录音传声器后极板及录音传声器的制作方法

1.本技术涉及声电转换技术领域，尤其涉及一种录音传声器后极板及录音传声器。


背景技术：

2.传声器是电声系统中必不可少的输入设备，根据应用场景的不同，传声器可分为录音传声器和测量传声器。其中，录音传声器是主要用于录制音乐、人声等，其与测量传声器的用途有着本质性的差别，测量的目的是真实的还原事物本身的属性，而录音传声器则向用户提供“悦耳、动听”的声音，其主要作用并不是越真实的还原原声越好。
3.电容传声器是一种可用于录音场景的传声器，其包括两个极板，其中一个极板为膜片，另外一个极板为后极板。当声音信号作用于膜片上时，膜片发生受迫振动，从而改变膜片与后极板之间的距离，引起两个极板之间的电容发生变化，在极化电路的作用，将声音信号转化为电信号。在相关技术的电容传声器中，当膜片处于静止状态时，膜片与后极板朝向膜片的表面相平行，当大声压声音信号作用于膜片上时，在极化电压的作用下，膜片朝向后极板运动，二者无限接近，极易吸附在一起，导致传声器瞬间无灵。


技术实现要素：

4.为了减少膜片在大声压声音信号的作用下与后极板吸附的情况发生，本技术提供一种录音传声器后极板及录音传声器。
5.第一方面，本技术提供的一种录音传声器后极板采用如下的技术方案：一种录音传声器后极板，所述后极板朝向膜片的表面为向远离膜片的方向凹陷的球形面。
6.通过采用上述技术方案，能够提高录音传声器的吸膜电压，减少膜片在大声压级声音信号的作用下与后极板吸附的情况发生。
7.可选的，所述球形面的弦长与膜片振动范围的直径相等；所述球形面的中心最大深度大于等于膜片中心的最大振幅。
8.通过采用上述技术方案，能够提高录音传声器的吸膜电压并提高音质。
9.可选的，所述球形面采用激光加工工艺形成。
10.通过采用上述技术方案，能够提高球形面的加工高精度。
11.第二方面，本技术提供的一种录音传声器采用如下的技术方案：一种录音传声器，包括前述的录音传声器后极板以及位于后极板的球形面一侧的膜片。
12.综上所述，本技术提供的录音传声器后极板及录音传声器，能够有效提升录音传声器的可承受最大声压级，减少膜片在大声压级信号的作用下与后极板吸附的情况发生。
附图说明
13.图1是后极板结构及膜片与后极板位置关系示意图；
图2是膜片理想振动模态示意图。
具体实施方式
14.以下结合附图1
‑
2对本技术作进一步详细说明。
15.参照图1，本技术实施例公开了一种录音传声器后极板，后极板采用相关技术中已有的铜等金属材料制作。由于膜片在振动过程中可以理想化为抛物线形状，因此，可以将后极板朝向膜片的表面设置为向远离膜片的方向凹陷的球形面，从而为提供一定的振动间隙，降低膜片与后极板吸附的情况发生。球形面可以采用激光加工等工艺进行加工，从而保证球形面具有良好的加工精度。
16.在本技术中，为了使膜片在振动过程中与球形面具有较好的匹配度，球形面的弦长l设置为后极板的半径r1的2倍。后极板的半径r1设置为与膜片的振动区域的半径r2相等。
17.在本技术中，球形面的中心最大深度采用以下方式确定：参照图2，根据膜片的振动模态，在理想情况下，膜片中心离开平衡位置的位移
u
与膜片振动时的恢复力f1的关系为：f1＝
‑
2πr2tsinα式中，t为膜片的边缘张力，α为边缘张力t与膜片静止时直径的夹角。
18.由于膜片的振幅为微小振幅，因此有则有根据录音传声器的性能要求及膜片的材料属性，可计算得到膜片在最大振幅情况下的恢复力f1以及边缘张力t。由此，膜片的最大振幅为：此处，将球形面的中心最大深度h设定为大于等于膜片的最大振幅u，膜片的最大振幅u与录音传声器所应用场景的声压级相关。根据录音传声器的特性，随着球形面的深度增加，膜片处于大声压级条件下发生振动时与后极板之间的电容随之增大，从而使得传声器的灵敏度随之提高。
19.在本技术中，以膜片的振动范围直径为28mm为例，则有膜片在某一谐振频率的大声压级信号受迫振动下的中心最大振幅为45μm。当球形面的中心最大深度h为45μm时，膜片的中心在达到最大振幅时恰好与球形面相平行，在球形面中心最大深度大于45μm时，膜片在达到最大振幅时与后极板仍然保持间隙，从而降低膜片与后极板吸附的情况发生。
20.在传统结构的录音传声器中，为了使膜片能够自由振动，通常需要在后极板和膜片之间设置40
‑
45μm厚的聚酯垫片。在本技术中，通过激光加工工艺，直接在后极板上加工出球形面，由此无需使用垫片，简化了录音传声器的整体结构，提高了组装效率。而且，在传统的录音传声器中，垫片的加工精度一般为45
±
2μm，而通过激光加工工艺形成的球形面的加工精度可以达到45
±
0.5μm，由此可以提高同种产品录音传声器输出的一致性，并且能够提高录音传声器输出的稳定性，提高音质。
21.表一为球形面的中心最大深度为45μm时，在相同的信噪比、不同的谐振频率条件下测试得到的对应的吸膜电压数据。
22.表一球形面后极录音传声器吸膜电压测试数据谐振频率(hz)电容(pf)吸膜电压(v)绝缘阻抗(ω)90077.31154.7t1200811354.7t1400851354.7t由表一可知，在1200hz和1400hz的谐振频率下，吸膜电压达到了135v。
23.参见表二，在振动范围直径为28mm的情况下，当膜片与普通的平面后极板相配合时，其吸膜电压和释放电压的测试数据为：表二平面后极板录音传声器吸膜电压和释放电压测试数据表二平面后极板录音传声器吸膜电压和释放电压测试数据通过对比可知，在相同的高声压级信号作用下，采用普通的平面后极板时，吸膜电压最高不超过125v。
24.参见表三，在膜片振动范围直径为28mm的情况下，膜片与球形面后极板和平面后极板配合时的性能参数对比数据为：表三球形面后极板与平面后极板录音传声器性能参数对比数据参数球形面后极板平面后极板极化电压120v60v灵敏度
‑
23.4db
‑
32.5db噪声1.8mv/
‑
115.4db a1.4mv/
‑
117.4db a等效噪声级2.3db a9.4db amax in3.4v3.6vmax out3.0v3.2v放大倍数0.890.89测试电容83pf83pf通过表三数据对比可知，在录音传声器的其他部件参数不变的情况下，当录音传声器采用球形面后极板时，相比于平面后极板，录音传声器的极化电压由60v提高到120v后，录音传声器不仅未发生吸膜，而且等效噪声级由9.4db a降低至2.3db a，有效提高了录音传声器的音质。
25.本技术还公开一种录音传声器，采用前述的具有球形面的后极板，在后极板的球形面一侧设置有膜片。
26.本技术提供的录音传声器后极板，通过将靠近膜片一侧的表面设置为球形面，提高了录音传声器的吸膜电压，能够降低录音传声器在大声压级信号的作用下膜片与后基板吸附导致无灵的情况发生。同时，采用本技术后极板的录音传声器具有等效噪声级低、音质
好的优点。
27.以上为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。