驻极体电容传声器论文和设计-郑虎鸣

全文摘要

本实用新型涉及一种驻极体电容传声器，包括有外壳和安装于外壳内的驻极体式可变电容器、ASIC放大器，ASIC放大器是装设于PCB板，PCB板设输出端；所述驻极体式可变电容器电连接于ASIC放大器，ASIC放大器电连接于PCB板上的输出端；其有效降低噪声系数，保证有效声音的正常传送。

主设计要求

1.一种驻极体电容传声器，其特征在于：包括有外壳和安装于外壳内的驻极体式可变电容器、ASIC放大器，其中，ASIC放大器是装设于一PCB板上，在PCB板上设置有输出端；所述驻极体式可变电容器电连接于ASIC放大器，ASIC放大器电连接于PCB板上的输出端。

设计方案

2.根据权利要求1所述的驻极体电容传声器，其特征在于：所述ASIC放大器为绑定于PCB板上的集成芯片。

3.根据权利要求1所述的驻极体电容传声器，其特征在于：所述驻极体式可变电容器通过导电件电连接于ASIC放大器，所述导电件装设于外壳内，所述导电件包括分体设置的第一弹簧、第二弹簧和接触电极，第一弹簧的两端分别连接驻极体式可变电容器和接触电极，所述第二弹簧的两端分别连接PCB板和接触电极，且，ASIC放大器和第二弹簧电性连接。

4.根据权利要求1所述的驻极体电容传声器，其特征在于：所述驻极体式可变电容器包括背极板、绝缘环形垫片和可上下振动的振膜组件，所述背极板上具有驻极体层；所述外壳的内部具有一端开口的安装腔，所述振膜组件、绝缘环形垫片及背极板均自开口处装入安装腔内，所述PCB板装设于安装腔内且遮覆于开口处；所述绝缘环形垫片夹设于振膜组件和背极板之间以将振膜组件和背极板隔开形成用于收集声音的音腔。

5.根据权利要求4所述的驻极体电容传声器，其特征在于：还包括有装设于安装腔内的背极座，所述背极座设置于PCB板与绝缘环形垫片之间，所述背极座具有背极板安装位，所述背极板装设于背极板安装位，所述绝缘环形垫片被压设于背极座、振膜组件之间。

6.根据权利要求5所述的驻极体电容传声器，其特征在于：所述背极板设置有第一出音孔，所述背极座设置有第二出音孔，所述第一出音孔、第二出音孔相贯通，且，所述第一出音孔和\/或第二出音孔设置有阻尼片。

7.根据权利要求1所述的驻极体电容传声器，其特征在于：所述PCB板还设置有电荷泵和稳压器，所述驻极体式可变电容器的一端分别电连接电荷泵的一端和稳压器的一端，电荷泵的一端和稳压器的一端均接地，稳压器的一端还通过第一电容接地，电荷泵的另一端连接稳压器，稳压器的另一端连接ASIC放大器，PCB板上的输出端和驻极体式可变电容器的另一端均接地；所述PCB板的输出端还电连接有第二电容、电阻、运算放大器。

8.根据权利要求2所述的驻极体电容传声器，其特征在于：所述ASIC放大器为模拟芯片或数字芯片。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种驻极体电容传声器技术领域，尤其是指一种驻极体电容传声器。

背景技术

现有的驻极体电容传声器（简称ECM）中，一般包括振膜组件、背极板和PCB板，PCB板连接有场效应管。当振膜组件遇到声波振动时，引起电容的电场发生变化，从而产生随声波变化而变化的交变电压。现有的驻极体电容传声器是将PCB板的场效应管的栅极直接与背极板连接，噪声系数大，很难保证有效声音的正常传送。

因此，本实用新型专利申请中，申请人精心研究了一种驻极体电容传声器来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术所存在不足，主要目的在于提供一种驻极体电容传声器，其利用ASIC放大器代替了现有的场效应管，有效降低噪声系数，保证有效声音的正常传送。

为实现上述之目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种驻极体电容传声器，包括有外壳和安装于外壳内的驻极体式可变电容器、ASIC放大器，其中，ASIC放大器是装设于一PCB板上，在PCB板上设置有输出端；所述驻极体式可变电容器电连接于ASIC放大器，ASIC放大器电连接于PCB板上的输出端。

