SE424946B - Elektrodynamisk hogtalare - Google Patents

Description

7802261í1-7 ta vid normal drift, varigenom maximal bromsverkan uppnås.

Vid stora spolutslag reduceras bromsverkan eller dämpnings- verkan genom att en av ringarna då kommer att förskjutas utanför luftgapet. Avsikten är att denna reducerade broms- verkan skall upphäva tillväxten av en motkraft från den progressivt verkande fjäderkraften i högtalarens upphängning.

Syftet med uppfinningen är att åstadkomma en högtalare som reducerar nämnda förvrängning genom att den magnetiska dämpningen ökas vid stora utsvängningar.

För att uppnå ovannämnda syfte har man åstadkommit en elektrodynamisk högtalare av i inledningen nämnda slag, vilken är kännetecknad av de i patentkravet 1 angivna särdra- gen.

Som fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen kan kortslutningsringen eller varje kortslutningsring bestå av en ring av koppartråd som är hoplödd eller hopsvetsad vid de motstående ändarna, eller den kan exempelvis bestå av en massiv aluminiumring. När svängspolen är lindad på en rörformad svängspoleform av ett elektriskt ledande material, kan vidare kortslutningsringen vara utformad i ett stycke med -svängspoleformen.

En annan fördelaktig utföringsform av uppfinningen som är enkel och billig att framställa, är kännetecknad av att kortslutningsringen utgöres av en spole omfattande ett antal lindningar av elektriskt ledande material och med kortslu- tande ändpunkter. _ ' En sådan "kortslutningsspole" har den fördelen att den kan utformas av vanlig böjlig lindningstråd av ledande material, och att kortslutningen kan utföras genom sammanlödning av trådändarna eller genom sammanfogning av dessa på annat sätt, utan den noggranna framställningen och justeringen som är nödvändig vid användning av en massiv ring. En speciellt enkel utföringsform av anordningen enligt uppfinningen åstadkommas när kortslutningsringen utgöres av ett antal kortslutande lindningar på svängspolens lindningar vid en ände av svängspolen. 7802264-7 Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande i samband med ett antal utföringsexempel med hänvisning till ritningen, där Eig 1 visar en schematisk tvärsnittsvy av den ena halvan av en elektrodynamisk högtalare med en anordning enligt upp- finningen, fig 2 visar ett elektromekaniskt analoginät för en elektrodynamisk högtalare i låda, fig 3 och 4 är diagram som visar flödestäthetsfördelnin~ gen i magnetsystemets luftgap och kraftfaktorer som funktion av svängspolens position i magnetfältet, fig 5 visar en kortslutningsspole med sammanlödda tråd- ändar, fig 6 visar en kortslutningsspole där trådändarna är förbundna med en ledande svängspoleform, och fig 7 visar en kortslutningsspole bestående av en flat, skiktlindad remsa.

I utföríngsexenmflet enligt fig 1 visas schematiskt den ena halvan av en högtalare som omfattar en högtalarkon l med stympad konisk form, till vars botten är fästad en permanent- magnet bestående av en ringformad magnet 2 till vars ändar det t ex genom limning är fästat en topplatta 3 och en bot- tenplatta 4 som bägge är av en lämplig stållegering. I bot- tenplattan 4 är anordnat ett centralt hål i vilket det är infört och fästat en tapp på ett polstycke 5. Polstycket 5 har cylindrisk form på sådant sätt att det mellan topplattan 3 och polstycket är utformat ett ringformat luftgap, och i detta luftgap träder det in en ände av en rörformad, i detta fall cylindrisk svängspoleform 6.Den yttre änden av sväng- spoleformen är fästad mot ett koniskt, stympat membran 7 som är fjädrande upphängt i högtalarskålen 1. Upphängningen omfattar en böjlig ringformad centreringsskiva 8 som med sin innerkant är fästad mot membranet 7 och med sin ytterkant är fästad mot högtalarskålen.

Membranet är vidare med sin ytterände fästat mot högta- larskålen, t ex via en böjlig kropp 9 eller vid en fortsätt- 780226Ã~7 4 ning av membrankonen. Med hjälp av nämnda upphängning är svängspoleformen anordnad att röra sig fram och tillbaka i luftgapet i pilens X riktning. Som framgår är vidare membra- net vid sin inre ände täckt av ett dammskydd 10.

Utanpå svängspoleformen 6 är på dess nedre del enligt orienteringen i fig l anbragt en svängspole ll omfattande ett lämpligt antal lindningar.I den visade utföringsformen är det vid varje ände av svängspolen anordnat en kortslutnings- ring 12 resp 13 som har uppgiften att öka den magnetiska dämpningen vid stora utsvängningar hos svängspolen. Kortslut- ningarna är utformade av ett material med god elektriskt led- ningsförmåga och kan t ex bestå av en ring av koppartråd som är hoplödd vid motstående ändar och t ex fastlimmad på sväng- spoleformen. Som ett alternativ kan kortslutningsringarna vara svarvade aluminiumringar som också kan vara fästade på spolformen medelst limning. Svängspoleformen är företrädesvis framställd av aluminium, och kortslutningsringarna kan då vara utformade i ett stycke med spolformen. När den ena eller den andra av kortslutningsringarna vid svängspolens rörelse föres mer eller mindre in mot magnetfältet i luftgapet orsakar dessa en väsentligt ökad magnetisk dämpning.

I den visade utföringsformen är_en kortslutningsring an- ordnad vid vardera änden av svängspolen.Det kan emellertid också vara lämpligt att använda en kortslutningsring endast vid den ena änden av spolen, Kortslutningsringarna kan vara anordnade nära intill, eller på ett avstånd från svängspolens ändar.

När det gäller anslutningsledningarna för svängspolen ll, är dessa på vanligt sätt (icke visat) utförda längs spol- formen och förda genom ett lämpligt anbragt hål i membranet och är kopplade till kopplingsklämmor på högtalarskålen. Det kan då vara anordnat lämpliga genomföringshål för ledningarna i den övre kortslutningsringen.

I fig 5 - 7 visas exempel på utföringsformer där kort- slutningsringen utgöres av en spole med kortslutande lind- ningsändpunkter. I dessa figurer är kortslutningsspolarna be- 7802264-7 22 och 23. I alla tre figurerna är svängspolen betecknad med 24 och svängspoleformen är betecknad med 25. I utföringsformen enligt fig 5 består kort- tecknade med resp 21, slutningsspolen 21 av förhållandevis tunn tråd 26 där lind- ningens ändar är sammanlödda vid 27. Eventuellt övergångsmot- stånd i hopkopplingen blir då förhållandevis litet i förhål- lande till det totala motståndet i spolen.

I utföringsformen enligt fig 6 består spolen också av en förhållandevis tunn tråd 28, men här är sörjt för kortslut- ning genom att trådändarna t ex genom lödning är kopplade till svängspoleformen 25 vid 29 och 30. Svängspoleformen be- står i detta fall av elektriskt ledande material.

Kortslutningsspolen kan också vara utformad av tunnval- sade rektangulärlager 31 av ledande material på sådant sätt som visas i fig 7. Änden av det yttersta lagret är här via en lödförbindning 32 kopplad till den ledande svängspoleformen 25. Tillfällig eller avsiktlig inbördes kortslutning mellan de skilda lagren kommer icke att påverka kortslutningsspolens inverkan.

Som nämnts ovan kan kortslutningsspolen eller-spolarna också utformas på enkelt sätt genom att kortsluta ett antal av svängspolens lindningar vid dess ena resp bägge ändar. Med utgångspunkt i exempelvis en tvâlagerlindad svängspole kan en kortslutningsspole då utformas genom att isolationen på det yttre lagrets lindninqar avskrapas ett stycke inåt (t ex 2 - 3 mm) från gällande ände av spolen och lindningarna sammanlödes eller svetsas på det ställe där isolationen är avlägsnad. I denna utföringsform kan således kortslutnings- spolen vara elektriskt förbunden med själva svängspolen, även om den också kan åtskiljas från svängspolen, som i utförings- formerna enligt fig 5 - 7.

