-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Ausgehend von einem elektroakustischen Wandler der einleitend genannten
Art ist die erfindungsgemäße Anordnung dadurch gekennzeichnet, daß der Resonatorraum
durch wenigstens eine akustisch wirksame Öffnung im Wandlergehäuse mit dem Zwischenraum
verbunden ist.
-
Zur Verwirklichung der erfindungsgemäßen Lösung ist es 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 im Wandlergehäuse befindlichen Resonatorraum gekoppelt
ist. Die beiden Resonatoren können auf zwei verschiedene Frequenzen abgestimmt werden.
Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn der unmittelbar an das Rückvolumen
der Membran gekoppelte, im Wandlergehäuse befindliche Helmholtz-Resonator auf die
Membranresonanz abgestimmt wird und der zusätzliche Absorptionsresonator auf die
untere Resonanzüberhöhung des ersten Resonators. Dann erhält man einen linearisierten
Frequenzgang, ohne daß der Helmholtz-Resonator durch eine Seidenscheibe gedämpft
werden muß. Dies ist ein nicht zu unterschätzender Vorteil, da es beim Einkleben
der Seidenscheibe zur Erzielung des gewünschten akustischen Widerstandes häufig
vorkommt, daß durch die Klebemasse die Seidenscheibe verschmutzt wird, so daß der
Widerstandswert nicht stimmt.
-
Eine besonders vorteilhafte konstruktive Lösung der erfindungsgemäßen
Anordnung wird darin gesehen, daß im Gehäuseboden kreisförmig angeordnete Öffnungen
vorgesehen sind, die durch eine sektorförmig ausgeschnittene Distanzscheibe und
eine Deckscheibe abgedeckt sind. Die Ausschnitte der Distanzscheibe ergeben akustisch
wirksame Kanäle, die sich im Querschnitt verändern lassen, wenn die Scheibe drehbar
angeordnet wird. Es ist bei dieser Anordnung also auch eine nachträgliche Abstimmung
des zusätzlichen Resonators möglich.
-
Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel an Hand der F i g.
1 bis 4 erläutert.
In F i g. 1 ist die prinzipielle Lösung
dargestellt, in F i g. 2 das dazugehörige Ersatzschaltbild nach der Kraft-Spannungs-Analogie,
und in den F i g. 3 und 4 ist die bereits genannte vorteilhafte konstruktive
Ausgestaltung veranschaulicht.
-
F i g. 1 zeigt einen elektroakustischen Wandler, 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 C1 unterteilt. Zwischen dem Wandlergehäuse G und
dem Handapparat HA befindet sich der Zwischenraum C5, der gegenüber
den Schallöffnungen des Wandlergehäuses und den Schallkanälen L3, R3 abgedichtet
ist. Durch das Volumen C3 ist das Ohrvolumen angedeutet, das vorhanden ist, wenn
der elektroakustische Wandler als Hörer benutzt wird. Gemäß der Erfindung ist der
Resonatorraum C 1 durch die akustisch wirksame Öffnung L7, R 7 im
Wandlergehäuse mit dem Zwischenraum C 5 verbunden.
-
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'7, L'7, C'5
ist gegenüber dem als bekannt vorausgesetzten Netzwerk durch eine dickere Strichstärke
hervorgehoben.
-
Bei entsprechender Übersetzung und Größe des zusätzlichen Resonatorraums
C 5 kann C'5 der F i g. 2 vernachlässigt werden. Das Schwingungsgebilde
C2, L'1, C'1, L'7 kann dann auf zwei Resonanzspitzen innerhalb des Übertragungsbereichs
abgestimmt werden. Vorteilhaft ist es, wie bereits erwähnt wurde, wenn der schwach
gedämpfte Helmholtz-Resonator L'1, C'1 auf die Membranresonanz (etwa 2000 Hz)
und der zusätzliche Resonafior auf die untere Resonanzüberhöhung (etwa 1400
Hz) des Helmholtz-Resonators abgestimmt wird. Da in diesem Fall die Seidenscheibe
entfällt, ist der akustische Widerstand R 1 bzw. R'1 gestrichelt dargestellt.
-
Bei der in F i g. 3 dargestellten konstruktiven Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Anordnung sind im Gehäuseboden mehrere öffnungen Ö mit einem verhältnismäßig
großen Querschnitt kreisförmig angeordnet. Sie sind außen durch eine sektorförmig
ausgeschnittene Distanzscheibe SD und eine Deckscheibe D abgedeckt. Die sektorförmig
ausgeschnittene Distanzscheibe hat hierbei die in F i g. 4 dargestellte Gestalt.
Auf diese Weise werden akustisch wirksame Kanäle L7, R 7 gebildet, die, falls
die Sektorscheibe drehbar angeordnet ist, in ihrem Querschnitt verändert werden
können. Hierdurch ist eine nachträgliche Abstimmung des zusätzlichen Resonators
möglich.