DE2932983A1 - Elektroakustischer wandler - Google Patents
Elektroakustischer wandlerInfo
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Description
C y ο /. irJ
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)
- Ansprüche1V 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. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das akustisch transparente Material ein Seidengewebe ist.
- 3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen eine Vorder- und Rückseite hat.030009/0860daß 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. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das akustisch transparente Element ein Seidengewebe ist, und daß das akustische Dämpfungematerial aus Urethan besteht.
- 5. Handler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran ein hochmolekularer Film ist, auf dem ein elektrischer Leiter angeordnet ist.030009/0860
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