DE10256448A1 - Two-way or multi-way loudspeaker has dynamic loudspeaker section and high-frequency unit formed by piezoelectric loudspeaker with piezo element firmly attached to center of diaphragm - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zwei- oder Mehrwege-Lautsprechersystem mit einem Hochtonelement und einem weiteren Lautsprecherelement mit einer Membran als dynamischer Wandler wie Kalotten- oder Konuslautsprecher, bei welchem die Membran mit einer Schwingspule verbunden ist, die sich im Feld eines Magneten befindet, insbesondere in den Luftspalt eines ringförmigen Permanentmagneten taucht.The present invention relates to a two- or multi-way speaker system with a tweeter element and another speaker element with a membrane as dynamic Transducers such as dome or cone speakers, in which the membrane is connected to a voice coil that is in the field of a magnet located, especially in the air gap of an annular permanent magnet surfaced.
Ein einziger dynamische Wandler ist meist nicht in der Lage alle Frequenzen des Audio-Spektrums wieder zu geben. Für hohe Frequenzen werden auf Grund der geringen bewegten Masse sehr kleine Wandler, wie zum Beispiel Kalotten, bevorzugt eingesetzt. Für tiefe Frequenzen werden allerdings wegen der schlechten dynamischen Ankopplung an die Luft, eher große und damit schwere Konuslautsprecher eingesetzt. Die Trägheitsmasse eines Konuslautsprechers ist so hoch, dass er nur unzureichend Hochtonfrequenzen wiedergeben kann. Selbst Breitbandlautsprecher, speziell im unteren Preissegment, lösen dieses Problem nur unzureichend. Zudem ist die Basswiedergabe solcher Breitbänder wegen der meist kurzen und daher leichten Schwingspule begrenzt. Breitbandlautsprecher gehören zu den preislich günstigsten und am wenigsten anfälligen Lautsprechern.A single dynamic converter is mostly unable to replay all frequencies of the audio spectrum to give. For high frequencies become very small due to the low moving mass Transducers, such as calottes, are preferably used. For deep Frequencies are due to poor dynamic coupling to the air, rather large and thus used heavy cone speakers. The mass of inertia a cone speaker is so high that it has insufficient high frequencies can play. Even broadband speakers, especially in the lower one Price segment, solve this problem is insufficient. In addition, the bass reproduction is such wide belts limited due to the mostly short and therefore light voice coil. Broadband speakers belong among the cheapest in terms of price and least vulnerable Speakers.
Daher werden in der Regel Mehrwegesysteme bestehend aus frequenzbereichoptimierten Komponenten eingesetzt. Eine klassische Variante eines solchen Mehrwegesystems stellt der Zweiwegelautsprecher dar. Er besteht beispielsweise aus einer kleinen, leichten Hochtonkallotte als Hochtöner und einem grossen und daher schweren Konuslautsprecher als Tieftöner. Das Problem bei diesen Systemen ist, dass der Schall nicht von einem Ort kommt, da der Hochtöner neben dem Tieftöner sitzt. Dies hat zur Folge, dass zwischen den beiden Lautsprechern Interferenzen entstehen, die sich nachteilig auf die Richtwirkung und das Klangbild auswirken. Mechanisch gilt es hier mehr Probleme zu lösen als bei einem Breitbänder. Zudem ist auch noch sehr hoher schaltungstechnischer Aufwand, wie Frequenzweichen und Verkabelung, zu leisten. Das alles spiegelt sich auch in den Herstellungskosten wieder.Therefore, usually reusable systems consisting of components optimized for frequency range. A classic variant of such a reusable system is the Two-way speaker. It consists, for example, of a small, light tweeter as a tweeter and a large and therefore heavy cone speaker as woofer. The problem with these Systems is that the sound does not come from one place because the tweeter next to the woofer sitting. This has the consequence that between the two speakers Interferences arise that adversely affect the directivity and affect the sound. Mechanically there are more problems here to solve than with a broadband. In addition, there is also very high circuit complexity, such as Crossovers and cabling. All of this is reflected also in manufacturing costs again.
Unter klanglichen Gesichtspunkten wäre eine punktförmige Schallquelle, die alle Frequenzen abstrahlt ideal. Dies wurde neben den Breitbandlautsprechern mit koaxialen Systemen zu lösen versucht, bei denen der Hochtöner in der Mitte des Tieftöners angeordnet ist. Hierbei gibt es zwei Varianten. Bei der ersten, im professionellen Beschallungsbereich vorwiegend eingesetzten Variante sitzt der Hochtöner hinter dem Magneten des Tieftöners, strahlt durch eine Bohrung im Magneten und benutzt die Membran des Tieftöners als Horn. Da sich die Membran des Tieftöners bewegt, hat diese Variante jedoch den Nachteil, dass sich auch das Horn für den Hochtöner bewegt. Das heißt, es gibt nie ein optimales Horn für den Hochtöner.From a tonal point of view would be a punctate Sound source that emits all frequencies ideally. This was alongside tried to solve the broadband speakers with coaxial systems those of the tweeters arranged in the middle of the woofer is. There are two variants. At the first, in the professional The tweeter sits behind the PA area of the predominantly used variant the magnet of the woofer, shines through a hole in the magnet and uses the membrane of the woofer as a horn. Since the diaphragm of the woofer moves, this variant has however, the disadvantage that the horn for the tweeter also moves. That is, there is never an optimal horn for that Tweeter.
Bei der zweiten Variante wird ein Hochtöner vor die Membran des Tieftöners gesetzt. Dadurch befindet sich ein störendes Element vor der Membran des Tieftöners. Dieser Aufbau ist schon vom Prinzip her schlecht, da der Höchtöner die Schallausbreitung der von der Membran abgestrahlten Frequenzen behindert. Durch unvermeidbare Reflexionen am Hochtöner entstehen Laufzeitfehler, die sich in Phasenauslöschungen widerspiegeln. Bei sämtlichen Koaxsystemen liegt zudem ein erhöhtes Verschmutzungsrisiko vor, da Schmutz in das Magnetsystem des Tieftöners kommen kann, weil die Staubschutzkalotte fehlt. Der mechanische und schaltungstechnische Aufwand ist auch hier recht hoch.In the second variant, a Tweeter the membrane of the woofer set. This creates a disturbing element in front of the membrane Woofer. This structure is bad in principle, because the tweeter is the Sound propagation of the frequencies emitted by the membrane is impeded. Unavoidable reflections on the tweeter result in runtime errors, which result in phase cancellations reflect. With all Coax systems is also an increased There is a risk of contamination because dirt gets into the woofer magnet system can because the dust cover is missing. The mechanical and circuit complexity is also quite high here.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zwei- oder Mehrwege-Lautsprechersystem der eingangs genannten Art anzugeben, welches diese Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll die Schallquelle für alle Frequenzen im Wesentlichen von einem Ort kommen, so dass die Phasenangleichung optimiert werden kann. Auch soll die Konstruktion möglichst preiswert sein.The invention is based on the object Two-way or multi-way speaker system of the type mentioned above, which does not have these disadvantages having. In particular, the sound source for all frequencies should essentially be from come to a location so that the phase alignment is optimized can. The construction should also be as inexpensive as possible.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Hochtonelement als piezoelektrischer Lautsprecher ausgebildet ist, dessen Piezoelement mit der Membran des weiteren Lautsprecherelements schwingungsfest verbunden, insbesondere von dieser getragen ist.This task is solved in that the tweeter element is designed as a piezoelectric loudspeaker is, the piezo element with the membrane of the further speaker element connected vibration-proof, in particular is supported by this.
Durch die schwingungsfeste Verbindung des Hochtöners mit der Membran des weiteren Lautsprecherelements, beispielsweise Tieftöners, wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Ort der Schallentstehung für alle Frequenzen im Wesentlichen gleich ist. Das Piezoelement des piezoelektrischen Hochtöners hat dabei den Vorteil, dass es sehr leicht ist und daher praktisch kein zusätzliches Gewicht für die Membran des Tieftöners bedeutet. Der Tieftöner wird durch das Piezoelement also praktisch nicht zusätzlich belastet. Auf diese Weise kann ein Lautsprechersystem geschaffen werden, welches eine quasi punktförmige Schallquelle für alle Fre quenzen darstellt, wobei die Phasenangleichung zwischen Hochtöner und Tieftöner optimiert werden kann. Zudem ist dieses System durch die Verwendung eines piezoelektrischen Hochtöners und den erfindungsgemäßen Aufbau verhältnismäßig preiswert.Thanks to the vibration-proof connection of the tweeter with the membrane of the further loudspeaker element, for example woofer, is advantageously achieved that the location of sound generation for all Frequencies is essentially the same. The piezo element of the piezoelectric Tweeter the advantage that it is very light and therefore practically none additional Weight for the membrane of the woofer means. The woofer is practically not additionally loaded by the piezo element. In this way, a speaker system can be created which a quasi punctiform Sound source for represents all frequencies, with the phase adjustment between tweeter and woofers can be optimized. In addition, this system is by use of a piezoelectric tweeter and the structure according to the invention relatively inexpensive.
Besonders vorteilhaft ist die Anordnung des Piezoelements im Zentrum der Membran, da damit die Ausbildung einer quasi punktförmigen Schallquelle am besten angenähert werden kann.The arrangement is particularly advantageous of the piezo element in the center of the membrane, since this is the training a quasi punctiform Sound source best approximated can be.
Zur Anordnung des Piezoelements im Zentrum der Membran kann eine dünne Scheibe oder eine Kalotte vorgesehen sein, durch welche das Piezoelement getragen wird. Hierbei kann es sich um die normale Kalotte des Lautsprecherelements, beispielsweise Tieftöners handeln, die bei herkömmlichen Lautsprechersystemen als Staubschutzabdeckung für den Magnetspalt des Lautsprecherelements dient. Dabei sollte auf ein HF leitendes Material zurück gegriffen werden.A thin disk or can be used to arrange the piezo element in the center of the membrane a calotte can be provided, through which the piezo element is carried. This can be the normal dome of the loudspeaker element, for example a woofer, which in conventional loudspeaker systems serves as a dust protection cover for the magnetic gap of the loudspeaker element. An HF conductive material should be used.
Ebenfalls bevorzugt ist das Piezoelement auf der Rückseite der dünnen Scheibe oder Kalotte angeordnet. Damit ist es gegen Einflüsse von außen geschützt. The piezo element is also preferred on the back side the thin Disc or dome arranged. It is therefore against influences from protected outside.
Durch eine weitere Scheibe oder Kalotte, die das Piezoelement zusammen mit der ersten Scheibe oder Kalotte allseits umschließt, kann das Piezoelement weiter geschützt werden. Insbesondere können damit auch Druckschwankungen im Raum zwischen Piezoelement und Magnetsystem ausgeschlossen werden.Through another disk or dome, which the piezo element together with the first disc or dome encloses on all sides, the piezo element can be further protected. In particular, it can also pressure fluctuations in the space between the piezo element and the magnet system be excluded.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn lediglich das Piezoelement schwingungsfest mit der Membran des weiteren Lautsprecherelements verbunden ist. Die übrigen Bestandteile des Hochtonelements, insbesondere Übertragerspule, können dann bevorzugt am Magneten des weiteren Lautsprecherelements oder dessen Korb angeordnet sein. Hierdurch wird das von der Membran zu tragende zusätzliche Gewicht möglichst gering gehalten, so dass das Klangverhalten so wenig wie möglich beeinträchtigt wird.It is also advantageous if only the piezo element is vibration-proof with the membrane further Speaker element is connected. The remaining components of the tweeter element, especially transformer coil, can then preferably on the magnet of the further loudspeaker element or whose basket can be arranged. This will make the membrane additional to be worn Weight if possible kept low so that the sound behavior is affected as little as possible.
Zur Verbindung des Piezoelements mit der Membran des weiteren Lautsprecherelements kann es nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mit der Scheibe oder der Kalotte verklebt sein. Dies ist in der Herstellung unproblematisch und gewährleistet eine gute und dauerhafte Verbindung.For connecting the piezo element with the membrane of the further loudspeaker element, it can be after a preferred embodiment of the invention with the disc or The cap is glued. This is not a problem in production and guaranteed a good and lasting connection.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described below. They show, each in a schematic representation,
Der in
Der innere Rand
Im Bereich des inneren Endes
Wie man insbesondere in
Das als Hochtöner wirkende Piezoelement
Zur weiteren Verbesserung des Lautsprecherklangs
kann für
das Piezoelement
Auf der zur Schwingspule
Ein solcher Lautsprecher ist preiswert, robust und kann die akustischen Vorteile eines Breitbänders mit denen eines Mehrwegesystems vereinen.Such a speaker is inexpensive, robust and can share the acoustic advantages of a broadband combine those of a reusable system.
Als vorteilhaft muss hier auch der geringe mechanische und schaltungstechnische Aufwand genannt werden. Zudem ist die Anfälligkeit gegen Verschmutzung sehr gering.The must also be advantageous here low mechanical and circuit complexity are called. In addition, the vulnerability against pollution very low.
- 11
- LautsprecherkorbLoudspeaker frame
- 22
- Tieftonmembranwoofer cone
- 33
-
äußerer Rand
von
2 outer edge of2 - 44
- Sickenbeading
- 55
-
innerer
Rand von
2 inner edge of2 - 66
- Schwingspulevoice coil
- 77
- Zentriermembrancentering diaphragm
- 88th
- Luftspaltair gap
- 99
- Permanentmagnetpermanent magnet
- 1010
- Anschlußdrähteleads
- 1111
- Kalottedome
- 1212
-
innere Öffnung von
2 inner opening of2 - 1313
- Piezoelementpiezo element
- 1414
- Anschlußdrähteleads
- 1515
- Innenkalotteinner cap
Claims (9)
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DE2002156448 DE10256448A1 (en) | 2002-12-03 | 2002-12-03 | Two-way or multi-way loudspeaker has dynamic loudspeaker section and high-frequency unit formed by piezoelectric loudspeaker with piezo element firmly attached to center of diaphragm |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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DE2002156448 Withdrawn DE10256448A1 (en) | 2002-12-03 | 2002-12-03 | Two-way or multi-way loudspeaker has dynamic loudspeaker section and high-frequency unit formed by piezoelectric loudspeaker with piezo element firmly attached to center of diaphragm |
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DE (1) | DE10256448A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116723445A (en) * | 2023-08-09 | 2023-09-08 | 江苏裕成电子有限公司 | High-low pitch piezoelectric loudspeaker |
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2002
- 2002-12-03 DE DE2002156448 patent/DE10256448A1/en not_active Withdrawn
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CN116723445A (en) * | 2023-08-09 | 2023-09-08 | 江苏裕成电子有限公司 | High-low pitch piezoelectric loudspeaker |
CN116723445B (en) * | 2023-08-09 | 2023-10-03 | 江苏裕成电子有限公司 | High-low pitch piezoelectric loudspeaker |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |