DE10045201C2 - Akustische Wiedergabeeinrichtung - Google Patents
Akustische WiedergabeeinrichtungInfo
- Publication number
- DE10045201C2 DE10045201C2 DE2000145201 DE10045201A DE10045201C2 DE 10045201 C2 DE10045201 C2 DE 10045201C2 DE 2000145201 DE2000145201 DE 2000145201 DE 10045201 A DE10045201 A DE 10045201A DE 10045201 C2 DE10045201 C2 DE 10045201C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- loudspeaker
- converter
- coil
- voice coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R19/00—Electrostatic transducers
- H04R19/02—Loudspeakers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
- H04R9/02—Details
- H04R9/04—Construction, mounting, or centering of coil
- H04R9/045—Mounting
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
- H04R9/06—Loudspeakers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur akusti
schen Wiedergabe eines von einem Tongenerator abgegebenen
elektrischen Audiosignales gemäß dem Oberbegriff der Patent
ansprüche 1 beziehungsweise 6.
Die wohl wichtigste praktische Anwendung für einen Lautspre
cher ist die Wiedergabe von Sprache oder Musik bei einer
elektroakustischen Übertragung. Dabei stellt der Lautsprecher
in der Kette der Übertragungsglieder das Endglied dar, das
durch seine Eigenschaften in den meisten Fällen die erzielba
re Übertragungsgüte bestimmt. Es hat daher nicht an Versuchen
gefehlt, Lautsprecher zu entwickeln, mit denen eine möglichst
hohe Übertragungsgüte zu erzielen ist.
In "Handbuch für Hochfrequenz- und Elektrotechniker" (Heraus
geber Curt Rint), Verlag für Radio-Foto-Kinotechnik GmbH,
1952, Band I, Seiten 438 und 439 ist beispielhaft ein Über
blick über konventionelle Lautsprechersysteme dargelegt, bei
denen unterschiedliche Umwandlungsprinzipien für die zuge
führte elektrische Leistung in eine akustische Leistung ein
gesetzt werden. Bei den meisten der bekannten Lautsprecherty
pen wird als schallabgebendes Element eine Membran, d. h. eine
Platte mit sehr geringer Schichtdicke verwendet.
Zu den bekannteren Lautsprechertypen gehört der elektromagne
tische Lautsprecher, bei dem meist ein Permanentmagnet einge
setzt wird, der eine Kraft auf einen beweglichen Anker aus
übt. Dieser Anker ist häufig als eine einseitig eingespannte,
freischwingende Zunge ausgebildet, die mit einer vorzugsweise
trichterförmigen Membran starr verbunden ist. Die Auslenkbe
wegungen des Ankers werden durch eine stromdurchflossene Spu
le hervorgerufen, der das den Lautsprecher steuernde Audiosi
gnal zugeführt wird. Dabei ist die den Anker auslenkende
Kraft dem durch die Spule fließenden Strom proportional und
ihre Richtung von der Flußrichtung des durch die Spule flie
ßenden Stromes abhängig. Der Vorteil des elektromagnetischen
Lautsprechers ist eine gute Empfindlichkeit, wobei sich die
Resonanzstellen des schwingenden Systemes, bestehend aus dem
freischwingenden Anker und der damit gekoppelten Membran re
lativ einfach definieren lassen. Seine wesentlichen Nachteile
bestehen aber darin, daß mit ihm keine Abstrahlung in einem
ausreichend breiten Frequenzband zu erreichen ist und ferner
bei größeren Amplituden nichtlineare Verzerrungen sowie an
Resonanzstellen ein sog. mechanisches Klirren auftreten kön
nen.
Günstigere Eigenschaften besitzt der elektrodynamische Laut
sprecher, er wird meist in Verbindung mit einer Konusmembran
verwendet. Eine von dem steuernden Audiosignal durchflossene
Schwingspule ist im Luftspalt eines Topfmagneten angeordnet
sowie fest mit der Membran verbunden. Das magnetische Feld in
dem Luftspalt des Topfmagneten, in dem die Schwingspule
schwingt, wird in der Mehrzahl aller Ausführungsformen des
elektrodynamischen Lautsprechers durch einen Permanentmagne
ten erzeugt. Die oben angegebene Literaturstelle offenbart
aber auch, daß zum Erzeugen dieses magnetischen Feldes ebenso
eine an eine Gleichstromquelle angeschlossene Erregerspule
verwendet werden kann. Beim elektrodynamischen Lautsprecher
läßt sich die Eigenschwingung der Membran relativ tief legen,
so daß man damit eine gute Schalleistung, d. h. verhältnismä
ßig große Amplituden ohne nichtlineare Verzerrungen, insbe
sondere bei tiefen Frequenzen erreicht.