Verkan hos anordningen enligt uppfinningen skall i det följande belysas med hjälp av två beräkningsexempel. Med hän- visning till det elektromekaniska analoginätverket på fig 22 gäller följande analogier: 1802264-7 R är analogt med det mekaniska motståndet på grund av mag- netisk dämpning L1 “ “ " massan hos det svängande systemet C1 " " " det inverterade värdet av fjäderstyvheten (eftergivligheten) i upphängningen R2 “ " “ mekaniskt motstånd i upphängningen C2 “ " “ lufteftergivligheten i den inneslutna låd- volymen R3 " “ " mekaniskt motstånd i den inneslutna volye e men (absorption) Z¿ " " " läckage eller eventuell öppning i lådan F “ ” " kraften på det svängande systemet Det mekaniska motståndet på grund av magnetisk dämpning ges av (HIF R1 = NS/n R där Bl är den förut nämnda kraftfaktorn, och R är svängspolemot- ståndet. Vanligtvis är R1 >> R2 + R3. Vidare är kraften F given av d F-T-eo R där e är pålagd spänning.

Som förut nämnts är kraftfaktorn Bl en funktion av sväng- spolens position i magnetfältet i luftgapet. I fig. 3 och 4 visas representativa exempel på fördelning av flödestätheten B (i Wb/m2) och variation av kraftfaktorn Bl (i Wb/mg) som funktion av spolens utsvängning i luftgapet.

Exempel 1 Man använde kortslutningsringar av koppar med diametern 0,9 mm vilka anbragtes i var ände av en svängspole med en längd på 14 mm och en diameter på 39 mm. Luftgaphöjden (i x-riktning) var 6 mm. Kortslutningsringens längd var l = 0,12 och motståndet R = o,oo324 Ohm. Tiiiäggsmorstänaet är då (a1)2/R där B är flödes- tätheten i den aktuella ringpositionen. Resultaten anges i följande etabellz __~._._. ___. ___.. , ._._._._..... ..._......-_ __... _ ..__. _-.. 7802264-7 7 i _, JN Who _w_ y___a_ -N _ _ln 0 W, Position Mekaniskt motstånd 1Tilläggsmotstànd V :Totalt mek. mot- utan ringar (Ns/m) :Eran ringarna (Ns/m) ¿stand (Ns/m Mi_, W. 0 W -»»' _' - ~- f '~ 5 'M "*"*" 0 22,4 I 0,2 22,6 i 2 20,1 0.3 20.4 i 4 16,7 ' 0,6 17.3 i 6 12,0 i 2,5 14,5 i s 6,0 2,6 i 8.6 i 10 2,2 i 1.9 1 4.1 Exemfiel 2 Man använde kortslutningsringar av aluminium med ett tvärsnitt på 2 mm x 0,7 mm som i en 8" bashögtalare anbringades på en alu- miniumspoleform vid vardera ände av en svängspole med en längd av 12 mm och en diameter av 39 mm. Luftgapshöjden var 6 mm.

Med dessa värden blir ringmotstàndet R = 0,0024 onm och det mekaniska motståndet på grund av magnetisk dämpning från ringen (Bl)2/R = 6,2B2. Det mekaniska motståndet (Ns/m) som funktion av spolposition kan då sammanfattas i följande tabell: __ , ...__ , ___", r-.. enn., Position 1) Mekaniskt mot- !2) Mekaniskt mot- 'Sum- T*3) Mekaniskt_Sum- stânï från sväng- _stånd från spol- ma motstånd ma spolen 'formen 1)+2)Y fran ringar- 1)+ ' 1 'na 2 + l 3 .n ,_ . , ,_ -..år .-__ _.

