DE1094802B - Electroacoustic converter - Google Patents
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- DE1094802B DE1094802B DEG26436A DEG0026436A DE1094802B DE 1094802 B DE1094802 B DE 1094802B DE G26436 A DEG26436 A DE G26436A DE G0026436 A DEG0026436 A DE G0026436A DE 1094802 B DE1094802 B DE 1094802B
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Description
DEUTSCHESGERMAN
kl. 21a2 2/01kl. 21a 2 2/01
INTERNAT. KL.H 04 Π1INTERNAT. KL.H 04 Π1
PATENTAMTPATENT OFFICE
G 26436 VIII a/21a2 G 26436 VIII a / 21a 2
ANMELDETAG: 21.FEBRUAR 1959REGISTRATION DATE: FEBRUARY 21, 1959
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AÜSLEGESCHRIFT: 15. DEZEMBER 1960NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF THE
ADAPTATION: DECEMBER 15, 1960
Die Erfindung betrifft elektroakustische Wandler elektrodynamischer Art zur Umformung von elektrischen Schwingungen in Schallfrequenzen oder höhere Frequenzen in der Nähe des Hörbereiches in Schall oder Ultraschallschwingungen, oder umgekehrt, von Schall oder Ultraschallschwingungen in elektrische Schwingungen, das sind Lautsprecher, Kopfhörer oder Mikrophone.The invention relates to electroacoustic transducers of the electrodynamic type for converting electrical ones Vibrations in sound frequencies or higher frequencies in the vicinity of the audible area in Sound or ultrasonic vibrations, or vice versa, from sound or ultrasonic vibrations into electrical ones Vibrations are loudspeakers, headphones or microphones.
Einige der bekannten elektrodynamischen Lautsprecher enthalten eine Konusmembran, die durch eine Spule, eine sogenannte Schwingspule, in einem konstanten Magnetfeld betrieben wird. Die Spule leitet Strom von Schall oder Ultraschallfrequenzen, und ihre Schwingungen in dem magnetischen Feld werden auf die Membran übertragen. Ihr Hauptnachteil ist die lineare Deformation, die verursacht wird durch die Tatsache, daß die Konusmembran nicht immer über ihre gesamte Oberfläche gleichmäßig schwingt, und ist schlecht in bezug auf hohe Frequenzen. Einen ähnlichen Nachteil zeigen die elektrodynamischen Mikrophone, die grundsätzlich eine Umkehrung der elektrodynamischen Lautsprecher darstellen. Some of the known electrodynamic loudspeakers contain a cone diaphragm that passes through a coil, a so-called voice coil, is operated in a constant magnetic field. The sink conducts currents of sound or ultrasonic frequencies, and their vibrations in the magnetic field are transferred to the membrane. Their main disadvantage is the linear deformation that it causes is due to the fact that the conical membrane is not always uniform over its entire surface vibrates, and is bad at high frequencies. The electrodynamic ones show a similar disadvantage Microphones, which are basically an inversion of the electrodynamic loudspeaker.
Eine andere bekannte Art von elektrodynamischen Lautsprechern enthält eine Membran, die an ihren Kanten festgeklemmt ist und, an ihr festgemacht, einen Leiter trägt, der aus einer starren Rippe oder einem flexiblen Draht gebildet wird, wobei dieser Leiter in den Luftspalten zwischen den Polen einer Mehrzahl von Magneten, die in einer ebenen oder gekrümmten Fläche parallel zu dem Magnet angeordnet ist, hineinragt. Der Leiter ist durchquert von magnetischen Kraftlinien zwischen den Polen. Durch ihn wird ein Strom von Schallfrequenz hindurchgeleitet, der, im Falle von Lautsprechern, die Schwingungen der Membran erzeugt oder, im Falle eines Mikrophons, durch die Schwingungen der Membran erzeugt wird.Another known type of electrodynamic loudspeaker includes a diaphragm attached to its Edges is clamped and, fastened to it, carries a ladder that consists of a rigid rib or a flexible wire is formed, this conductor in the air gaps between the poles of a A plurality of magnets arranged in a flat or curved surface parallel to the magnet is, protrudes. The conductor is crossed by lines of magnetic force between the poles. By A stream of sound frequency is passed through it, which, in the case of loudspeakers, causes the vibrations generated by the membrane or, in the case of a microphone, by the vibrations of the membrane is produced.