作为一种优选方案，所述ASIC放大器为绑定于PCB板上的集成芯片。

作为一种优选方案，所述驻极体式可变电容器通过导电件电连接于ASIC放大器，所述导电件装设于外壳内，所述导电件包括分体设置的第一弹簧、第二弹簧和接触电极，第一弹簧的两端分别连接驻极体式可变电容器和接触电极，所述第二弹簧的两端分别连接PCB板和接触电极，且，ASIC放大器和第二弹簧电性连接。

作为一种优选方案，所述驻极体式可变电容器包括背极板、绝缘环形垫片和可上下振动的振膜组件，所述背极板上具有驻极体层；所述外壳的内部具有一端开口的安装腔，所述振膜组件、绝缘环形垫片及背极板均自开口处装入安装腔内，所述PCB板装设于安装腔内且遮覆于开口处；所述绝缘环形垫片夹设于振膜组件和背极板之间以将振膜组件和背极板隔开形成用于收集声音的音腔。

作为一种优选方案，还包括有装设于安装腔内的背极座，所述背极座设置于PCB板与绝缘环形垫片之间，所述背极座具有背极板安装位，所述背极板装设于背极板安装位，所述绝缘环形垫片被压设于背极座、振膜组件之间。

作为一种优选方案，所述背极板设置有第一出音孔，所述背极座设置有第二出音孔，所述第一出音孔、第二出音孔相贯通，且，所述第一出音孔和\/或第二出音孔设置有阻尼片。

作为一种优选方案，所述PCB板还设置有电荷泵和稳压器，所述驻极体式可变电容器的一端分别电连接电荷泵的一端和稳压器的一端，电荷泵的一端和稳压器的一端均接地，稳压器的一端还通过第一电容接地，电荷泵的另一端连接稳压器，稳压器的另一端连接ASIC放大器，PCB板上的输出端和驻极体式可变电容器的另一端均接地；所述PCB板的输出端还电连接有第二电容、电阻、运算放大器。

作为一种优选方案，所述ASIC放大器为模拟芯片或数字芯片。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言：其主要是利用ASIC放大器代替了现有的场效应管，有效降低噪声系数，保证有效声音的正常传送；

其次是，通过ASIC放大器采用COB工艺绑定在PCB板上，确保ASIC放大器在使用过程中的稳定性和可靠性，而且，工艺流程简便和制程效率较高，加工成本较低；

以及，整体结构设计巧妙合理，各零件之间组装方便和牢固，确保了整体的运行的可靠性和稳定性。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型之实施例的立体组装结构示意图；

图2是本实用新型之实施例的另一角度立体组装结构示意图；

图3是本实用新型之实施例的分解结构示意图；

图4是本实用新型之实施例的另一角度分解结构示意图；

图5是本实用新型之实施例的截面结构示意图；

图6是本实用新型之实施例的信号传输原理框图；

图7是本实用新型之实施例的电路原理图。

附图标号说明：

10、外壳 11、安装腔

12、第四出音孔 20、背极板

21、第一出音孔 30、绝缘环形垫片

40、PCB板 401、输出端

41、ASIC放大器 411、信号放大模块

412、滤波模块 50、阻尼片

60、背极座 61、背极板安装位

62、阻尼片安装位 63、第一弹簧安装槽

64、第二弹簧安装槽 65、第二出音孔

66、环形凹槽

70、振膜组件 80、导电件

81、第一弹簧 82、第二弹簧

83、接触电极 91、声音信号

92、电信号 93、防尘网

94、第三出音孔 95、卷曲部

100、驻极体式可变电容器 101、电荷泵

102、稳压器。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步描述。

如图1至图7所述，一种驻极体电容传声器，包括有外壳10和安装于外壳10内的驻极体式可变电容器100、ASIC放大器41、防尘网93，其中，ASIC放大器41是装设于一PCB板40上，在PCB板40上设置有输出端401；所述驻极体式可变电容器100电连接于ASIC放大器41，ASIC放大器41电连接于PCB板40上的输出端401。所述ASIC放大器41为绑定于PCB板40上的集成芯片，优选地，所述ASIC放大器为模拟芯片或数字芯片。