Ein weiterer bekannter Lautsprechertyp ist der elektrostati
sche Lautsprecher, der für spezielle Anwendungen, insbesonde
re als Hochtonlautsprecher eingesetzt wird. Bei diesem Laut
sprechertyp ist der beweglichen Membran in geringem Abstand,
der in einer Größenordnung von wenigen Millimetern liegt, ei
ne feststehende Feldplatte zugeordnet. Konventionell werden
die Membran und die Feldplatte jeweils mit einem der beiden
Pole einer Gleichstromquelle verbunden, so daß sich zwischen
der Membran und der Feldplatte ein stationäres elektrisches
Feld aufbaut. Diesem Gleichstromkreis wird das Audiosignal
überlagert, so daß die Membran proportional zu Größe und
Richtung der durch das entsprechende Wechselfeld hervorgeru
fenen Kraftkomponente ausgelenkt wird. Nachteilig bei diesem
elektrostatischen Lautsprecher ist die Tatsache, daß das
Gleichstrompotential, d. h. die elektrische Vorspannung, rela
tiv hoch in der Größenordnung von einigen Kilovolt angesetzt
werden muß, um ein entsprechend lineares Schwingungsverhalten
dieses Lautsprechertyps zu erreichen. Es sind durchaus weite
re Lautsprechertypen bekannt, die für den vorliegenden Fall
jedoch weniger bedeutsam sind.
Aus der DE 39 01 745 A1 ist ein Lautsprecher bekannt, der mit
zwei gleichen, galvanisch voneinander getrennten Schwingspu
len versehen ist. Die eine Schwingspule ist an den Ausgang
eines NF-Verstärkers angeschlossen, der diese Schwingspule
mit einem breitbandigen NF-Signal versorgt. Die andere
Schwingspule ist ebenfalls an den Ausgang des Verstärkers an
geschlossen, wobei jedoch zwischen die Klemmen ein Netzwerk
eingeschaltet ist, das eine frequenzabhängige Übertragungs
funktion hat. Der vom Netzwerk durchgelassene Frequenzbereich
bewirkt bei der Wiedergabe eine Amplitudenanhebung oder aber
- bei gegensinniger Polung der Schwingspulen - eine Amplitu
denabsenkung. Der Lautsprecher weist außerdem ein Joch, eine
Membran und einen zylinderförmigen Kern auf. Die Membran
trägt im Bereich eines Luftspaltes die beiden galvanisch ge
trennten Schwingspulen, die als Bifilarwicklung ausgebildet
sind.
Die DE 198 30 620 A1 offenbart ein Verfahren zur Übertragung
und Be-/Verarbeitung mindestens eines Audiosignales innerhalb
eines Beschallungssystems, das wenigstens ein Lautsprecher
system umfasst, mittels einer Übertragungsanlage, die wenigs
tens einen Signalprozessor aufweist. Hierbei wird zunächst
mindestens ein Audiosignal erfasst, welches als digitaler
Bitstrom dem wenigstens einen Signalprozessor der Übertra
gungsanlage zugeführt wird. Im Signalprozessor wird der digi
tale Bitstrom verändert und anschließend den Lautsprechern
des Beschallungssystems zugeführt. Erfindungsgemäß wird der
digitale Bitstrom im Signalprozessor durch von einer Steuer-
/Regeleinrichtung vorgegebene Signale derart verändert, daß
das Audiosignal durch das Beschallungssystem gemäß einer vor
bestimmten Wiedergabekurve unter Einbeziehung der Raumakustik
abgestrahlt wird.
