DE102020102904A1

DE102020102904A1 - Lautsprecher mit passiv gesteuerten schwingspulenabschnitten

Info

Publication number: DE102020102904A1
Application number: DE102020102904.7A
Authority: DE
Inventors: George Albert Bullimore; Ruben Minoru Tuemp Millyard
Original assignee: Tymphany Acoustic Technology Huizhou Co Ltd
Current assignee: Tymphany Acoustic Technology Huizhou Co Ltd
Priority date: 2020-02-05
Filing date: 2020-02-05
Publication date: 2021-08-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule eines Lautsprechers, umfassend die Schritte des Bereitstellens eines Magnetkreises mit einem Luftspalt, des Bereitstellens einer in dem Luftspalt aufgehängten Schwingspule und des Anlegens eines Audiosignals an die Schwingspule, um die Schwingspule entlang einer Bewegungsachse zu bewegen. Die Schwingspule umfasst einen mittleren Schwingspulenabschnitt, einen oberen Schwingspulenabschnitt und einen unteren Schwingspulenabschnitt, die auf den jeweiligen Seiten des mittleren Schwingspulenabschnitts angeordnet sind. Ein mittleres Steuersignal wird der mittleren Schwingspule zugeführt und ein oberes gleichgerichtetes Steuersignal, das eine erste Stromrichtung dämpft, und ein unteres gleichgerichtetes Steuersignal, das eine zweite Stromrichtung dämpft, werden dem oberen bzw. unteren Schwingspulenabschnitt zugeführt. Die Erfindung betrifft ferner ein Schwingspulen-Ansteuerungssystem und einen Lautsprecher mit einem Schwingspulen-Ansteuerungssystem.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lautsprecher und insbesondere eine Schwingspule, die so angeordnet ist, dass die Belastbarkeit verbessert und der Energieverbrauch der Steuerelektronik reduziert wird.
Hintergrund der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 1 a-1b wird ein Schwingspulen-Ansteuerungssystem eines Lautsprechers in der Technik dargestellt. Das Schwingspulen-Ansteuerungssystem ist mit einer Schwingspule 1 ausgestattet, die eine Vielzahl von Spulenwicklungen umfasst. Die Spulenwicklungen werden von einem Steuersignal 40 angetrieben, so dass die Schwingspule 1 die Membran 7 hin- und herbewegt, was ein akustisches Tonsignal erzeugt.
Die Spulenwicklungen sind teilweise in einem Luftspalt 3 eines Magnetkreises 2 mit der größten magnetischen Flussdichte innerhalb des Luftspalts 3 angeordnet. Wenn die Spulenwicklungen angesteuert werden, wirken sie mit dem Magnetfeld des Magnetkreises 2 zusammen, um eine elektromotorische Kraft zu erzeugen, die die Schwingspule 1 bewegt. Es liefern aber nur die Wicklungen der Schwingspule 1, die im Wesentlichen innerhalb des Luftspalts 3 angeordnet sind, eine substantielle Kraft, um die Schwingspule 1 hin- und herzubewegen. Die Wicklungen der Schwingspule außerhalb des Luftspalts 3, die nicht mit einer substantiellen elektromotorischen Kraft beitragen, werden ebenfalls gleichzeitig gespeist und tragen somit zur Erwärmung der Schwingspule bei, was ein wesentlicher limitierender Faktor bei der Lautsprecherkonstruktion ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfinder haben die vorstehend genannten Probleme und Herausforderungen im Zusammenhang mit der Leistungsaufnahme von Lautsprechern identifiziert und anschließend die nachstehend beschriebene Erfindung gemacht, die den Stromverbrauch der Schwingspule verringern und eine unnötige Erwärmung der Schwingspule vermeiden kann.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule eines Lautsprechers, das die folgenden Schritte umfasst:

Bereitstellen eines Magnetkreises mit einem Luftspalt und einer in dem Luftspalt aufgehängten Schwingspule;
Anlegen eines Audiosignals an die in dem Luftspalt aufgehängte Schwingspule, um eine elektromotorische Kraft zu erzeugen, die die Schwingspule entlang einer Bewegungsachse bewegt;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schwingspule eine Vielzahl von Schwingspulenabschnitten aufweist, die entlang der Bewegungsachse angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Schwingspulenabschnitten einen mittleren Schwingspulenabschnitt, einen oberen Schwingspulenabschnitt und einen unteren Schwingspulenabschnitt umfasst, wobei der obere Schwingspulenabschnitt und der untere Schwingspulenabschnitt jeweils auf beiden Seiten des mittleren Schwingspulenabschnitts angeordnet sind;
wobei der Schritt des Anlegens eines Audiosignals das Bereitstellen eines mittleren Steuersignals auf der Basis des Audiosignals an den mittleren Schwingspulenabschnitt und das Bereitstellen eines Hilfssteuersignals auf der Basis des Audiosignals an den oberen Schwingspulenabschnitt und den unteren Schwingspulenabschnitt umfasst, wobei das Bereitstellen eines Hilfssteuersignals das Bereitstellen eines oberen gleichgerichteten Steuersignals an den oberen Schwingspulenabschnitt und das Bereitstellen eines unteren gleichgerichteten Steuersignals an den unteren Schwingspulenabschnitt umfasst;
wobei das obere gleichgerichtete Steuersignal durch Dämpfen, wie z.B. Blockieren, einer ersten Stromrichtung des Hilfssteuersignals durch passive Gleichrichtung bereitgestellt wird;
wobei das untere gleichgerichtete Steuersignal durch Dämpfen, wie z.B. Blockieren, einer zweiten Stromrichtung des Hilfssteuersignals durch passive Gleichrichtung bereitgestellt wird; und
wobei die erste und die zweite Stromrichtung des Hilfssteuersignals entgegengesetzte Stromrichtungen sind.

Eine Schwingspule kann als eine Spule aus Draht verstanden werden, die unter dem Einfluss eines Magnetfeldes eine elektromotorische Kraft erzeugen kann, um eine Membran eines Lautsprechers zu bewegen, um akustische Töne zu erzeugen. Das Magnetfeld kann durch einen Magneten, wie z.B. einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten, der in einem Magnetkreis vorhanden ist, erzeugt werden. Der Magnetkreis kann einem Luftspalt umfassen, in dem sich die Schwingspule hin- und herbewegt, um durch Hin- und Herbewegen der Membran des Lautsprechers akustische Töne zu erzeugen.
Beim Anlegen eines Audiosignals wird den Schwingspulenwicklungen ein Strom in Form von Steuersignalen, z.B. einem mittleren Steuersignal und einem Hilfssteuersignal, zugeführt, was aufgrund des Magnetfeldes zu einer elektromotorischen Kraft an den Spulenwicklungen führt, die die Schwingspule entlang einer Bewegungsachse antreibt, die im wesentlichen senkrecht zu den Spulenwicklungen stehen kann.
Ein Steuersignal, das einer Schwingspule zugeführt wird, umfasst typischerweise Strom, der abwechselnd in einer ersten Stromrichtung und in einer zweiten Stromrichtung durch die Schwingspulenwicklungen fließt, wobei die erste Stromrichtung und die zweite Stromrichtung entgegengesetzte Stromrichtungen sind. Wenn Strom in einer ersten Stromrichtung durch die Schwingspulenwicklungen fließt, kann eine elektromotorische Kraft auf die Schwingspule in einer ersten Richtung der Bewegungsachse erzeugt werden, und wenn Strom in einer zweiten Stromrichtung durch die Schwingspulenwicklungen fließt, kann eine elektromotorische Kraft auf die Schwingspule in einer zweiten Richtung der Bewegungsachse erzeugt werden, wobei die erste Richtung der Bewegungsachse und die zweite Richtung der Bewegungsachse entgegengesetzte Richtungen entlang der Bewegungsachse sind. Daher können auf die Schwingspule Kräfte in beiden Bewegungsrichtungen entlang der Bewegungsachse ausgeübt werden, und dies ermöglicht die Hin- und Herbewegung der Schwingspule innerhalb des Luftspalts.
Ein Audiosignal ist typischerweise eine Art elektronisches Signal. In verschiedenen Ausführungsformen kann es ein analoges Signal sein, kontinuierlich oder gepulst. In verschiedenen Ausführungsformen kann es sich um ein digitales Signal handeln. Wenn man sich auf die Amplitude eines Audiosignals bezieht, kann es sich um die Amplitude eines analogen Audiosignals oder um den Audiosignalpegel eines digitalen Audiosignals handeln.
Typischerweise zielt die hin- und hergehende Auslenkung, d.h. die hin- und hergehende Verschiebung, einer Schwingspule in einem Lautsprecher darauf ab, das an den Lautsprecher gelieferte Audiosignal durch Hin- und Herbewegungen der Lautsprechermembran wiederzugeben. So führt ein in der Amplitude zunehmendes Audiosignal innerhalb der Grenzen des Lautsprechers zu einer Zunahme der Auslenkung. Das Audiosignal kann von einer externen Einheit bereitgestellt werden, wie z.B. einer Audioquelle, die so angeordnet ist, dass sie ein elektrisches Audiosignal ausgibt, und mit Verbindungsmitteln versehen ist, um das Audiosignal an den Lautsprecher zu senden. Beispiele für Verbindungsmittel sind drahtgebundene Verbindungen, wie z.B. eine kabelgebundene elektrische oder optische Verbindung, und drahtlose Verbindungen, wie z.B. eine Bluetooth-Verbindung, z.B. Bluetooth A2DP oder Bluetooth aptX, oder eine Wi-Fi-Verbindung.
Nach verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung umfasst die Schwingspule mehreren Schwingspulenabschnitte, z.B. umfasst sie einen oberen Schwingspulenabschnitt, einen mittleren Schwingspulenabschnitt und einen unteren Schwingspulenabschnitt, die Erfindung ist aber nicht nur auf drei Abschnitte beschränkt, und weitere Schwingspulenabschnitte der Schwingspule können in anderen Ausführungsformen der Erfindung ins Auge gefasst werden.
In verschiedenen Ausführungsformen können Schwingspulenabschnitte gleiche oder unterschiedliche Höhen, Wicklungszahlen, Wicklungsdichten haben, und Wicklungen aus dem gleichen oder aus unterschiedlichem Material umfassen. Das Material der Wicklungen der Schwingspulenabschnitte kann aus der Liste ausgewählt werden, die aus Legierungen, Aluminium, Silber, Kupfer oder Gold oder beliebigen Kombinationen davon besteht.
In verschiedenen Ausführungsformen weist jeder dieser Schwingspulenabschnitte eine Höhe von einem Drittel der Schwingspulenhöhe auf. Die Schwingspulenabschnitte sind aber nicht darauf beschränkt, gleiche Höhen oder gleiche Anzahl von Wicklungen usw. zu haben. Eine „Höhe“ einer Schwingspule bezieht sich in der vorliegenden Offenbarung auf die Ausdehnung der Schwingspule entlang der Bewegungsachse.
Zur erfindungsgemäßen Ansteuerung der Schwingspule wird ein auf dem Audiosignal basierendes mittleres Steuersignal an einen mittleren Schwingspulenabschnitt geliefert und ein auch auf dem Audiosignal basierendes Hilfssteuersignal wird an einen oberen Schwingspulenabschnitt und einen unteren Schwingspulenabschnitt geliefert. Das Bereitstellen des Hilfssteuersignals umfasst das Bereitstellen eines oberen gleichgerichteten Steuersignals an den oberen Schwingspulenabschnitt und das Bereitstellen eines unteren gleichgerichteten Steuersignals an den unteren Schwingspulenabschnitt. Das obere gleichgerichtete Steuersignal kann durch Dämpfung oder Blockierung einer ersten Stromrichtung des Hilfssteuersignals erzeugt werden, während das untere gleichgerichtete Steuersignal durch Dämpfung oder Blockierung einer zweiten Stromrichtung des Hilfssteuersignals erzeugt werden kann, die der ersten Stromrichtung entgegengesetzt ist.
Das Hauptsteuersignal und das Hilfssteuersignal können in verschiedenen Ausführungsformen das gleiche Steuersignal oder verschiedene Steuersignale sein. Unter unterschiedlich kann verstanden werden, dass das Hilfssteuersignal eine Darstellung des Hauptsteuersignals ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine geringere Amplitude als das Hauptsteuersignal aufweist, d.h. eine geringere Verstärkung im Vergleich zum Hauptsteuersignal.
Eine Dämpfung eines Stroms kann als eine Reduzierung von Strom und/oder Spannung des Signals verstanden werden, z.B. kann ein oberes gleichgerichtetes Steuersignal durch Dämpfung einer ersten Stromrichtung eines Hilfssteuersignals erzeugt werden, und daher kann die Größe des Stromflusses in einer ersten Stromrichtung im oberen gleichgerichteten Steuersignal kleiner sein als die Größe des Stromflusses in einer ersten Stromrichtung im Hilfssteuersignal. Die Dämpfung kann vorzugsweise eine Reduzierung des Stroms und/oder der Spannung um mindestens 50 %, wie z.B. mindestens 75 %, z.B. mindestens 90 %, vorzugsweise mindestens 99 %, sein.
Das Blockieren eines Stroms kann als eine Reduzierung des Stroms verstanden werden, so dass nach dem Blockieren des Stroms kein substantieller Strom fließt.
Die Dämpfung oder Blockierung des Hilfssignals erfolgt erfindungsgemäß durch passive Gleichrichtung, d.h. Dämpfung bzw. Blockierung einer Stromrichtung mit passiven Mitteln, d.h. ohne dass aktive Regelung erforderlich ist. Daher ist für die passive Gleichrichtung außer einem Steuersignal kein Regulierungssignal oder keine Stromquelle erforderlich. Passive Gleichrichtung kann z.B. durch Dioden oder andere nicht aktive Komponenten oder Schaltungen davon erreicht werden. In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung wird das obere gleichgerichtete Steuersignal erzeugt, indem das Hilfssteuersignal durch eine Gleichrichtereinheit, z.B. eine Diode, geleitet wird. Eine passive Gleichrichtereinheit oder eine Gleichrichtereinheit kann als eine Einheit, eine Vorrichtung, eine Schaltung oder ein Schaltungselement verstanden werden, die bzw. das Strom asymmetrisch verarbeitet, d.h. eine Gleichrichtereinheit kann in einer ersten Weise auf einen Strom in einer ersten Richtung reagieren und in einer zweiten Weise auf einen Strom in einer zweiten Richtung reagieren.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann bei nicht angetriebener Schwingspule, d.h. ruhend im Gleichgewicht ohne angelegtes Signal, der mittlere Schwingspulenabschnitt im Wesentlichen innerhalb des Luftspalts angeordnet sein, der obere Schwingspulenabschnitt kann im Wesentlichen außerhalb des Luftspalts angeordnet sein, und der untere Schwingspulenabschnitt kann im Wesentlichen außerhalb des Luftspalts angeordnet sein. Wenn einem Schwingspulenabschnitt ein Steuersignal zugeführt wird, während er sich im Wesentlichen innerhalb des Luftspalts befindet, kann die erzeugte elektromotorische Kraft größer sein, verglichen mit einer elektromotorischen Kraft, die durch die Zuführung desselben Steuersignals an denselben Schwingspulenabschnitt erzeugt wird, wenn dieser sich im Wesentlichen außerhalb des Luftspalts befindet.
Wenn die Schwingspule angesteuert wird und sich somit entlang der Bewegungsachse bewegt, können sich die Schwingspulenabschnitte je nach Richtung, Amplitude der Verschiebung und Geometrie der Schwingspulenabschnitte in den Luftspalt hinein und hinaus bewegen. Der Beitrag zur Erzeugung der elektromotorischen Kraft kann daher von verschiedenen Schwingspulenabschnitten variieren, während sich die Schwingspule hin- und her bewegt.
Bei kleinen Audiosignalen, z.B. mit geringer Amplitude, die zu kleinen Schwingspulenauslenkungen führen können, kann es sich erfindungsgemäß primär um einen mittleren Schwingspulenabschnitt handeln, der in der Lage ist, eine elektromotorische Kraft zu erzeugen. Für ein größeres Audiosignal, z.B. mit größerer Amplitude, kann zur Wiedergabe eines Audiosignals zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft ein Beitrag aus dem oberen und/oder unteren Schwingspulenabschnitt erforderlich sein.
Gemäß der Erfindung kann der Strom, der den Schwingspulenabschnitten der segmentierten Schwingspule zugeführt wird, durch Dämpfung oder Blockierung von Steuersignalen reduziert werden. Besonders vorteilhaft ist es, den Strom zu den Schwingspulenabschnitten zu blockieren, die nicht zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft beitragen. In verschiedenen Ausführungsformen kann dies durch den Einsatz einer oder mehrerer Gleichrichtereinheiten, z.B. Dioden, erreicht werden. Dadurch kann die Auslenkung ein Audiosignal wiedergeben, während der Stromverbrauch und die übermäßige Erwärmung eines Lautsprechers nach der Erfindung deutlich geringer sein kann.
In verschiedenen Ausführungsformen können Gleichrichtereinheiten oder Dioden zusätzlich das Hilfssteuersignal unterhalb einer bestimmten Schwellenamplitude oder/und eines bestimmten Schwellenstroms blockieren. Dies kann den Stromverbrauch und die Erwärmung weiter reduzieren, wenn nur kleine Auslenkungen zur Wiedergabe von Audiosignalen erforderlich sind.
In verschiedenen Ausführungsformen wird das obere gleichgerichtete Steuersignal durch eine erste Halbwellengleichrichtung des Hilfssteuersignals bereitgestellt und das untere gleichgerichtete Steuersignal durch eine zweite Halbwellengleichrichtung des Hilfssteuersignals bereitgestellt, wobei die erste Halbwellengleichrichtung eine erste Stromrichtung blockiert und die zweite Halbwellengleichrichtung eine zweite Stromrichtung blockiert.
Im Gegensatz zu z.B. einem Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler oder einem Vollwellen-Brückengleichrichter ist die Gleichrichtung erfindungsgemäß nicht dazu bestimmt, den vollen Signal- oder Energieinhalt in den positiven oder negativen Bereich zu bewegen, sondern tatsächlich den gesamten negativen Gehalt von z.B. dem unteren gleichgerichteten Steuersignal auszuschließen und den gesamten positiven Gehalt von z.B. dem oberen gleichgerichteten Steuersignal auszuschließen und den restlichen Gehalt möglichst unverändert zu übertragen. Dies ist darin begründet, weil die oberen und unteren Schwingspulenabschnitte, die von diesen Signalen angesteuert werden, und weil die erfindungsgemäße Schwingspulengeometrie je nach geometrischer Konfiguration nur mit entweder dem positiven oder dem negativen Signalgehalt effektiv operiert.
In verschiedenen Ausführungsformen ist eine Gleichrichtereinheit mit einem bestimmten Schwellenstrom und/oder einer bestimmten Schwellenspannung integriert. Ein Hilfssteuersignal, dessen Strom und/oder Spannung kleiner als der Schwellenstrom und/oder die Schwellenspannung ist, wird durch die Gleichrichtereinheit gedämpft oder blockiert. Für ein kleines Audiosignal, z.B. mit geringer Amplitude, kann eine ausreichende Auslenkung durch den mittleren Schwingspulenabschnitt erzeugt werden und erfordert möglicherweise keine elektromotorische Kraft, die durch den oberen Schwingspulenabschnitt und/oder den unteren Schwingspulenabschnitt erzeugt wird, um das Audiosignal wiederzugeben. In diesem Szenario kann eine Gleichrichtereinheit den Strom zum oberen Schwingspulenabschnitt blockieren oder dämpfen, und eine Gleichrichtereinheit kann den Strom zum unteren Schwingspulenabschnitt blockieren oder dämpfen, d.h. beide Stromrichtungen in beiden Gleichrichtereinheiten blockieren. Wenn ein Audiosignal eine ausreichend große Amplitude hat, so dass es möglicherweise durch die von einem mittleren Schwingspulenabschnitt allein erzeugte Auslenkung nicht korrekt wiedergegeben wird, kann der Strom des Hilfssteuersignals größer als der Schwellenstrom und/oder die Schwellenspannung der Gleichrichtereinheit sein. Dadurch können der obere Schwingspulenabschnitt und der untere Schwingspulenabschnitt zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft beitragen, so dass es der Auslenkung ermöglicht wird, das Audiosignal innerhalb der Grenzen der Schwingspule wiederzugeben.
So wird bei kleinen Audiosignalen, z.B. mit geringer Amplitude, dem oberen Schwingspulenabschnitt oder dem unteren Schwingspulenabschnitt kein wesentlicher Strom zugeführt, was entsprechend der Erfindung im Vergleich zu einem Schwingspulensystem nach dem Stand der Technik den Stromverbrauch und die übermäßige Erwärmung verringern kann.
In der Praxis kann eine Gleichrichtereinheit eine Diode sein, die durch einen asymmetrischen Leitwert, d.h. niedrigen Widerstand für eine Stromrichtung und hohen Widerstand für die entgegengesetzte Stromrichtung innerhalb der Strom- und/oder Spannungsbegrenzungen der Diode gekennzeichnet sein kann.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung enthält weder die obere Gleichrichtereinheit noch die untere Gleichrichtereinheit eine Vollwellen-Gleichrichterschaltung oder einen Vollwellenbrückengleichrichter.
Wie vorstehend erläutert, sollte die Gleichrichtereinheit nach der vorliegenden Erfindung nicht den negativen Signalgehalt auf die positive Seite des Signals spiegeln und umgekehrt. Daher sollte die Gleichrichtereinheit z.B. keine Diodenbrücke für die Vollwellengleichrichtung enthalten.
Bei kleinen Audiosignalen, z.B. mit geringer Amplitude, wird daher dem oberen Schwingspulenabschnitt oder dem unteren Schwingspulenabschnitt kein substantieller Strom zugeführt, was gemäß der Erfindung im Vergleich zu einem Schwingspulensystem nach dem Stand der Technik den Stromverbrauch und die übermäßige Erwärmung verringern kann.
Dieses Verhalten erlaubt es, eine Diode erfindungsgemäß als Gleichrichtereinheit zu verwenden.
In Ausführungsformen, bei denen Dioden verwendet werden, um die Gleichrichtung zu erhalten, und bei denen der Durchlassspannungsabfall unerwünscht ist, kann der Durchlassspannungsabfall kompensiert werden. Die Kompensation kann z.B. umfassen, dass die Dioden in Vorwärtsrichtung mit einer Gleichspannung vorgespannt werden, die etwas niedriger ist als der intrinsische Durchlassspannungsabfall der Dioden, z.B. eine Gleichspannung von 0,6 V für z.B. Siliziumdioden mit einer Einschaltspannung von 0,7 V oder 0,25 V für Germanium- oder Schottky-Dioden mit einer Einschaltspannung von 0,30 V. Das Hilfssteuersignal kann alternativ um ähnliche Beträge ausgeglichen werden, um den Durchlassspannungsabfall zu kompensieren.
Die einzelnen Schwingspulenabschnitte einer segmentierten Schwingspule können unterschiedliche Geometrien haben, z.B. unterschiedliche Anzahlen von Wicklungen, Wickeldichten, Schwingspulenabschnittshöhen usw. Daher kann es vorteilhaft sein, dass das Hilfssteuersignal eine Signalamplitude aufweist, die verschieden ist von der Amplitude des mittleren Steuersignals. In verschiedenen Ausführungsformen können die relativen Amplituden so gewählt werden, dass ein lineares Ansprechen der Schwingspule auf ein angelegtes Audiosignal gewährleistet ist.
Die einzelnen Schwingspulenabschnitte einer segmentierten Schwingspule können gleiche Geometrien haben, z.B. gleiche Anzahlen von Wicklungen, Wickeldichten, Schwingspulenabschnittshöhen usw. Daher kann es vorteilhaft sein, dass das Hilfssteuersignal eine Signalamplitude aufweist, die gleich der Amplitude des mittleren Steuersignals ist. In verschiedenen Ausführungsformen können die Amplituden so gewählt werden, dass ein lineares Ansprechen der Schwingspule auf ein angelegtes Audiosignal gewährleistet ist.
In verschiedenen Ausführungsformen brauchen die Gleichrichtereinheiten nicht gleich zu sein, z.B. ist eine erste Art von Gleichrichtereinheit für die Bereitstellung des ersten oberen gleichgerichteten Steuersignals und des ersten unteren gleichgerichteten Steuersignals zuständig, während eine zweite Art von Gleichrichtereinheit für die Bereitstellung des zweiten oberen gleichgerichteten Steuersignals und des zweiten unteren gleichgerichteten Steuersignals zuständig ist.
Der Stand der Technik auf dem Gebiet der Lautsprecher beinhaltet sowohl Schwingspulen, deren Höhen größer als die Höhe des Luftspalts entlang der Bewegungsachse sind, als auch Schwingspulen, deren Höhen kleiner als die Höhe des Luftspalts entlang der Bewegungsachse sind. Die Höhe des Luftspalts bezieht sich in dieser Offenbarung auf die Ausdehnung des Luftspalts entlang der Bewegungsachse und nicht auf den engen Abstand zwischen dem Magneten oder den Polteilen, die den Luftspalt bilden. Eine Schwingspule, deren Höhe größer als die Höhe des Luftspalts entlang der Bewegungsachse ist, kann als oberhängige Spule bezeichnet werden, während eine Schwingspule, deren Höhe kleiner als die Höhe des Luftspalts entlang der Bewegungsachse ist, als unterhängige Spule bezeichnet werden kann. Das Design und die Geometrie können bevorzugt auf der beabsichtigten Anwendung des Schwingspulensystems basieren.
Die vorliegende Erfindung ist in Ausführungsformen anwendbar, bei denen die Höhe der einzelnen Schwingspulenabschnitte kleiner ist als die Höhe des Luftspaltes entlang der Bewegungsachse, und auch in Ausführungsformen, bei denen die Höhe der einzelnen Schwingspulenabschnitte größer ist als die Höhe des Luftspaltes entlang der Bewegungsachse.
Die Erfindung kann ferner in Ausführungsformen anwendbar sein, bei denen die Gesamthöhe der einzelnen Schwingspulenabschnitte kleiner ist als die Höhe des Luftspaltes entlang der Bewegungsachse, und auch in Ausführungsformen, bei denen die Gesamthöhe der einzelnen Schwingspulenabschnitte größer ist als die Höhe des Luftspaltes entlang der Bewegungsachse.
Darüber hinaus ist die Erfindung in Ausführungsformen anwendbar, bei denen die Höhe der einzelnen Schwingspulenabschnitte die gleiche Höhe wie der Luftspalt entlang der Bewegungsachse aufweist, und auch Ausführungsformen, bei denen die Gesamthöhe der einzelnen Schwingspulenabschnitte die gleiche Höhe wie der Luftspalt entlang der Bewegungsachse aufweist.
Darüber hinaus ist die Erfindung in Ausführungsformen anwendbar, bei denen die Höhe der Schwingspulenabschnitte einzeln kleiner, größer und/oder gleich hoch ist wie die Höhe des Luftspalts entlang der Bewegungsachse.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Schwingspulen-Ansteuerungssystem eines Lautsprechers, umfassend:

einen magnetischen Kreis mit einem Luftspalt;
eine Schwingspule, die in dem Luftspalt aufgehängt ist, wobei die Schwingspule eine Vielzahl von Schwingspulenabschnitten aufweist, die entlang der Bewegungsachse angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Schwingspulenabschnitten einen mittleren Schwingspulenabschnitt, einen oberen Schwingspulenabschnitt und einen unteren Schwingspulenabschnitt umfasst, wobei der obere Schwingspulenabschnitt und der untere Schwingspulenabschnitt jeweils auf beiden Seiten des mittleren Schwingspulenabschnitts angeordnet sind;
eine oder mehrere passive Gleichrichtereinheiten, die angeordnet sind, um ein oberes gleichgerichtetes Steuersignal an den oberen Schwingspulenabschnitt und ein unteres gleichgerichtetes Steuersignal an den unteren Schwingspulenabschnitt zu liefern.

Das Verfahren zur Ansteuerung einer Schwingspule kann erfindungsgemäß in einem Schwingspulen-Ansteuerungssystem eines Lautsprechers verwendet werden. Als solche können die integrierten Gleichrichtereinheiten gewährleisten, dass ausgewählten Schwingspulenabschnitten eine reduzierte Strommenge zugeführt wird, wenn diese Abschnitte nicht in der Lage sind, zur Erzeugung einer substantiellen elektromotorischen Kraft beizutragen.
Bei Schwingspulensystemen, die nach dem Stand der Technik bekannt sind, wird oft die gesamte Schwingspule mit Strom versorgt, obwohl signifikante Abschnitte der Schwingspule nicht zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft beitragen, was als Energieverschwendung betrachtet werden kann und zu einer Wärmeentwicklung führen kann, die einem Schwingspulensystem Grenzen setzt. Mit dieser Erfindung kann sichergestellt werden, dass die Wärmeerzeugung und der Stromverbrauch von Schwingspulenabschnitten, die nicht zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft beitragen können, erheblich gesenkt werden.
Ein Schwingspulen-Antriebssystem, wie es hier beschrieben wird, kann alle Vorteile und Nutzen übernehmen, wie sie vorstehend in Bezug auf das Verfahren zur Ansteuerung einer Schwingspule beschrieben sind. So kann ein Lautsprecher nach der vorliegenden Erfindung den vorteilhaften Effekt einer geringen Leistungsaufnahme und einer Reduzierung der übermäßigen Erwärmung innerhalb des Lautsprechers aufgrund der Effizienz der segmentierten Schwingspule bieten.
Figurenliste
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei

1a-1b einen üblichen Lautsprecher zeigt, der nach dem Stand der Technik bekannt ist,
2 einen Lautsprecher mit einem Schwingspulen-Ansteuerungssystem darstellt, das einen mittleren Schwingspulenabschnitt, einen oberen Schwingspulenabschnitt und einen unteren Schwingspulenabschnitt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst,
3a-3c die hin- und hergehende Translation der Schwingspule nach Ausführungsformen der Erfindung, umfassend drei Schwingspulenabschnitte, veranschaulichen,
4a-4b verschiedene Konfigurationen zur Bereitstellung eines mittleren Steuersignals und eines Hilfssteuersignals für die mehreren Schwingspulenabschnitte nach den Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen,
5 einen Lautsprecher nach einer Ausführungsform der Erfindung darstellt,
6a-6c verschiedene Konfigurationen zum Anlegen eines mittleren Steuersignals und eines Hilfssteuersignals an die Vielzahl von Schwingspulenabschnitten gemäß der Erfindung veranschaulichen,
7a-7b Konfigurationen der Schwingspulenabschnitte nach verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen, und
8 eine bevorzugte Verarbeitung des Steuersignals nach verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht.

Ausführliche Beschreibung
1a zeigt eine Schnittansicht eines Lautsprechers nach dem Stand der Technik. 1b zeigt eine Schnittansicht an der Linie 1b-1b in 1a. Im Lautsprecher befinden sich zwei konzentrisch ausgerichtete Magnetelemente 2, die einen Magnetkreis bilden. Diese Magnetelemente 2 sind so angeordnet, dass innerhalb des Magnetkreises 2 ein kreisförmiger Luftspalt 3 gebildet wird.
Ferner ist eine Schwingspule 1, die eine Vielzahl von Spulenwicklungen umfasst, im Luftspalt 3 aufgehängt. Die Wicklungen der Schwingspule 1 sind so angeordnet, dass bei Durchleitung eines elektrischen Stroms durch die Spule 1 eine elektromotorische Kraft die Schwingspule 1 innerhalb des Luftspalts 3 verschiebt, so dass eine Membran oder ein Diaphragma 7 betätigt wird. Ein Wechselstrom bewirkt dabei eine hin- und hergehende Bewegung der Membran 7, die ein akustisches Tonsignal erzeugt.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Schwingspulen-Ansteuerungssystem 51 nach einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Schwingspulen-Ansteuerungssystem 51 umfasst einem Magnetkreis 2, der durch zwei konzentrisch ausgerichtete Magnetelemente 2 gebildet wird. Die magnetischen Elemente können Permanentmagnete oder Metallpole sein. Der Magnetkreis 2 ist so angeordnet, dass innerhalb des Magnetkreises 2 ein kreisförmiger Luftspalt 3 gebildet wird, der von den beiden Magnetelementen 2 abgeschlossen wird. Der kreisförmige Luftspalt 3 ist ein Luftvolumen, das die Form eines Volumens annimmt, das sich zwischen zwei axial ausgerichteten Zylindern unterschiedlicher Breite befindet.
Wie dem Fachmann bewusst, sind auf dem technischen Gebiet der Lautsprecher und akustischen Wandler mehrere alternative Lautsprecherkonfigurationen auf Schwingspulenbasis bekannt, die andere Konfigurationen von Magnetkreisen und Luftspalten aufweisen, einschließlich verschiedener Konfigurationen von Permanentmagneten, Polstücken, Vorder- und Rückplatten, Gehäusen und verschiedene Konfigurationen von Luftspalten, einschließlich kreisförmig, wie vorstehend beschrieben, linear, polygonal, unregelmäßig, einen oder mehrere Luftspalte usw. Die vorliegende Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, ist damit nicht auf die in den Zeichnungen dargestellte Konfiguration von Magnetkreis und Luftspalt beschränkt, sondern kann vom Fachmann ohne weiteres auf andere Wandler auf Schwingspulenbasis angewendet werden.
Eine Schwingspule 1 ist im Luftspalt 3 aufgehängt. Die Schwingspule 1 umfasst eine Vielzahl von Schwingspulenabschnitten 21-22b, wobei ein mittlerer Schwingspulenabschnitt 21 zentral angeordnet ist und von einem oberen Schwingspulenabschnitt 22a und einem unteren Schwingspulenabschnitt 22b umgeben ist, die jeweils auf beiden Seiten des Schwingspulen-Hauptabschnitts angeordnet sind, wobei alle Schwingspulenabschnitte axial entlang einer Bewegungsachse 4 der Schwingspule 1 ausgerichtet sind. Jeder Schwingspulenabschnitt umfasst eine Vielzahl von Metallwicklungen, die sich um das innere magnetische Element 2 und eine Bewegungsachse 4 wickeln, wie in 2 dargestellt. Die Schwingspulenabschnitte sind mechanisch gekoppelt, aber nicht notwendigerweise elektrisch gekoppelt, um die Schwingspule 1 zu bilden. Die mechanische Kopplung kann einen Träger umfassen, wie z.B. eine Rohr-, Netz- oder Drahtstruktur aus Pappe, Kunststoff oder Metall, z.B. eine Folie.
Die Schwingspulenabschnitte 21-22b sind so konfiguriert, dass, wenn ein elektrischer Strom durch einen Schwingspulenabschnitt 21-22b geleitet wird, der sich zumindest teilweise innerhalb des Luftspalts 3 des Magnetkreises 2 befindet, eine elektromotorische Kraft den jeweiligen Schwingspulenabschnitt 21-22b entlang der Bewegungsachse 4 verschiebt. Da alle Schwingspulenabschnitte 21-22b mechanisch gekoppelte Elemente der Schwingspule 1 sind, wird eine elektromotorische Kraft, die von einem der Schwingspulenabschnitte 21-22b erzeugt wird, die gesamte Schwingspule 1 entlang der Bewegungsachse 4 verschieben. Die Verschiebung der Schwingspule 1 entlang der Bewegungsachse 4 führt dazu, dass die Schwingspule 1 eine Membran 7 eines Lautsprechers 50 schiebt und zieht. Durch die Bewegung der Membran 7 wird ein akustisches Tonsignal erzeugt.
Die Kopplung der Schwingspule 1 und der Membran 7 kann durch die vorstehend erwähnte mechanische Kopplung des Schwingspulenabschnitts implementiert werden, z.B. durch ein Kunststofffolienrohr, oder durch weitere, dem Fachmann bekannte Trägerelemente, z.B. eine Spinne und eine Membraneinfassung. Die Ruhestellung der Schwingspule 1 kann durch die Trägerelemente, wie z.B. eine Spinne und/oder eine Membraneinfassung, und einen Rahmen, gesteuert werden, wie dem Fachmann bekannt. In einer bevorzugten Ausführung ist die Schwingspulen-Gesamthöhe im Ruhezustand im Luftspalt zentriert, so dass bei drei Schwingspulenabschnitten, wie in den Beispielen dargestellt, der mittlere Schwingspulenabschnitt mit dem Magnetkreis und dem Luftspalt ausgerichtet ist.
Da das Magnetfeld im Wesentlichen innerhalb des Luftspalts 3 im Magnetkreis 2 angeordnet ist, können nur die Schwingspulenabschnitte 21-22b, die zumindest teilweise innerhalb des Luftspalts angeordnet sind, bei Anlegen eines elektrischen Stroms eine substantielle elektromotorische Kraft erzeugen. Im Allgemeinen gilt: je mehr von einem bestimmten Schwingspulenabschnitt im Luftspalt enthalten ist, desto höher ist die beim Anlegen von elektrischem Strom erzeugte Kraft. Bezogen auf den in 2 dargestellten Zeitpunkt ist nur der Schwingspulenabschnitt 21 ganz oder teilweise innerhalb des Luftspalts 3 angeordnet, während die Schwingspulenabschnitte 22a und 22b vollständig außerhalb des Luftspalts 3 angeordnet sind. Da die Magnetfelddichte innerhalb des Luftspalts 3 am höchsten ist und außerhalb des Luftspalts 3 schnell abnimmt, kann nur der Schwingspulenabschnitt 21 eine substantielle elektromotorische Kraft erzeugen, um die Schwingspule 1 zu bewegen, während die Schwingspulenabschnitte 22a und 22b ausreichend weit vom Luftspalt 3 entfernt sind, so dass der Wirkungsgrad bei der Umwandlung von elektrischer Antriebsleistung in elektromotorische Kraft im Vergleich zum Wirkungsgrad bei der Umwandlung von elektrischer Antriebsleistung in elektromotorische Kraft für den Schwingspulenabschnitt 21 erheblich geringer und praktisch unbedeutend ist.
Wicklungen von Schwingspulenabschnitten 21-22b, die vom Luftspalt 3 entfernt angeordnet sind, tragen in erster Linie nur dann zu einer übermäßigen Erwärmung der Schwingspule bei, wenn eine elektrische Antriebsleistung angelegt wird, und tragen nur geringfügig zur Verschiebung der Schwingspule 1 entlang der Bewegungsachse 4 bei. Aus diesen Überlegungen heraus ist es vorteilhaft, das Anlegen von Leistung an alle Schwingspulenabschnitte 21-22b, zu vermeiden, z.B. 22a-22b, die sich zu einem gegebenen Zeitpunkt nicht zumindest teilweise im Luftspalt befinden.
Im Allgemeinen zielt ein Lautsprechersystem darauf ab, ein Audiosignal 30 in der Auslenkung einer Schwingspule 1 wiederzugeben, wobei die Auslenkung die Position der Schwingspule 1 relativ zu ihrer Ruheposition ist. Ein Audiosignal 30 kann eine Darstellung unterschiedlicher Schallintensitäten umfassen, was für die Wiedergabe unterschiedliche Auslenkungen erfordern kann. So kann ein Audiosignal 30 einen Bereich von Auslenkungen erfordern, der nur unter Ausnutzung der elektromotorischen Kraft, die von der mittleren Schwingspulensektion 21 erzeugt werden kann, für das wiederzugebende Audiosignal 30 etabliert werden kann. Für die Wiedergabe eines anderen Audiosignals 30 kann ein Bereich von Auslenkungen erforderlich sein, der nur unter Verwendung des mittleren Schwingspulenabschnitts 21 zusammen mit dem oberen Schwingspulenabschnitt 22a und dem unteren Schwingspulenabschnitt 22b etabliert werden kann.
Bezugnehmend auf 2 empfängt jeder Schwingspulenabschnitt 21-22b ein Steuersignal 41, 43a-43b. Diese Ansteuersignale können auf beliebige Weise bereitgestellt werden, z.B. durch eine Steuereinrichtung, einen Verstärker oder eine externe Quelle. Der mittlere Schwingspulenabschnitt 21 empfängt ein mittleres Steuersignal 41, der obere Schwingspulenabschnitt 22a empfängt ein oberes gleichgerichtetes Steuersignal 43a und der untere Schwingspulenabschnitt 22b ein unteres gleichgerichtetes Steuersignal 43b. Das obere gleichgerichtete Steuersignal 43a und das untere gleichgerichtete Steuersignal 43b basieren auf einem Hilfssteuersignal 42. Das Hilfssteuersignal 42 und das mittlere Steuersignal 41 basieren auf dem Audiosignal 30 oder sind sogar identisch mit diesem.
Die Steuersignale 41, 43a-43b sind die eigentlichen elektrischen Signale, die die jeweiligen Schwingspulenabschnitte 21-22b durchlaufen, um eine elektromotorische Kraft zu erzeugen, um die Schwingspule 1 entlang der Bewegungsachse 4 zu bewegen. Die Ansteuersignale 41-43b werden den Schwingspulenabschnitten 21-22b über Kanäle, z.B. Kabel oder Drähte, vorzugsweise elektrische Verbindungen, zugeführt.
In der in 2 beispielhaft dargestellten Ausführungsform ist das mittlere Steuersignal 41 und das Hilfssteuersignal 42 das Tonsignal 30, aber die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Die oberen und unteren gleichgerichteten Steuersignale 43a-43b können von den Gleichrichtereinheiten 16 abgeleitet werden, basierend auf dem Hilfssteuersignal 42. Eine Gleichrichtereinheit oder eine passive Gleichrichtereinheit kann Strom asymmetrisch verarbeiten, d.h. eine Gleichrichtereinheit kann in einer ersten Weise auf einen Strom in einer ersten Richtung reagieren und in einer zweiten Weise auf einen Strom in einer zweiten Richtung reagieren.
Vorzugsweise wird eine Gleichrichtereinheit eine Stromrichtung dämpfen oder blockieren und die entgegengesetzte Stromrichtung durchlassen.
Ein Beispiel für eine Gleichrichtereinheit 16 ist eine Diode 17, die durch eine asymmetrische Leitfähigkeit, d.h. einen niedrigen Widerstand für eine Stromrichtung und hohen Widerstand für die entgegengesetzte Stromrichtung, innerhalb der Strom- und/oder Spannungsbegrenzungen der Diode gekennzeichnet sein kann.
Die beiden Gleichrichtereinheiten 16 der in 2 beispielhaft dargestellten Ausführungsform können bevorzugt zur Blockierung entgegengesetzter Stromrichtungen eingesetzt werden. Wenn der Strom eines Hilfssteuersignals 42 in eine Richtung fließt, kann dieser Strom so im Wesentlichen zum unteren Schwingspulenabschnitt 22b fließen, während sein Fluss zum oberen Schwingspulenabschnitt 22a blockiert wird. In ähnlicher Weise kann, wenn der Strom eines Hilfssteuersignals in die entgegengesetzte Richtung fließt, dieser Strom im Wesentlichen zum oberen Schwingspulenabschnitt 22a fließen, während sein Fluss zum unteren Schwingspulenabschnitt 22b blockiert ist. Dies wird weiter unten beschrieben.
Für eine Richtung des Steuersignalstroms kann der untere Schwingspulenabschnitt 22b, dessen Ruheposition ganz oder teilweise außerhalb des Luftspalts liegt, in Richtung des Luftspalts verschoben werden, während er für die entgegengesetzte Stromrichtung vom Luftspalt weg verschoben wird. Durch Implementierung einer Gleichrichtereinheit 16 ist es möglich, den Strom des Hilfssteuersignals 42 zum unteren Schwingspulenabschnitt 22b zu dämpfen oder zu blockieren, wenn er vom Luftspalt weg bewegt wird, wo er nicht in der Lage ist, eine substantielle elektromotorische Kraft zu erzeugen. Das gleiche Prinzip gilt für den oberen Schwingspulenabschnitt 22a, wobei bevorzugt die Richtung, in der der Strom gedämpft oder blockiert werden soll, entgegengesetzt sein sollte.
Da jede Stromrichtung der Steuersignale abhängig von der Ausrichtung des Magnetfeldes einer bestimmten Translations- oder Auslenkungsrichtung der Schwingspule zugeordnet werden kann, können die Gleichrichtereinheiten so eingesetzt werden, um den Strom zu den oberen und unteren Spulenabschnitten 22a-22b zu begrenzen, wenn diese vom Luftspalt weg translatorisch bewegt werden. Bemerkenswert ist, dass das obere gleichgerichtete Steuersignal 43a und das untere gleichgerichtete Steuersignal 43b so angeordnet sind, dass sie Strom liefern, der in einer geeigneten Stromrichtung fließt, um eine elektromotorische Kraft auf die Schwingspule 1 zu erzeugen, so dass das angelegte Audiosignal 30 durch die Auslenkung der Schwingspule korrekt wiedergegeben wird.
Die Schwingspulenabschnitte 21-22b der Schwingspule 1 können auf verschiedene Weise konfiguriert werden, abhängig von der relativen Positionierung und Dimensionierung der Schwingspulenabschnitte 21-22b. In den dargestellten Ausführungsformen umfasst die Schwingspule 1 drei Schwingspulenabschnitte 21-22b, aber die vorliegende Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, kann mit verschiedenen anderen Anzahlen von Schwingspulenabschnitten und Geometrien von Schwingspulenabschnitten konfiguriert werden. Ein Fachmann wäre in der Lage, die Geometrie zu ändern oder die Anzahl der Schwingspulenabschnitte zu erhöhen, z.B. auf fünf Schwingspulenabschnitte, d.h. einen mittleren Schwingspulenabschnitt, zwei obere Schwingspulenabschnitte und zwei untere Schwingspulenabschnitte, wobei jeder der oberen und unteren Schwingspulenabschnitte mit verschiedenen Gleichrichtereinheiten verbunden ist.
Bezugnehmend auf die 3a-3c wird das dynamische Verhalten der Schwingspule 1 in einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
3a zeigt eine Schwingspule 1, umfassend einen mittleren Schwingspulenabschnitt 21, einen oberen Schwingspulenabschnitt 22a und einen unteren Schwingspulenabschnitt 22b, zu einem Zeitpunkt während des Anlegens eines Audiosignals. In dem gezeigten Fall kann die zur Wiedergabe des Audiosignals erforderliche Auslenkung allein durch den mittleren Schwingspulenabschnitt 21 erzeugt werden. Abhängig von der Stromrichtung des Hilfssteuersignals 42 kann der Strom entweder zum oberen Schwingspulenabschnitt 22a oder zum unteren Schwingspulenabschnitt 22b hin gedämpft oder blockiert werden.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann ein Strom- und/oder Spannungsschwellenwert so implementiert sein, dass weder der obere Schwingspulenabschnitt 22a noch der untere Schwingspulenabschnitt 22b zu ähnlichen Zeitpunkten wie die in 3a gezeigten mit Strom versorgt wird.
In 3b wird ein Audiosignal so angelegt, dass die Schwingspule 1 zum gezeigten Zeitpunkt in eine Aufwärtsrichtung 5 bewegt wurde. Somit kann der Strom des mittleren Steuersignals 41 und des Hilfssteuersignals 42 eine Flussrichtung haben, die zum oberen Schwingspulenabschnitt 22a hin gedämpft oder blockiert wird.
Alternativ wird in 3c ein Audiosignal so angelegt, dass die Schwingspule 1 zum gezeigten Zeitpunkt in eine Abwärtsrichtung 6 bewegt wurde. Somit kann der Strom des mittleren Steuersignals 41 und des Hilfssteuersignals 42 eine Flussrichtung haben, die zum unteren Schwingspulenabschnitt 22b hin gedämpft oder blockiert wird.
Die 4a-4b zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung, die beide Verstärkungsmittel beinhalten.
In 4a wird ein Audiosignal 30 über eine Schnittstelle 52 einem Verstärker 12 zugeführt. Der Verstärker 12 wird von einer Netzteileinheit 13 gespeist, z.B. einer Batterie, einer Gleichstromversorgung oder einer Wechselstrom-in-Gleichstrom-Stromversorgung. Der Verstärker 12 hat zwei Ausgangskanäle, auf denen das mittlere Steuersignal 41 bzw. das Hilfssteuersignal bereitgestellt werden. Gemäß der Erfindung kann der Verstärker 12 zwei identische Verstärkungen oder zwei verschiedene Verstärkungen zur Verfügung stellen, um die beiden Ausgänge zu versorgen. Das mittlere Steuersignal 41 wird an den mittleren Schwingspulenabschnitt 21 gesendet und das Hilfssteuersignal 42 wird an die Gleichrichtereinheiten 16 gesendet, um ein oberes gleichgerichtetes Signal 43a und ein unteres gleichgerichtetes Signal 43b zu erzeugen, die dem oberen Schwingspulenabschnitt 22a bzw. dem unteren Schwingspulenabschnitt 22b zugeführt werden.
In 4b wird ein Audiosignal 30 über eine Schnittstelle 52 an einen Verstärker 12 zugeführt, wobei der Verstärker 12 von einer Netzteileinheit 13 versorgt wird. Der Verstärker 12 hat einen Ausgangskanal, an dem ein Signal bereitgestellt wird, das sowohl als mittleres Steuersignal 41 als auch als Hilfssteuersignal 42 dient. Ein Kanal führt das Signal zum mittleren Schwingspulenabschnitt 21, und zwei weitere Kanäle sind mit Dioden 17 verbunden, die in der gezeigten Ausführung als Gleichrichtereinheiten 16 fungieren. Die Dioden 17 sind mit entgegengesetzten Richtcharakteristiken angebracht, so dass eine Stromrichtung primär dem unteren Schwingspulenabschnitt 22b zugeführt wird, während die entgegengesetzte Stromrichtung primär dem oberen Schwingspulenabschnitt 22a zugeführt wird.
Die Verwendung einer oder mehrerer Dioden 17 als Gleichrichtereinheiten 16 ist nicht auf Ausführungsformen der Erfindung beschränkt, in denen ein Verstärker 12 mit einem oder mehreren Ausgangskanälen integriert ist, da Dioden generell in allen Konfigurationen der vorliegenden Erfindung als Gleichrichtereinheiten eingesetzt werden können.
5 zeigt einen erfindungsgemäßen Lautsprecher 50. Der Lautsprecher 50 empfängt ein Audiosignal 30, das an ein erfindungsgemäßes Schwingspulen-Ansteuerungssystem 51 angelegt wird.
Ein erfindungsgemäßer Lautsprecher kann ein passiver Lautsprecher sein, der keine Stromquelle, aber ein vorverstärktes Audiosignal benötigt, oder ein aktiver Lautsprecher, der eine Stromquelle benötigen kann, z.B. zur internen Verstärkung, z.B. beim Empfang eines Line-Pegels oder eines digitalen Audiosignals.
Die 6a-6c veranschaulichen verschiedene Konfigurationen des Anlegens des mittleren Steuersignals 41 und des Hilfsantriebssignals 42 nach Ausführungsformen der Erfindung.
In 6a wird der Schwingspule 1 ein ankommendes Steuersignal 46 zugeführt. Dieses Steuersignal 46 wird dem mittleren Schwingspulenabschnitt 21 als mittleres Steuersignal 41 zugeführt und zwei Dioden 17 zugeführt, um ein oberes gleichgerichtetes Steuersignal 43a und ein unteres gleichgerichtetes Steuersignal 43b zu erzeugen. Die Dioden 17 sind mit entgegengesetzter Richtcharakteristik montiert, so dass das obere gleichgerichtete Steuersignal 43a und ein unteres gleichgerichtetes Steuersignal 43b jeweils in entgegengesetzte Richtungen fließende Ströme enthalten. Der den Schwingspulenabschnitten 21-22b zugeführte Strom wird über die Ausgangskanäle 44a-45 herausgeführt. Diese Kanäle sind elektrisch verbunden, um einen einzelnen Stromausgang 47 der Schwingspule 1 bereitzustellen.
In 6b wird der Schwingspule 1 ein ankommendes Steuersignal 46 zugeführt. Dieses Ansteuersignal 46 wird nur dem mittleren Schwingspulenabschnitt 21 als ein mittleres Steuersignal 41 zugeführt. Der Strom des Signals verlässt den mittleren Schwingspulenabschnitt 21 über einen Ausgangskanal 45. Dieser Ausgangskanal liefert das Hilfssteuersignal 42, das zwei Dioden 17 zugeführt wird, um ein oberes gleichgerichtetes Steuersignal 43a und ein unteres gleichgerichtetes Steuersignal 43b zu erzeugen. Die Dioden 17 sind mit entgegengesetzter Richtcharakteristik montiert, so dass das obere gleichgerichtete Steuersignal 43a und ein unteres gleichgerichtetes Steuersignal 43b jeweils in entgegengesetzte Richtungen fließende Ströme enthalten. Der Strom des oberen und unteren gleichgerichteten Steuersignals 43a-43b verlässt die oberen und unteren Schwingspulenabschnitte 22a-22b durch die Ausgangskanäle 44a-44b, die elektrisch verbunden sind, um einen einzelnen Stromausgang 47 der Schwingspule 1 zu liefern.
In 6c wird der Schwingspule 1 ein mittleres Steuersignal 41 und ein Hilfssteuersignal 42 zugeführt. Das mittlere Steuersignal wird dem mittleren Schwingspulenabschnitt 21 zugeführt, während das Hilfssteuersignal 42 zwei Dioden 17 zugeführt wird, um ein oberes gleichgerichtetes Steuersignal 43a und ein unteres gleichgerichtetes Steuersignal 43b zu erzeugen. Die Dioden 17 sind mit entgegengesetzter Richtcharakteristik montiert, so dass das obere gleichgerichtete Steuersignal 43a und ein unteres gleichgerichtetes Steuersignal 43b jeweils in entgegengesetzte Richtungen fließende Ströme enthalten.
Der Strom des mittleren Steuersignals 41 verlässt den mittleren Schwingspulenabschnitt 21 über den Ausgangskanal 45, und der Strom des oberen und unteren gleichgerichteten Steuersignals 43a-43b verlässt die oberen und unteren Schwingspulenabschnitte 22a-22b über die Ausgangskanäle 44a-44b, die elektrisch verbunden sind, um einen einzelnen Hilfsstromausgang 48 bereitzustellen.
Die in den 6a-6c gezeigten Ausführungsformen verwenden Dioden 17 als Gleichrichtereinheiten 16, aber die dargestellten Konfigurationen sind nicht auf die Verwendung von Dioden 17 beschränkt. Ferner sind die gezeigten Ausführungsformen nur ausgewählte Beispiele für die Bereitstellung gleichgerichteter Steuersignale durch passive Gleichrichtung, und die Erfindung ist nicht nur auf diese Beispiele beschränkt.
7a zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung mit einer Schwingspule 1, die fünf verschiedene Schwingspulenabschnitten umfasst, d.h. ein zweiter oberer Schwingspulenabschnitt 24a, ein erster oberer Schwingspulenabschnitt 23a, ein mittlerer Schwingspulenabschnitt 21, ein erster unterer Schwingspulenabschnitt 23b und ein zweiter unterer Schwingspulenabschnitt 24b. Die oberen und unteren Schwingspulenabschnitte 23a-24b können mit Gleichrichtereinheiten 16 verbunden werden, ähnlich wie vorstehend in Bezug auf eine Schwingspule 1 mit einem oberen Schwingspulenabschnitt 22a und einem unteren Schwingspulenabschnitt 22b beschrieben. Mit anderen Worten, eine Schwingspule 1 mit fünf verschiedenen Schwingspulenabschnitten kann z.B. vier Gleichrichtereinheiten 16 enthalten. In dieser Ausführungsform werden vier Gleichrichtereinheiten 16, wie z.B. Dioden 17, verwendet, aber in anderen Ausführungsformen der Erfindung können weniger Gleichrichtereinheiten 16 für eine Schwingspule 1, umfassend fünf verschiedene Schwingspulenabschnitte, verwendet werden. Als Beispiel können eine oder mehrere Gleichrichterschaltungen, z.B. zwei Gleichrichterschaltungen, verwendet werden, um gleichgerichtete Steuersignale an den Schwingspulenabschnitt zu liefern.
Wenn ein oder mehrere Steuersignale an die Schwingspule 1 geliefert werden, kann so eine erste Stromrichtung nur an den ersten unteren Schwingspulenabschnitt 23b und den zweiten unteren Schwingspulenabschnitt 24b geliefert werden und eine zweite Stromrichtung nur an den ersten oberen Schwingspulenabschnitt 23b und den zweiten oberen Schwingspulenabschnitt 24b geliefert werden.
Alle Gleichrichtereinheiten 16, die gleichgerichtete Signale an die oberen und unteren Schwingspulenabschnitte 23a-24b liefern, können unterschiedliche Strom- und/oder Spannungsschwellenwerte aufweisen. Ein solcher Schwellenwert stellt sicher, dass den Schwingspulenabschnitten kein Strom zugeführt wird, wenn dies nicht erforderlich ist. Wenn also die Schwingspulenabschnitte 24a-24b keine elektromotorische Kraft erzeugen müssen, um die Bewegung der Schwingspule 1 zu unterstützen, können Gleichrichtereinheiten 16, die mit den äußeren Schwingspulenabschnitten 24a-24b verbunden sind, Strom dämpfen oder blockieren. Wenn die Schwingspulenabschnitte 23a-23b keine elektromotorische Kraft erzeugen müssen, um ein angelegtes Audiosignal wiederzugeben, können ferner Gleichrichtereinheiten 16, die mit den Schwingspulenabschnitten 23a-23b verbunden sind, Strom dämpfen oder blockieren. Alle Strom- und/oder Spannungsschwellenwerte werden bevorzugt so gewählt, dass das Audiosignal innerhalb der Begrenzungen der vollständigen Schwingspule 1 verzerrungsfrei wiedergegeben werden kann, während den Schwingspulenabschnitten, die sich nicht wesentlich innerhalb des Luftspalts befinden und daher keine elektromotorische Kraft erzeugen können, ein minimaler Strom zugeführt wird.
7b zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung, bei der die Höhe der einzelnen Schwingspulenabschnitte der Schwingspule 1 entlang der Richtung der Bewegungsachse 4 kleiner ist als der Luftspalt 3.
In bevorzugten Ausführungsformen ist entweder der obere Schwingspulenabschnitt 22a oder der untere Schwingspulenabschnitt 22b in der Lage, eine elektromotorische Kraft zu erzeugen, um die Schwingspule 1 für sehr große Auslenkungen zu bewegen, wenn sich der mittlere Schwingspulenabschnitt 21 substantiell außerhalb des Luftspalts befindet, d.h. wenn der mittlere Schwingspulenabschnitt 21 den Luftspalt verlässt, tritt ein anderer Schwingspulenabschnitt 22a-22b ein. In solchen Ausführungsformen kann ein Audiosignal 30 durch die Auslenkung verzerrungsfrei wiedergegeben werden, selbst wenn der mittlere Schwingspulenabschnitt 21 den Luftspalt 3 verlässt.
8 veranschaulicht ein Verfahren zur Erzeugung eines oberen gleichgerichteten Steuersignals 43a und eines unteren gleichgerichteten Steuersignals 43b auf der Basis eines Hilfssteuersignals 42.
Vier Tafeln P1-P4 zeigen Darstellungen der Steuersignale in verschiedenen Stadien. Diese Darstellungen beschreiben die Amplitude der Steuersignale als Funktion der Zeit. Der auf den vier Tafeln P1-P4 dargestellte Nullpunkt zeigt Zeitpunkte in einem Steuersignal an, zu denen in einem entsprechenden Schwingspulenabschnitt kein Strom fließt.
In der in 8 gezeigten beispielhaften Ausführungsform wird ein mittleres Steuersignal 41 einem mittleren Schwingspulenabschnitt 21 zugeführt, wobei eine Darstellung des mittleren Steuersignals in Tafel P1 gezeigt ist. Zusätzlich wird ein Hilfssteuersignal 42 bereitgestellt, wobei eine Darstellung des Hilfssteuersignals 42 in Tafel P2 gezeigt wird. In dieser Ausführungsform sind die Darstellungen des mittleren Steuersignals in Tafel P1 und des Hilfssteuersignals in Tafel P2 mit ähnlichen Amplituden dargestellt. In verschiedenen anderen Ausführungsformen können der tatsächliche Strom und/oder die tatsächliche Spannung des mittleren Steuersignals und des Hilfssteuersignals nicht gleich sein, d.h. die Signale können sich in Amplitude/Verstärkung unterscheiden.
Das Hilfssteuersignal 42 wird zu Gleichrichtereinheiten 16 zugeführt, um ein oberes gleichgerichtetes Steuersignal 43a und ein unteres gleichgerichtetes Steuersignal 43b zu erzeugen. Da das Hilfssteuersignal 42 bereitgestellt wird, kann daher eine erste Stromrichtung nur dem unteren Schwingspulenabschnitt 22b zugeführt werden und eine erste Stromrichtung kann nur dem oberen Schwingspulenabschnitt 22a zugeführt werden. Dies ist in Tafel P3 dargestellt, die eine Darstellung des oberen gleichgerichteten Steuersignals 43a zeigt, und in Tafel P4, die eine Darstellung des unteren gleichgerichteten Steuersignals 43b zeigt. In Tafel P3 fehlen negative Teile des Signals, während in Tafel P4 positive Teile des Signals fehlen. Dies stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar, bei der in Abhängigkeit von der Stromrichtung dem oberen Schwingspulenabschnitt 22a oder dem unteren Schwingspulenabschnitt 22b kein wesentlicher Strom des Hilfssteuersignals zugeführt wird.

Claims

Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule eines Lautsprechers, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Magnetkreises (2) mit einem Luftspalt (3) und einer Schwingspule (1), die in dem Luftspalt (3) aufgehängt ist; Anlegen eines Audiosignals (30) an die in dem Luftspalt (3) aufgehängte Schwingspule (1), um eine elektromotorische Kraft zu erzeugen, die die Schwingspule (1) entlang einer Bewegungsachse (4) bewegt; dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingspule (1) eine Vielzahl von Schwingspulenabschnitten umfasst, die entlang der Bewegungsachse (4) angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Schwingspulenabschnitten einen mittleren Schwingspulenabschnitt (21), einen oberen Schwingspulenabschnitt (22a) und einen unteren Schwingspulenabschnitt (22b) umfasst, wobei der obere Schwingspulenabschnitt (22a) und der untere Schwingspulenabschnitt (22b) jeweils auf beiden Seiten des mittleren Schwingspulenabschnitts (21) angeordnet sind; wobei der Schritt des Anlegens eines Audiosignals (30) das Bereitstellen eines mittleren Steuersignals (41) auf der Basis des Audiosignals (30) an den mittleren Schwingspulenabschnitt (30) und das Bereitstellen eines Hilfssteuersignals (42) auf der Basis des Audiosignals (30) an den oberen Schwingspulenabschnitt (22a) und den unteren Schwingspulenabschnitt (22b) umfasst, wobei das Bereitstellen eines Hilfssteuersignals (42) das Bereitstellen eines oberen gleichgerichteten Steuersignals (43a) an den oberen Schwingspulenabschnitt (22a) und das Bereitstellen eines unteren gleichgerichteten Steuersignals (43b) an den unteren Schwingspulenabschnitt (22b) umfasst; wobei das obere gleichgerichtete Steuersignal (43a) durch Dämpfung oder Blockierung einer ersten Stromrichtung des Hilfssteuersignals (42) durch Gleichrichtung bereitgestellt wird; wobei das untere gleichgerichtete Steuersignal (43b) durch Dämpfung oder Blockierung einer zweiten Stromrichtung des Hilfssteuersignals (42) durch Gleichrichtung bereitgestellt wird; und wobei die erste und die zweite Stromrichtung des Hilfssteuersignals (42) entgegengesetzte Stromrichtungen sind.
Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule nach Anspruch 1, wobei das Gleichrichten des Hilfssteuersignals (42) eine Halbwellengleichrichtung ist.
Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen des oberen gleichgerichteten Steuersignals (43a) das Verarbeiten des Hilfssteuersignals (42) unter Verwendung einer oberen Gleichrichtereinheit (16) umfasst, und das Bereitstellen des unteren gleichgerichteten Steuersignals (43b) das Verarbeiten des Hilfssteuersignals (42) unter Verwendung einer unteren Gleichrichtereinheit (16) umfasst.
Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule nach Anspruch 3, wobei die obere Gleichrichtereinheit (16) eine passive Gleichrichterschaltung aufweist, und/oder wobei die untere Gleichrichtereinheit (16) eine passive Gleichrichterschaltung aufweist.
Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule nach Anspruch 3 oder 4, wobei die obere Gleichrichtereinheit (16) und die untere Gleichrichtereinheit (16) jeweils eine Halbwellen-Gleichrichterschaltung aufweisen.
Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule nach einem der Ansprüche 3-5, wobei die obere Gleichrichtereinheit (16) eine Diode (17) aufweist und wobei die untere Gleichrichtereinheit (16) eine Diode (17) aufweist.
Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule nach Anspruch 6, wobei die Dioden (17) mit einer Durchlassspannungsabfall-Kompensation gekoppelt sind.
Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mittlere Steuersignal (41) und das Hilfssteuersignal (42) von einem oder mehreren Verstärkern (12) bereitgestellt werden.
Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen eines oberen gleichgerichteten Steuersignals (43a) das Verstärken des Hilfssteuersignals (42) umfasst und wobei das Bereitstellen eines unteren gleichgerichteten Steuersignals (43b) das Verstärken des Hilfssteuersignals (42) umfasst.
Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Hilfssteuersignal (42) eine von dem mittleren Steuersignal (41) verschiedene Amplitude aufweist.
Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule nach einem der Ansprüche 1-9, wobei das Hilfssteuersignal (42) die gleiche Amplitude wie das mittlere Steuersignal (41) aufweist.
Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der obere Schwingspulenabschnitt (22a) ein erster oberer Schwingspulenabschnitt (23a) ist, der untere Schwingspulenabschnitt (22b) ein erster unterer Schwingspulenabschnitt (23b) ist, das obere gleichgerichtete Signal (43a) ein erstes oberes gleichgerichtetes Signal ist, das untere gleichgerichtete Signal (43b) ein zweites unteres gleichgerichtetes Signal ist und das Hilfssteuersignal (42) ein erstes Hilfssteuersignal ist; wobei die Vielzahl von Schwingspulenabschnitten, die entlang der Bewegungsachse (4) angeordnet sind, ferner einen zweiten oberen Schwingspulenabschnitt (24a) und einen zweiten unteren Schwingspulenabschnitt (24b) aufweist, wobei der zweite obere Schwingspulenabschnitt (24a) und der zweite untere Schwingspulenabschnitt (24b) jeweils auf beiden Seiten der Gruppe von Schwingspulenabschnitten angeordnet sind, die den ersten oberen Schwingspulenabschnitt (23a), den mittleren Schwingspulenabschnitt (21) und den ersten unteren Schwingspulenabschnitt (23b) umfasst; wobei der Schritt des Anlegens eines Audiosignals (30) ferner das Bereitstellen eines zweiten Hilfssteuersignals auf Basis des Audiosignals (30) an den zweiten oberen Schwingspulenabschnitt (24a) und den zweiten unteren Schwingspulenabschnitt (24b) umfasst, wobei das Bereitstellen eines zweiten Hilfssteuersignals das Bereitstellen eines zweiten oberen gleichgerichteten Steuersignals an den zweiten oberen Schwingspulenabschnitt (24a) und das Bereitstellen eines zweiten unteren gleichgerichteten Steuersignals an den zweiten unteren Schwingspulenabschnitt (24b) umfasst; wobei das zweite obere gleichgerichtete Steuersignal durch Dämpfung oder Blockierung einer ersten Stromrichtung des zweiten Hilfssteuersignals (42) durch Gleichrichtung bereitgestellt wird; und wobei das zweite untere gleichgerichtete Steuersignal durch Dämpfung oder Blockierung einer zweiten Stromrichtung des zweiten Hilfssteuersignals (42) durch Gleichrichtung bereitgestellt wird.
Schwingspulen-Ansteuerungssystem (51) eines Lautsprechers (50), umfassend: einem Magnetkreis (2) mit einem Luftspalt (3); eine Schwingspule (1), die in dem Luftspalt (3) aufgehängt ist, wobei die Schwingspule (1) eine Vielzahl von Schwingspulenabschnitten aufweist, die entlang der Bewegungsachse (4) angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Schwingspulenabschnitten einen mittleren Schwingspulenabschnitt (21), einen oberen Schwingspulenabschnitt (22a) und einen unteren Schwingspulenabschnitt (22b) umfasst, wobei der obere Schwingspulenabschnitt (22a) und der untere Schwingspulenabschnitt (22b) jeweils auf beiden Seiten des mittleren Schwingspulenabschnitts (21) angeordnet sind; eine oder mehrere passive Gleichrichtereinheiten (16), die angeordnet sind, um ein oberes gleichgerichtetes Steuersignal (43a) an den oberen Schwingspulenabschnitt (22a) und ein unteres gleichgerichtetes Steuersignal (43b) an den unteren Schwingspulenabschnitt (22b) zu liefern.
Schwingspulen-Ansteuerungssystem nach Anspruch 13, wobei die eine oder mehrere Gleichrichtereinheiten (16) entweder eine oder mehrere Gleichrichterschaltungen oder eine oder mehrere Dioden (17) umfassen.
Schwingspulen-Ansteuerungssystem nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei das Schwingspulen-Ansteuerungssystem (51) so angeordnet ist, dass es ein Audiosignal (30) empfängt und ein mittleres Steuersignal (41) auf der Basis des Audiosignals (30) an den mittleren Schwingspulenabschnitt (21) liefert und ein Hilfssteuersignal (42) auf der Basis des Audiosignals (30) an die eine oder mehrere passive Gleichrichtereinheiten (16) liefert.
Schwingspulen-Ansteuerungssystem nach einem der Ansprüche 13-15, wobei das Schwingspulen-Ansteuerungssystem (51) zwei Gleichrichtereinheiten (16) umfasst, wobei jede der beiden Gleichrichtereinheiten (16) so angeordnet ist, dass sie jeweils entweder ein oberes gleichgerichtetes Steuersignal (43a) oder ein unteres gleichgerichtetes Steuersignal (43b) auf der Basis des Hilfssteuersignals (42) liefert.
Schwingspulen-Ansteuerungssystem nach Anspruch 16, wobei eine obere Gleichrichtereinheit der einen oder mehreren Gleichrichtereinheiten (16) angeordnet ist, um das Hilfssteuersignal (42) durch Dämpfen oder Blockieren einer ersten Stromrichtung des Hilfssteuersignals (42) zu verarbeiten, um das obere gleichgerichtete Steuersignal (43a) bereitzustellen; wobei eine untere Gleichrichtereinheit der einen oder mehreren Gleichrichtereinheiten (16) angeordnet ist, um das Hilfssteuersignal (42) durch Dämpfen oder Blockieren einer zweiten Stromrichtung des Hilfssteuersignals (42) zu verarbeiten, um das untere gleichgerichtete Steuersignal (43b) bereitzustellen; und wobei die erste und die zweite Stromrichtung des Hilfssteuersignals (42) entgegengesetzte Stromrichtungen sind.
Schwingspulen-Ansteuerungssystem nach einem der Ansprüche 13-17, wobei der obere Schwingspulenabschnitt (22a) in Bezug auf den mittleren Schwingspulenabschnitt (21) entlang einer ersten Verschiebungsrichtung entlang der Bewegungsachse (4) verschoben ist, der untere Schwingspulenabschnitt (22b) in Bezug auf den mittleren Schwingspulenabschnitt (21) entlang einer zweiten Verschiebungsrichtung entlang der Bewegungsachse (4) verschoben wird, und der obere Schwingspulenabschnitt (22a) und der untere Schwingspulenabschnitt (22b) symmetrisch um den mittleren Schwingspulenabschnitt (21) angeordnet sind, wobei die erste Verschiebungsrichtung und die zweite Verschiebungsrichtung entgegengesetzte Richtungen entlang der Bewegungsachse (4) sind.
Verfahren zum Ansteuern einer Schwingspule nach einem der Ansprüche 13-18, wobei die Höhe der Schwingspulenabschnitte individuell entweder kleiner, größer und/oder von gleicher Höhe wie die Höhe des Luftspalts (3) entlang der Bewegungsachse (4) ist.
Lautsprecher (50), aufweisend eine Membran (7); eine Schnittstelle (52), die konfiguriert ist, um ein Audiosignal (30) zu empfangen; und ein Schwingspulen-Ansteuerungssystem (51) nach einem der Ansprüche 13 bis 19.