Bekannte Wandler dieser Art sind sehr schwerfällig wegen der Notwendigkeit der Unterbringung der Rippen oder Drähte innerhalb des engen Luftspaltes zwischen den Polen und müssen überdies eine verhältnismäßig dicke Membran besitzen, da die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld und dem Leiter nur innerhalb des Luftspaltes stattfindet,.d. h. in verhältnismäßig begrenzten Zonen. Trotz ihres verhältnismäßig kräftigen Magnetfeldes ist der akustische Wirkungsgrad solcher Wandler nicht sehr befriedigend, insbsondere in den Gebieten der höheren Frequenzen, hauptsächlich infolge ihrer hohen mechanischen Impedanz, und der Gebrauch solcher Lautsprecher wurde in der Praxis zugunsten von Konuslautsprechern aufgegeben.Known converters of this type are very cumbersome because of the need to accommodate the Ribs or wires within the narrow air gap between the poles and must also have a proportionate have thick membrane because of the interaction between the magnetic field and the conductor only takes place within the air gap, .d. H. in proportion limited zones. Despite its relatively strong magnetic field, the acoustic The efficiency of such converters is not very satisfactory, especially in the areas of higher frequencies, mainly due to their high mechanical impedance, and the use of such loudspeakers was abandoned in practice in favor of cone speakers.
Ferner sind membranlose BändchenmikrophoneFurthermore, there are membrane-less ribbon microphones
Elektroakustischer WandlerElectroacoustic converter
Anmelder:Applicant:
Robert Gamzon, Herzlia,Robert Gamzon, Herzliya,
und Dr. Ephraim Heinrich Frei,and Dr. Ephraim Heinrich Frei,
Rehovoth (Israel)Rehovoth (Israel)
Vertreter: Dipl.-Ing. W. Cohausz,Representative: Dipl.-Ing. W. Cohausz,
Dipl.-Ing. W. Florack und Dipl.-Ing. K.-H. Eissei,Dipl.-Ing. W. Florack and Dipl.-Ing. K.-H. Ice egg,
Patentanwälte, Düsseldorf, Schumannstr. 97Patent attorneys, Düsseldorf, Schumannstr. 97
Beanspruchte Priorität:
Israel vom 7. März 1958Claimed priority:
Israel March 7, 1958
Robert Gamzon, Herzlia,Robert Gamzon, Herzliya,
und Dr. Ephraim Heinrich Frei, Rehovoth (Israel),
sind als Erfinder genannt wordenand Dr. Ephraim Heinrich Frei, Rehovoth (Israel),
have been named as inventors
bekanntgeworden, bei denen schwingende Metallbänder zwischen den Polen eines Magnets angeordnet sind. Derartige Mikrophone haben nur beschränkte Anwendungsgebiete, und ihre Dimensionen können nicht beliebig vergrößert werden.became known in which oscillating metal strips are arranged between the poles of a magnet are. Such microphones have only limited areas of application, and their dimensions can cannot be enlarged at will.
Die Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Membranwandler, der die Nachteile der bekannten elektrodynamischen Membran- und Konuswandler einerseits sowie der Bändchenmikrophone andererseits zu vermeiden gestattet.The invention relates to an electrodynamic diaphragm transducer which has the disadvantages of the known electrodynamic membrane and cone transducers on the one hand and the ribbon microphones on the other allowed to avoid.
Der erfindungsgemäße Wandler besitzt eine oder zwei Magneteinheiten, in denen sich eine Anzahl von Magnetpolen entlang einer oder mehrerer gerader Linien abwechseln und ein oder mehrere bandförmige, flache, biegsame Leiter gegenüber den freien Feldern zwischen den Polen verlaufen, und ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Magneteinheit aus senkrecht zu ihrer Front orientiertem magnetischem Material besteht, z. B. einem an sich bekannten Ferrit mi't einer Koerzitivkraft von mindestens 750 örsted, und daß der oder die Leiter außerhalb etwa zwischen den Polen bestehender Luftspalte auf einer schwingungsfähigen, in geringem Abstand von der Magneteinheit parallel zu dieser vorgesehenen Membran entsprechend der Verteilung der Pole flach anliegend derart angeordnet sind, daß das Vektorprodukt des Stromes mit dem magnetischen Feld in allen Teilen des Leiters oder der Leiter das gleiche Vorzeichen hat.The transducer according to the invention has one or two magnet units in which there are a number of Alternate magnetic poles along one or more straight lines and one or more ribbon-shaped, flat, flexible conductors run opposite the free fields between the poles and are characterized by that each magnetic unit is made of magnetic material oriented perpendicular to its front exists, e.g. B. a known ferrite mi't a coercive force of at least 750 örsted, and that the conductor or conductors outside the air gap between the poles on a vibratory, at a small distance from the magnet unit parallel to this provided membrane accordingly the distribution of the poles are arranged lying flat in such a way that the vector product of the Current with the magnetic field in all parts of the conductor or the conductor has the same sign.
Die Magneteinheit kann eine durchgehende PlatteThe magnet unit can be a continuous plate
sein, die mit einer Mehrzahl von Polen magnetisiertbe magnetized with a plurality of poles
ist, oder sie kann durch einzelne gesonderte Magnetelemente gebildet sein, die auf einer Weicheisenplatte aufgebaut sind. Die Magnete bestehen aus einem Material mit hoher Koerzitivkraft, dessen Gefüge in der Hauptsache senkrecht zu der Frontfläche der Magneteinheit steht, um eine hohe Feldstärke in dem Zwischenraum, in dem die Membran schwingt, zu schaffen. Aus Gründen der Einfachheit sollen beide Ausführungen nachstehend als »Magnetplatte« bezeichnet werden. Die Magnetplatte kann eben oder auch gebogen sein, z. B. in Zylinderform; in diesem letzteren Fall ist die »gerade« Linie, entlang derer die Pole sich abwechseln, eine geodätische Linie.is, or it can be formed by individual separate magnetic elements on a soft iron plate are constructed. The magnets consist of a material with high coercive force, the structure of which is in the main thing is perpendicular to the front face of the magnet unit, in order to have a high field strength in the To create space in which the membrane vibrates. For the sake of simplicity, both should Versions are hereinafter referred to as "magnetic disk". The magnetic disk can be flat or also be curved, e.g. B. in cylindrical shape; in this latter case is the "straight" line along which the Poles alternate, a geodesic line.
Vermöge der Anordnung der Leiter, die durch die Membran außerhalb des Raumes zwischen den Magnetpolen getragen werden, wo solche Zwischenräume überhaupt vorhanden sind, kann die Membran entlang durchgehender Streifen oder Bänder angeregt werden, das bedeutet, daß die Impulsgabe im wesentlichen über ihre gesamte Oberfläche in einer gleichförmigen Art erfolgt, im Gegensatz zu den erwähnten bekannten elektrodynamischen Membranlautsprechern, in denen die Membran nur entlang denjenigen Zonen angeregt wird, die mit den Luftspalten zwischen den Magnetpolen übereinstimmen, die durch den Leiter oder die Leiter besetzt sind.Possibility of arranging the conductors through the membrane outside the space between the Magnetic poles can be worn wherever such gaps exist, the membrane are excited along continuous strips or bands, which means that the impulse is essentially takes place over its entire surface in a uniform manner, in contrast to those mentioned known electrodynamic membrane loudspeakers in which the membrane only runs along those zones is excited, which coincide with the air gaps between the magnetic poles created by the conductor or the ladder is occupied.
Indem diese bekannten Membranen der Druckamplitude nur entlang eines relativ schmalen Streifens ausgesetzt sind, müssen sie verhältnismäßig dick ausgeführt werden, damit die Deformationen nicht zu groß werden. Die Stärke der bekannten Membranen ist von der Größenordnung von Millimetern, indessen können die Membranen der Wandler gemäß der Erfindung dünner hergestellt werden.By these known diaphragms the pressure amplitude only along a relatively narrow strip are exposed, they have to be made relatively thick so that the deformations do not occur grow up. The thickness of the known membranes is on the order of millimeters, however the diaphragms of the transducers according to the invention can be made thinner.
Versuchswandler mit Membranen mit einer Stärke von 7 Mikron = 0,007 mm wurden mit Erfolg hergestellt. Diese geringe Stärke der Membran bewirkt eine bedeutend bessere akustische Wiedergabe. Mit Rücksicht auf der Akustik wird die Magnetplatte außerdem perforiert, z. B. mit konischen öffnungen, wobei die Größe der abwechselnden Zustände des erhöhten und verringerten Luftdruckes, die zwischen dem Magnet und der schwingenden Membran auftreten, verringert werden.Experimental transducers with membranes 7 microns = 0.007 mm thick have been made with success. This thinness of the membrane results in a significantly better acoustic reproduction. With In view of the acoustics, the magnetic plate is also perforated, e.g. B. with conical openings, being the magnitude of the alternating states of increased and decreased air pressure between occurring between the magnet and the vibrating diaphragm.
Die Dicke des Leiterstreifens ist vorzugsweise sehr gering im Vergleich zu seiner Breite, und die Breite des Streifens ist vorzugsweise groß im Verhältnis zu der Entfernung zwischen den aufeinanderfolgenden Reihen der magnetischen Pole. Wenn P die Entfernung zwischen den Mittellinien der aufeinanderfolgenden Reihen der magnetischen Pole und E die Breite des Leiterstreifens ist, kann das Verhältnis E/P bis zu 0,9 groß sein. Das bedeutet, daß der überwiegende Teil der Membran den Schwingungen ausgesetzt ist, die in Luftdruckamplituden verwandelt werden und die annähernd gleichförmig über die gesamte Oberfläche der Membran verteilt sind.The thickness of the conductor strip is preferably very small compared to its width, and the width of the strip is preferably large in relation to the distance between the successive rows of magnetic poles. If P is the distance between the center lines of the successive rows of magnetic poles and E is the width of the conductor strip, the ratio E / P can be as large as 0.9. This means that the major part of the membrane is exposed to the vibrations which are converted into air pressure amplitudes and which are distributed approximately uniformly over the entire surface of the membrane.
Mit der Absicht, das magnetische Feld besonders stark und homogen zu gestalten, sieht die Erfindung außerdem eine Anordnung vor, in der eine einzige Membran zwischen zwei gleichen Magnetplatten angebracht ist, die symmetrisch derart angeordnet sind, daß die gleichnamigen Pole der Magnetplatte einander gegenüberstehen. In diesem Falle muß mindestens eine der Platten perforiert sein.With the intention of making the magnetic field particularly strong and homogeneous, the invention provides also an arrangement in which a single membrane between two identical magnetic plates is attached, which are arranged symmetrically so that the poles of the same name of the magnetic disk face each other. In this case at least one of the plates must be perforated.
k verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung auf der einen Seite der Membran anget indessen auch möglich, zwei Leiter zu jeder Seite der Membran einen, wobei in geeigneter Weise in Reihe oder par k different embodiments of the invention on one side of the membrane anget, however, also possible to have two conductors on each side of the membrane, suitably in series or par
allel geschaltet werden können. Außerdem ist es möglich, falls gewünscht, einen Leiter dazu zu benutzen, um eine negative Rückkopplungs-»Spule« zu bilden.allele can be switched. It is also possible, if desired, to use a ladder to to form a negative feedback "coil".
Rückkopplungsspulen sind bekannt und werden bei Lautsprechern mit besonders naturtreuer Wiedergabe benutzt. Indessen sind die bei diesen Lautsprechern verwendeten Rückkopplungsspulen nicht sehr wirksam, da in den Konuslautsprechern es praktischFeedback coils are known and are used in loudspeakers with particularly natural reproduction used. However, the feedback coils used in these speakers are not very effective, because in the cone speakers it is practical
ίο unmöglich ist, Phasendifferenzen zwischen der Geschwindigkeit des Konus und der Spule zu vermeiden. ίο is impossible to phase differences between the speed of the cone and the coil.
Im Gegensatz hierzu ist die negative Rfi^kkopplungs-»Spule« entsprechend der oben angep^jeien Anwendungsform der Erfindung vollkommen in Phase mit allen Teilen der Membranoberfläche, die durch den Leiter bedeckt sind. Auf diese Weise ist eine sehr wirksame Rückkopplung und infolgedessen auch eine hohe naturgetreue Wiedergabe sichergestellt.In contrast, the negative RF coupling "coil" according to the above adapted Application of the invention completely in phase with all parts of the membrane surface that pass through the ladder are covered. This way is a very effective feedback, and consequently one too high lifelike reproduction ensured.
ao Wenn ein Leiter zur Rückkopplung benutzt wird, kann dessen Stärke den Bruchteil eines Mikron betragen, so daß dessen Gewicht fast vollkommen vernachlässigbar ist.ao If a conductor is used for feedback, its thickness can be a fraction of a micron, so that its weight is almost entirely negligible.
Leiter von einer so geringen Stärke können einfach durch bekannte Vakuum-Aufdampfungsverfahren erhalten werden.Conductors of such a small thickness can be easily obtained by known vacuum evaporation methods will.
Die Wiedergabequalität der Lautsprecher entsprechend der Erfindung ist in Gebieten der höheren Frequenzen besonders gut. Eine gute Wiedergabequalität kann auch auf die Gebiete der niederen Frequenzen ausgedehnt werden, indem die Membran und die Magnete vergrößert werden, oder durch Kombination einzelner Platten mit vergrößerter Oberfläche.The reproduction quality of the loudspeakers according to the invention is in the higher frequency ranges especially good. Good reproduction quality can also be achieved in the areas of the lower frequencies can be expanded by enlarging the diaphragm and magnets, or by a combination individual plates with increased surface.
