ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА Российский патент 2009 года по МПК H04R1/02 

Область техники

Настоящее изобретение касается преобразователя для воспроизведения звука, соединенного с печатной схемой, и терминала, содержащего такой преобразователь.

Одной из не эксклюзивных областей применения изобретения является область мобильных терминалов радиосвязи.

Предшествующий уровень техники

В настоящее время конструкторы мобильных терминалов радиосвязи абонентских пультов стремятся к максимальной миниатюризации этих терминалов при сохранении их оптимальной функциональной эргономичности.

Стремление к оптимизации размера терминалов, один из которых показан на фиг.1, заставило конструкторов вести поиск возможности уменьшения толщины терминалов.

Мобильный терминал содержит корпус 10, в котором размещены различные элементы, например батарея 20, клавиатура 30, дисплей 40 и преобразователь 60 для воспроизведения звука, соединенные с печатной схемой 50.

Преобразователь для воспроизведения звука или звуковой преобразователь 60 предназначен для преобразования получаемых им электрических сигналов в акустические волны и наоборот.

Звуковой преобразователь 60 может выполнять несколько функций, таких как функции наушника, громкоговорителя, звонка и вибратора.

Наушник в основном предназначен для размещения вблизи уха пользователя по время связи, звонок позволяет предупредить пользователя о входящем вызове или о любом другом действии, громкоговоритель позволяет преобразовать звук в более громкий для применения в комплекте громкой связи «hands-free» (свободные руки) или в звонках и вибратор позволяет скрытно предупреждать пользователя о входящем вызове при помощи вибрации в наушнике.

Для воспроизведения акустических волн звуковой преобразователь 60 содержит две отдельных полости, представляющих собой переднюю акустическую полость 61 и заднюю акустическую полость 62, форма и размеры которых должны обеспечивать звуковое воспроизведение достаточного качества для соответствующего варианта применения преобразователя.

Это звуковое воспроизведение реализуется за счет колебаний диафрагмы, которая будет подробнее описана ниже со ссылкой на фиг.3.

Кроме того, для выполнения функции наушника требуется компонент меньшего размера, чем для функций громкоговорителя и звонка, которые должны воспроизводить звук большей громкости. Таким образом, объем, занимаемый звуковым преобразователем 60, не может быть меньше определенного предела, требуемого для выполнения функции громкоговорителя.

Однако современной тенденцией является сокращение размера и, в частности, толщины терминалов.

Так, задняя акустическая полость 62 звукового преобразователя 60 современных терминалов имеет объем недостаточного размера, и пространство между задней стороной преобразователя и печатной схемой является слишком незначительным, чтобы обеспечить звуковое разрешение удовлетворительного качества.

Когда пространство между задней стороной преобразователя и печатной схемой имеет толщину менее 1 мм, в диафрагме звукового преобразователя 60 происходит нежелательное затухание колебаний.

Поскольку эти колебания служат для генерирования звука, то в результате снижается качество звукового воспроизведения.

Изложение существа изобретения

Технической задачей настоящего изобретения является создание звукового преобразователя, обеспечивающего удовлетворительное качество звукового воспроизведения, несмотря на то, что его задняя сторона находится очень близко от другого компонента терминала.

Поставленная задача согласно настоящему изобретению решена путем создания преобразователя для воспроизведения звука, соединенного с печатной схемой, при этом преобразователь имеет форму полого цилиндра, цилиндрическая стенка которого образует две круглые стороны, противоположные друг другу, и ограничена плоскими передней стороной и задней стороной, при этом преобразователь содержит, по меньшей мере, одну диафрагму, позволяющую преобразовать электрические сигналы в акустические волны и наоборот, причем диафрагма представляет собой круглую мембрану, параллельную передней и задней сторонам преобразователя, и ограничивает две отдельные полости в преобразователе:

первую полость, ограниченную с одной стороны круглой стороной преобразователя и с другой стороны диафрагмой и образующую переднюю акустическую полость,

вторую полость, ограниченную с одной стороны круглой стороной преобразователя и с другой стороны диафрагмой и образующую заднюю акустическую полость,

указанный преобразователь характеризуется тем, что цилиндрическая стенка преобразователя содержит, по меньшей мере, одно отверстие.