Um Wiedergabefehler bei elektroakustischen Wandlern, wie z. B.
elektrodynamischen Lautsprechern, Mikrophonen und Schalldo
sen-Systemen, zu kompensieren, ist es aus US 4,675,835 be
kannt Computerschaltungen zu verwenden. In einer digitalen
Computerschaltung werden die elektrischen Eingangssignale ge
mäß der inhärenten Eigenschaften des Wandlers in geänderte
Ausgangssignale umgewandelt, wobei die genannten Eigenschaf
ten in einem Speicher mit Hilfe eines ebenfalls gespeicherten
Programms abgespeichert sind. Bei Verwendung von analogen
Computerschaltungen wird die komplexe inhärente Antwortfunk
tion des Wandlers bezüglich der Amplituden/Frequenz-Wieder
gabe und der Phasen/Frequenz-Wiedergabe mathematisch durch
eine geschlossene, inverse Form approximiert. Die sich daraus
ergebende Funktion wird mit Hilfe von Integriergliedern, Ad
diergliedern, Invertiergliedern und Einstellgliedern simmu
liert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Einrich
tung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. des
Patentanspruches 6 jeweils eine weitere Ausführungsform zu
schaffen, mit der bei einer relativ großen Schalleistung den
noch eine hohe Übertragungsgüte in einem großen Frequenzbe
reich zu erzielen ist.
Gemäß einem Teilaspekt der Erfindung wird diese Aufgabe bei
der Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1
durch die in dessen Kennzeichen beschriebenen Merkmale ge
löst.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe
bei einer Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru
ches 6 in Verbindung mit den im Kennzeichen dieses Patentan
spruches beschriebenen Merkmale gelöst.
Beiden Ausführungsformen liegt gemeinsam die Überlegung
zugrunde, die bei den entsprechenden konventionellen Laut
sprechertypen übliche Überlagerung einer stationären Feldkom
ponente elektromagnetischer bzw. elektrostatischer Natur mit
einer entsprechenden Wechselfeldkomponente zu vermeiden und
ferner in die Übertragungskette zwischen dem Tongenerator und
dem Lautsprecher in Form des Signalwandlers ein weiteres
Übertragungsglied einzufügen, das geeignet ist, Nichtlineari
täten der Übertragungsfunktion des gesamten Übertragungsweges
zu kompensieren. Einer der wesentlichen Nachteile konventio
neller Lautsprechertypen, daß sie nämlich vorzugsweise ihre
Funktion immer nur für einen Teil des dem Hörbereich entspre
chenden Frequenzbandes voll befriedigend erfüllen, ist damit
beseitigt.
Gemäß in Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen der
Erfindung wird als Signalwandler mit Vorteil ein digitaler
Signalprozessor eingesetzt. Die Fortschritte in der Technolo
gie derartiger Signalprozessoren ermöglichen hier eine effi
ziente Signalverarbeitung bei moderatem Kostenaufwand. Dabei
kann neben der systematisch bedingten Nichtlinearität infolge
der quadratischen Abhängigkeit erfindungsgemäßer Lautspre
chertypen von dem Audiostromsignal ohne zusätzlichen Aufwand
an elektrischen Komponenten auch jede weitere Nichtlinearität
der Wiedergabefunktion des Lautsprechertyps durch eine ent
sprechende Kompensation des vom Tongenerator abgegebenen Si
gnales beseitigt werden. Mit den erfindungsgemäß ausgebilde
ten Einrichtungen zur akustischen Wiedergabe eines von einem
Tongenerator abgegebenen elektrischen Audiosignales lassen
sich daher in einem weiten Bereich alle Anforderungen an die
entsprechende Übertragungsgüte realisieren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur akustischen
Wiedergabe eines von einem Tongenerator abgegebenen elektri
schen Audiosignales mittels eines Lautsprechertyps, der auf
dem elektrodynamischen Prinzip aufbaut,
Fig. 2 eine spezielle Ausführungsform für den Aufbau des
Lautsprechertyps nach Fig. 1,
Fig. 3 analog zu Fig. 1 ein Blockschaltbild für eine weite
re Ausführungsform mit einem Lautsprechertyp, der auf dem
elektrostatischen Prinzip aufbaut und
Fig. 4 schematisch eine spezielle Ausgestaltung der Ausfüh
rungsform des Lautsprechertyps gemäß Fig. 3.
Konstruktive Einzelheiten im Aufbau, insbesondere auch elek
trodynamischer Lautsprecher, können als allgemein bekannt
vorausgesetzt werden. Es genügt daher hier für einen Laut
sprechertyp, der im wesentlichen nach dem elektrodynamischen
Wandlerprinzip ausgestaltet ist, eine vereinfachte schemati
sche Darstellung.
