DE3832617A1 - Loudspeaker for a digital control signal - Google Patents

Abstract

A known loudspeaker for a digital control signal needs a number of voice coils having different wire diameter. A loudspeaker is to be created which is suitable for a digital control signal but manages without voice coils having different wire diameter. The transducers driven with the bits of the digital control signal are formed by piezopolymeric foils (1-5) of different area. Particularly a loudspeaker for a television receiver. <IMAGE>

Description

Die Erfindung geht aus von einem Lautsprecher gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Lautsprecher ist be­ kannt durch die EP-A2 02 56 593.The invention is based on a loudspeaker according to the Ober concept of claim 1. Such a speaker is be known from EP-A2 02 56 593.

Dieser bekannte Lautsprecher dient zur direkten Wandlung ei­ nes mit n Bit digitalisierten Signals in ein akustisches Si­ gnal mit der Wirkung eines mechanischen Digital/Analog-Wand­ lers. Die unterschiedlichen elektroakustischen Übertragungs­ faktoren der einzelnen Schwingspulen werden durch unter­ schiedliche Durchmesser der Drähte der einzelnen Schwing­ spulen gebildet.This known speaker is used for direct conversion nes digitized signal with n bits into an acoustic Si gnal with the effect of a mechanical digital / analog wall lers. The different electro-acoustic transmission factors of the individual voice coils are shown below different diameter of the wires of each vibrating coils formed.

Diese Lösung hat folgende Nachteile: Die Drahtquerschnitts­ flächen müssen jeweils in Zweierpotenzen (2, 4, 8, 16) abge­ stuft werden. Dies führt bei normalen Drähten mit Kreisquer­ schnitt zu der Forderung, jeweils die Drahtdurchmesser be­ nachbarter Schwingspulen im Verhältnis "Wurzel aus 2" zu wäh­ len. Die Verarbeitung von Drähten mit verschiedenen Draht­ durchmessern auf einem gemeinsamen Träger ist fertigungstech­ nisch umständlich. Außerdem ist der Füllfaktor bei einer sol­ chen Anordnung verschiedener Schwingspulen relativ gering, weil der Durchmesser des dicksten Drahtes durch die Luft­ spaltgröße begrenzt wird, die dann von den anderen Wicklun­ gen nur noch zum Teil ausgenutzt werden kann.This solution has the following disadvantages: The wire cross-sectional areas must each be graduated in powers of two ( 2 , 4 , 8 , 16 ). In the case of normal wires with a circular cross-section, this leads to the requirement to select the wire diameters of adjacent voice coils in the ratio “root of 2”. The processing of wires with different wire diameters on a common carrier is technically cumbersome. In addition, the fill factor is relatively low with such an arrangement of various voice coils, because the diameter of the thickest wire is limited by the air gap size, which can then only be partially exploited by the other windings.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lautsprecher für die Steuerung mit einem digitalen Steuersignal zu schaf­ fen, der ohne Schwingspulen mit unterschiedlichem Drahtdurch­ messer auskommt.The invention has for its object a speaker for control with a digital control signal fen, without voice coils with different wire diameter knife gets along.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Er­ findung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. This task is by the He described in claim 1 finding solved. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.  

Bei der Erfindung werden also die notwendigen unterschiedli­ chen elektroakustischen Übertragungsfaktoren nicht durch ver­ schiedenwertige Schwingspulen gebildet, sondern durch pie­ zopolymere Folien mit entsprechend unterschiedlichen Flä­ chen. Dabei wird also die Eigenart einer solchen Folie, daß der elektroakustische Übertragungsfaktor der Fläche der als Wandler dienenden Folie proportional ist, vorteilhaft zur Bildung derartiger Wandler mit unterschiedlichen elektroaku­ stischen Übertragungsfaktoren ausgenutzt. Es entfallen daher die Probleme der mangelnden Ausnutzung des Luftspaltes bei einem Magneten und des unterschiedlichen Kupfer-Füllfaktors bei Lautsprechern mit Schwingspulen mit unterschiedlichem Drahtdurchmesser.In the case of the invention, the necessary differences are therefore made Chen electroacoustic transmission factors not by ver different voice coils formed, but by pie copolymer films with correspondingly different areas chen. It is the peculiarity of such a film that the electroacoustic transmission factor of the area of the as Transducer-serving film is proportional, advantageous to Formation of such transducers with different electroaku exploited transmission factors. It is therefore not necessary problems of insufficient utilization of the air gap a magnet and the different copper fill factor for speakers with voice coils with different Wire diameter.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Darin zei­ gen:The invention is explained with reference to the drawing. In it zei gene:

Fig. 1 im Prinzip die Anordnung der einzelnen Folien unterschiedlicher Fläche, Fig. 1, in principle, the arrangement of the individual films of different surface

Fig. 2 eine Ausbildung mit ringförmigen Folien, Fig. 2 an embodiment with annular sheets,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2 mit maßstäblichem Flächenverhältnis und Fig. 3 shows a detail of Fig. 2 with scale area ratio and

Fig. 4 eine Weiterbildung der Erfindung für einen Fernsehempfänger. Fig. 4 shows a development of the invention for a television receiver.

Fig. 1 zeigt acht nebeneinanderliegende piezopolymere Foli­ en, deren Flächen in Zweierpotenzen abgestuft sind. Die kleinste Folie hat somit die Fläche x, die darauffolgenden Folien die Flächen 2 x, 4 x, 8 x, 16 x, 32 x, 64 x, 128 x. Diese Folien bilden elektroakustische Wandler, deren elektroakusti­ scher Übertragungsfaktor entsprechend dem Flächenverhältnis in Zweierpotenzen abgestuft ist. Die einzelnen Folien sind kontaktiert und werden unmittelbar mit den einzelnen, ver­ schiedenwertigen Bits eines Wortes des digitalen Tonsignals gesteuert. Das von den Folien erzeugte Schallfeld entspricht also dem jeweiligen, durch das Bit vorgegebenen Wert. Das durch die gesamte Anordnung erzeugte Schallfeld entspricht also dem jeweiligen Wert des zugeordneten analogen Tonsi­ gnals. Ein derartiger Lautsprecher wirkt also als mechani­ scher Digital/Analog-Wandler. Es ist ersichtlich, daß die Flächen der einzelnen Folien entsprechend den Zweierpotenzen sehr stark zunehmen. Es können daher Schwierigkeiten auftre­ ten, in der Praxis Folien mit derartig unterschiedlichen Flä­ chen zu realisieren. Fig. 1 shows eight juxtaposed piezopolymeric foils whose surfaces are graduated in powers of two. The smallest film has the area x , the following films the areas 2 x , 4 x , 8 x , 16 x , 32 x , 64 x , 128 x . These foils form electroacoustic transducers whose electroacoustic transmission factor is graduated in powers of two according to the area ratio. The individual foils are contacted and are controlled directly with the individual, different bits of a word of the digital audio signal. The sound field generated by the foils therefore corresponds to the respective value specified by the bit. The sound field generated by the entire arrangement thus corresponds to the respective value of the assigned analog sound signal. Such a loudspeaker thus acts as a mechanical digital / analog converter. It can be seen that the areas of the individual foils increase very strongly in accordance with the powers of two. Difficulties can therefore arise in realizing films with such different surfaces in practice.

Fig. 2 zeigt eine Weiterbildung, bei der die Realisierung von Folien mit derart unterschiedlichen Flächen vereinfacht ist. Die einzelnen Folien liegen nicht in Form von Rechtek­ ken nebeneinander, sondern sind als ringförmige, konzentri­ sche Folien 1, 2, 3, 4, 5 ausgebildet, die auf einer Grundplatte 10 angeordnet sind und jeweils einen kleinen Abstand a von etwa 1 mm aufweisen. Da der jeweilige Radius r quadratisch in die Fläche eingeht, kann die Abstufung in der Fläche gemäß Fig. 1 besser realisiert werden. Wenn n die Ord­ nungszahl einer Folie und F die jeweilige Fläche der Folie ist, gilt allgemein die Beziehung F _n =2*F _{n -1}=2 ^n-1*F ₁. In Fig. 2 sind die dargestellten Flächen nicht maßstabsge­ recht, entsprechen also nicht der geforderten Zweierpotenz. Fig. 2 shows a development, in which the implementation is simplified films having such different surfaces. The individual foils are not next to each other in the form of rectangles, but are formed as annular, concentric foils 1 , 2 , 3 , 4 , 5 which are arranged on a base plate 10 and each have a small distance a of about 1 mm. Since the respective radius r is square in the surface, the gradation in the surface according to FIG. 1 can be better realized. If n is the atomic number of a film and F is the respective area of the film, the relationship F _n = 2 * F _{n -1} = 2 ^{n -1} * F ₁ applies in general. In Fig. 2 the areas shown are not true to scale, so they do not meet the required power of two.

Fig. 3 zeigt einen allseitig abgebrochenen, sektorförmigen Ausschnitt aus einer Anordnung gemäß Fig. 2, bei der die Flä­ chen der einzelnen Folien 1 bis 9 maßstabsgerecht entspre­ chend der Zweierpotenz dargestellt sind. Fig. 3 shows a broken off on all sides, sector-shaped section of an arrangement according to FIG. 2, in which the surfaces of the individual foils 1 to 9 are shown to scale according to the power of two.

Für ein Ausführungsbeispiel mit acht ringförmigen, konzentri­ schen Folien 1 bis 8 für ein acht-Bit-digitales Tonsignal ergeben sich für die Ordnungszahl n, den jeweils äußeren Radius r einer Folie und den Abstand a zwischen zwei benach­ barten Folien folgende Werte: For an exemplary embodiment with eight annular, concentric foils 1 to 8 for an eight-bit digital sound signal, the following values result for the atomic number n , the outer radius r of a foil and the distance a between two adjacent foils:

In Fig. 4 ist der Bildschirm 11 eines Fernsehempfängers durch eine Diagonale in zwei etwa dreieckförmige Flächen auf­ geteilt. Jede dieser beiden dreieckförmigen Flächen enthält fünf segmentförmige Folien 1 bis 5 gemäß Fig. 3. Die beiden dreieckförmigen, einander gleichen Anordnungen können dann zur Wiedergabe eines Stereo-Tonsignals dienen.In Fig. 4, the screen 11 of a television receiver is divided by a diagonal into two approximately triangular areas. Each of these two triangular surfaces contains five segment-shaped foils 1 to 5 according to FIG. 3. The two triangular, identical arrangements can then be used to reproduce a stereo sound signal.

Claims (6)

1. Lautsprecher für ein digitales Steuersignal mit mehre­ ren Wandlern mit unterschiedlichen elektroakustischen Übertragungsfaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler durch piezopolymere Folien (1-5) unterschiedli­ cher Fläche gebildet sind.1. Loudspeaker for a digital control signal with several transducers with different electroacoustic transmission factors, characterized in that the transducers are formed by piezopolymeric films ( 1-5 ) with a different surface. 2. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Folien (1-5) in Zweierpotenzen (1, 2, 4, 8, 16, 32 ...) abgestuft sind.2. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the surfaces of the foils ( 1-5 ) are graduated in powers of two ( 1 , 2 , 4 , 8 , 16 , 32 ...). 3. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (1-5) in Form von konzentrischen, beab­ standeten Ringen mit nach außen hin zunehmender Breite ausgebildet sind (Fig. 2, 3).3. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the foils ( 1-5 ) are designed in the form of concentric, spaced rings with increasing width towards the outside ( Fig. 2, 3). 4. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (1-5) transparent ausgebildet und auf den Bildschirm (11) eines Fernsehempfängers aufgebracht sind (Fig. 4).4. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the foils ( 1-5 ) are transparent and applied to the screen ( 11 ) of a television receiver ( Fig. 4). 5. Lautsprecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Stereo-Tonwiedergabe zwei gleiche Sätze mit je einer Vielzahl von Folien (1-5) vorgesehen sind (Fig. 4).5. Loudspeaker according to claim 4, characterized in that two identical sets each with a plurality of foils ( 1-5 ) are provided for stereo sound reproduction ( Fig. 4). 6. Lautsprecher nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Bildschirm (11) entlang einer Diagonale in zwei etwa dreieckförmige Flächen geteilt ist und jede Fläche Segmente von ringförmigen Folien (1-5) unter­ schiedlicher Breite aufweist (Fig. 4).6. Loudspeaker according to claim 4 and 5, characterized in that the screen ( 11 ) along a diagonal is divided into two approximately triangular surfaces and each surface has segments of annular foils ( 1-5 ) of different widths ( Fig. 4) .