如图7所述，所述PCB板40还设置有电荷泵101和稳压器102，所述驻极体式可变电容器100的一端分别电连接电荷泵101的一端和稳压器102的一端，电荷泵101的一端和稳压器102的一端均接地，稳压器102的一端还通过第一电容接地，电荷泵101的另一端连接稳压器102，稳压器102的另一端连接ASIC放大器41，PCB板40上的输出端401和驻极体式可变电容器100的另一端均接地。所述PCB板40的输出端401还电连接有第二电容、电阻、运算放大器。

所述驻极体式可变电容器100包括背极板20、绝缘环形垫片30、可上下振动的振膜组件70，所述背极板20上具有驻极体层，所述外壳10的内部具有一端开口的安装腔11，优选地，安装腔11的开口向下。还包括有装设于下述安装腔11内的背极座60，所述振膜组件70、绝缘环形垫片30、背极板20、防尘网93均自开口处装入安装腔11内，所述PCB板40装设于安装腔11内且遮覆于开口处；

所述绝缘环形垫片30夹设于振膜组件70和背极板20之间以将振膜组件70和背极板20隔开形成用于收集声音的音腔，所述防尘网93设置在振膜组件70的上方且遮覆前述第四出音孔12，可防止灰尘由第四出音孔12进入传声器内部，该防尘网93选用金属材料，采取微孔进声设计，即可满足音头防水、防尘功能，同时有兼顾到屏蔽功能，可显著提升屏蔽效果。

所述背极座60设置于PCB板40与绝缘环形垫片30之间，优选地，所述背极座60设置于PCB板40的上方。所述PCB板40上设有第三出音孔94。所述背极座60具有背极板安装位61、阻尼片安装位62、第一弹簧安装槽63和第二弹簧安装槽64，所述第一弹簧安装槽63和第二弹簧安装槽64位于背极座60的中心位置，所述第一弹簧安装槽63位于第二弹簧安装槽64的上方且第一弹簧安装槽63连通第二弹簧安装槽64；所述阻尼片安装位62设置于第一弹簧安装槽63的外围，所述背极板安装位61设置于阻尼片安装位62的外围；所述背极板20装设于背极板安装位61，所述绝缘环形垫片30被压设于背极座60、振膜组件70之间。

所述背极板20设置有第一出音孔21，所述背极座60设置有第二出音孔65，所述第一出音孔21、第二出音孔65相贯通，且，所述第一出音孔21和\/或第二出音孔65设置有阻尼片50，优选地，第一出音孔21通过阻尼片安装位62连通第二出音孔65。

在本实施例中，所述背极座60的下端面往上凹设有环形凹槽66，所述环形凹槽66位于第二弹簧安装槽64的外围。所述ASIC放大器41设置于PCB板40的上端面且ASIC放大器41位于环形凹槽66内。

所述导电件80的上、下端分别连接于背极板20和ASIC放大器41，所述PCB板40具有输出端401，所述输出端401电连接于ASIC放大器41。在本实施例中，所述ASIC放大器41具有信号放大模块411和滤波模块412，所述信号放大模块411分别连接导电件80和滤波模块412，所述滤波模块412电连接于PCB板40的输出端401。

在本实施例中，所述驻极体式可变电容器100通过导电件电连接于ASIC放大器41，所述导电件80装设于外壳10内，所述导电件80包括分体设置的第一弹簧81、第二弹簧82和接触电极83，背极座60具有第一弹簧安装槽63和第二弹簧安装槽64，所述第一弹簧安装槽63位于第二弹簧安装槽64的上方且第一弹簧安装槽63连通第二弹簧安装槽64；

所述接触电极83装设于第二弹簧安装槽64内且伸入第一弹簧安装槽63内，所述第一弹簧81装设于第一弹簧安装槽63内且第一弹簧81的两端分别连接驻极体式可变电容器100和接触电极83，具体而言，第一弹簧81的两端分别连接背极板20和接触电极83，所述第二弹簧82装设于第二弹簧安装槽64内且第二弹簧82的两端分别连接PCB板40和接触电极83，且，ASIC放大器41和第二弹簧82电性连接。