Infolge der Tatsache, daß die Membran in Phase über ihre gesamte Oberfläche schwingt, ist für die Größe der Membran praktisch keine Grenze gesetzt; es wäre sogar möglich, eine ganze Wand eines Raumes als eine Membran eines Wandlers entsprechend der Erfindung zu bauen, was bei großen Hallen vonAs a result of the fact that the membrane vibrates in phase over its entire surface, is for the There is practically no limit to the size of the membrane; it would even be possible to have an entire wall of a room to build as a diaphragm of a transducer according to the invention, which in large halls of
φο Vorteil sein kann.φο can be an advantage.
Besonders geeignete magnetische Materialien für den Zweck der Erfindung sind Ferrite, die Bariumoxyd in Kombination mit verschiedenen Teilen von Eisenoxyd enthalten.Particularly suitable magnetic materials for the purpose of the invention are ferrites, the barium oxide contained in combination with various parts of iron oxide.
Die nicht magnetische Membran kann z. B. aus einem synthetischen plastischen Material bestehen, wie z. B. Polyäthylen, Glykolterephtalat oder aus einem anderen Polyester.The non-magnetic membrane can, for. B. consist of a synthetic plastic material, such as B. polyethylene, glycol terephthalate or another polyester.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Zeichnungen näher erläutert, in denenThe invention is explained in more detail below with reference to drawings in which
Fig. 1 eine Teilansicht der Membran eines Wandlers entsprechend der Erfindung zeigt,Fig. 1 shows a partial view of the diaphragm of a transducer according to the invention,
Fig. 2 eine Teilansicht der Magnetplatte des gleichen Wandlers zeigt,Fig. 2 shows a partial view of the magnetic disk of the same transducer,
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Wandler entlang den Linien III-IIII in Fig. 1 und 2 veranschaulicht, Figure 3 illustrates a cross section through the transducer along lines III-IIII in Figures 1 and 2,
Fig. 4 einen teilweisen Querschnitt durch einen Wandler entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt,4 shows a partial cross section through a transducer according to a second embodiment of the invention shows
Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht der Magnetplatte des Wandlers nach Fig. 4 darstellt,Fig. 5 is a partial perspective view of the magnetic disk of the transducer of Fig. 4;
Fig. 6 und 7 teilweise Querschnitte von zwei weiteren Wandlern entsprechend der Erfindung zeigen,Figures 6 and 7 show partial cross-sections of two further transducers according to the invention,
Fig. 8 und 9 Draufsichten auf die Magnetplatte und die Membran einer weiteren Ausführungsform eines Wandlers entsprechend der Erfindung veranschaulichen, 8 and 9 are plan views of the magnetic plate and the membrane of a further embodiment of a Illustrate converter according to the invention,
Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 8 und 9 zeigt,Fig. 10 shows a section along the line X-X of Figs. 8 and 9,
Fig. 11 einen Axialschnitt durch einen Lautsprecher (Hochtonlautsprecher), der einen Wandler nach Fig. 8 bis 10 enthält, zeigt,11 shows an axial section through a loudspeaker (tweeter) which has a converter according to FIG to 10 shows
Fig. 12 eine teilweise Draufsicht auf eine Membran in einer noch weiteren Ausführungsform zeigt,Fig. 12 shows a partial plan view of a membrane in yet another embodiment,
Fig. 13 eine teilweise Ansicht eines Wandlers entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt,13 is a partial view of a transducer according to another embodiment of the invention represents
Fig. 14 einen Querschnitt nach der Linie XIV-XIV in Fig. 13 zeigt.FIG. 14 shows a cross section along the line XIV-XIV in FIG.
Der Wandler entsprechend Fig. 1 bis 3 enthält eine Magnetplatte 1 und eine Membran 2. Die Magnetplatte ist aus hochkoerzitiv orientiertem Material, z. B. Barium-Ferrit, hergestellt, das eine Koerzitivkraft in der Größenordnung von 2000 örsted besitzt. Sie ist derart magnetisiert, daß abwechselnd parallele Nord- und Südpole sich über die gesamte Länge der Platte ausdehnen. Zwischen jedem der benachbarten Pole strömt der Fluß durch die Tiefe der Platte. Fig. 3 zeigt schematisch die Form dieser Flußlinien und die angegebene Orientierung des Gefüges im Material. Der Fluß kann als Hufeisenmagnet 3 a, 3 b, 3 c usw. aufgefaßt werden, und die Magnete sind, wie gezeigt, benachbart und paarweise mit ihren Polen mit gleichen Zeichen angeordnet, z. B. die Magnete 3 α und 3& zeigen zusammen einen Südpol und die Magnete 3 b und Zc zusammen einen Nordpol usw. Diese Pole liegen in der oberen Fläche der Platte, während der Boden der Platte aus einer Weicheisenarmaturplatte 4 hergestellt ist. Die Membran 2 ist eine biegsame Platte aus nichtmagnetischem Material, z. B. aus einem plastischen Polyestermaterial von einer Stärke von ungefähr 0,01 mm. Auf ihr ist ein Leiter 5, z. B. aus Aluminium, aufgedruckt in der Form eines sehr dünnen flachen Streifens, welcher biegsam ist und eine sehr geringe mechanische Impedanz besitzt. Die Membran liegt im wesentlichen parallel zu der Platte 1 dicht ausgestreckt über der Platte in einem Abstand von etwa 3 mm oder weniger und ist an ihren Kanten in einer bekannten Art befestigt. Der Leiter ist durchgehend und führt in parallelen Streifen von einem Ende zum anderen Ende der Membran, wobei er an den Enden in enge Bögen umgeleitet wird. Die geraden Streifen sind über den Spalten ausgestreckt (dieser Ausdruck hat in diesem Falle nicht dieselbe Bedeutung wie die üblichen Luftspalte, da die Platte eine kontinuierliche ebene Oberfläche besitzt). Zwischen den aufeinanderfolgenden ungleichnamigen Polen der Platte 1 ist z.B. der Streifen 5 α in der Spalte zwischen den Polen des Magnets 3 α und der Streifen 5 b zwischen dem Luftspalt zwischen den Polen des Magnets 3 b usf. An ihren Enden haben die Leiter 5 zwei oder mehr Anschlüsse 6, von denen einer in der Zeichnung 1 dargestellt ist und die zum Anschluß für einen Eingangs- oder Ausgangsstromkreis dient. Die Magnetplatte hat eine Mehrzahl von öffnungen 7, um den Luftdruck in der Luftspalte zwischen der Magnetplatte und der Membran auszugleichen.The transducer according to FIGS. 1 to 3 contains a magnetic plate 1 and a membrane 2. The magnetic plate is made of high-coercivity-oriented material, e.g. B. barium ferrite produced, which has a coercive force in the order of 2000 örsted. It is magnetized in such a way that alternately parallel north and south poles extend over the entire length of the plate. Between each of the adjacent poles, the flux flows through the depth of the plate. Fig. 3 shows schematically the shape of these flow lines and the specified orientation of the structure in the material. The river can be understood as a horseshoe magnet 3 a, 3 b, 3 c , etc., and the magnets are, as shown, adjacent and arranged in pairs with their poles with the same characters, z. B. magnets 3 α and 3 & together show a south pole and magnets 3 b and Zc together show a north pole, etc. These poles lie in the upper surface of the plate, while the bottom of the plate is made of a soft iron armature plate 4. The membrane 2 is a flexible plate made of non-magnetic material, e.g. B. made of a plastic polyester material of a thickness of about 0.01 mm. On it is a conductor 5, for. Made of aluminum, printed in the form of a very thin flat strip which is pliable and has a very low mechanical impedance. The membrane lies essentially parallel to the plate 1, stretched tightly above the plate at a distance of about 3 mm or less and is attached at its edges in a known manner. The conductor is continuous and leads in parallel strips from one end to the other end of the membrane, with it being diverted into tight arcs at the ends. The straight stripes are stretched out over the gaps (this term does not have the same meaning in this case as the usual air gaps, since the plate has a continuous flat surface). Between the successive unlike poles of the plate 1 is, for example, the strip 5 α in the gap between the poles of the magnet 3 α and the strip 5 b between the air gap between the poles of the magnet 3 b etc. At their ends, the conductors 5 have two or more connections 6, one of which is shown in the drawing 1 and which is used to connect an input or output circuit. The magnetic plate has a plurality of openings 7 in order to equalize the air pressure in the air gap between the magnetic plate and the membrane.
Wenn ein elektrischer Strom durch den Leiter 5 fließt, ändert sich seine Richtung von Streifen zu Streifen, und jede Änderung dieser Richtung entspricht gleichzeitig einer Änderung der Richtung des Magnetfeldes, oder, mit anderen Worten, das Vektorenprodukt des Stroms und des magnetischen Feldes haben dasselbe Vorzeichen in allen Teilen des Leiters 5. Die Membran schwingt auf diese Weise in Phase über ihre gesamte Oberfläche mit der Frequenz der Änderung des Stroms, der durch den Leiter fließt. In dem Wandler entsprechend Fig. 4 und 5 ist die Magnetplatte aus getrennten Magnetstäben la, Ib zusammengebaut, die parallel auf einer Weicheisenplatte 4a angeordnet sind. Die Weicheisenplatte 4a ist mit gleichen öffnungen zwischen diesen Magnetstäben versehen. Die obere Fläche bildet bei den Magnetstäben abwechselnd Nord- und Südpole. Die Anordnungen der Membran 2 und des Leiters 5 sind die gleichen wie in der Ausführungsform der Erfindung entsprechend den Fig. 1 bis 3. Die Vorteile dieser Anordnung im Vergleich mit der durchgehenden Magnetplatte entsprechend Fig. 1 bis 3 liegen in der leichteren Magnetisierbarkeit und dem kräftigeren magnetischen Feld der so hergestellten Magnetplatte.When an electric current flows through the conductor 5, its direction changes from strip to strip, and any change in this direction corresponds at the same time to a change in the direction of the magnetic field, or, in other words, the vector product of the current and the magnetic field have the same sign in all parts of the conductor 5. The membrane thus vibrates in phase over its entire surface with the frequency of the change in the current flowing through the conductor. In the converter according to FIGS. 4 and 5, the magnetic plate is assembled from separate magnetic rods 1 a, 1 b, which are arranged in parallel on a soft iron plate 4 a. The soft iron plate 4a is provided with the same openings between these magnetic bars. The upper surface of the magnetic bars forms alternating north and south poles. The arrangements of the membrane 2 and the conductor 5 are the same as in the embodiment of the invention according to FIGS. 1 to 3. The advantages of this arrangement in comparison with the continuous magnetic plate according to FIGS. 1 to 3 are the easier magnetizability and the more powerful magnetic field of the magnetic disk thus produced.
Fig. 6 zeigt einen Wandler, der eine einfache Membran 2 a mit einem breiten Leiterstreifen 5 d enthält, die zwischen gleich und symmetrisch angeordneten Magnetplatten entsprechend der Fig. 5 angeordnet ist. Die gleichnamigen Magnetpole liegen einander gegenüber, und dazwischen befindet sich die Membran la. Magnetstäbe la sind mit ihren Nordpolen und die Magnetstäbe 1 b mit ihren Südpolen gegen die Membran gerichtet. Die akustische Wirksamkeit eines Wandlers dieser Bauart ist bedeutend größer als eines Einfachmagnetplattenwandlers entsprechend den Fig. 1 bis 3 oder Fig. 4 und 5.Fig. 6 shows a transducer which contains a simple membrane 2 a with a wide conductor strip 5 d , which is arranged between identically and symmetrically arranged magnetic plates according to FIG. The magnetic poles of the same name are opposite one another, and the membrane la is located between them. Magnetic bars la are directed with their north poles and the magnetic bars 1 b with their south poles against the membrane. The acoustic efficiency of a transducer of this type is significantly greater than that of a single magnetic plate transducer according to FIGS. 1 to 3 or FIGS. 4 and 5.
Fig. 7 zeigt einen Wandler in der gleichen Art wie Fig. 6 mit Ausnahme, daß die Magnetstäbe 1 c und 1 d abgeschrägt sind an ihren Seiten, die von der Membran abgewandt sind aus Gründen der Materialersparnis und um den Wandler leichter und die mechanischakustische Impedanz der Schlitze geringer zu machen.Fig. 7 shows a transducer in the same way as Fig. 6 with the exception that the magnet rods 1 c and 1 d are beveled on their sides facing away from the membrane for reasons of material savings and the transducer lighter and the mechanical-acoustic impedance to make the slots smaller.
In dieser Ausführungsform trägt die Membran 2 a zwei Leiter 5d und Se, auf jeder Seiten einen, von denen einer als Rückkopplungsleiter dienen kann.In this embodiment, the membrane 2 a carries two conductors 5 d and Se, one on each side, one of which can serve as a feedback conductor.
Im Wandler entsprechend Fig. 8 bis 10 sind die Magnetplatte und Membran 9 kreisförmig gestaltet. Die Platte ist magnetisiert anstatt in parallelen Linien in einer Form entsprechend Fig. 1 bis 3 in einer Form von zwei ineinandergewundenen Spiralen, die man erhält, indem man die Spirale von außen nach dem Mittelpunkt zu und zurück wieder nach außen windet. Der Leiter 10 ist auf der Membran in der gleichen Art angeordnet, so daß durchweg eine Übereinstimmung mit den Magnetpolen erzielt wird. An den Kanten der Membran sind Anschlußenden 11 und 11 α vorgesehen.In the transducer according to FIGS. 8 to 10, the magnetic plate and membrane 9 are circular. The plate is magnetized rather than in parallel lines in a shape corresponding to Figures 1 to 3 in a shape of two intertwined spirals obtained by moving the spiral from the outside to the Center winds towards and back to the outside. The conductor 10 is on the membrane in the same way arranged so that a correspondence with the magnetic poles is achieved throughout. At the edges of the Membrane connection ends 11 and 11 are provided α.
Die Nord- und Südpole wechseln entlang der Radiallinien, die in der Magnetplatte eingezeichnet sind, ab. Die Platte hat eine zentrale öffnung 12 und eine Grundbefestigungsplatte 13. Ein scheibenförmiger Wandler dieser Art ist besonders geeignet für Hornlautsprecher oder Hochtonlautsprecher mit hohen akustischen Frequenzen.The north and south poles alternate along the radial lines drawn in the magnetic plate. The plate has a central opening 12 and a base mounting plate 13. A disk-shaped one This type of converter is particularly suitable for horn speakers or tweeters with high frequencies acoustic frequencies.
Fig. 11 zeigt einen solchen Lautsprecher. Er hat einen Trichter 14, in den ein Wandler entsprechend Fig. 8 bis 10 eingebaut ist.Fig. 11 shows such a loudspeaker. He has a funnel 14, in which a converter accordingly Fig. 8 to 10 is incorporated.
Fig. 12 zeigt eine Membran einer weiteren Ausführung eines Wandlers. Die Leiter 16 sind angeordnet in vier quadratischen Feldern. In jedem von diesen hat der Leiter die Form von zwei ineinandergewundenen Labyrinthen entsprechend den ineinandergewundenen Spiralen in Fig. 9. Die Leiter in diesen vier Feldern sind parallel mit den Anschlußklemmen 17 und 17 a verbunden. Die Magnetplatte ist magnetisiert entsprechend dem gleichen Muster, so daß der Leiter einem Luftspalt überlagert ist zwischen abwechselnden magnetischen Polen wie beim oben beschriebenen Wandler. Der Wandler kann auch mehr als vier solcher Felder aufweisen.Fig. 12 shows a diaphragm of a further embodiment of a transducer. The conductors 16 are arranged in four square fields. In each of these, the conductor is in the form of two intertwined Labyrinths corresponding to the intertwined spirals in Fig. 9. The ladder in these four fields are connected in parallel to terminals 17 and 17 a. The magnetic disk is magnetized accordingly the same pattern so that the conductor is superimposed with an air gap between alternating ones magnetic poles as in the converter described above. The converter can also have more than four of these Have fields.
Fig. 13 und 14 zeigen eine zylindrische Bauart eines Wandlers entsprechend der Erfindung. Ein Hohlzylinder 18 aus Ferritmaterial ist umgeben von einer zylin-Figures 13 and 14 show a cylindrical type of transducer according to the invention. A hollow cylinder 18 made of ferrite material is surrounded by a cylindrical
drischen Membran 19, in die der Leiter 20 aufgedruckt ist. Der Leiter dehnt sich aus in parallelen Streifen entlang den Erzeugenden des Zylinders, indessen die Pole abwechselnd angeordnet sind entlang eines Kreises rund um die Platte 18. Der Vorteil dieser Bauart liegt darin, daß die Membran symmetrischradial in alle Richtungen ausstrahlt. Diese Anordnung zeigt eine sehr einfache Konstruktion eines Wandlers.Drischen membrane 19, in which the conductor 20 is printed. The conductor expands in parallel Stripes along the generatrices of the cylinder, while the poles are alternately arranged along it a circle around the plate 18. The advantage of this design is that the membrane radiates symmetrically radially in all directions. This arrangement shows a very simple construction of a transducer.
Claims (13)
Deutsche Patentschrift Nr. 971 374;
schweizerische Patentschrift Nr. 314 504;
britische Patentschrift Nr. 674 470.Considered publications:
German Patent No. 971,374;
Swiss patent specification No. 314 504;
British Patent No. 674,470.
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