O 9,1 1,0 10,1 I 0,1 10,2 i 2 8,5 1,0 _ 0,6 0,25 9,0 if; 0,2 1,0 7.2 3,0 10,2 i 6 3,2 1,0 § 4,2 = 5,0 i 9,2 i s _ 1,1 i 1,0 _ 2,1 ._ 5,0 7,1 i 10 f 0,2 1,0 1,2 Å 5,0 6,2 ____--__.....-_._. ._ _ ' ; . i. . _ ._ _ _ Man inser att kolumnen 4 i ovanstående tabell (summa 1) + 2)) anger det totala mekaniska motståndet för en konventionell högta- lare, nedan kolumnen 6 (summa 1) + 2) + 3)) anger det totala me- ka iska motståndet för en högtalare som är försedd med anordníngen enligt uppfinningen. Av ovanstående framgår att det medelst upp- finningen uppnås ett tilläggsmotstånd på grund av magnetisk dämp- ning som har en betydande, gynnsam inverkan på transientåtergiv- ningen, speciellt vid basreflexsystem, på så sätt att man uppnår en reduktion av lågfrekvent transientdistorsion. 7802264-7 Det skall till slut visas att en kortslutningsspole enligt ovan nämnda utföringsformer ger samma verkan som en kortslutnings- ring i form av en massiv kropp. Man tar då som utgångspunkt en ring med längden 1 och tvärsnittsytan A, och som är av ett material med specifik ledningsförmâga 0 . Som tidigare angivits anges det ekvivalenta motståndet R1 av 3212 1 R där B är flödestätheten i permanentmagnetens luftgap och R är svängspolens ohmska motstånd. Betecknas ledningsförmägan med S, får man , A.U 121 = 321,38 = B2l2 ___- = BQIÅG 1 I det fall kortslutningsringen tänkes uppdelad i en kort- sluten spole med n seriekopplade lindningar, blir trådytan A/h och den totala trâdlängden blir 1 . n, sä att det ekvivalenta mekaniska motståndet blir 2 Ia =B2.(1.n).â~.ø=131Aø 1 alltså samma som för den massiva ringen. Den massiva ringen kan alltså spaltas upp i flera seriekopplade ringar utan att verkan förärdras.

Claims (5)

7802264-7 PATENTKRÄV

1. .Elektrodynamisk högtalare omfattande en svängspole (ll: 24), ett membran (7) mot vilket svängspolen är fästad, och ett magnetsystem (2-5) som har ett luftgap i vilket svängspo- len är fjädrande upphängd för svängande rörelse till den ena eller den andra sidan från ett neutralläge, och en kortslutningsring (12 resp 13; 21; 22; 23) vid åtminstone ena änden av svängspolen (ll: 24), k ä n n e t e c k n a d av att kortslutningsringen (12 resp 13: 21; 22; 23) är anbringad i en sådan ställning i förhållande till ett centralt parti av svängspolen (ll: 24) att den är belägen utanför magnetsyste- mets luftgap när svängspolen befinner sig i sitt neutralläge.

2. Elektrodynamisk högtalare enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att kortslutningsringen (21) består av en tråd (26) av koppar eller ett annat ledande material vars motstående ändar är sammanfogade (vid 27) med varandra.

3. Elektrodynamisk högtalare enligt krav 2, k ä n n e - t e c kxla d av att kortslutningsringen består av en mas- siv ring av aluminium eller ett annat elektriskt ledande ma- terial.

4. Elektrodynamisk högtalare enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att kortslutningsringen (22) består av en spole som omfattar ett antal lindningar (varv) av elektriskt ledande material och har kortslutna ändpunkter (29, 30).

5. Elektrodynamisk högtalare enligt krav 1 eller 4, k ä n - n e t e c k n a d av att kortslutningsringen utgöres av ett antal kortslutna lindningar (varv) av svängspolelindning- en vid en ände av densamma. ANFURDA PUBLIKATIONER: