DE2932983A1 - Elektroakustischer wandler - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen elektroakustischen Wandler und insbesondere auf einen Lautsprecher mit verbessertem Schwingelement.

In den letzten Jahren wurden verschiedene Arten von Wandlern mit einem Antriebssystem entwickelt, um eine Schallwiedergabe mit hoher Qualität zu erreichen.

Ein Beispiel bekannter Wandler ist der sog. Rippen-Wandler. Diese Art Wandler hat einen Magnetkreis mit wenigstens einem Luftspalt und eine Membran mit einem Leiter darauf, die in dem Luftspalt angeordnet ist. Wenn ein elektrisches Signal auf den Leiter auf der Membran gegeben wird, wird durch die Schwingung der Membran Schall erzeugt, da der Signalstrom durch den Leiter senkrecht zum Magnetfeld am Luftspalt fließt.

Im allgemeinen hat die Membran eines üblichen Wandlers eine Eigenschwingung. Wenn ein Signal mit einer mit der Eigenfrequenz der Membran übereinstimmenden Frequenz zugeführt wird, gibt der Wandler bzw. Lautsprecher anormalen Schall ab. Um die Erzeugung solch eines anormalen Schalls zu vermeiden, ist es bekannt, ein Dämpfungsmaterial wie Glaswolle mit der Innenseite der Membran in Kontakt zu bringen, um ihre Eigenschwingung zu unterdrücken. Das Dämpfungsmaterial führt jedoch zu der Schwierigkeit, daß es nicht gleichmäßig aufgebracht werden kann, so daß der gewünschte Effekt nicht erreicht wird. Außerdem ist es bei der Montage des Lautsprechers notwendig, zahlreiche Arbeitsvorgänge durchzuführen, um das Dämpfungsmaterial anzubringen; außerdem streuen die Eigenschaften der Lautsprecher nach der Montage.

Es ist auch bekannt, ein Metallgitter auf der Innenseite des Schwingungselements über einen Abstandshalter anzubringen und dann die Glaswolle zwischen das Metallgitter und die Membran einzubringen. Durch diese Methode wird

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jedoch die oben erläuterte Schwierigkeit nicht ausreichend beseitigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektroakustischen Wandler zu schaffen, bei dem die Eigenschwingung einer Membran unterdrückt wird, ein Dämpfungsmaterial die gesamte Oberfläche der Membran gleichmäßig kontaktiert, um eine gute Schallwiedergabe zu erreichen, der leicht herstellbar ist, dessen Wiedergabeeigenschaften nicht streuen und der einen Magnetkreis hat, der einen Magnetfluß erzeugt, der einen Leiter schräg quert.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprtichen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 6 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Querschnitt eines Beispiels des elektroakustischen Wandlers,

Figur 2 vergrößerte eine perspektivische Darstellung des Schwingelements bei dem Beispiel der Fig. 1,

Figur 3 vergrößert einen Querschnitt eines Teils der Fig. 1,

Figur 4 vergrößert einen Querschnitt eines Teils eines weiteren Beispiels des elektroakustischen Wandlere,

Figur 5 ein Diagramm der Schalldruck/Frequenz-Kennlinien des Wandlers der Erfindung und eines bekannten Wandlers, und

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Figur 6 die Oberwellenverzerrung/Frequenz-Kennlinien des Wandlers der Erfindung und eines bekannten Wandlers,

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines Beispiels des elektroakustischen Wandlers mit einem ersten und einem zweiten Magnet 1 und 2, die rechteckig geformt und bezüglich der Längsntittellinie dazwischen symmetrisch angeordnet sind. Eine erste und zweite rechteckige Magnetpolplatte 3 und 4 sind auf den Oberflächen der Nordpole der Magneten 1 und 2 angeordnet. Ein Joch 5 berührt die Oberflächen der Südpole der Magnete 1 und 2 gemeinsam. Das Joch 5 hat einen mittleren Pol 6, der mit dem Joch 5 einstückig ausgebildet ist, sich in Längsrichtung der Magnete erstreckt und eine bestimmte Höhe hat. Wie Fig. 1 zeigt, liegen der erste und zweite Magnet 1 und 2 auf beiden Seiten des mittleren Pols 6 in einem bestimmten Abstand davon, und die erste und zweite Magnetpolplatte 3 und 4 auf der Nordpolseite der Magneten 1 und 2 erstrecken sich von den Magneten 1 und 2 nach innen unter Bildung eines bestimmten Abstandes dazwischen. Zwischen der ersten Polplatte 3 und dem mittleren Pol 6 und zwischen dem mittleren Pol 6 und der. zweiten Polplatte 4 bestehen somit Luftspalte G, die Magnetfelder bilden. Ein Magnetkreis M wird somit durch die Polplatten 3, 4, das Joch 5, den mittleren Pol 6 und die Magnete 1,2 einschließlich der Luftspalte G gebildet.

Auf den Innenseiten der nach innen gerichteten Teile der ersten und zweiten Magnetpolplatte 3 und 4, d.h. den Teilen, die der inneren, oberen Ecke des ersten und zweiten Magneten 1 und 2 entsprechen, sind symmetrische, L-förmige Ausnehmungen 7 bezüglich des mittleren Pols 6 gebildet. Eine Schwinganordnung 8 mit einer Membran, einem Leiter und einer festen Platte, die später beschrieben werden, ist in den Ausnehmungen 7 angeordnet.

Wie Fig. 2 zeigt, besteht die Schwinganordnung 8 aus einer rechteckigen Befestigungsplatte 9 z.B. aus Harz mit einer

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rechteckigen öffnung 10, einer Schwingmembran 11, die aus einem Harzfilm wie einem Mylarfilm, einem Polyamidfilm oder dergleichen besteht und an der einen Oberfläche der Befestigungsplatte 9 über der öffnung 10 befestigt ist und einem Leiter 12, der dadurch gebildet wird, daß eine Metallschicht wie ein Aluminiumfilm auf die Oberfläche der Membran 11 z.B. durch Verdampfen aufgebracht wird, und diese Metallschicht zur Bildung eines ovalen spiralförmigen Musters fotogeätzt wird. In Fig. 2 bezeichnen 12a und 12b die positiven und negativen Pfade des Leiters 12 und 13a und 13b Anschlüsse zur Verbindung von Leitungen mit den beiden Enden des Leiters 12.

Die in dieser Weise aufgebaute Schwinganordnung 8 wird zwischen der ersten und zweiten Magnetpolplatte 3 und 4 und über dem mittleren Pol 6 derart gespannt angeordnet, daß die Pfade 12a und 12b des Leiters 12 auf der Membran 11 im Magnetfeld liegen, wie anhand der Fig. 1 beschrieben wurde. Wenn dem Leiter 12 ein elektrisches Tonsignal zugeführt wird, wird die Membran 11 in Schwingung versetzt und das elektrische Signal wird in ein akustisches Signal umgewandelt. Wenn ein akustisches Signal auf die Membran 11 gegeben wird, wird ein entsprechendes elektrisches Signal an den Anschlüssen des Leiters 12 abgegeben. Bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Beispiel sind die Magnetpolplatten 3 und 4 über der oberen Oberfläche des mittleren Pols 6 angeordnet, so daß der Magnetfluß von den Polplatten 3 und 4 schräg zum mittleren Pol 6 verläuft. Da der Magnetfluß den Leiter 12 durchquert, wird der elektroakustische Umwandlungswirkungsgrad erheblich verbessert.

Bei dem obigen elektroakustischen Wandler bzw. Lautsprecher muß die Erzeugung anormalen Schalls durch Unterdrückung der Eigenschwingung der Membran 11 vermieden werden. Hierzu ist, wie Fig. 3 zeigt, die eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Fig. 1 ist, die Membran 11 auf der einen, äußeren Oberfläche der Befestigungsplatte 9 der Schwingan-

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Ordnung 8 angeordnet, und ein akustisch transparentes Element 15, das z.B. ein Seidengewebe, ein Material mit Maschenstruktur oder ein ähnliches, Verzugsfreies Material ist, wird auf der anderen, inneren Oberfläche der Befestigungsplatte 9 gespannt. In der rechteckigen öffnung 10, die durch das akustisch transparente Element 15 und die Membran 11 verschlossen wird, wird zuvor ein akustisches Dämpfungsmaterial 16 eingebracht, das nach Form und Abmessung im wesentlichen mit der rechteckigen öffnung 10 übereinstimmt und eine solche Dicke hat, daß es von der Membran 11 und dem akustisch transparenten Element 15 erfaßt werden kann. Das akustische Dämpfungsmaterial 16 berührt die Membran 11 gleichmäßig, und das akustisch transparente Element 15 und die Membran 11 sind an der Befestigungsplatte 9 durch Klebstoff befestigt.

Als akustisches Dämpfungsmaterial wird ein solches verwendet, das weich ist, eine geringe Dichte hat und verzugsfrei ist, z.B. ein Material, das durch sich überlappende dünne Fasern bzw. Urethanfasern hergestellt wird.

Durch Experimente wurde festgestellt, daß eine Membran mit dem obigen Aufbau die Dämpfungseigenschaften erheblich verbessert, wie später beschrieben wird.

Fig. 4 ist ein vergrößerter Querschnitt ähnlich Fig. 3 und zeigt den wesentlichen Teil eines weiteren Beispiels des elektroakustischen Wandlers. In Fig. 4 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 die gleichen Teile.

Bei dem Beispiel in Fig. 4 ist ein Querstück 10' längs der Längsmittellinie der rechteckigen öffnung 10 in der Befestigungsplatte 9 vorgesehen, um bezüglich des Querstückes 10* symmetrische öffnungen 10a und 10 b zu bilden, und eiri gesondertes akustisches Dämpfungsmaterial 16a und

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16b ist in die öffnungen 10a und 10b eingesetzt. Die Dämpfungsmaterialien 16a und 16b werden von der Membran 11 und dem akustisch transparenten Element 15 ähnlich dem vorherigen. Beispiel erfaßt. Die Dämpfungswirkung der Materialien 16a und 16b für die Membran 11 ist im wesentlichen gleich der des vorherigen Beispiels.

Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Schalldruck/Frequenz-Kennlinien eines bekannten Lautsprechers und des Lautsprechers der Erfindung zeigt. In dem Diagramm der Fig. entspricht die gestrichelte Kurve A dem bekannten Lautsprecher und die durchgehende Kurve B dem Lautsprecher der Erfindung. Da sich bei dem bekannten Lautsprecher keine gleichmäßige Dämpfung erzielen läßt, treten Erhebungen und Vertiefungen im niederfrequenten Bereich zwischen 2 kHz und 5 kHz auf, wie die gestrichelte Kurve A zeigt, während beim Lautsprecher der Erfindung eine gleichmäßige Frequenzkennlinie ohne Erhebungen und Vertiefungen erzielt wird, wie die durchgehende Kurve B zeigt.

Fig. 6 ist ein Diagramm, aus dem die Frequenzverzerrungskennlinie eines bekannten Lautsprechers und eines der Erfindung hervorgeht, wobei die gestrichelte Kurve A dem bekannten Lautsprecher und die durchgehende Kurve B dem der Erfindung entspricht. Wie die Kurve A zeigt, ist der Verzerrungsfaktor der zweiten Oberwelle im Frequenzbereich zwischen 2 und 5 kHz groß, woraus sich ergibt, daß auch die Verzerrung der dritten Oberwelle groß ist. Bei dem Lautsprecher der Erfindung ist die Oberwellenverzerrung geringer, wie die Kurve B zeigt.

Bei dem Lautsprecher bzw. elektroakustischen Wandler der Erfindung kann die Membran wirksam und gleichmäßig über deren gesamte Oberfläche gedämpft werden. Das akustische Dämpfungsmaterial wird zusammen mit dem akustisch transparenten Element und der Membran als Schwinganordnung

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montiert, so daß der Lautsprecher zur Massenproduktion geeignet ist und seine Eigenschaften verbessert sind.

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Claims (5)

1. Ansprüche

   1V Elektroakustischer Wandler, bestehend aus einem Magnetkreis mit wenigstens einem Luftspalt und einer Schwinganordnung in dem Luftspalt, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Schwinganordnung aus einem Rahmen mit wenigstens einer öffnung, einer am Rahmen befestigten Membran, die die öffnung bedeckt, einem akustisch transparenten Element, das an dem Rahmen so befestigt ist, daß ein Zwischenraum zwischen der Membran und dem akustisch transparenten Material gebildet wird, und einem akustischen Dämpfungsmaterial besteht, das in dem Raum so angeordnet ist, daß das akustische Dämpfungsmaterial die Membran gleichmäßig berührt.
2. 2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das akustisch transparente Material ein Seidengewebe ist.
3. 3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen eine Vorder- und Rückseite hat.

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   daß die Membran an der Vorderseite befestigt ist, daß das akustisch transparente Material an der Rückseite befestigt ist, und daß das akustische Dämpfungsmaterial in dem Zwischenraum zwischen der Vorder- und Rückseite des Rahmens angeordnet ist.
4. 4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das akustisch transparente Element ein Seidengewebe ist, und daß das akustische Dämpfungematerial aus Urethan besteht.
5. 5. Handler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran ein hochmolekularer Film ist, auf dem ein elektrischer Leiter angeordnet ist.

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