DE1188655B - Arrangement for improving the frequency response of an electroacoustic converter - Google Patents
Arrangement for improving the frequency response of an electroacoustic converterInfo
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Description
Anordnung zur Frequenzgangverbesserung eines elektroakustischen Wandlers Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Frequenzgangverbesserung eines elektroakustischen Wandlers, dessen Gehäuse durch eine Membran und eine mit wenigstens einem Durchbruch versehene Trennwand in einen Vorraum und einen Rückraum der Membran sowie einen Resonatorraum unterteilt ist und bei der das Wandlergehäuse innerhalb eines Aufnahmeraumes so angeordnet ist, daß sich ein gegenüber den Schallöffnungen des Wandlergehäuses abgedichteter, allseitig begrenzter Zwischenraum ergibt.Arrangement for improving the frequency response of an electroacoustic transducer The invention relates to an arrangement for improving the frequency response of an electroacoustic Converter, its housing through a membrane and one with at least one breakthrough provided partition into an anteroom and a rear chamber of the membrane and a Resonator space is divided and in which the converter housing is within a receiving space is arranged so that opposite to the sound openings of the transducer housing sealed, space delimited on all sides results.
Es ist seit vielen Jahren üblich, bei elektroakustischen Wandlern Resonatoren vorzusehen, um damit den Frequenzgang zu verbessern. Es sind Absorptionsresonatoren bekannt, durch die eine Resonanzspitze des Frequenzganges absorbiert wird, und es sind Resonatoren bekannt, durch die der Frequenzgang im unteren Teil des Übertragungsbereichs angehoben wird. Derartige Resonatoren sind entweder an den Rückraum oder an den Vorraum der Membran gekoppelt.It has been common practice on electroacoustic transducers for many years Provide resonators in order to improve the frequency response. They are absorption resonators known, through which a resonance peak of the frequency response is absorbed, and it resonators are known, through which the frequency response in the lower part of the transmission range is raised. Such resonators are either to the rear space or to the Coupled anteroom of the membrane.
Bei den bisher bekanntgewordenen Wandlern mit Resonatoren macht der Einbau der Resonatoren mehr oder weniger große konstruktive Veränderungen innerhalb des Wandlergehäuses erforderlich. Es ist deshalb in der Regel auch nicht möglich, solche Resonatoren nachträglich bei bereits vorhandenen Wandlern einzubauen. Außerdem benötigen diese Resonatoren einen bestimmten Raum innerhalb des Wandlergehäuses, so daß in den elektroakustischen Wandlern mit vorgegebenen äußeren Abmessungen, wie beispielsweise den Wandlern für telefonische Zwecke, nicht mehr als zwei, allenfalls drei Resonatoren untergebracht werden können. Nun ist aber gerade bei derartigen elektroakustischen Wandlern eine große Übertragungsqualität erwünscht. Es besteht also gerade hier das Bedürfnis, weitere Resonatoren unterzubringen.With the previously known transducers with resonators, the Installation of the resonators more or less large structural changes within of the converter housing is required. It is therefore usually not possible to retrofit such resonators in existing converters. aside from that these resonators require a certain space within the converter housing, so that in the electroacoustic transducers with given external dimensions, such as the converters for telephone purposes, no more than two, at most three resonators can be accommodated. But now it is precisely with such electroacoustic transducers a high transmission quality desired. It exists so it is precisely here that there is a need to accommodate additional resonators.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine besonders einfache Anordnung zur Frequenzgangverbesserung eines- elektroakustischen Wandlers vorgestellt, die keinen zusätzlichen Platz innerhalb des Wandlergehäuses und auch keine konstruktiven Veränderungen innerhalb desselben erforderlich macht, die deshalb auch zusätzlich zu bereits vorhandenen Korrekturgliedern des Frequenzganges treten kann und die auch nachträglich bei bereits vorhandenen Wandlern vorgesehen werden kann.The present invention provides a particularly simple arrangement to improve the frequency response of an electroacoustic converter presented, the no additional space within the converter housing and also no constructive space Changes within the same make necessary, which is therefore also additional can occur to already existing correction elements of the frequency response and the can also be provided retrospectively for existing converters.
Ausgehend von einem elektroakustischen Wandler der einleitend genannten Art ist die erfindungsgemäße Anordnung dadurch gekennzeichnet, daß der Vorraum der Membran durch wenigstens eine akustisch wirksame Öffnung im Wandlergehäuse mit dem Zwischenraum verbunden ist.Starting from an electroacoustic transducer of the type mentioned in the introduction Art, the inventive arrangement is characterized in that the vestibule of the Membrane through at least one acoustically effective opening in the converter housing with the Space is connected.
Zur Verwirklichung der erfindungsgemäßen Lösung ist es also nur erforderlich, an der geeigneten Stelle des Wandlergehäuses ein Loch vorzusehen. Dieses wirkt dann zusammen mit dem Zwischenraum zwischen dem Wandlergehäuse und den Wänden des Aufnahmeraumes als ein Resonator, der an den Vorraum der Membran gekoppelt ist. Es lassen sich bei geeigneter Bemessung der Öffnung im Wandler-Gehäuse Frequenzgangkorrekturen im unteren Teil des 1Jbertragungsbereichs oder auch in einem anderen Teil des Übertragungsbereichs durchführen.To implement the solution according to the invention, it is only necessary to provide a hole at the appropriate point in the converter housing. This then works together with the space between the converter housing and the walls of the receiving space as a resonator which is coupled to the antechamber of the membrane. It can be With a suitable dimensioning of the opening in the converter housing, frequency response corrections in the lower part of the transmission range or in another part of the transmission range carry out.
Die erfinderische Lösung kann bei einem elektroakustischen Wandler der einleitend genannten Art allein durchgeführt werden; dies wird insbesondere dann der Fall sein, wenn ein älterer Wandlertyp nachträglich verbessert werden soll, in dem nur ein Resonator an den Rückraum der Membran gekoppelt ist. Sie gewinnt aber gerade dort eine besondere Bedeutung, wo bereits mehrere Resonatoren vorhanden sind und hierdurch eine zusätzliche Frequenzgangkorrektur geschaffen wird.The inventive solution can be in an electroacoustic transducer of the type mentioned in the introduction are carried out alone; this will be particular be the case when an older type of converter is to be subsequently improved, in which only one resonator is coupled to the back space of the membrane. She wins but it is of particular importance where there are already several resonators and this creates an additional frequency response correction.
Man kann bei einem verhältnismäßig kleinen Volumen des Zwischenraums durch weitere Öffnungen im Wandlergehäuse, die beispielsweise in den Rückraum der Membran oder in einen an den Rückraum der Membran gekoppelten Resonatorraum führen, noch weitere für eine Frequenzgangkorrektur verwendbare akustische Wirkungen erzielen. Auf diese wird bei den Ausführungsbeispielen noch näher hingewiesen werden.One can with a relatively small volume of the gap through further openings in the converter housing, for example in the rear of the Guide the membrane or into a resonator chamber coupled to the rear of the membrane, still achieve further acoustic effects that can be used for frequency response correction. Reference will be made to this in greater detail in the exemplary embodiments.
Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele an Hand der F i g. 1 bis 13 näher erläutert. Es sind hierbei zum besseren Verständnis neben den prinzipiellen räumlichen Anordnungen auch die jeweiligen elektrischen Ersatzschaltbilder nach der Kraft-Spannungs-Analogie aufgezeichnet.The invention is illustrated by exemplary embodiments on the basis of FIGS. 1 to 13 explained in more detail. They are here for a better understanding In addition to the basic spatial arrangements, also the respective electrical ones Equivalent circuit diagrams recorded according to the force-voltage analogy.
Die F i g. 1 und 2 stellen die erfindungsgemäße Lösung im Prinzip dar; die F i g. 3 und 4 zeigen ihre Anwendung bei einem elektrodynamischen und einem elektromagnetischen Wandler. In F i g. 5 ist ein Wandler im Prinzip dargestellt, der Öffnungen im Wandlergehäuse in der Höhe des Vorraums der Membran und in der Höhe des an den Rückraum der Membran angekoppelten Resonators besitzt, in F i g. 6 ist das zugehörige Ersatzschaltbild und in F i g. 7 eine konstruktive Ausgestaltung dargestellt. Die F i g. 8 und 9 unterscheiden sich gegenüber den F i g. 5 und 6 durch die Anordnung eines zusätzlichen Resonators, der an den Rückraum der Membran gekoppelt ist. Bei den F i g. 10 und 11 ist von diesem zusätzlichen Resonatorraum eine Öffnung zu dem Zwischenraum zwischen Wandlergehäuse und Aufnahmegerät geführt. Die F i g. 12 und 13 sind durch Kombination der F i g. 8, 9 und 10, 11 entstanden.The F i g. 1 and 2 represent the solution according to the invention in principle dar; the F i g. 3 and 4 show their application to one electrodynamic and one electromagnetic converter. In Fig. 5 shows a converter in principle, the openings in the transducer housing at the level of the antechamber of the membrane and in the Height of the resonator coupled to the rear space of the membrane, in FIG. 6 is the associated equivalent circuit diagram and in FIG. 7 shows a structural design shown. The F i g. 8 and 9 differ from FIGS. 5 and 6 by arranging an additional resonator, which is attached to the back space of the membrane is coupled. In the F i g. 10 and 11 is from this additional resonator space an opening led to the space between the transducer housing and the recording device. The F i g. 12 and 13 are obtained by combining the FIGS. 8, 9 and 10, 11 were created.
In F i g. 1 ist ein elektroakustischer Wandler dargestellt, dessen Gehäuse G sich in dem Aufnahmeraum eines Handapparates HA befindet. Das Wandlergehäuse ist durch die Membran M und die Trennwand T; welche den Durchbruch L 1 besitzt, in den Vorraum C 4 und den Rückraum C 2 der Membran sowie den Resonatorraum C 1 unterteilt. Der Durchbruch in der Trennwand T ist mit einem akustischen Widerstand R 1 abgeschlossen. Zwischen dem Wandlergehäuse G und dem Handapparat HA befindet sich der Zwischenraum C5, der gegenüber den Schallöffnungen des Wandlergehäuses und den Schallkanälen L 3, R 3 abgedichtet ist. Durch das Volumen C 3 ist das Ohrvolumen angedeutet, das vorhanden ist, wenn der elektroakustische Wandler als Hörer benutzt wird. Gemäß der Erfindung ist der Vorraum der Membran C 4 durch die akustisch wirksame öffnung L 6, R 6 im Wandlergehäuse mit dem Zwischenraum C 5 verbunden.In Fig. 1 shows an electroacoustic transducer, the housing G of which is located in the receiving space of a handset HA . The converter housing is through the membrane M and the partition wall T; which has the opening L 1, divided into the anteroom C 4 and the rear chamber C 2 of the membrane and the resonator chamber C 1 . The breakthrough in the partition wall T is closed with an acoustic resistor R 1 . Between the transducer housing G and the handset HA there is the intermediate space C5, which is sealed off from the sound openings of the transducer housing and the sound channels L 3, R 3. The volume C 3 indicates the ear volume that is present when the electroacoustic transducer is used as a listener. According to the invention, the antechamber of the membrane C 4 is connected to the space C 5 through the acoustically effective opening L 6, R 6 in the converter housing.
In F i g. 2 ist das den akustischen Verhältnissen der F i g. 1 entsprechende elektrische Ersatzschaltbild dargestellt. Es entsprechen hierbei die Kapazitäten den reziproken Steifigkeiten der betreffenden Volumina und die Induktivitäten und Widerstände den Massen- bzw. den akustischen Widerständen der betreffenden Öffnungen. Die durch einen Apostroph gekennzeichneten Elemente sind hierbei auf die Membran bezogen. Der der erfindungsgemäßen Lösung entsprechende Zweig R'6, L'6, C'5 ist gegenüber dem als bekannt vorausgesetzten Netzwerk durch eine dickere Strichstärke hervorgehoben.In Fig. 2 is that of the acoustic conditions in FIG. 1 corresponding electrical equivalent circuit shown. The capacities correspond here the reciprocal stiffnesses of the volumes concerned and the inductances and Resistances to the mass or acoustic resistances of the openings in question. The elements marked by an apostrophe are on the membrane based. The branch corresponding to the solution according to the invention is R'6, L'6, C'5 compared to the network assumed to be known by a thicker line thickness highlighted.
Ist das Volumen des Zwischenraums C 5 verhältnismäßig groß, dann ist auch die Kapazität des Kondensators C'5 verhältnismäßig groß. Sie wirkt annähernd wie ein Kurzschluß, so daß die Reihenschaltung aus der Induktivität L'6 und dem Widerstand R'6 parallel zu der Kapazität C 4 liegt, wodurch bei geeigneter Bemessung der Induktivität und des Widerstandes, also bei geeigneter Bemessung der öffnung im Wandlergehäuse, eine Anhebung im unteren Teil des Frequenzbandes bewirkt werden kann.If the volume of the space C 5 is relatively large, then the capacitance of the capacitor C'5 is also relatively large. It acts almost like a short circuit, so that the series connection of the inductance L'6 and the resistor R'6 lies parallel to the capacitance C 4 , whereby with a suitable dimensioning of the inductance and the resistance, i.e. with a suitable dimensioning of the opening in the converter housing, an increase in the lower part of the frequency band can be brought about.
Ist das Volumen des Zwischenraums C 5 verhältnismäßig klein, dann läßt sich durch geeignete Bemessung der Öffnung L 6, R 6 im Wandlergehäuse ein Resonator bilden, der auf eine Frequenz im mittleren oder oberen Teil des Übertragungsbereichs abgestimmt ist. Dieser Resonator wirkt dann als Absorptionsresonator und kann zur Dämpfung einer Resonanzspitze im Frequenzgang des Wandlers verwendet werden.If the volume of the gap C 5 is relatively small, then a resonator can be created by appropriately dimensioning the opening L 6, R 6 in the converter housing form, which is on a frequency in the middle or upper part of the transmission range is matched. This resonator then acts as an absorption resonator and can be used to Attenuation of a resonance peak in the frequency response of the transducer can be used.
Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen elektroakustischen Wandler mit ringförmigem Luftspalt nach dem elektrodynamischen Prinzip. Es ist hier oberhalb der Membran M eine Öffnung L 6, R 6 vorgesehen, die durch die Gehäusewandung und den Gehäusedeckel hindurchfährt. Mit C 1 und L 1, R 1 ist ein Absorptionsresonator bezeichnet, der an das Rückvolumen C 2 der Membran angekoppelt ist. Für den elektroakustischen Wandler der F i g. 3 gilt das in F i g. 2 dargestellte Ersatzschaltbild, wenn dieser Wandler in einen Aufnahmeraum gebracht wird, der gegenüber den Schalldurchtrittsöffnungen vor der Membran abgedichtet ist.In the case of the one shown in FIG. 3 is an electroacoustic transducer with an annular air gap based on the electrodynamic principle. There is an opening L 6, R 6 provided above the membrane M , which passes through the housing wall and the housing cover. With C 1 and L 1, R 1 an absorption resonator is designated, which is coupled to the back volume C 2 of the membrane. For the electroacoustic transducer of FIG. 3, the same applies in FIG. 2, when this transducer is brought into a receiving space which is sealed off from the sound passage openings in front of the membrane.
F i g. 4 zeigt die Verwirklichung der erfindungsgemäßen Lösung bei einem elektroakustischen Wandler mit ringförmigem Anker und ringförmigem Dauermagneten. Die Öffnung L 6, R 6 ist hier etwa in der Höhe der Ankerauflage durch die Seitenwand des Wandlergehäuses und durch den Dauermagneten hindurchgeführt.F i g. 4 shows the implementation of the solution according to the invention at an electroacoustic transducer with a ring-shaped armature and a ring-shaped permanent magnet. The opening L 6, R 6 is here approximately at the level of the anchor support through the side wall of the converter housing and passed through the permanent magnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 ist neben der akustisch wirksamen Verbindung L 6, R 6 zwischen dem Zwischenraum C 5 und dem Vorraum C 4 der Membran noch eine akustisch wirksame Verbindung L 7, R 7 zwischen dem Zwischenraum C 5 und dem Resonatorraum C 1 vorgesehen. Die hierdurch erzielbare Wirkung wird an Hand des analogen Ersatzschaltbildes der F i g. 6 erläutert, in dem die genannten Öffnungen durch die Induktivitäten L'6 und L'7 sowie die Widerstände R'6 und R'7 und das Volumen des Zwischenraums durch die Kapazität C'5 mit dickerer Strichstärke hervorgehoben sind. Das Ersatzschaltbild stellt eine Näherung für die Fälle dar, bei denen C' l bedeutend größer als C4 ist und die beiden Öffnungen im Wandlergehäuse etwa den gleichen Querschnitt haben. Interessant ist der Fall, daß das Volumen des Zwischenraums C5 verhältnismäßig klein ist. Dieser Fall wird bei elektroakustischen Wandlern für telefonische Zwecke im allgemeinen vorliegen, wenn nicht Änderungen am Aufnahmeraum des Handapparates vorgenommen werden. In diesem Fall kann die Ableitung über den Kondensator C'5 vernachlässigt werden, so daß die Induktivitäten L' 6 und L!7 in Reihe liegen. Sie bilden zusammen mit den Kapazitäten C' l und C 4 einen Parallelschwingkreis, der selbst bei dünnen Wandstärken des Wandlergehäuses noch auf tiefe Frequenzen, beispielsweise 300 Hz, abgestimmt werden kann. Dies ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß die beiden Induktivitäten L' 6 und L' 7 in Reihe liegen. Es kann durch die tiefe Abstimmung eine Anhebung des Frequenzganges im unteren Teil des 17bertragungsbereiches bewirkt werden.In the embodiment according to FIG. 5, in addition to the acoustically effective connection L 6, R 6 between the space C 5 and the antechamber C 4 of the membrane, an acoustically effective connection L 7, R 7 between the space C 5 and the resonator space C 1 is also provided. The effect that can be achieved in this way is illustrated using the analog equivalent circuit diagram in FIG. 6, in which the mentioned openings through the inductances L'6 and L'7 as well as the resistors R'6 and R'7 and the volume of the space through the capacitance C'5 are highlighted with thicker lines. The equivalent circuit diagram represents an approximation for the cases in which C1 is significantly larger than C4 and the two openings in the converter housing have approximately the same cross section. It is interesting to note that the volume of the space C5 is relatively small. This is the case with electroacoustic transducers for telephone purposes in general, unless changes are made to the reception area of the handset. In this case, the derivation via the capacitor C'5 can be neglected, so that the inductances L '6 and L! 7 are in series. Together with the capacitances C1 and C4, they form a parallel resonant circuit, which can be tuned to low frequencies, for example 300 Hz, even with thin wall thicknesses of the converter housing. This is essentially due to the fact that the two inductors L '6 and L' 7 are in series. The low tuning can increase the frequency response in the lower part of the transmission range.
Bei geeigneter Größe des Zwischenraums C5 kann mit der in F i g. 5 gezeigten Maßnahme nicht nur eine Abstimmung bei tiefen Frequenzen und damit eine Anhebung des Frequenzganges im unteren Teil des Dbertragungsbereichs bewirkt werden, sondern es kann dadurch gleichzeitig, wenn auf eine entsprechende Bemessung der Öffnung L 6, R 6 geachtet wird, eine Absorption bei einer Resonanzspitze im 17bertragungsbereich, beispielsweise bei 2 kHz, erzielt werden. In diesem Fall kommt die Reihenresonanz der Elemente L' 6, R'6, C'5 der F i g. 6 zur Wirkung.Given a suitable size of the space C5, the process shown in FIG. 5 shown measure not only a tuning at low frequencies and thus a The frequency response can be increased in the lower part of the transmission range, but it can be done at the same time, if on a corresponding dimensioning of the Opening L 6, R 6 is respected, an absorption at a resonance peak in the transmission range, for example at 2 kHz will. In this case comes the series resonance of the elements L '6, R'6, C'5 of FIG. 6 to the effect.
F i g. 7 zeigt die Verwirklichung der durch die F i g. 5 im Prinzip dargestellten Lösung bei einem Ringankertelefon. Die Öffnung L 6, R 6 ist sowohl durch das Gehäuse als auch durch den zylindrischen Außenteil des Dauermagneten in den Vorraum der Membran geführt, und die Öffnung L 7, R 7 ist im Gehäuseboden angebracht. Der Aufnahmeraum, in den der elektroakustische Wandler gebracht werden muß, damit das Volumen des Zwischenraums C 5 in der beabsichtigten Weise wirkt, ist bei der F i g. 7 nicht dargestellt.F i g. 7 shows the implementation of the FIG. 5 in principle solution shown in a ring anchor telephone. The opening L 6, R 6 is both through the housing as well as through the cylindrical outer part of the permanent magnet in out the antechamber of the membrane, and the opening L 7, R 7 is made in the housing bottom. The recording room in which the electroacoustic transducer must be brought so that the volume of the space C 5 acts in the intended manner is at F i g. 7 not shown.
Die Anordnung der F i g. 8 kann als eine Weiterentwicklung der Anordnung der F i g. 5 angesehen werden. Es ist hier zusätzlich im Rückraum der Membran durch eine zylindrische Trennwand ein ringförmiger Resonatorraum C 6 mit einer ringspaltartigen Öffnung L 8, R 8 zwischen der Trennwand und der Membran geschaffen. Der zusätzliche Resonator wirkt ebenso wie der Resonator L 1, R 1, C 1 der F i g. 1 als Absorptionsresonator. Es kann damit eine Resonanzspitze im Frequenzgang des Wandlers beseitigt werden. Diese Wirkungsweise ist aus dem Ersatzschaltbild der F i g. 9 ersichtlich.The arrangement of the F i g. 8 can be considered a further development of the arrangement the F i g. 5 can be viewed. It is also through in the back space of the membrane a cylindrical partition wall an annular resonator space C 6 with an annular gap-like Opening L 8, R 8 created between the partition and the membrane. The additional The resonator acts in the same way as the resonator L 1, R 1, C 1 of FIG. 1 as an absorption resonator. A resonance peak in the frequency response of the transducer can thus be eliminated. This mode of operation is shown in the equivalent circuit diagram in FIG. 9 can be seen.
In F i g. 10 ist eine Anordnung dargestellt, die als Äquivalent zu der Anordnung der F i g. 8 angesehen werden kann. Die Ersatzschaltbilder der F i g. 11 und 9 sind infolgedessen auch prinzipiell gleich.In Fig. 10 shows an arrangement that is equivalent to the arrangement of the F i g. 8 can be viewed. The equivalent circuit diagrams of F i G. 11 and 9 are therefore basically the same.
Bei der Anordnung nach F i g. 12 ist nicht nur einer der beiden an den Rückraum der Membran angekoppelten Resonatoren mit dem Zwischenraum verbunden, sondern es sind durch Öffnungen in der Gehäusewand die beiden Resonatoren mit dem Zwischenraum verbunden. Das dazugehörige Ersatzschaltbild der F i g. 13 gibt einen Aufschluß über eine derartige Maßnahme.In the arrangement according to FIG. 12 isn't just one of the two on resonators coupled to the back space of the membrane are connected to the space in between, but there are the two resonators with the through openings in the housing wall Space connected. The corresponding equivalent circuit diagram in FIG. 13 gives one Information about such a measure.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2755718A1 (en) * | 1976-12-15 | 1978-06-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | SEALED HEADPHONES |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE755529C (en) * | 1940-04-20 | 1954-04-12 | Siemens App | Arrangement to avoid damaging rigidity of the air space behind the membrane with microphones |
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1962
- 1962-04-13 DE DES78983A patent/DE1188655B/en active Pending
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