So ist in Fig. 1 lediglich schematisch ein Lautsprecher 1
dargestellt, dessen konstruktiver Aufbau durchaus einem kon
ventionellen elektrodynamischen Lautsprecher entspricht. Da
bei ist eine stationär angeordnete erste Spule vorgesehen,
die in Analogie zu den bekannten elektrodynamischen Lautspre
chern als Erregerspule 11 bezeichnet wird. Konzentrisch dazu
ist eine zweite Spule, hier als Schwingspule 12 bezeichnet,
angeordnet. Mit der Schwingspule 12 ist mechanisch fest eine
Membran 13 gekoppelt, die ihrerseits in diesem Ausführungs
beispiel elastisch federnd aufgehängt ist. Diese Membran 13
kann durchaus wie bei einem konventionellen elektrodynami
schen Lautsprecher als eine extrem dünne Platte geringer Mas
se ausgebildet sein und in Verbindung mit einem Schalltrich
ter eingesetzt werden.
In Fig. 1 ist schematisch eine andere Ausgestaltungsmöglich
keit für den Lautsprecher angedeutet. In diesem Falle ist die
als die Membran 13 bezeichnete, im Betriebszustand schwingen
de Platte als ein relativ großflächiges plattenförmiges Ge
bilde zu verstehen, das aus mehreren Schichten zusammenge
setzt ist. Auf eine Mittelschicht 131 geringer Steifigkeit
und geringer Masse sind zu beiden Seiten jeweils eine im Ver
hältnis zur Mittelschicht 131 sehr dünne Außenschicht 132,
bestehend aus einem Material hoher Steifigkeit, aufgebracht.
In dieser Ausgestaltung bildet die Membran 13 das schallabge
bende Element eines sogenannten Flächenlautsprechers, bei dem
die translatorischen Auslenkbewegungen der Schwingspule 12 in
dazu transversal gerichtete Biegewellenschwingungen umgewan
delt werden, die sich über die Oberfläche der schwingenden
Platte ausbreiten und Druckschwankungen in der umgebenden
Luft bewirken.
Wie bereits erwähnt, ist der vorstehend beschriebene Aufbau
des Lautsprechers 1 durchaus konventioneller Natur. Die Be
sonderheit besteht nun in der Art, wie die beiden Spulen des
Lautsprechers 1, d. h. die Erregerspule 11 und die Schwingspu
le 12, elektrisch geschaltet sind. Beim konventionellen e
lektrodynamischen Lautsprecher ist entweder ein relativ groß
volumiger Permanentmagnet anstelle der Erregerspule 11 vorge
sehen oder alternativ dazu an die Erregerspule 11 eine
Gleichstromquelle angeschlossen. In beiden Fällen taucht da
mit die Schwingspule 12 in ein konstantes elektromagnetisches
Feld ein. Sie ist an Signaleingänge 14 des Lautsprechers 1
angeschlossen und bewegt sich in linearer Abhängigkeit von
dem Strom, der ihr mit dem an den Signaleingängen 14 angebo
tenen Audiosignal ia zugeführt wird.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Lautsprecher 1 ist jedoch
für die Erregerspule 11 keine Gleichstromquelle vorgesehen,
statt dessen ist diese Spule ebenfalls an die Signaleingänge
14 mit der Nebenbedingung angeschlossen, daß die Stromfluß
richtungen in beiden Spulen 11 bzw. 12 zueinander entgegenge
setzt sind. Elektrisch betrachtet, bestehen dabei zwei Alter
nativen, die Erregerspule 11 und die Schwingspule 12 können
entweder elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sein.
Diese zweite Alternative ist in Fig. 1 dargestellt. In die
sem Falle ist es möglich, was aber in der schematischen Dar
stellung von Fig. 1 nicht gezeigt ist, eine Impedanzanpas
sung für den Spulenstrom vorzunehmen, d. h. daß der durch die
Erregerspule 11 fließende Spulenstrom i11 von dem durch die
Schwingspule 12 fließenden Spulenstrom i12 abweicht. Bei ei
ner Reihenschaltung der beiden Spulen 11 und 12 wäre natür
lich der Spulenstrom identisch. Die auf die Schwingspule 12
einwirkende Kraft F ergibt sich dann aus der folgenden Bezie
hung (1)
F = i11.i12.µ0.l/(2.π.d), (1)
dabei ist: µ0 die magnetische Feldkonstante, l die Länge der
elektrischen Leiter, d. h. der Spulenwicklungen und d deren
Abstand voneinander.
