計成通過一個附加構件76和輸出連接部74的組合直接和容性換能器12相連接，輸出連接件74可供換能器的中央電極40、前電極46和後電極48接入。如果不用連接件，也可以分別把電極引線直接焊接在驅動單元60的相應導線端上。
單元60的作用是，把為自聲頻源80的輸入聲頻信號通過前、後電極46和48耦合到容性換能器的前、後區上;通過中央電極44向換能器的中央區提供穩定的偏置電壓;以及提供一個電介質洩漏電路，以使換能器能夠工作在它的設計參數範圍內。為了實現上述功能，驅動單元60包含四個主要部件一個輸入電路62，一個全波三倍壓電路64，一個偏壓穩壓器/電介質洩漏電路66，以及一個限流直流平滑電阻68。
容性換能器12的相對高阻抗要求用變壓器來驅動。因此輸入電路62由次級、初級圈數比為100∶1的阻抗匹配變壓器62a所組成。變壓器的初級線圈62b通過輸入連接件72連接到聲頻信號上，該信號來自例如圖1中的收音機這樣的聲頻源80的輸出。變壓器的多個次級線圈62c由如圖5所示的標有3-4、4-5、5-6和6-7的四個線圈組成。聲頻線圈抽頭4和6通過輸出連接件74向前、後電極46和48提供模擬聲頻信號。偏壓線圈3-7連接到全波三倍壓電路64上。
全波三倍壓電路使輸入交流電壓乘以3。然後該升高了的電壓被整流，產生直流偏壓，該偏壓從二極體64C和電容64f的連接點處輸出。典型地說，來自聲頻源80的輸入聲頻信號電壓為交流1V。變壓器62a使該電壓上升到交流100V，然後它被電路64增為三倍，並被整流，得到直流300V的偏置電壓。偏置電壓通過輸出連接件74和一個60兆歐的偏壓調節電阻68施加到換能器的中央電極44上。所施加的偏置電壓大小和輸入聲頻信號的電平有關。不過，在所有的情形下偏置電壓都增強了在前述換能器極化和放電循環時對極化複合膜片預置的剩餘電荷。由於有了這個增強，換能器驅動電路60能夠在振動著的換能器上保持一個在任何時候都被調節到至少五倍於所接收聲頻信號電平的偏置電壓。輸入信號和偏置電壓的結合使得膜片能在磁學的基本定律控制之下工作，也即使膜片以受控的方式振動。
如前所述，第一和第二塑料間隔板28和34是分別與第一和第二金屬板30和36相緊密接觸的，這形成了電學結JA。同樣，塑料板和第一、第二金屬化薄膜18、22的金屬化表面18a、22a的緊密接觸也形成了電學結JB。這兩個電學結都在圖2中示出，其功能如同高阻抗二極體。當接收到聲頻信號時，大部分的電子起著磁鐵的作用，使得極化複合膜片14以對應於聲頻信號的頻率振動。對振動動作沒有貢獻的多餘電子在JA和JB電學結上被簡單地整流。如果不管這些被整流的電子，則它們將隨時間積累起來，最終使聲音輸出按指數規律衰減。此外，多餘的電子還可能開始打火花，有些情形下他們還會打穿中央區16中的塑料薄膜。
為了解決這個多餘電子問題，使用了三個元件的組合一個高電阻值洩漏電阻62d，偏壓調節電阻68以及偏壓穩壓器/電介質洩漏電路66，後者進一步包含一個電介質消散/穩壓部分66a，一個次級穩壓部分66b以及一個初級穩壓部分66c。
如圖5所示，洩漏電阻62d連接在變壓器62a的中心抽頭5與二極體64a和電容64e的連接點之間，後一連接點對應於全波三倍壓電路64的輸入端。注意，電阻62d等價於真空管技術中的柵漏電阻Rg。電路66跨接在三倍壓電路64的輸入端和輸出端;偏壓調節電阻68位在電路64的輸出端與中央電極44之間。
從兩個JB結聚集起來的電子通過變壓器62a的次級線圈62c和洩漏電阻62d洩漏。對於電學結JA的電子洩漏和偏壓調節是通過電極44、電阻68和電路66來實現的，其中，電子通過作機械功和振動而以熱能的形式被初步消散，此外還利用了電阻66d、氖燈66e和電容66f。任何剩餘的電子被66c部分的電容66i、66j和66k以及66b部分的電阻66g和電容66h所過濾，並且最終被66a部分所調節。在容性換能器12自身之內沒有明顯的電子運動。因此，電容66h通過電容66i、66j和66K放電，從而保持偏置電壓和聲頻信號之間的5∶1比例關係。
中央區16和複合膜片14的前、後區26和32的懸貼式裝配方案給出了本質上的機械性能優點，使得容性換能器12能夠以擴大的頻率範圍工作。
在這個裝配方案中，前、後區26和32有益於改善中央區16能夠振動的距離範圍，而第一和第二間隔板28、34以及第一和第二金屬板30、36的寬度和網格設計又把中央區16分割成許多較小的區域。這些較小區域的頻率響應特性只取決於較小區域的質量和長度。注意，在所有情況下複合膜片14的張力保持為常量。如果第一和第二金屬板30、36的面積都不超過膜片中央區16的面積的75%，那麼整個中央區面積上的聲音輸出將包含有用的聲頻信息。對該信息的響應將由於驅動力的強度而下降到中央區的機械共振基頻。
對容性換能器12所作的計算表明，當把靜電單位(ESU)換算成電磁單位時，它大約能提供18000高斯的磁通密度。這大約等價於一個10磅(4.5kg)重的磁鐵組件所產生的磁通密度。
容性換能器12的這種設計使得揚聲器的設計可以通過應用下述公式而與描述弦和空氣柱振動規律的物理定律相聯繫F=1/2LT/M]]>其中，F＝機械共振基頻L＝長度T＝常值張力M＝質量容性換能器12的主要設計布局提供了寬廣的性能特性。不過從上述公式可以看出，通過改變質量和長度，可以設計出工作在聲音頻譜不同區域的容性換能器。從實際的意義上來說，如同在製作和調試一架鋼琴時那樣，換能器的工作參數也可以通過設計來進行剪裁。
一旦確定了容性換能器12的物理尺寸和形狀之後，則不論它是用作揚聲器還是耳機，前、後區26和32的尺寸都要確定為只復蓋中央區16的面積的75%以下的面積。然後測量或計算容性換能器12的電容量。其容抗要設計得與換能器要重現的頻帶中心頻率相匹配。當容抗用歐姆數來表示時，就可以纏繞輸入變壓器62a，使之與所需的通頻帶相匹配。對於換能器驅動電路60的其餘元件不需要作任何額外的設計變更。
雖然對本發明已經進行了完全詳細的說明，並用附圖作出了圖解，但本發明並不限定於這樣的細節，因為對本發明還可以作出許多變化和修改而不致偏離其精神和範圍。例如，可以容易地設計和製作一個彎曲的容性換能器12。因此上述說明包納了能歸結到權利要求的文字敘述和範圍之內的任何和所有的修改和形式。
權利要求
1.一種電解質揚聲器組件，它包括A、一個帶有極化複合膜片的容性換能器，它進一步包括a、一個中央區，它包括(1)一個具有面向內側的金屬化表面的第一金屬化薄膜，(2)一個其大小可以復蓋上述第一金屬化薄膜的金屬化表面的薄柔性阻擋層，(3)一個具有面向內側的金屬化表面的，其大小可以復蓋上述柔性阻擋層的，並且與上述柔性阻擋層的另一表面緊密接觸的第二金屬化薄膜，(4)一個連接在上述中央區的一端的中央電極，b、一個前區，它包括(1)一個具有柵格狀圖形的，其面積小於上述中央區面積的，並且與上述第一金屬化薄膜的非金屬化表面相緊密接觸的第一塑料間隔板，(2)一個含有許多開孔的，其大小可以復蓋上述第一塑料間隔板的，並且與上述第一塑料間隔板相緊密接觸的第一金屬板，(3)一個與上述第一金屬板的一端相連接的前電極，c、一個後區，它包括(1)一個具有柵格狀圖形的，其面積小於上述中央區面積的，並且與上述第二金屬化薄膜的非金屬化表面相緊密接觸的第二塑料間隔板，(2)一個含有許多開孔的，其大小可以復蓋上述第二塑料間隔板的，並且與上述第二塑料間隔板相緊密接觸的第二金屬板，(3)一個與上述第二金屬板的一端相連接的後電極，d、一個具有可以懸貼上述複合膜片的設施的框架組件，以及B、一個換能器驅動單元，它包括能實現下述功能的裝置a、與上述極化複合膜片相連接，b、向中央電極提供偏置電壓，以及c、向上述前電極和後電極提供一個相似於聲頻信號的交流信號，使上述極化複合膜片以推挽方式被驅動。
2.根據權利要求1的組件，其中上述金屬化薄膜由在薄高分子材料上蒸鍍或澱積一個薄金屬層來製備。
3.根據權利要求2的組件，其中上述高分子材料由聚乙烯對酞酸鹽(PET)所組成。
4.根據權利要求3的組件，其中上述高分子材料是受熱收縮的，使得當該材料粘貼在上述框架組件上並被加熱裝置加熱之後能夠緊繃在上述框架組件上。
5.根據權利要求1的組件，上述柔性阻擋層由均勻塗布在上述第一金屬化薄膜的金屬化表面上的石油凝膠薄層所組成，其後上述第二金屬化薄膜的金屬化表面被放置在凝膠上，形成上述中央區。
6.根據權利要求1的組件，其中上述柔性阻擋層由一塊薄橡膠片組成。
7.根據權利要求1的組件，其中上述塑料間隔板的柵格狀圖形由包圍在一個周邊框架區內的一些細梯形條區組成。
8.根據權利要求7的組件，其中上述塑料間隔板從其長度和寬度量出的面積小於上述中央區面積的75%。
9.根據權利要求8的組件，其中上述塑料間隔板的厚度在0.001英寸在0.009英寸(0.025mm至0.229mm)之間。
10.根據權利要求9的組件，其中上述金屬板的大小做得能使上述金屬板可以用粘結材料直接粘結在各自的上述塑料間隔板的外側表面上並與之緊密接觸。
11.根據權利要求10的組件，其中上述金屬板用鋁做成，並且帶有由規則排列的第一類孔和第二類孔所組成的穿孔圖形。
12.根據權利要求11的組件，其中上述第二類孔的直徑比第一類孔的直徑大。
13.根據權利要求1的組件，其中上述框架組件包括a、一個在其內側已經粘貼了上述第一金屬化薄膜的金屬化表面的外緣的前面部分，以及b、一個在其內側已經粘貼了上述第二金屬化薄膜的金屬化表面的外緣的後面部分，其中兩個框架部分的內側面被相互對準地合在一起，並用結合工具結合，形成上述複合膜片。
14.根據權利要求13的組件，其中當上述金屬化薄膜被分別粘貼到上述框架組件的兩個部分上之後，對整個上述金屬化薄膜進行加熱，使上述金屬化薄膜繃緊。
15.根據權利要求1的組件，其中上述容性換能器經歷一次性的極化和放電循環，以向上述換能器提供永久性的剩餘電荷。
16.根據權利要求15的組件，其中上述剩餘電荷的範圍是200至500VESU。
17.根據權利要求1的組件，其中具有能使上述換能器驅動單元和上述容性換能器連接的上述裝置包括一個附加構件和輸出連接件的組合。
18.根據權利要求1的組件，其中上述換能器驅動單元包括a、一個由輸變壓器組成的輸入電路，輸入變壓器有一個連接在聲頻輸入信號上的輸入線圈和多個次級線圈，次級線圈包括一個向分別位在上述第一和第二金屬板上的前、後電極提供相似聲頻信號的聲頻線圈和一個偏壓線圈，次級線圈還有一個連接到洩漏電阻上的中心抽頭，b、一個全波三倍壓電路，它的輸入連接到上述洩漏電阻，還跨接在上述變壓器的偏壓線圈上，其中上述三倍壓電路產生一個直流偏壓，通過偏壓調節電阻施加到位在上述複合膜片中央區的中央電極上，以及c、一個偏壓穩壓器/電介質洩漏電路，它跨接在上述三倍壓電路的輸入端和輸出端上，它和上述洩漏電阻和上述偏壓調節電阻的聯合作用是保持加在中央電極上的偏置電壓穩定不變。
19.根據權利要求18的組件，其中上述輸入變壓器次級線圈和初級線圈的圈數比是100∶1。
20.根據權利要求19的組件，其中取決於輸入聲頻信號電平的偏置電壓的大小能夠增強上述極化換能器在初始化極化和放電循環期間所予置的剩餘電荷。
21.根據權利要求20的組件，其中偏置電壓在所有時候都是接收到的聲頻信號大小的五倍。
22.根據權利要求18的組件，其中上述偏壓穩壓器/電解質洩漏電路包括a、一個具有一個輸入和一個輸出的次級穩壓部分，b、一個其一端與上述三倍壓電路的輸入端相連，其輸入端與上述三倍壓電路的輸出端相連的電解質消散/穩壓部分，以及c、一個其一端與上述次級穩壓部分的輸出端相連，其另一端與上述三倍壓電路的輸出端相連的初級穩壓部分，其中上述偏壓穩壓器/電解質洩漏電路的進一步作用是使聚積在位於上述第一、第二塑料間隔板和它們各自的第一、第二金屬板之間的JA結上，以及聚積在位於塑料層和第一、第二金屬化薄膜的金屬化表面之間的緊密接觸面處的JB結上的多餘電子洩漏。
23.根據權利要求18的組件，其中通過改變上述中央區的長度和質量並應用下述公式F=1/2LT/M]]>其中F＝機械共振基頻L＝長度T＝常量張力M＝質量可以設計上述容性換能器使其工作在聲音頻譜中的指定範圍，其中當確定了中央區的物理尺寸和形狀之後，將進行以下步驟a、使上述前、後區的面積小於上述中央區面積的75%，b、計算上述容性換能器的容抗，使之與換能器準備重現的頻帶的中心頻率相匹配，以及c、繞制上述輸入變壓器使之與所需的通頻帶相匹配。
24.一種電解質揚聲器組件，它包括A、一個帶有極化複合膜片的容性換能器，該極化複合膜片進一步包括a、一個中央區，它包括(1)一個受熱收縮的，並且有一個面向內側的金屬化表面的第一金屬化薄膜，(2)一個均勻塗布在上述第一金屬化薄膜的金屬化表面上的石油凝膠薄層，(3)一個也是受熱收縮的，並且有一個面向內側的金屬化表面的第二金屬化薄膜，該金屬化表面的大小可以復蓋塗蓋在上述第一金屬化薄膜上的上述石油凝膠薄層，並且該金屬化表面與上述石油凝膠薄層緊密接觸，(4)一個連接在上述中央區下端的中央電極，b、一個前區，它包括(1)一個第一塑料間隔板，它的厚度在0.001英寸至0.009英寸(0.025mm至0.229mm)之間，它具有這樣的柵格狀圖形多個細梯形條被包圍在一個周邊框區之內，它的面積小於上述中央區面積的75%，並且上述間隔板與上述第一金屬化薄膜的非金屬化表面相緊密接觸，(2)一個具有許多開孔的第一金屬板，這些開孔由規則排列的第一類孔和較大的第二類孔所組成，第一金屬板的大小可以復蓋上述第一塑料間隔板，第一金屬板與上述第一塑料間隔板緊密接觸。(3)一個連接在上述第一金屬板下端的前電極，c、一個後區，它包括(1)一個與上述第一塑料間隔板有類似厚度、柵格圖形和面積的第二塑料間隔板，它與上述第二金屬化薄膜的非金屬化表面緊密接觸，(2)一個有類似於上述第一金屬板開孔的多個開孔的第二金屬板，它的大小可以復蓋上述第二塑料間隔板，它與上述第二塑料間隔板緊密接觸，(3)一個連接在上述第二金屬板下端的後電極，d、一個框架組件，它包括(1)一個已經在其內側粘貼了上述第一金屬化薄膜的金屬化表面的外緣的前面部分，其中在粘貼之後對上述薄膜進行加熱，以使上述薄膜收縮並繃緊，(2)一個已經在其內側粘貼了上述第二金屬化薄膜的金屬化表面的外緣的後面部分，該金屬化薄膜也經過了加熱收縮以提供繃緊的配合，其中兩個框架部分的內側面被對準地結合在一起並用結合工具結合，以形成上述複合膜片，此後上述複合膜片受到一次性的極化和放電循環以向上述極化複合膜片提供永久的剩餘電荷，該電荷的範圍是在200至500VESU之間，以及B、一個包括能實現上述功能的裝置的換能器驅動單元a、與上述極化複合膜片相連接，b、提供和調節施加至蠅央電極上的偏置電壓，以及，c、提供相似於聲頻信號的交流信號，把它施加到上述前、後電極上以使上述極化複合膜片以推挽方式被驅動。
全文摘要
一種用來重現寬頻帶聲頻信號的電解質揚聲器組件10，包括一個薄的、非磁性的容性換能器12和一個換能器驅動單元60。換能器12由其兩個表面上分別有前區26和後區32的一個振動中央區16所組成。前區和後區的面積都小於中央區面積的75％，整個複合膜片由框架組件40所夾持。當完成容性換能器12之後，它受到一次性的極化和放電循環，以向換能器提供永久性的剩餘電荷。換能器12由換能器驅動單元60所驅動。驅動單元把聲頻信號耦合到換能器上，提供經過穩壓的偏置電壓，並包含一個電介質洩漏電路。
文檔編號H04R19/02GK1087770SQ9211326
公開日1994年6月8日 申請日期1992年12月2日 優先權日1992年12月2日
發明者麥可·L·德賴弗 申請人:麥可·L·德賴弗