Таким образом, настоящее изобретение позволяет облегчить прохождение воздуха в задней части преобразователя и обеспечивает удовлетворительное качество акустики при использовании преобразователя.

В одном варианте выполнения отверстие образует проход в заднюю акустическую полость преобразователя.

В другом варианте выполнения круглая стенка преобразователя содержит, по меньшей мере, одно отверстие.

Другим объектом настоящего изобретения является терминал радиосвязи, содержащий указанный выше преобразователь звукового воспроизведения.

Краткое описание чертежей

Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания предпочтительного варианта выполнения изобретения, приведенного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 изображает поперечный разрез известного терминала радиосвязи с его основными компонентами;

Фиг.2 - общий вид звукового преобразователя в разобранном виде, находящегося между печатной схемой и корпусом терминала, согласно изобретению;

Фиг.3 - продольный разрез звукового преобразователя по линии III-III на фиг.2 согласно изобретению.

Описание предпочтительного варианта воплощения

В дальнейшем настоящее изобретение будет описано в связи с применением в радиотелефонах и мобильных телефонах.

Как правило, оно может применяться для любых типов приемо-передающих радиоустройств, например в портативных рациях, персональных цифровых коммуникаторах (PDA) или портативных компьютерах.

Как показано на фиг.2, преобразователь имеет форму полого цилиндра, цилиндрическая наружная стенка 66 которого ограничена двумя противоположными круглыми сторонами, т.е., по существу, плоской передней стороной 66с и задней стороной 66d.

Эти стороны 66с, 66d (фиг.3) по существу параллельны между собой.

Передняя круглая сторона 66с является передней стороной 63а преобразователя 60, задняя круглая сторона 66d является задней стороной 63b преобразователя 60.

Диафрагма 64 преобразователя 60, более точно определенная ниже, расположена между двумя круглыми сторонами, передней 66с и задней 66d, и по существу параллельно им, примерно на половине высоты наружной стенки преобразователя 60.

Чтобы обеспечить работу преобразователя 60, его диафрагма 64 должна вибрировать, и, следовательно, воздух должен проходить между преобразователем 60 и корпусом 10 терминала.

Для этого задняя акустическая полость 62, ограниченная между задней круглой стороной 66d и диафрагмой 64, обычно содержит отверстия 70а, 70b, 70c, выполненные на задней стороне 66d.

Эти отверстия 70а, 70b, 70c могут иметь разную форму и размеры.

Например, одно по существу круглое отверстие 70b выполнено в центре задней круглой стороны 66d, и его радиус составляет примерно одну треть от радиуса задней круглой стороны 66d.

По существу круглые отверстия 70а и 70с находятся ближе к периферии круглой стороны 66d, и их радиус составляет около одной десятой части от радиуса круглой стороны 66d.

Таким образом, воздух может проходить через эти отверстия в заднюю часть преобразователя 60.

Однако в силу требований по миниатюризации терминала задняя акустическая полость 62 звукового преобразователя имеет слишком незначительный объем, и задняя круглая сторона 66d (фиг.2) преобразователя находится слишком близко от передней стороны 51 печатной схемы 50.

Преобразователь 60 в соответствии с настоящим изобретением содержит ажурную цилиндрическую стенку 69а, 69b (фиг.3).

Указанная цилиндрическая стенка 69а, 69b преобразователя 60 содержит отверстия 72, 74, 76, 77, 78.

Наличие этих отверстий 72, 74, 76, 77, 78 позволяет улучшить прохождение воздуха на выходе преобразователя 60 и способствует эффективному прохождению акустических волн.

Согласно частному варианту выполнения отверстия 72, 74, 76, 77, 78 (фиг.2) имеют по существу прямоугольную форму.

Их размер составляет около одной трети от высоты цилиндрической стенки 69а, 69b.

По существу прямоугольные отверстия 72, 74, 76, 77, 78 находятся рядом со стыком между цилиндрической стенкой 66 и передней круглой стороной 66с на расстоянии, составляющем одну двадцатую часть от высоты цилиндрической стенки 66, начиная от передней круглой стороны 66с.

Благодаря наличию этих прямоугольных отверстий 72, 74, 76, 77, 78, выполненных рядом со стыком между цилиндрической стенкой 66 и передней круглой стороной 66с, эффективность преобразователя 60 повышается примерно на 50% по сравнению с преобразователем, не содержащим таких отверстий.

Обычно преобразователь 60 (фиг.3) содержит диафрагму 64, образующую две полости в преобразователе 60, переднюю полость 61 и заднюю полость 62, а также катушку 67, магнит 68, металлический держатель 69, такой как ярмо, содержащий магнитный контур 69а и груз 69b.

Катушка 67, магнит 68, металлический держатель 69 находятся в передней полости 61, то есть между диафрагмой 64 и передней круглой стороной 66с преобразователя 60.

Преобразователь 60 состоит из двух частей: электрически нейтральной первой части, включающей в себя диафрагму 64 и цилиндрическую стенку 66, выполненные из диэлектрического материала, например из пластика; и электропроводящей второй части, включающей в себя катушку 67, магнит 58 и металлический держатель 69, выполненные из электропроводящих материалов.

С одной стороны передняя акустическая полость 61 ограничена передней круглой стороной 66с преобразователя 60 и с другой стороны - диафрагмой 64.

Задняя акустическая полость 62 с одной стороны ограничена задней круглой стороной 66d преобразователя 60 и с другой стороны - диафрагмой 64.

Диафрагма 64 является по существу круглой мембраной, параллельной двум круглым сторонам, передней 66с и задней 66d.

По всему своему периметру диафрагма 64 закреплена на внутренней стороне цилиндрической стенки 66.

Диафрагма 66 также закреплена на катушке 67 по всему внутреннему периметру катушки 67.

Центр диафрагмы 64 находится по существу в центре образующей преобразователя 60.

Катушка 67 имеет форму полого цилиндра, состоящего из двух круглых дисков и цилиндрической стенки.

Ее образующая находится на образующей цилиндрического преобразователя 60, а ее центр находится в центре образующей преобразователя 60.

Ее диски по существу параллельны круглым сторонам 66с или 66d.

Ее радиус имеет размер, составляющий около половины радиуса одной из двух круглых сторон 66с или 66d.

Катушка 67 закреплена по всему периметру одного из своих дисков на магнитном контуре 69а, а другой диск закреплен на диафрагме 64.

Магнит 68 имеет форму сплошного цилиндра.

Его круглые стороны по существу параллельны круглым сторонам 66с или 66d.

Его образующая находится на образующей цилиндрического преобразователя, а его центр находится по существу в центре образующей преобразователя 60.

Его радиус имеет размер, немного меньший радиуса катушки 67.

Одна из круглых сторон магнита 68 закреплена на магнитном контуре 69а.

Магнит 68 и катушка 67 вставлены в обрамляющий их магнитный контур 69а.

Магнитный контур 69а в основном имеет фирму полого цилиндра с широким бортом, состоящим из по существу круглой стороны и венца, параллельного круглой стороне, и из толстой цилиндрической стенки.

Его круглая сторона и его венец по существу параллельны круглым сторонам 66с или 66d преобразователя 60.

Его образующая находится на образующей цилиндрического преобразователя 60, а его центр находится по существу в центре образующей преобразователя 60.

Его радиус имеет размер, несколько превышающий размер радиуса катушки 67.

Груз 69b имеет такую же форму, что и магнитный контур 69а, при этом магнитный контур 69а вставлен в обрамляющий его груз 69b.

Его радиус имеет размер, превышающий размер радиуса магнитного контура 69а.

Его цилиндрическая стенка закреплена при помощи подвесок 65 на цилиндрической стенке 66 преобразователя 60.

Подвески 65 закреплены, с одной стороны, в середине цилиндрической стенки металлического держателя 69 перпендикулярно к последнему, и, с другой стороны, перпендикулярно к наружной стороне цилиндрической стенки 66 преобразователя 60.

Подвески 65 выполнены, например, в виде пружин, расположенных параллельно круглым стенкам 66с и 66d преобразователя 60.

Соединенные с грузом 69b подвески 65 образуют систему «груз-подвеска», вибрирующую при возбуждении катушки 67 электрическим током.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает хорошие акустические характеристики при использовании преобразователя 60 в небольшом пространстве между различными компонентами терминала радиосвязи.

Областью использования настоящего изобретения является применение его в терминалах радиосвязи. Техническим результатом изобретения является увеличение качества звукового изобретения. Преобразователь для воспроизведения звука соединен с печатной схемой, имеет форму полого цилиндра, цилиндрическая стенка которого образует две круглые стороны, противоположные друг другу, и ограничена плоской передней стороной и задней стороной. Преобразователь содержит также, по меньшей мере, одну диафрагму для преобразования электрических сигналов в акустические волны и наоборот, причем диафрагма представляет собой круглую мембрану, параллельную передней и задней сторонам преобразователя, и ограничивает две отдельные полости в преобразователе, первую полость, ограниченную с одной стороны круглой стороной преобразователя и с другой стороны диафрагмой и образующую переднюю акустическую полость, и вторую полость, ограниченную с одной стороны круглой стороной преобразователя и с другой стороны диафрагмой и образующую заднюю акустическую полость. Цилиндрическая стенка преобразователя содержит, по меньшей мере, одно отверстие. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Преобразователь для воспроизведения звука, соединенный с печатной схемой (50), при этом преобразователь (60) имеет форму полого цилиндра, цилиндрическая стенка (66) которого образует две круглые стороны, противоположные друг другу, и ограничена плоской передней стороной (66с) и задней стороной (66d), при этом преобразователь (60) содержит, по меньшей мере, одну диафрагму (64) для преобразования электрических сигналов в акустические волны и наоборот, причем диафрагма (64) представляет собой круглую мембрану, параллельную передней (66с) и задней (66d) сторонам преобразователя (60), и ограничивает две отдельные полости в преобразователе (60): первую полость, ограниченную с одной стороны круглой стороной (66с) преобразователя (60), и с другой стороны диафрагмой (64), и образующую переднюю акустическую полость (61), вторую полость, ограниченную с одной стороны круглой стороной (66d) преобразователя (60), и с другой стороны диафрагмой (64), и образующую заднюю акустическую полость (62), отличающийся тем, что цилиндрическая стенка (66) преобразователя (60) содержит, по меньшей мере, одно отверстие (72, 74, 76, 77, 78).2. Преобразователь для воспроизведения звука по п.1, отличающийся тем, что отверстие (72, 74, 76, 77, 78) образует проход в заднюю акустическую полость (62) на цилиндрической стенке (66) преобразователя (60).3. Преобразователь для воспроизведения звука по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что круглая сторона (66d) преобразователя (60) содержит, по меньшей мере, одно отверстие (70а, 70b, 70с).4. Преобразователь для воспроизведения звука по п.1, отличающийся тем, что отверстие (72, 74, 76, 77, 78) имеет по существу прямоугольную форму.5. Преобразователь для воспроизведения звука по п.1, отличающийся тем, что отверстие (72, 74, 76, 77, 78) имеет размер, составляющий около одной трети от высоты цилиндрической стенки 69а, 69b.6. Терминал связи, содержащий преобразователь (60) для звукового воспроизведения по п.1, отличающийся тем, что цилиндрическая стенка (66) преобразователя (60) содержит, по меньшей мере, одно отверстие (72, 74, 76, 77, 78).7. Терминал связи по п.6, отличающийся тем, что круглая сторона (66d) преобразователя (60) содержит, по меньшей мере, одно отверстие (70а, 70b, 70с).