无音箱状态下的低音解决方案 【技术领域】
本发明涉及一种平板扬声器，特别是一款低音薄膜扬声器。
背景技术
平板扬声器的主要特点是振膜平板化，与锥盆扬声器相比，厚度小得多，因此用它组成的音箱就能超薄化和平面艺术化；同时，平板扬声器两侧的声音没有相位差，不仅发声效率高，频率响应的线性度一致，而且不会出现锥盆扬声器的“前气室效应”引起的失真和因反相相位叠加而造成的“空洞”现象；另外，宽频响和宽指向性也是平板扬声器的特点，与锥盆扬声器不同，通常平板扬声器在同一振膜上具有多个连续的谐振点，实现了不同频段的理想衔接，应用中不用分步器，因此避免了因分频器带来的频率失真、相位失真以及与电容、电感特性有关的音质问题等。
但是，现有平板扬声器的振膜都是使用蜂巢板、三明治板和纸浆板等硬性材料制成，以保证它的平板化，这使它通常无法还原频率低于200Hz以下的低音，尤其是频率低于63Hz的超低音，因此，它的声音略显干巴，缺少感染力。
如何解决平板扬声器的低音问题，使它的声音锦上添花，真正实现音响的全频化和超薄化，从而取代现有的大积体的“低音炮”？如何为超薄化的显示设备配上超薄化的音响？这是生活所趋、工作所需，也是市场所急。
【发明内容】
本发明的目的是设计一款低音薄膜扬声器，使其在较小面积上能还原频率低于200Hz以下的低音，尤其是频率低于63Hz的超低音。
为了实现这一目的，可以采用以下的技术方案：本方案的低音薄膜扬声器的基本结构与现有平板扬声器相似，包括激励器(驱动器)、具有平面结构的振膜和悬吊系统三部分。
主要不同之处在于，低音薄膜扬声器的振膜不是使用现有平板扬声器所用的蜂巢板、三明治板和纸浆板等硬性材料制成，而是采用高弹性的塑料薄膜，如PU(是Polyurethane的缩写，中文名为聚氨基甲酸酯简称聚氨酯)等；另外，现有平板扬声器的工作频段在200Hz-20KHz之间，而低音薄膜扬声器的工作频段在20Hz-1KHz之间。
低音薄膜扬声器的振膜呈平面状，可做成圆形、方形或正多边形，由高弹性薄膜在同一平面向四周拉紧后经压膜框固定而成。
振膜用的薄膜，其表面可以是光面的，也可以是雾面或糙面的，后者在指向性和音质方面，比光面表现得好。
低音薄膜扬声器的振膜的口径，通常设计在15英寸以内，以便组成桌面音响和家庭音响。必要时，口径也可以做成15英寸以上。
振膜的口径与所用薄膜的厚度有关，通常厚度小于1毫米，在口径大于15英寸时，也可以使用比1毫米更厚的薄膜。
材料的振动特性、振膜口径的大小、薄膜的厚度和薄膜的松紧度直接影响扬声器的灵敏度S、承载功率P、最低谐振点fo。通常，口径越大，厚度越薄、膜越紧，则灵敏度越高；膜越厚，承载功率越大；口径越大，膜越松，则最低谐振点越低。
振膜的成型过程是：用设备将一块薄膜在同一平面上均匀向四周拉开，使薄膜呈现一定的弹性(这个弹性度将直接影响fo)，用事先的压膜框将膜的四周压入槽内，然后将四周多余的薄膜去除即可。压膜框分为内压膜框和外压膜框两部分，具有相互嵌套的突棱和凹槽。
振膜的中心或临近中心的位置粘在激励器的音圈筒上，与激励器连为一体。
另一个不同之处是，当驱动器较小时，低音薄膜扬声器的悬吊系统是几条高弹性地平衡筋，平衡筋的一端连在激励器上，另一端连在压膜框上。这样激励器就完全悬吊在振膜上，工作时随着振膜一起振动。悬吊系统的作用是确保激励器在工作时沿着垂直于振膜的方向运动而不倾斜，以免脱落或损坏振膜。平衡筋可用与振膜相同的材料，宽度通常小于3厘米；当驱动器较大时，悬吊系统的平衡筋使用刚性材料制成，如金属等，这时驱动器被悬吊系统固定不能运动，振膜的振动完全靠音圈筒来推动。锥盆扬声器作驱动器时，振膜的行程较大，对低音的表现力更强。
与现有平板扬声器相同的是激励器。激励器大体分为磁路系统和振动系统。磁路系统包括上下两个导磁体和一块磁铁；振动系统包括音圈、音圈筒和定位弹簧板。在本发明中，音圈筒将直接与振膜相连。其具体结构与现有平板扬声器相似，这里不再重复。
也可以用一个口径不大的锥形扬声器代替上述激励器来驱动振膜，但必须加长音圈筒的长度，即在原有的基础上增加一个传动杆，它的大小与音圈相当，一端粘在音圈筒上，另一端固定在振膜上。传统必须超出原振膜之外一定的高度，这是为了防止薄膜振膜在工作时与原扬声器的盆架碰撞。这时，悬吊系统就不能用有弹性的平衡筋，而应该用刚性材料如金属等，相当于将原扬声器的盆架延伸到薄膜振膜的框上。
本发明的有益效果是：
低音薄膜扬声器的频响范围在20Hz-1KHz之间，从根本上解决了无音箱状态下的低音，特别是超低音的重放问题，也为音响的超薄化打下了基础，配上现有平板扬声器或现有中高音扬声器(可以不用音箱，音箱主要是针对低音的)，就可以实现从20Hz-20KHz的全音域的完美组合；由于省去了音箱，节省了材料，简化了生产流程，降低了产品的生产成本和运输成本，为用户节约了开支，减小了使用空间；同时，也为视频设备如液晶显示器、MP4等的超薄化提供了配套的超薄音响设备。
下面结合附图和应用实例对低音薄膜扬声器作进一步说明。
【附图说明】
图1是本发明的一个实例的结构剖面示意图。
图2是本发明的另一个实例的结构后视示意图。
图3是本发明的一个实例的结构剖面示意图。
在图1到图3中，11表示外导磁体，12表示磁铁、13表示内导磁体、14表示定位弹簧板、15表示音圈筒、16表示高弹性薄膜、17为外压膜框、18为内压膜框、19表示音圈、20表示平衡筋、21为传动杆。
【具体实施方式】
实例一，如图1和图2所示。本发明的低音薄膜扬声器与现有的平板扬声器一样包括激励器(驱动器)、具有平面结构的振膜和悬吊系统三部分，激励器包括由外导磁体11、磁铁12、内导磁体13组成的磁路系统，和由定位弹簧板14、音圈筒15、音圈19组成的振动系统；振膜包括高弹性薄膜16、内压膜框18、外压膜框17等；悬吊系统主要是几条平衡筋20。
激励器的结构与电动扬声器相似，它是一个“电-磁-力”的转换装置。磁铁12的两极分别与外导磁体11和内导磁体13相连，外导磁体11的中心是导柱，导柱四周与内导磁体13的缝隙处，是磁力线最密集的地区，音圈19通电后，在这里切割磁力线，产生推力使音圈筒15沿轴向运动，将力传递到振膜16，使振膜16振动而发出声音。
振膜16是平面结构，这种结构的最大特点是，膜的两侧的声音是同相的，因此，即使没有音箱，也不会出现声音叠加而引起的“空洞”现象，而且声音的指向性不明显，即具有全方位的传播特点。
振膜16可用薄膜材料，如PU，向四周拉开后，嵌入内压膜框18和外压膜框17的槽内，固定后，将多余的边料去除即可。然后，用胶将激励器的线圈支架15粘在振膜16的中心处或临近中心处。
若采用口径为8英寸，厚度为0.35毫米的PU膜，通常可以做到最低谐振点fo为70Hz左右。
平衡筋20的主要作用是保证激励器沿着轴向运动，同样可用PU薄膜这种材料，宽度小于3厘米，横跨激励器后两端固定，最后在平衡筋20与激励器相交处，即外导磁体11的外部涂上胶水，粘牢即可。
实例二。如图3所示，这是用一个锥盆扬声器作为激励器的低音薄膜扬声器的实施应用案例。与平板扬声器不同，锥盆扬声器的音圈19和音圈筒15的行程较大，对低音的表现力更强，因此，为防止在大行程时，激励器与振膜16发生碰撞，必须在原有音圈筒15的基础上，增加一个较长的传动杆21，通过它将激励器与振膜16连在一起。
由于锥盆扬声器体积和重量均较大，平衡筋20就不能用弹性薄膜，而要改用刚性材料如金属等。
实例三。低音薄膜扬声器在2.1音响中的应用。用低音薄膜扬声器用为低音单元，两侧用另外两个平板扬声器或其它小型中高音扬声器作为中高音单元，将它们整合在同一块面板上就形成了一体化的2.1结构的音响，这种音响的特点是不用音箱，不但能还原中高音，也能全面还原低频效果，特别是频率小于200Hz的低音。这样，一体化结构不仅实现了音响的超薄化，也简化了生产流程，方便使用。
综上所述，低音薄膜扬声器是一款用高弹性薄膜作为振膜的低音扬声器，不用音箱也能还原频率范围在200Hz以下的声音，特别是63Hz以下的超低音。这是音响超薄化的必要前提。