DE1268680B - Lautsprechervorrichtung, bei der mit dem beweglichen Teil des Lautsprechers ein Wandler verbunden ist - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H04b

Deutsche Kl.: 21 a2 -16/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 68 680.5-31
18. Juni 1964
22. Mai 1968

Die Erfindung betrifft eine Lautsprechervorrichtung, bei der mit dem beweglichen Teil des Lautsprechers ein Kegel verbunden ist, mit dessen Scheitel ein Wandler zum Erzeugen einer dieser Bewegung entsprechenden Spannung verbunden ist.

Sie bezweckt insbesondere, eine Lautsprechervorrichtung anzugeben, die sich dazu eignet, eine Spannung zu liefern, die im Sinn einer Gegenkopplung zu einem den Lautsprecher steuernden Verstärker zurückführbar ist. ίο

Es wurde bereits vorgeschlagen, mit dem beweglichen Teil des Lautsprechers einen elektromechanischen Wandler zu koppeln, der eine von der Lautsprecherbewegung abhängige Spannung erzeugt.

Weiterhin ist es beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 2 860 183 bereits bekannt, eine Lautsprechervorrichtung mit einem am beweglichen Teil des Lautsprechers befestigten Wandler zu versehen, der zum Erzeugen einer der Beschleunigung dieser Bewegung entsprechenden Spannung dient, wobei der Wandler am Scheitel eines Kegels befestigt ist, dessen Fuß mit der Antriebsvorrichtung des beweglichen Teils des Lautsprechers verbunden ist.

Dabei war stets das Problem, daß bei einer derartigen Gegenkopplung unerwünschte Schwingungen erzeugt werden, die darauf hinweisen, daß zwischen dem dem Lautsprecher zugeführten elektrischen Strom und der dem Wandler entnommenen Spannung unerwünschte Phasenverschiebungen auftraten. Wenn diese Phasenverschiebungen nur bei sehr hohen und sehr niedrigen Frequenzen kritische, zum Schwingen führende Werte erreichen würden, ließe sich dieses Übel mit Hilfe elektrischer Netzwerke beseitigen. Es zeigt sich jedoch, daß infolge von Resonanzerscheinungen der mit dem Lautsprecher verbundenen Teile auch Phasenverschiebungen im wiedergegebenen Frequenzband des Lautsprechers auftreten. In der Praxis müßten sehr komplizierte und störanfällige Schaltungen eingesetzt werden, um diese Phasenverschiebungen mit Hilfe von elektrischen Netzwerken zu beseitigen.

Die Erfindung bezweckt, einen Lautsprecher zu schaffen, bei dem diese Nachteile behoben sind. Dabei wird von einer Lautsprechervorrichtung ausgegangen, bei der ähnlich wie bei der aus der USA.-Patentschrift 2 860 183 bekannten Vorrichtung mit dem beweglichen Teil des Lautsprechers ein Kegel verbunden ist, dessen Scheitel mit dem Wandler verbunden ist.

Dabei kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß der Wandler frei schwebend mit dem Scheitel des Kegels verbunden und derartigen Massenträgheits-Lautsprechervorrichtung, bei der mit dem
beweglichen Teil des Lautsprechers ein Wandler
verbunden ist

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenf abrieken, Eindhoven
(Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Auer, Patentanwalt,

2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Stephanus Hendrik de Koning, Eindhoven

(Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 21. Juni 1963 (294 443),

vom 26. September 1963 (298 464)

kräften ausgesetzt ist, daß die erzeugte Spannung der Beschleunigung der Bewegung proportional ist.

Die bekannte Lautsprecheranordnung weist dieses Merkmal nicht auf. Bei ihr besitzt der Wandler eine feste Aufhängung, und sein bewegliches Organ wird daher unmittelbar durch die Schwingungen der Lautsprechermembran in Bewegung versetzt. Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung ist der Wandler frei schwebend angeordnet. Er wird also von den Trägheitskräften der Membranbeschleunigung angetrieben.

Zweckmäßig ist es, die Lautsprechervorrichtung so auszubilden, daß der Scheitel des Kegels in die Richtung der abzustrahlenden Schallenergie weist. Dabei wird zweckmäßigerweise die Masse des Wandlers so gewählt, daß sie die gleiche Größenordnung aufweist wie die der Lautsprecherspule. Der Kegel selbst kann zweckmäßigerweise aus Metall hergestellt und geerdet sein.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer Zeichnung näher erläutert, die ein Ausführungsbeispiel der Lautsprecheranordnung nach der Erfindung zusammen mit der zugeordneten Schaltung darstellt.

Der dargestellte Lautsprecher enthält einen beweglichen Teil in Gestalt einer Konusmembran 1, die von

809 550/340

einem mit diesem Konus verbundenen Spulenkörper 2 angetrieben wird, auf dem eine Lautsprecherspule 3 vorgesehen ist. Der Spulenkörper 2 mit der Spule 3 befindet sich in einem nur schematisch dargestellten Magnetsystem, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß Ströme, die der Lautsprecherspule 3 zugeführt werden, auf den Spulenkörper axial gerichtete Kräfte ausüben, durch die die Konusmembran 1 in Bewegung versetzt wird. Diese Ströme werden von einem Verstärker 4 erzeugt, dem aus einer Quelle 5 niederfrequente Eingangssignale zugeführt werden.

In der Regel besteht keine rein lineare Beziehung zwischen dem von der Konusmembran 1 erzeugten Schalldruck und dem Signal der Quelle 5. Deshalb ist man bestrebt, dies durch Anwendung einer Gegenkopplung zu verbessern. Hierfür ist ein mit der Konusmembran 1 verbundener piezoelektrischer Wandler 6 vorgesehen, auf den eine zur Beschleunigung der Lautsprechermembran proportionale Massenträgheitskraft einwirkt. Der Wandler ist vorzugsweise aus Kristallmaterial hergestellt und besitzt somit eine große Härte. Er liefert, wenn der Lautsprecher in die Wand 9 eines im übrigen völlig geschlossenen Gehäuses aufgenommen ist, für Schwingungen mit einer Wellenlänge, die größer als der halbe Umfang des Lautsprecherkonus ist, eine Spannung, die proportional der Wurzel aus der abgestrahlten Schallenergie ist. Bei kleineren Wellenlängen nimmt die Spannung bei konstanter Schallenergie proportional zur Frequenz zu. Um diese Wirkungen zu berücksichtigen, genügt ein einfaches Netzwerk 7 im Gegenkopplungskreis, das die Schwingungen mit kleineren Wellenlängen integriert, damit die zum Verstärker 4 zurückgeführte Gegenkopplungsspannung über den ganzen Frequenzbereich praktisch linear von der Wurzel aus der Schallenergie abhängt.

Hierbei wird vorausgesetzt, daß keine parasitären Erscheinungen bestehen, infolge deren die Spannung des Wandlers 6 von der erwähnten Gesetzmäßigkeit abweichen würde. Weil der Wandler 6 auf irgendeine Weise mit der Membran 1 verbunden sein muß, bereiten die verbindenden Teile in dieser Hinsicht jedoch Schwierigkeiten. Insbesondere hat die große Härte des Kristallmaterials des Wandlers 6 zur Folge, daß dieser unbeabsichtigte mechanische Kräfte auffangen kann, wobei er entsprechende elektrische Spannungen erzeugt.

Gemäß der Erfindung ist der Wandler 6 mit dem Scheitel eines in axialer Richtung steifen Kegels 8 verbunden, dessen Fuß mit der Lautsprechermembran verbunden ist. Der Kegel weist in die Richtung, in der der Schall abgestrahlt wird, und hat infolgedessen auch akustisch günstige Strahlungseigenschaften. Er ist in radialer Richtung vorzugsweise so nachgiebig, daß keine radialen Kräfte vom Konus 1 auf den massiven Kegelscheitel, an dem der Wandler 6 befestigt ist, übertragen werden können. Der Kegel ist unten durch eine Platte 10 abgeschlossen, so daß keine Druckänderungen in der den Wandler umgebenden Luft auftreten können.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Axialbewegung des Konus 1 radiale Rückwirkungskräfte der Wand 9 auf diesen Konus 1 zur Folge hat. Diese Rückwirkungskräfte erreichen allseitig den Fuß des Kegels 8, der mit dem Spulenkörper 3 verbunden ist. Infolge der gewählten Bauart sind sie jedoch am Scheitel des Kegels 8 sehr abgeschwächt, so daß kein diesen Radialkräften entsprechender Druck den Wandler 6 erreicht und die vom Wandler 6 gelieferte Spannung somit ausschließlich den Axialbeschleunigungen entspricht. Hierdurch wird eine wichtige Fehlerquelle beim Erzeugen der vom Wandler zu liefernden Gegenkopplungsspannung vermieden.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wurde der Lautsprecher mit einem Konus 1 mit einem Durciamesser von 13 cm und einem Scheitelwinkel von 120° versehen. Der Durchmesser des Spulenkörpers 3 war 2,6 cm, seine Länge 2,5 cm. Der Kegel 8 war aus Aluminium hergestellt, sein Scheitelwinkel war 40°. Der Durchmesser des Wandlers 6 war 0,6 cm, seine Länge 1,6 cm. Seine Masse war von der gleichen Größenordnung wie die der Spule 3. Durch Erdung des Kegels 8 wurde auch die Induktion von Brummspannungen im Wandler 6 vermieden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lautsprechervorrichtung, bei der mit dem beweglichen Teil des Lautsprechers ein Kegel verbunden ist, mit dessen Scheitel ein Wandler zum Erzeugen einer dieser Bewegung entsprechenden Spannung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler frei schwebend mit dem Scheitel des Kegels verbunden und derartigen Massenträgheitskräften ausgesetzt ist, daß die erzeugte Spannung der Beschleunigung der Bewegung proportional ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel des Kegels in der Richtung der abzustrahlenden Schallenergie weist.

3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Wandlers von der gleichen Größenordnung ist wie die der Lautsprecherspule.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel aus Metall hergestellt und geerdet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 238 929;
USA.-Patentschrift Nr. 2 860 183.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 550/340 5.6& © Bundesdruckerei Berlin