Diese Beziehung verdeutlicht, daß in diesem Fall zwischen der
die Schwingspule 12 auslenkenden Kraft F und dem erregenden
Strom i eine quadratische Abhängigkeit besteht.
Diese Randbedingung ist bei der elektrischen Ansteuerung des
Lautsprechers 1 entsprechend zu berücksichtigen. Deshalb ist
in der Übertragungskette zwischen einem Tongenerator, zum
Beispiel einem Tonbandgerät 2, und den Signaleingängen 14 des
Lautsprechers 1 in der Übertragungskette ein Signalwandler
vorgesehen. Der Tongenerator 2 gibt ein Audiosignal i ab, das
einem Analog-/Digital-Wandler 3 zugeführt ist. Der Analog-
/Digital-Wandler 3 bildet die Eingangsstufe eines digitalen
Signalprozessors 4. Dessen wesentliche Funktion ist es, das
digitalisierte Audiosignal i in ein aufbereitetes Audiosignal
ia nach der Funktion
ia = i1/2 (2)
umzusetzen. Dieses aufbereitete Audiosignal ia wird in einem
als Ausgangsstufe an den digitalen Signalprozessor 4 ange
schlossenen Digital-/Analog-Wandler 5 wieder in ein analoges
Signal umgewandelt und in einem Endverstärker 6 entsprechend
verstärkt, bevor es den Signaleingängen 14 des Lautsprechers
1 zugeführt wird. Durch diese Wandlung des ursprünglich von
dem Tongenerator 2 abgegebenen Audiosignales i in das aufbe
reitete Audiosignal ia wird die nichtlineare Charakteristik
des Lautsprechers 1 kompensiert. Es ist einleuchtend, daß der
digitale Signalprozessor 4 ferner auch so ausgebildet werden
kann, daß er gegebenenfalls weitere Nichtlinearitäten in der
Wiedergabefunktion des Lautsprechers 1 durch eine entspre
chende inverse Kompensation ausgleichen kann. In welcher Form
eine daran angepaßte zusätzliche Signalwandlung des Audio
signales i zu erfolgen hat, hängt von der individuellen Wie
dergabecharakteristik des Lautsprechers 1 im jeweiligen An
wendungsfall ab. Im einzelnen Fall wird man dazu die absolute
Wiedergabecharakteristik eines bestimmten Lautsprechertyps
durch Messung ermitteln und die dazu inverse Funktion durch
entsprechende Programmierung des digitalen Signalprozessors 4
implementieren. Welche Präzision man dabei erreichen möchte,
hängt von den Anforderungen ab, die man im Einzelfall für die
Übertragungsgüte der jeweiligen elektroakustischen Wiederga
beeinrichtung zugrundelegt.
In Fig. 2 ist schematisch gezeigt, daß für die Ausgestaltung
der Erregerspule 11 und der Schwingspule 12 durchaus unter
schiedliche konstruktive Möglichkeiten bestehen. In dem in
Fig. 2 gezeigten schematischen Beispiel sind sowohl die Er
regerspule 11 als auch die Schwingspule 12 aus mehreren Teil
wicklungen 111, 112, 113 bzw. 121, 122, 123 gebildet, die je
weils in Form einer Kaskade elektrisch untereinander verbun
den sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig. 2
diese elektrische Verbindung nicht dargestellt, dessen bedarf
es auch nicht, da die Ausführung für den Fachmann selbstver
ständlich ist.
Analog zu dem vorstehend anhand von Fig. 1 beschriebenen
Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 ein weiteres Ausführungs
beispiel dargestellt. Übereinstimmende Elemente der beiden
Ausführungsbeispiele einer elektroakustischen Wiedergabeein
richtung tragen auch die gleichen Bezugszeichen. Das Ausfüh
rungsbeispiel von Fig. 3 unterscheidet sich von dem vorste
hend anhand von Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel in
der Ausgestaltung des Lautsprechertyps. In dem in Fig. 3
dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Lautsprecher ein
elektrostatischer Lautsprecher 10 verwendet. Bei diesem Laut
sprechertyp bildet konventionell seine Membran eine erste
Feldplatte 101. Dieser ist in geringem Abstand mindestens ei
ne zweite Feldplatte 102 parallel zugeordnet. Der Abstand
zwischen der ersten und der zweiten Feldplatte 101 bzw. 102
möge in der Praxis in der Größenordnung von ≦ 0,1 mm liegen.
Wird nun an die beiden Feldplatten 101 bzw. 102 eine Spannung
u angelegt, so baut sich zwischen diesen ein elektrisches
Feld auf. Die elektrische Ladung bewirkt eine Kraft F, die
auf die beiden Feldplatten 101 bzw. 102 einwirkt und durch
nachfolgende Beziehung (3) zu beschreiben ist:
F = A.u2.ε0.εr/(2.d2), (3)
wobei A die Fläche der Feldplatten 101 bzw. 102, d der Ab
stand zwischen den Feldplatten, u die angelegte Spannung, ε0
die Dielektrizitätskonstante im Vakuum und εr die relative
Dielektrizitätskonstante des zwischen Feldplatten befindli
chen Mediums, z. B. eines elektrisch nichtleitenden Materials
ist.
Wie die Beziehung (3) demonstriert, ist auch bei dieser Aus
führungsform wieder eine quadratische Abhängigkeit der Kraft
von der steuernden elektrischen Größe, hier dem Potential u,
gegeben. In Analogie zu der bereits im Detail anhand von
Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform, wird im nun vorliegenden
Falle das von dem Tongenerator, z. B. dem Tonbandgerät 2,
abgegebene Audiosignal u im digitalen Signalprozessor 4 in
der entsprechenden Weise gemäß der Beziehung (4) aufbereitet
ua = u1/2, (4)
wobei ua das aufbereitete Audiosignal für dieses Ausführungs
beispiel bezeichnet.
In Fig. 4 ist schematisch und beispielhaft gezeigt, daß auch
im Falle des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 3 bei der An
ordnung der beiden Feldplatten 101 sowie 102 dem Fachmann
verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten offen stehen. In Fig.
4 ist eine Schichtenstruktur dargestellt, in der erste Feldplatten
101 abwechselnd mit jeweils einer zweiten Feldplatte
102 in geringem Abstand aufeinanderfolgend aneinandergereiht
sind. In Beziehung (3) vervielfacht sich durch diese Schich
tenanordnung der Wert für die Fläche A, d. h. entsprechend
und damit linear vergrößert sich die Kraft F. Das bedeutet
nichts anderes als, daß durch diese Maßnahme die Schallei
stung des Lautsprechers 10 erhöht wird.
Claims (10)
1. Einrichtung zur akustischen Wiedergabe eines von einem
Tongenerator (2) abgegebenen elektrischen Audiosignales (i)
mit einem Lautsprecher (1), der eine feststehend angeordnete
Erregerspule (11) sowie eine in deren Magnetfeld translato
risch auslenkbare Schwingspule (12) aufweist, mit der ein
Schall abgebendes Element (13) mechanisch gekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Ton
generators (2) ein Signalwandler (3 bis 5) angeschaltet ist,
der ein Ausgangssignal (i) des Tongenerators entsprechend der
Funktion
ia = i1/2
in ein aufbereitetes Audiosignal (ia) umwandelt und daß die ses aufbereitete Audiosignal in beide Lautsprecherspulen(11 bzw. 12), jedoch mit jeweils entgegengesetzter Stromfluss richtung eingespeist ist.
ia = i1/2
in ein aufbereitetes Audiosignal (ia) umwandelt und daß die ses aufbereitete Audiosignal in beide Lautsprecherspulen(11 bzw. 12), jedoch mit jeweils entgegengesetzter Stromfluss richtung eingespeist ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Signalwandler (3 bis 5) als ein digita
ler Signalprozessor (4) ausgebildet ist, dem als Eingangsstu
fe ein Analog-/Digital-Wandler (3) und als Ausgangsstufe ein
Digital-/Analog-Wandler (5) zugeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen dem Signalwandler (3 bis 5)
und den Lautsprecherspulen (11, 12) ein Endverstärker (6) an
geordnet ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwingspule (12) und die Er
regerspule (11) jeweils aus getrennt gewickelten, zueinander
konzentrisch auf Abstand angeordneten und in Form einer Kas
kadenschaltung untereinander elektrisch verbundenen Teilwick
lungen aufgebaut sind, wobei zwischen benachbarten Teilwick
lungen (111, 112, 113) der Erregerspule (11) einerseits, jeweils
konzentrisch dazu eine der Teilwicklungen (121, 122 bzw.
123) der Schwingspule (12) andererseits angeordnet ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lautsprecher (1) als ein Flä
chenlautsprecher ausgebildet ist, wobei das Schall abgebende
Element (13) als eine biegesteife Platte (131, 132) ausgebil
det ist, an die die Schwingspule (12) mechanisch gekoppelt
ist, so daß die translatorischen Auslenkungen der Schwingspu
le im erregten Zustand in der biegesteifen Platte Biegewellen
anregen, die sich transversal zur Auslenkung der Schwingspule
ausbreiten.
6. Einrichtung zur akustischen Wiedergabe eines von einem
Tongenerator (2) abgegebenen elektrischen Audiosignales (u)
mit einem elektrostatischen Lautsprecher (10), der eine fest
stehend angeordnete Feldplatte (102) erster Art, eine zu die
ser translatorisch auslenkbare Feldplatte (101) zweiter Art
sowie ein mit dieser Feldplatte zweiter Art mechanisch gekop
peltes, Schall abgebendes Element (13) aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß an den Tongenerator ein Signalwand
ler (3 bis 5) angeschaltet ist, der dessen Ausgangssignal (u)
entsprechend der Funktion
ua = u1/2
in ein aufbereitetes Audiosignal (ua) umwandelt und daß bei de Feldplatten erster und zweiter Art mit jeweils umgekehrter Polarität an den Signalwandler angeschlossen sind.
ua = u1/2
in ein aufbereitetes Audiosignal (ua) umwandelt und daß bei de Feldplatten erster und zweiter Art mit jeweils umgekehrter Polarität an den Signalwandler angeschlossen sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Signalwandler (3 bis 5) als ein digita
ler Signalprozessor (4) ausgebildet ist, dem als Eingangsstu
fe ein Analog-/Digital-Wandler (3) und als Ausgangsstufe ein
Digital-/Analog-Wandler (5) zugeordnet sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen dem Signalwandler (2 bis 5)
und den Feldplatten (101, 102) des Lautsprechers (10) ein
Endverstärker (6) angeordnet ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß beide Feldplatten erster und zwei
ter Art jeweils aus einer Mehrzahl von untereinander elekt
risch parallel verbundenen Plattenschichten bestehen, wobei
die Plattenschichten der Feldplatte erster Art mit den Plat
tenschichten der Feldplatte zweiter Art abwechselnd aufeinan
derfolgend angeordnet sind.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lautsprecher als ein Flächen
lautsprecher ausgebildet ist, wobei das Schall abgebende Ele
ment als eine biegesteife Platte ausgebildet ist, mit der die
Feldplatte zweiter Art mechanisch gekoppelt ist, so daß deren
translatorische Auslenkungen in der biegesteifen Platte sich
transversal dazu ausbreitende Biegewellen anregen.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000145201 DE10045201C2 (de) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Akustische Wiedergabeeinrichtung |
PCT/DE2001/003368 WO2002023944A2 (de) | 2000-09-13 | 2001-09-03 | Akustische wiedergabeeinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000145201 DE10045201C2 (de) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Akustische Wiedergabeeinrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10045201A1 DE10045201A1 (de) | 2002-03-28 |
DE10045201C2 true DE10045201C2 (de) | 2002-08-14 |
Family
ID=7656001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000145201 Expired - Fee Related DE10045201C2 (de) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Akustische Wiedergabeeinrichtung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10045201C2 (de) |
WO (1) | WO2002023944A2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007059724A1 (de) * | 2007-12-12 | 2009-06-18 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Wiedergabe von Schall bei hohen Temperaturen |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004048990A1 (de) * | 2004-10-04 | 2006-04-06 | Volkswagen Ag | Lautsprecheranordnung in einem Kraftfahrzeug |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4675835A (en) * | 1983-11-28 | 1987-06-23 | Peter Pfleiderer | Device for compensating reproduction errors in an electroacoustic transducer |
DE3901745A1 (de) * | 1989-01-21 | 1990-07-26 | Electronic Werke Deutschland | Schaltung fuer einen lautsprecher mit mehreren schwingspulen |
DE19830620A1 (de) * | 1998-07-09 | 2000-01-13 | Digitalton Barthelmes Martin A | Verfahren und System zur Übertragung und Be-/Verarbeitung von Audiosignalen |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4041544A1 (de) * | 1990-12-22 | 1992-06-25 | Mivoc Audio Systeme Michael Vo | Elektrostatischer lautsprecher |
WO1994016536A1 (en) * | 1993-01-06 | 1994-07-21 | Velodyne Acoustics, Inc. | Speaker containing dual coil |
US5789689A (en) * | 1997-01-17 | 1998-08-04 | Doidic; Michel | Tube modeling programmable digital guitar amplification system |
DE20006420U1 (de) * | 2000-04-11 | 2000-08-17 | Quaas Juergen | Anordnung von Biegewellen-Schallwandlern auf einer Biegewellen-Schallwand zu stereofonen Beschallungszwecken |
-
2000
- 2000-09-13 DE DE2000145201 patent/DE10045201C2/de not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-09-03 WO PCT/DE2001/003368 patent/WO2002023944A2/de active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4675835A (en) * | 1983-11-28 | 1987-06-23 | Peter Pfleiderer | Device for compensating reproduction errors in an electroacoustic transducer |
DE3901745A1 (de) * | 1989-01-21 | 1990-07-26 | Electronic Werke Deutschland | Schaltung fuer einen lautsprecher mit mehreren schwingspulen |
DE19830620A1 (de) * | 1998-07-09 | 2000-01-13 | Digitalton Barthelmes Martin A | Verfahren und System zur Übertragung und Be-/Verarbeitung von Audiosignalen |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RINT, Curt (Hrsg.): Handbuch für Hochfrequenz-und Elektro-Techniker, Verlag für Radio-Foto-Kinotech-nik GmbH, 1952, Bd.1, S.438,439. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007059724A1 (de) * | 2007-12-12 | 2009-06-18 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Wiedergabe von Schall bei hohen Temperaturen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2002023944A3 (de) | 2003-05-08 |
WO2002023944A2 (de) | 2002-03-21 |
DE10045201A1 (de) | 2002-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3801474C2 (de) | ||
DE1167896B (de) | Elektroakustischer Wandler | |
DE1094802B (de) | Elektroakustischer Wandler | |
DE102019201744A1 (de) | Mems-schallwandler | |
DE3146560A1 (de) | Verfahren zur umwandlung elektrischer tonfrequenzsignale in akustische ausgangssignale sowie akustisches wandlersystem | |
DE2713023A1 (de) | Lautsprecher | |
DE1961018A1 (de) | Akustischer Umwandler | |
DE2830451A1 (de) | Kopfhoerer | |
DE2600905A1 (de) | Verfahren und schaltungsanordnung zur frequenzkompensation eines elektromechanischen uebertragers | |
WO2001091103A2 (de) | Instrument und verfahren zum erzeugen von klängen | |
EP1248491A2 (de) | Ultraschallbasiertes parametrisches Lautsprechersystem | |
DE10045201C2 (de) | Akustische Wiedergabeeinrichtung | |
DE2626652C3 (de) | Regelungsanordnung für Schallsender | |
EP0213319A2 (de) | Lautsprecher mit Membrangegenkopplung | |
WO2000064217A1 (de) | Flächenlautsprecher und verfahren zu dessen betrieb | |
DE102005035604B4 (de) | Lautsprecher und Verfahren zur Funktionskontrolle desselben | |
DE102019004585A1 (de) | Elektroakustische Anordnung | |
JP2021527374A (ja) | 静電スピーカー、可動コイルスピーカー及びオーディオ信号を処理するための装置 | |
DE3501316A1 (de) | Schallwiedergabeeinrichtung | |
DE3326494C2 (de) | ||
EP3813254B1 (de) | Verstärkerschaltung mit variabler stromquelle | |
DE102005058629B4 (de) | Digitaler Schall-Wandler | |
DE2854560C2 (de) | Elektrodynamisches Mikrophon | |
DE3325520C2 (de) | Vorentzerrtes elektroakustisches Wandlersystem | |
DE479958C (de) | Einrichtung zur Aufnahme oder Abgabe eines breiten Schallwellenbereiches, bei der eine Mehrzahl von getrennten Schwingungssystemen verwendet wird |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |