DE3126993C2 - - Google Patents
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- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Laut
sprecher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein derartiger elektrodynamischer Lautsprecher ist aus
dem DE-GM 69 26 662 bekannt. Dieser bekannte elektrodyna
mische Lautsprecher enthält eine abstrahlende Membran
fläche, welche gemäß einem Ausführungsbeispiel aus
einer rechteckigen ebenen Schwingplatte bestehen kann,
wobei mehrere magnetische Antriebe zum Antreiben der
Schwingplatte vorgesehen sind, um Schwingungen zu
erzeugen. Um sowohl in der Tieftonwiedergabe als auch
in der Höhenwiedergabe bei gutem Einschwingverhalten
hohen Ansprüchen zu genügen, sind an der Schwingplatte
drei Antriebssysteme angeordnet.
Aus der DE-OS 18 17 431 ist ein Hochtonlautsprecher be
kannt, bei dem eine kugelförmige bzw. gewölbte Membran
zur Anwendung gelangt, wobei hinter der Wölbung der
Membran mittig ein Polschuh eines magnetischen Schaltungs
systems angeordnet ist. Der Antrieb besteht aus einem
einzelnen magnetischen Antrieb.
Aus der DE 28 32 942 A1 ist ein Lautsprecher bekannt,
der eine Membran aufweist, die an einer Vielzahl von
Antriebsknoten durch eine Vielzehl von Antriebseinrichtungen
angetrieben wird, welche von einer Rahmenanordnung getragen
sind. Dieser bekannte Lautsprecher soll so ausgeführt
sein, daß er frei ist von einer sogenannten Umlaufschwingung
oder dem Rollen der Membran, wobei auch Resonanzschwingungen
des Chassis vermieden werden sollen. Erreicht wird dies
dadurch, daß eine Poleinrichtung vorgesehen ist, die mit
der Membran verbunden ist und deren Bewegung durch eine
Dämpfungseinrichtung, durch eine mit den Antriebseinrichtungen
verbundene Trageinrichtung oder durch die die Dämpfungseinrichtung
tragende Rahmenanordnung gedämpft ist. Gemäß einer Ausfüh
rungsform sind beispielsweise vier magnetische Antriebe an
der Membran vorgesehen.
Schließlich ist es aus dem Handbuch der Elektroakustik,
Philips Fachbücher 1978, Seite 92 bekannt, ein Filter
element parallel zu einer der Schwingspulen von magne
tischen Antrieben zu schalten.
Ein üblicher herkömmlicher, elektrodynamischer Lautsprecher
weist also einen Aufbau auf, wie in einer Draufsicht und
einer Seitenschnittansicht in Fig. 1 (A) bzw. 1 (B) darge
stellt ist. In Fig. 1 (A) und 1 (B) weist ein herkömmlicher
elektrodynamischer Lautsprecher ein Joch 1 mit einem fest
damit verbundenen, mittleren Polstück 2 auf, wobei das Joch
1 an einem Rahmen oder korbartigen Teil 3 befestigt und in
diesem aufgenommen ist. Mit dem Joch 1 ist ein ringförmiger
Magnet 4 fest verbunden, wobei das mittlere Polstück 2 lose
durch die Mittenöffnung in dem ringförmigen Magnet 4 vor
steht. Der ringförmige Magnet 4 ist wiederum durch eine
ringförmige Platte 5 bedeckt, welche koaxial (an dem Mag
neten 4) fest in der Weise angebracht ist, daß ein ringför
miger Magnetluftspalt zwischen der Umfangsfläche des Pol
stücks 2 und der inneren Umfangsfläche der ringförmigen
Platte 5 festgelegt ist. Über dem magnetischen Antriebs
mechanismus aus dem Joch 1, dem Magneten 4 und der Platte 5
ist eine im allgemeinen rechteckige, flache Schwingplatte 8
angeordnet. Die Schwingplatte 8 wird von dem Rahmen 3 mit
tels eines flexiblen Randteils 7 getragen, das zwischen
dem Umfang der Schwingplatte 8 und dem des Rahmens 3 ange
ordnet ist. Der Lautsprecher weist auch einen zylindrischen
Spulenkörper 8 auf, der mit einem Ende fest an einem mittle
ren Bereich der Schwingplatte 8 angebracht ist und mit
einem anderen Ende lose in den ringförmigen Magnetluftspalt
eingepaßt ist; der Spulenkörper 8 weist auch eine an ihm
ausgebildete Schwingspule 8 auf, die im Inneren des ring
förmigen Magnetluftspaltes angeordnet ist. Der so angeord
nete Spulenkörper 8 wird, wie dargestellt, durch einen
flexiblen, nachgiebigen Dämpfer 10 gehalten.
Während des Betriebs weist der herkömmliche Lautsprecher
mit dem vorbeschriebenen Aufbau Schwingungsformen auf, wie
sie in Fig. 2 (A) und 2 (B) dargestellt sind. Insbesondere
wenn ein elektrisches Signal an die Schwingspule 9 angelegt
wird, wird die Schwingplatte 6 durch den Spulenkörper 8
angetrieben, wobei Schwingungen einer Frequenz erzeugt
werden, welche der Frequenz des angelegten elektrischen
Signals entsprechen. Auf diese Weise wird bei einer Frequenz
f₁ an der Schwingplatte 6 eine Schwingungsform M mit zwei
Knotenlinien m₁ und m₂ hervorgerufen, die parallel zu den
gegenüberliegenden kürzeren Seiten der rechteckigen Schwing
platte 6 verlaufen, während bei einer Frequenz f₃, welcher
höher als die Frequenz f₁ ist, an der Schwingplatte 6 die
Schwingungsform N mit vier Knotenlinien n₁ bis n₄ hervor
gerufen wird, die ebenfalls parallel zu den gegenüberlie
genden kürzeren Seiten der rechteckigen Schwingplatte 6
verlaufen.
Bei dem herkömmlichen Lautsprecher ist der Wiedergabebereich
durch die Frequenzen festgelegt, bei welchen die vorstehend
beschriebenen Schwingungsformen erzeugt werden. In Fig. 3
ist eine Schalldruck-Frequenzkennlinie des herkömmlichen
Lautsprechers dargestellt. In der Kurve der Fig. 3 sind
die Frequenzen f₁ und f₂ die Werte, bei welchen die
Schwingungsarten M bzw. N erzeugt werden, und bei welchen
der Schalldruck bzw. der akustische Druck einen Spitzen
wert erreicht. Wie ohne weiteres aus Fig. 3 zu ersehen
ist, weist der Wiedergabebereich des beschriebenen her
kömmlichen Lautsprechers eine flache Kennlinie auf, sofern
die angelegte Frequenz nicht höher ist als die Frequenz f₁.
Im allgemeinen sind die Frequenzen f₁ und f₃, die an einen
elektrodynamischen Lautsprecher mit einer rechteckigen
ebenen Schwingplatte anlegbar sind, niedriger als die
bei einem herkömmlichen elektrodynamischen Lautsprecher
mit einem Schwingkonus oder -trichter. Wie vorstehend aus
geführt, hat der herkömmliche elektrodynamische Lautsprecher
der beschriebenen Art den Nachteil, daß der Wiedergabe
bereich verhältnismäßig schmal ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin,
einen elektrodynamischen Lautsprecher der angegebenen
Gattung zu schaffen, bei welchem keine Störungen des
Schalldrucks bei bestimmten Frequenzen mehr auftreten können
und der einen verhältnismäßig breiten Wiedergabebereich
aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeich
nungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß bei dem üb
lichen Aufbau eines elektrodynamischen Lautsprechers mit
Verwendung einer rechteckigen ebenen Schwingplatte bei be
stimmten Frequenzbereichen bzw. Resonanzfrequenzen eine
spezifische Störung im Schalldruck auftritt und zwar fällt
der Schalldruck bei diesen spezifischen Frequenzen auffällig
stark ab.
Dieser Schalleinbruch bei spezifischen Frequenzen wird
durch die erfindungsgemäße Konstruktion stark reduziert,
so daß ein verbesserter Frequenzgang realisiert werden
kann.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis
14.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 (A) und 1 (B) eine Draufsicht bzw. eine Seitenschnittan
sicht eines herkömmlichen Lautsprechers;
Fig. 2 (A) und 2 (B) schematische Darstellungen zur Erläuterung
der Schwingungsformen bei dem herkömm
lichen, in Fig. 1 (A) und 1 (B) dargestellten Laut
sprecher;
Fig. 3 eine Darstellung einer Schalldruck-Frequenz-Kennli
nie des herkömmlichen Lautsprechers;
Fig. 4 (A) und 4 (B) eine Draufsicht bzw. eine Seitenschnitt
ansicht einer ersten Ausführungsform eines elektro
dynamischen Lautsprechers mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 5 (A) und 5 (B) schematische Darstellungen der Schwingungs
formen des in Fig. 4 (A) und 4 (B) wieder
gegebenen Lautsprechers;
Fig. 6 und 7 Darstellungen einer Schalldruck-Frequenz-Kenn
linie des in Fig. 4 (A) und 4 (B) dargestellten Laut
sprechers;
Fig. 8 im Schnitt eine schematische Seitensansicht eines
wesentlichen Teils des Lautsprechers gemäß einer
zweiten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 9 (A) und 9 (B) perspektivische Ansichten verschiedener Aus
führungsformen von Dämpfern, die in dem
Lautsprecher mit Merkmalen nach der Erfindung verwendet sind;
Fig. 10 (A) und 10 (B) eine schematische Draufsicht bzw. eine
Seitenschnittansicht, ähnlich den Fig. 5 (A) und 5 (B),
einer dritten Ausführungsform eines Lautsprechers
mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Schwingspulen
aufbaus, die in dem in Fig. 10 (A) und 10 (B) wie
dergegebenen Lautsprecher verwendet ist;
Fig. 12 (A) und 12 (B) die Fig. 10 (A) und 10 (B) entsprechende
Ansicht einer vierten Ausführungsform eines Laut
sprechers mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 13 (A) und 13 (B) den Fig. 4 (A) und 4 (B) entsprechende An
sichten einer fünften Ausführungsform eines Laut
sprechers mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 14 (A) eine Draufsicht, in welcher die Lagebeziehung
zwischen den Schwingspulen und den Knotenlinien
in dem Lautsprecher nach Fig. 13 (A) und 13 (B)
dargestellt ist;
Fig. 14 (B) eine der Fig. 5 (B) ähnliche Ansicht, die jedoch
den Lautsprecher nach Fig. 13 (A) und 13 (B) be
trifft;
Fig. 15 (A) eine schematische Darstellung der Beziehung zwi
schen einer Antriebskraft und Knotenlinien in dem
Lautsprecher nach Fig. 13 (A) und 13 (B);
Fig. 15 (B) eine schematische Darstellung der Beziehung zwi
schen der Antriebskraft und den Schwingungsformen
in dem Lautsprecher nach Fig. 13 (A) und 13 (B);
Fig. 16 eine der Fig. 6 ähnliche Kurve, die jedoch den
Lautsprecher nach Fig. 13 (A) und 13 (B) betrifft;
Fig. 17 (A) und 17 (B) den Fig. 4 (A) und 4 (B) ähnliche Darstel
lungen einer sechsten Ausführungsform eines Laut
sprechers mit Merkmalen nach der Erfindung;
Fig. 18 eine schematische Darstellung der Beziehung zwi
schen den Schwingspulen und den Schwingungsformen
in dem Lautsprecher nach Fig. 17 (A) und 17 (B);
Fig. 19 eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen
den Schwingungsformen und den Schwingspulen in dem
Lautsprecher nach Fig. 17 (A) und 17 (B);
Fig. 20 (A) und 20 (B) schematische Schaltbilder von verschie
denen Schaltungen für die in dem
Lautsprecher verwendete Schwingspule, und
Fig. 21 eine der Fig. 6 ähnliche Kurve, die jedoch den
Lautsprecher nach Fig. 17 (A) und 17 (B) betrifft.
Nachstehend sind in den Fig. 1 bis 21 gleiche oder einander
entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In Fig. 4 bis 7 und insbesondere in Fig. 4 (A) und 4 (B) weist
der dort dargestellte elektrodynamische Lautsprecher außer dem
magnetischen Antrieb aus den Teilen 1, 2, 4, 5, 8, 9 und 10
die anhand der Fig. 1 (A) und 1 (B) beschrieben sind, einen zu
sätzlichen magnetischen Antrieb auf, der ein Joch 1′ mit ei
nem mittleren Polstück 2′, einen ringförmigen Magneten 4′, ei
ne ringförmige Platte 5′, einen Spulenkörper 8′ mit einer
Schwingspule 9′ und einen Dämpfer 10′ aufweist; alle diese
Teile entsprechen den vorerwähnten Teilen 1, 2, 4, 5, 8, 9 und
10 und sind in der gleichen Weise zusammengebaut. Mit anderen
Worten, die Schwingplatte 6 in dem dargestellten Lautsprecher
wird durch zwei magnetische Antriebssysteme angetrieben, um
Töne zu erzeugen.
In Fig. 5 (A) und 5 (B) ist die Beziehung der Lagen der jeweili
gen Spulenkörper 8 und 8′ bezüglich der in Verbindung mit dem
herkömmlichen Lautsprecher beschriebenen Schwingungsformen
M und N dargestellt. Wie ohne weiteres aus Fig. 5 (A)
und 5 (B) zu ersehen ist, ist gemäß der in Fig. 4 (A) und
4 (B) dargestellten Ausführungsform der Spulenkörper 8 an der
Schwingplatte 6 an einer Stelle befestigt, die der Knotenli
nie m₁ der Schwingungsform M bzw. der Grundschwingung mit der Frequenz f₁ entspricht,
wenn die Platte 6 in einem mittleren Bereich in ähn
licher Weise wie bei dem herkömmlichen Lautsprecher angetrie
ben wird. Andererseits ist der Spulenkörper 8′ an der Platte 6
an einer Stelle befestigt, die der Knotenlinie n₄ der Schwin
gungsform N bei der Frequenz f₃ entspricht, wenn die
Platte 6 in dem mittleren Bereich in ähnlicher
Weise wie bei dem herkömmlichen Lautsprecher angetrieben wird.
Wenn die Schwingplatte 6 in zwei Zonen angetrieben wird, deren
Lagen den Knotenlinien bei den Frequenzen f₁ und f₃ entsprechen,
wird eine Störung im Schalldruck, die sonst bei den Frequen
zen f₁ und f₃ auftreten würde, auf einen praktisch vernach
lässigbaren Wert unterdrückt, wie aus der Kurve in Fig. 6 zu
ersehen ist, und folglich weist der Lautsprecher mit den Merkmalen nach der Er
findung einen verhältnismäßig breiten Wiedergabebereich bei
einer Resonanzfrequenz f H auf, die höher als die Frequenz
f₃ ist.
Da jedoch die Schwingplatte 6, die in der in Fig. 4 (A) und
4 (B) dargestellten Ausführungsform verwendet ist, zwei ange
triebene Bereiche aufweist, an welchen sie durch die Spulen
körper 8 und 8′ angetrieben wird, wobei die angetriebenen bzw.
angesteuerten Bereiche asymmetrisch angeordnet sind, ist es
möglich, daß ein Einbruch im Schalldruck bei einer Frequenz
f₂, die zwischen den Frequenzen f₁ und f₂ liegt, unter dem
Resonanzeinfluß bei der zwischenliegenden Frequenz f₂ auftritt. Dieser
Einbruch im Schalldruck bei der Frequenz f₂ ist der asymme
trischen Anordnung der angetriebenen Bereiche an der Schwing
platte 6 zuzuschreiben; die Schwingungsform, welche durch eine
Kurve O in Fig. 5 (B) dargestellt ist, wird im allgemeinen als
asymmetrischer Schwingungsbetrieb mit drei Knoten
linien O₁ bis O₃ bezeichnet und hat eine Beschaffenheit, wel
che die Flachheit der Schalldruck-Frequenz-Kennlinie des Laut
sprechers nachteilig beeinflußt. Diese Möglichkeit kann in vor
teilhafter Weise durch Verwenden eines
Dämpfungsteils 11 beseitigt werden. Insbesondere wird, wie am
besten aus Fig. 4(B) zu ersehen ist, das Dämpfungsteil 11
mit der Unterseite der Schwingplatte 6 an einer Stelle verbun
den, die zwischen der Mitte der Platte 6 und der Stelle liegt,
an welcher der Spulenkörper 8′, welcher für den Antrieb an der
Knotenlinie n₄ der Schwingungsform N bei der Frequenz f₃ ver
antwortlich ist, an der Platte 6 befestigt ist.
Die Stelle, an welcher das Dämpfungsteil 11 mit der
Schwingplatte 6 verbunden ist, liegt dort, wo die Schwingungsampli
tude bei asymmetrischem Betrieb, das heißt die Schwingungs
form bzw. der Betrieb O bei der Frequenz f₂, den Maximalwert
erreicht.
Wenn das Dämpfungsteil 11, das aus einem elastischen Material,
wie beispielsweise Gummi oder Kautschuk hergestellt ist und
eine große Innendämpfung aufweist, an der Schwingplatte 6
in der vorbeschriebenen Weise angebracht ist, können Resonanz
energien, die bei der Frequenz f₂ auftreten, absorbiert werden,
während die Resonanz gedämpft wird, und folglich ist, wie in
Fig. 7 dargestellt, der Einbruch im Schalldruck bei der Fre
quenz f₂ in vorteilhafter Weise beseitigt, so daß dann der
Lautsprecher eine im wesentlichen flache Schalldruck-Frequenz-
Kennlinie aufweist.
In Fig. 8, in welcher eine zweite bevorzugte Ausführungsform mit Merkmalen nach
der Erfindung dargestellt ist, ist das Dämpfungsteil 11 auf
der Unterseite der Schwingplatte 6 an einem Ende
der Platte 6 nahe bei dem Spulenkörper 8 angebracht. Die Stelle,
an welcher das Dämpfungsteil 11 in der Ausführungsform der
Fig. 8 angebracht ist, ist die, an welcher die Amplitude bei
dem Schwingungsbetrieb O bei der Frequenz f₂, wie in Fig. 5
dargestellt, einen Maximalwert erreicht.
In Fig. 9 (A) und 9 (B) sind verschiedene Ausführungsformen des
in der Praxis verwendbaren Dämpfungsteils 11
dargestellt. Das in den Fig. 9 (A) und 9 (B) dargestellte Dämp
fungsteil 11 hat eine Länge l, die genau gleich der Breite der
Platte 6 ist, das heißt, es hat die Länge einer der gegenüber
liegenden kürzeren Seite der rechteckigen Platte 6. Jedoch
ist die Form des Dämpfungsteils 11 nicht auf die in Fig. 9 (A)
und 9 (B) dargestellte Form beschränkt, und/oder die Länge l des
Dämpfungsteils 11 braucht nicht gleich der Breite der Platte
6 zu sein.
In der dritten, am besten in Fig. 10 (A) und 10 (B) dargestellten
Ausführungsform hat jeder der Spulenkörper 8 und 8′ einen grö
ßeren Durchmesser, der ausreicht, um mit dem Spulenkörper 8 oder
8′ die Platte 6 an Stellen anzutreiben, die den Knotenlinien
n₁ und m₁ bzw. m₂ und n₄ entsprechen. Außerdem sind, wie in
Fig. 11 dargestellt, an einem Ende jedes Spulenkörpers 8 oder
8′ ein Paar einander gegenüberliegender Einschnitte ausgebil
det, welche, wenn der Spulenkörper in der vorbeschriebenen
Weise an der Platte 6 befestigt ist, sich mit dem Zwischen
raum zwischen den entsprechenden Knotenlinien n₁ und m₁ oder
m₂ und n₄ decken, so daß der Schalldruck eine flache Kenn
linie aufweisen kann.
In der in Fig. 12 (A) und 12 (B) dargestellten Ausführungsform
sind die Spulenkörper 8 und 8′ mit der Schwingplatte 6 mittels
kegelstumpfförmiger Rohre 12 bzw. 12′ verbunden, wobei jedes
der Rohre 12 und 12′ mit dem Ende mit dem kleineren Durchmes
ser an dem entsprechenden Spulenkörper 8 oder 8′ und mit dem
Ende mit dem größeren Durchmesser an der Platte 6 befestigt
ist, so daß die Platte 6 an Stellen angetrieben wird, die
den zugeordneten Knotenlinien n₁ und m₁ oder m₂ und n₄ ent
sprechen. Diese Anordnung ist auch wirksam, um den Wiedergabe
bereich des Lautsprechers zu erhöhen.
Da in jeder der in Fig. 10 und 12 dargestellten Ausführungs
formen die Stellen, an welchen die Spulenkörper 8 und 8′ mit
der Schwingplatte 6 verbunden sind, d. h. die angesteuerten
Bereiche oder Zonen der Schwingplatte 6, symmetrisch angeordnet
sind, ist der Einbruch, welcher im Schalldruck bei der Frequenz
f₂ aufgrund des asymmetrischen Schwingungsbetriebs O auf
treten würde, auf ein Minimum herabgesetzt, und folglich
braucht kein Dämpfungsteil 11, das bei der vorherigen Ausfüh
rungsform erforderlich war, verwendet zu werden. Wenn jedoch
der Spulenkörper 8 verwendet wird, um die Platte 6 an Stellen
anzutreiben, welche den Knotenlinien n₁ und m₁ entsprechen,
während der Spulenkörper 8′ verwendet wird, um die Platte 6
an Stellen anzutreiben, welche den Knotenlinien m₂ und n₃ ent
sprechen, ist die Verwendung des Dämpfungsteils 11 zu empfehlen,
um die Resonanzenergien, die bei der Frequenz f₂ auftreten, zu
absorbieren, da die angesteuerten Bereiche
oder Zonen der Platte 6 in einem solchen Fall asymmetrisch
angeordnet sind.
Die in Fig. 13 (A) und 13 (B) dargestellte Ausführungsform ent
spricht der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform, außer daß
die magnetischen Antriebe in ihren Lagen umgekehrt sind und
der Spulenkörper 8′ zwischen der Mitte der Platte 6 und der
Stelle angeordnet ist, an welcher der Spulenkörper 8 mit der
Platte 6 verbunden ist. Mit anderen Worten, die magnetischen
Antriebe in dieser Ausführungsform sind so angeordnet, daß,
wie in Fig. 14 (A) und 14 (B) dargestellt ist, die Spulenkörper
8 und 8′ mit der Platte 6 deckend bzw. entsprechend den Kno
tenlinien n₄ bzw. n₃ der Schwingungsform N bei der Frequenz f₃
verbunden sind, so daß die Schwingplatte 6 an diesen zwei Zo
nen angetrieben werden kann. Da die zwei Knotenlinien der
Schwingungsform N als äquivalent betrachtet werden können, da
Antriebskräfte F₁ und F₂ die entsprechenden Knotenlinien n₃
und n₄ bewirken, wie in Fig. 15 (A) und 15 (B) dargestellt ist,
werden die Stellen, an welchen die Antriebskräfte F₁und F₂
wirken, durch die Gleichungen X₁ = 0,131 und X₂ = 0,1321 be
züglich der Knotenlinie m₂ der Schwingungsform M ausgedrückt,
wobei die Gleichungen zeigen, daß die angetriebenen bzw. ange
steuerten Zonen der Schwingplatte 6 im wesentlichen symme
trisch zueinander sind. Folglich kann, wie in Fig. 15 (A) dar
gestellt ist, die in Fig. 13 (A) und 13 (B) dargestellte Anord
nung eine Wirkung zustandebringen, die der entspricht, die
durch eine Anordnung zustandegebracht wird, bei welcher ein
Spulenkörper 32, dessen Durchmesser gleich der Summe der Werte
X₁ und X₂ ist, verwendet wird, um die Platte 6 an einer Stelle
anzutreiben, welche der Knotenlinie m₂ der Schwingungsform M
entspricht. Da somit bei dem Lautsprecher gemäß dieser Aus
führungsform die Spulenkörper 8 und 8′ grund
sätzlich die Schwingplatte 6 an den Stellen antreiben, die
den Knotenlinien der Schwingungsform N entsprechen, kann die
Frequenz f₃ vollständig unterdrückt werden. Außerdem kann
ein ähnlicher Schwingungsbetrieb auch bei der Schwingungsform
M, der bei der Frequenz f₁ auftritt, angewendet werden, und
folglich kann auch die Frequenz f₁ vollständig unterdrückt
werden.
Da die angesteuerten Zonen an der Schwingplatte 6 in der in
Fig. 13 (A) und 13 (B) dargestellten Ausführungsform asymmetrisch
angeordnet sind und für das Auftreten der Schwingungsform O bei
der Frequenz f₂ verantwortlich sind, wird, um diese Schwin
gungsform O zu unterdrücken, das Dämpfungsteil 11 am Ende
der Schwingplatte 6 angebaut, wo die Amplitude den Maximalwert
erreicht.
Wenn die Spulenkörper verwendet werden, um die Schwingplatte
an Stellen anzutreiben, die der Knotenlinie m₁ der Schwingungs
form M bzw. der Knotenlinie m₄ der Schwingungsform N entspre
chen, kann der Antrieb durch einen der Spulenkörper, der
an der Knotenlinie m₁ der Schwingungsform M bewirkt worden ist,
auf einen Antrieb an der Schwingungsschleife zwischen den Kno
tenlinien n₁ und n₂ der Schwingungsform N hinauslaufen, während
der Antrieb durch den anderen Spulenkörper an der Kno
tenlinie n₄ auf einen Antrieb an der Schwingungsschleife au
ßerhalb der Knotenlinie m₂ der Schwingungsform M hinauslaufen
kann. Dies kann dann auf eine Erhöhung der Resonanz hinauslau
fen, mit der Folge, daß die Resonanz bei den Frequenzen f₁ und
f₃ nicht vollständig unterdrückt wird, so daß es zu einem Ein
bruch in dem Schalldruck kommt.
Jedoch kommt bei dem Lautsprecher gemäß der in Fig. 13 (A) und
13 (B) dargestellten Ausführungsform sowie gemäß der anderen
Ausführungsformen mit Merkmalen nach der Erfindung der Einbruch in dem Schall
druck bei den Frequenzen f₃ und f₁ nicht vor, da die Spulen
körper 8 und 8′ an den richtigen Stellen angebracht sind, so
daß die Platte 6 an den entsprechenden Stellen angetrieben
wird, die den Knotenlinien n₄ und n₃ der Schwingungsform N ent
sprechen, so daß folglich die Frequenzen f₁ und f₃ vollständig
unterdrückt sind.
Die Schalldruck-Frequenz-Kennlinie des Lautsprechers der in
Fig. 13 (A) und 13 (B) dargestellten Ausführungsform ist in
Fig. 16 wiedergegeben. Aus der Kurve der Fig. 16 ist zu erse
hen, daß der Einbruch in dem Schalldruck, der bei den Resonanz
frequenzen f₁ und f₃ auftreten würde, wenn die entsprechenden
Knotenlinien der Schwingungsformen M und N hervorgerufen wer
den, vollständig beseitigt sind, so daß sich bezüglich des
Schalldrucks eine flache Kennlinie ergibt.
Die in Fig. 17 (A) und 17 (B) dargestellte Ausführungsform ent
spricht abgesehen von dem nachstehend angeführten Unterschied
der in Fig. 13 (A) und 13 (B) dargestellten Ausführungsform.
Wie dargestellt, wird der Spulenkörper 8 verwendet, um die
Platte 6 an einer Stelle anzutreiben, welche der Knotenlinie
n₄ der Schwingungsform N entspricht, während der Spulenkörper
8′ verwendet wird, um die Platte 6 an einer Stelle anzutrei
ben, die der Knotenlinie n₂ der Schwingungsform N entspricht.
Außerdem ist das Dämpfungsteil 11, welches, wie beschrieben,
in der vorherigen Ausführungsform am Ende der Platte 6 be
festigt ist, an einem Teil der Platte 6 zwischen der Mitte
der Platte 6 und dem Spulenkörper 8 befestigt, um dadurch
die Schwingungsform O bei der Resonanzfrequenz f₂ zu unter
drücken, welche wegen der asymmetrischen Anordnung der ange
triebenen Flächen der Schwingplatte 6 auftreten würde.
Die Antriebskraft, die durch den Spulenkörper 8′ in der Anord
nung der Fig. 17 (A) und 17 (B) ausgeübt wird, kann durch
F₂′ ausgedrückt werden, wie in Fig. 19 dargestellt ist. Wenn
diese Antriebskraft F₂′ mit der Antriebskraft F₂ (Fig. 15)
verglichen wird, die durch die Spule 8′ in der Anordnung der
Fig. 13 (A) und 13 (B) ausgeübt wird, kann, da der Abstand
von der Mitte der Schwingplatte 6 X₃ = X₁ ist, der Antrieb an
der Knotenlinie n₂ als äquivalent mit dem Antrieb an der Kno
tenlinie n₃ bei der Schwingungsform M
betrachtet werden. Folglich
kann auch die Schalldruck-Frequenz-Kennlinie des Lautsprechers
gemäß der Ausführungsform nach Fig. 17 (A) und 17 (B) eine flache
Kennlinie aufweisen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 17 (A) und 17 (B) kann sich
die Verwendung des Dämpfungsteils 11 erübrigen, vorausgesetzt,
daß die Spulenkörper 8 und 8′ verwendet werden, um die Schwing
platte 6 an den jeweiligen Stellen anzutreiben, welche den
Knotenlinien n₃ und n₄ bzw. den Knotenlinien n₁ und n₂ ent
sprechen, wodurch dann die angesteuerten Zonen oder Bereiche
symmetrisch zueinander gemacht sind.
In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen mit Merkmalen nach der
Erfindung sind die Schwingspulen 9 und 9′ elektrisch mitein
ander in Reihe und auch in Reihe mit einer ein Wechselspannungs
signal abgebenden Quelle geschaltet. Wenn jedoch die Spulen
körper 8 und 8′ so angeordnet sind, daß die Schwingplatte 6
an Stellen angetrieben wird, die der Knotenlinie m₁ bzw.
der Knotenlinie n₄ entsprechen, während die zugeordneten
Schwingspulen 9 und 9′ elektrisch miteinander in Reihe geschal
tet sind, kann, wie in Fig. 20 (A) dargestellt ist, ein Konden
sator C verwendet werden, um ein sogenanntes Sperrfilter zu
bilden, dessen Aufgabe nachstehend noch beschrieben wird.
Das Filter, das durch den parallel zu der Schwingspule 9 ge
schalteten Kondensator 10 gebildet ist, wie in Fig. 20 (A)
dargestellt ist, ist so gewählt, daß es eine Grenzfrequenz
hat, die gleich etwa 70% der (harmonischen) Resonanzfrequenz
f H ist. Insbesondere wenn die Schwingspulen 9 und 9′ einen
Durchmesser von 19 mm und einen Widerstand von 8Ω haben und
wenn die (harmonische) Resonanzfrequenz f H 2 kHz ist, be
trägt die Kapazität des Kondensators C etwa 89 µF. Zu dem
gleichen Zweck kann, wie in Fig. 20 (B) dargestellt ist, statt
des in Fig. 20 (A) verwendeten Kondensators C ein Impedanz
element L verwendet werden, wie in Fig. 20 (B) dargestellt ist.
Wenn das Filter parallel zu der Schwingspule 9 geschaltet
ist, können die Phase und Amplitude eines elektrischen Stroms,
welcher durch die in Reihe geschalteten Schwingspulen 9 und
9′ fließt, d. h. das Verteilungsmuster der Antriebskräfte
bei der höchsten Frequenz gesteuert werden, um die Schwingungs
form zu ändern, um dadurch den Spitzenwert des Schall
druckes zu unterdrücken. Folglich zeigt, wie in Fig. 21 darge
stellt ist, die Schalldruck-Frequenz-Kennlinie des Lautspre
chers, daß die (harmonische) Resonanzfrequenz f H unterdrückt
werden kann, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt ist,
so daß der Schalldruck eine flache Kennlinie hat.
Claims (14)
1. Elektrodynamischer Lautsprecher mit einer rechteckigen
ebenen Schwingplatte und mit mehreren magnetischen Antrie
ben zum Antreiben der Schwingplatte, um Schwingungen zu
erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) nur zwei magnetische Antriebe (1, 2, 4, 5, 8, 9; 1′, 2′, 4′, 5′, 8′, 9′) an der Schwingplatte (6)vorgesehen sind,
- b) der erste magnetische Antrieb (1, 2, 4, 5, 8, 9) so angeordnet ist, daß die Schwingplatte (6) an einer ersten Stelle angetrieben wird, die einer von zwei Knoten linien (m₁ und m₂) der Grundschwingung der Schwingplatte (6) entspricht,
- c) der zweite magnetische Antrieb (1′, 2′, 4′, 5′, 8′, 9′) so angeordnet ist, daß die Schwingplatte (6) an einer zweiten Stelle asymmetrisch angetrieben wird, die von einer von vier Knotenlinien (n₁ bis n₄) einer Schwingung mit einer von der Grundschwingung verschiedenen vorbe stimmten Frequenz (f₃) entspricht, welche erzeugt werden würde, wenn die Schwingplatte (6) in ihrer Mitte ange trieben würde, wobei jede der Knotenlinien parallel zu den kürzeren Seiten der rechteckigen Schwingplatte (6) verläuft.
2. Lautsprecher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungs
teil (11) an einem Teil der Schwingplatte (6) befestigt
ist, wo die Amplitude bei einem asymmetrischen Schwingungs
betrieb mit drei Knotenlinien, welche auftreten, wenn die
Schwingplatte (6) an den zwei Stellen durch die beiden
magnetischen Antriebe angetrieben wird, den Maximalwert
erreicht.
3. Lautsprecher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste mag
netische Antrieb (1, 2, 4, 5, 8, 9) für einen Antrieb an
einer der Knotenlinien m₁ oder m₂ und an einer der Knoten
linien n₁ bis n₄ verwendet wird, während der zweite mag
netische Antrieb (1′, 2′, 4′, 5′, 8′, 9') als Antrieb an
der anderen Knotenlinie (m₂ m₁) und an einer der
übrigen Knotenlinien n₁ bis n₄ verwendet wird.
4. Lautsprecher nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der
Schwingspulen (9, 9′) der beiden magnetischen Antriebe
mit einem Einschnitt versehen ist, so daß sie an der
Schwingplatte (6) an solchen Stellen anliegt, die den
zugeordneten Knotenlinien entsprechen.
5. Lautsprecher nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der
Schwingspulen (9, 9′) der beiden magnetischen Antriebe
durch Zwischenschalten eines rohrförmigen Teils (12, 12′)
mit der Schwingplatte (6) verbunden ist.
6. Lautsprecher nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß eine der
Knotenlinien (m₁, m₂) die Linie m₁ und eine der Knoten
linien (n₁ bis n₄) die Knotenlinie n₁ oder n₂ ist, und
daß die andere der Knotenlinien (m₂, m₁) die Linie m₂
und die andere der Knotenlinien (n₁ bis n₄) die Knoten
linie n₄ oder n₃ ist.
7. Lautsprecher nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
magnetischen Antriebe (1, 2, 4, 5, 8, 9; 1′, 2′ 4′, 5′,
8′, 9′) verwendet werden, um die Schwingplatte (6) an
den Knotenlinien m₁ und n₁ oder n₂ und an den Knotenli
nien m₂ und n₃ oder n₄ asymmetrisch antreiben.
8. Lautsprecher nach einen der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Filter
element (C; L) parallel zu einer der Schwingspulen (9)
der magnetischen Antriebe geschaltet ist, um den Spitzen
wert des Schalldruckes zu unterdrücken.
9. Lautsprecher nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Filter
element ein Kondensator (C) ist.
10. Lautsprecher nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Filter
element eine Induktivität (L) ist.
11. Elektrodynamischer Lautsprecher nach einem der
Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch
einen korbförmigen Träger (3), wobei die rechteckige
ebene Schwingplatte (6) über ein flexibles Randteil (7)
von dem korbförmigen Träger (3) gehalten ist.
12. Lautsprecher nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß eine der vier
Knotenlinien die Linie n₄ und die andere der vier Knoten
linien die Linie n₃ ist.
13. Lautsprecher nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß eine der vier
Knotenlinien die Linie n₄ und die andere der vier Knoten
linien die Linie n₂ ist.
14. Lautsprecher nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
magnetischen Antriebe (1, 2, 4, 5, 8, 9; 1′, 2′, 4′, 5′,
8′, 9′) verwendet werden, um die Schwingplatte (6) an den
Knotenlinien (n₁ und n₂) bzw. an den Knotenlinien
(n₃ und n₄) anzutreiben.
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D2 | Grant after examination | ||
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