一种驻极体电容传声器的制作方法，包括有如下步骤：

（1）准备步骤：准备外壳10、驻极体式可变电容器100、ASIC放大器41，其中，ASIC放大器41是采用COB工艺绑定在PCB板40上；

（2）组装步骤：先将驻极体式可变电容器100装入外壳内，再将ASIC放大器41连同PCB板40一起装入外壳10内，并将ASIC放大器41、驻极体式可变电容器100形成电性连接。

在本实施例中，所述准备步骤中，先于PCB板40上滴粘接胶，将ASIC放大器41粘贴于PCB板40，然后打线连接ASIC放大器41的接线端和PCB板40上的线路焊盘上，打线完成后在PCB板40上封胶，最后烘烤固化。

需要说明的是，PCB板40上滴粘接胶前需要对PCB板40进行清洁，清洗后的PCB板40仍有油污或氧化层等不洁部分用皮擦试帮定位或测试针位对擦拭的PCB板40要用毛刷刷干净或用气枪吹净方可流入下一工序。对于防静电严格的产品要用离子吹尘机。清洁的目的的为了把PCB板40邦线焊盘上的灰尘和油污等清除干净以提高绑定的品质。

滴粘接胶的目的是为了防止产品在传递和邦线过程中ASIC放大器 41脱落。在COB工序中通常采用针式转移和压力注射法；其中，针式转移法为用针从容器里取一小滴粘剂点涂在PCB板40上，这是一种非常迅速的点胶方法；压力注射法为将胶装入注射器内，施加一定的气压将胶挤出来，胶点的大小由注射器喷口口径的大小及加压时间和压力大小决定与与粘度有关。此工艺一般用在滴粘机或DIE BOND自动设备上。胶滴的尺寸与高度取决于ASIC放大器 41的类型、尺寸和重量而定。尺寸和重量大的ASIC放大器 41所需胶滴量大一些，也不宜过大以保证足够的粘度为准，同时粘接胶不能污染邦线焊盘。优选地，粘接胶采用红胶。

将ASIC放大器 41粘贴于PCB板40的过程中，要求真空吸笔（吸咀）材质硬度要小（也有采用棉签粘贴）。吸咀的直径根据ASIC放大器 41大小而定，咀尖必须平整以免刮伤ASIC放大器 41表面。在粘贴时须检查ASIC放大器 41与PCB板40的型号，粘贴方向是否正确。

ASIC放大器 41粘贴到到PCB板40上必须做到“平稳正”，其中：“平”就是指ASIC放大器 41与PCB板40平行贴紧无虚位；“稳”是ASIC放大器 41与PCB板40在整个流程中不易脱落；“正”是指ASIC放大器 41与PCB板40预留位正贴，不可偏扭。需要注意ASIC放大器 41的方向不得有贴反向之现象出现。

封胶采用的是黑胶，黑胶应完全盖住绑定ASIC放大器 41的铝线，不可有露丝现象，如有漏胶应用布条即时擦拭掉。在整个滴胶过程中针咀或毛签都不可碰到ASIC放大器41及绑定好的线。烘干后的黑胶表面不得有气孔，及黑胶未固化现象。黑胶高度不超过1.8MM为宜，特别要求的应小于1.5MM。封胶时预热板温度及烘干温度都应严格控制。封胶方法通常也采用针式转移法和压力注射法。有些也用滴胶机，但其成本较高和效率低下。通常都采用棉签和针筒滴胶，但对操作人员要有熟练的操作能力及严格的工艺要求。如果碰坏芯片再返修就会非常困难。

因在绑定过程中会出现一些如断线，卷线，假焊等不良现象的而导致ASIC放大器41故障，所以芯片级封装都要进行性能检测。根据检测方式可分为非接触式检测（检查）方式和接触式检测（测试）方式两大类，非接触式检测方式已经从人工目测发展到自动光学图像分析（AOI）及X射分析，从外观电路图形检查发展到内层焊点质量检查，并从单独的检查向质量监控和缺陷修补相结合的方向发展。

虽然绑定机装有自动焊线质量检测功能（BQM），但是绑定机自动焊线质量检测功能主要采用设计规则检测（DRC）和图形识别两种方法。DRC是按照一些给定的规则如熔点小于线径的多少或大于多少一些设定标准来检查焊线质量。图形识别法是将储存的数字化图像与实际工作进行比较。但这两者都受工艺控制，工艺规程，参数更改等方面影响。具体采用哪一种方法应根据各生产线具体条件，以及产品而定。但无论具备什么条件，目视检验是基本检测方法。

所述准备步骤中，还准备背极座60，所述背极座60具有背极板安装位61、阻尼片安装位62、第一弹簧安装槽63和第二弹簧安装槽64，所述驻极体式可变电容器100包括背极板20、绝缘环形垫片30和可上下振动的振膜组件70，所述外壳10具有一端开口的安装腔11，安装腔11的开口向下；

所述组装步骤中，将外壳10倒置后，在外壳10的安装腔11内依次安装振膜组件20、绝缘环形垫片30和背极板20，所述背极板20对应背极板安装位61形成定位，接着将PCB板40装设于安装腔11内且PCB板40遮覆于开口处。

在本实施例中，所述驻极体式可变电容器100通过导电件电连接于ASIC放大器41，所述导电件80装设于外壳10内，所述导电件80包括分体设置的第一弹簧81、第二弹簧82和接触电极83；

在组装步骤中，先将接触电极83装设于第二弹簧安装槽64内且伸入第一弹簧安装槽63内，将所述第一弹簧81装设于背极座60的第一弹簧安装槽63内，第一弹簧81的一端连接接触电极83，接着将背极座60、接触电极83和第一弹簧81共同装设于外壳10的安装腔11内，所述背极板20对应背极板安装位61形成定位，第一弹簧81的另一端连接背极板20并将背极板20往下压，使得背极板20、绝缘环形垫片30和振膜组件70紧密接触；

然后将第二弹簧82装设于第二弹簧安装槽64内后将PCB板40装设于外壳10的安装腔11内，第二弹簧82的两端分别电连接PCB板40和接触电极83，最后将外壳10的上端周缘向内弯曲形成卷曲部95，最后将外壳10的上端周缘向内弯曲形成卷曲部95，使得PCB板40、导电件80、背极板20、绝缘环形垫片30和振膜组件70固定于外壳10内。

接下来大致简述下工作原理：由一个固定电极板（背极板20）和一个活动电极板(振膜组件70)及绝缘环形垫片30构成一个以空气为介质的平板电容器，而且是一个可变电容器。对驻极体材料充电建立起内电场。由静电学可知，对于平板电容器有如下的关系式：V=Q\/C；C=ε•S\/d（其中V：电压；Q：电荷量；C：静电容量；ε：介电系数；S：电极的面积；d：电极之间的距离）。当振膜组件70受到声音信号91的作用时，振膜组件70产生振动，从而改变了振膜组件70与背极板20之间的距离，产生了一个Δd的变化。由公式可知，Δd变化产生了一个ΔC的变化，因为充电电荷是固定不变的，所以ΔC的变化又产生了一个ΔV的变化。这样初步完成了一个由声音信号91到电信号92的转换。

由于可变电容容抗很高，转换的电信号92无法直接传送到后端PCB板40上的电路使用，因此，初步得到的电信号92经过接导电件80（导电胶包括有分体设置的第一弹簧81、第二弹簧82和接触电极83）传导到PCB板40上ASIC放大器 41的信号输入端口，经过ASIC放大器 41内部集成的信号放大模块411和滤波模块412处理后，然后通过PCB板40的输出端401输出已经被放大了的干净且有用的电信号92，供客户端下一级放大电路使用。

本实用新型设计要点在于，其主要是利用ASIC放大器代替了现有的场效应管，有效降低噪声系数，保证有效声音的正常传送；

其次是，通过导电件的具体设计，在背极板和PCB板之间釆取弹性连接，一方面保证两者之间安装牢固，另一方面避免了使用导线对电信号的衰减与干扰，减小接触电阻，有效提高信号输出效能；

以及，整体结构设计巧妙合理，各零件之间组装方便和牢固，确保了整体的运行的可靠性和稳定性。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

设计图

驻极体电容传声器论文和设计

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主设计要求

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设计说明书

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