DE1199326B

DE1199326B - Loudspeaker whose membrane movement is mechanically dampened

Info

Publication number: DE1199326B
Application number: DEB41836A
Authority: DE
Inventors: Rolf Arndt; Dr Lothar Keibs; Dietrich Orth
Original assignee: DEUTSCHE POST INST; RUNDFUNK und FERNSEHTECHNISCHE; Deutsche Post AG
Current assignee: DEUTSCHE POST INST; RUNDFUNK und FERNSEHTECHNISCHE; Deutsche Post AG
Priority date: 1956-09-21
Filing date: 1956-09-21
Publication date: 1965-08-26

Description

Lautsprecher, dessen Membranbewegung mechanisch bedämpft ist Die Erfindung bezieht sich auf einen Lautsprecher, dessen Membranbewegung mittels angekoppelten durchströmungsfähigen porösen Materials mechanisch bedämpft ist.Loudspeaker whose membrane movement is mechanically damped. The invention refers to a loudspeaker whose membrane movement is coupled by means of flowable porous material is mechanically damped.

Von besonderer Bedeutung für die Glättung der Frequenzkurve eines Lautsprechers und damit für seinen subjektiven Klang ist eine ausreichende Bedämpfung der Membraneigenschwingungen, zu denen auch insbesondere die charakteristische Resonanz der Membraneinspannung (Grundresonanz) gehört.Of particular importance for smoothing the frequency curve of a Loudspeaker and thus for its subjective sound is sufficient damping the natural diaphragm vibrations, to which also in particular the characteristic resonance the membrane restraint (basic resonance).

Im allgemeinen ist diese Grundresonanz je nach Magnetfeld, mechanischen Eigenschaften von Zentrierung und Membran sowie elektrischen Eigenschaften von Verstärkerausgang und Schwingspule verschieden stark ausgeprägt. Die in der Resonanz auftretende Überhöhung der Membranschnelle wirkt sich je nach Größe und Einbaubedingungen des Systems (Schallwand oder Gehäuse) mehr oder weniger stark auf den Verlauf der Frequenzkurve der abgestrahlten Schalleistung aus. Aber auch wenn eine Überhöhung in der Schalleistungskurve infolge schlechter Abstrahlbedingungen nicht erkennbar ist, kann der Lautsprecher infolge Auftretens von hörbaren Ausgleichsvorgängen einen bumsigen Klang haben, wenn die Membranschnelle nicht ausreichend bedämpft ist.In general, this basic resonance is mechanical, depending on the magnetic field Properties of centering and membrane as well as electrical properties of amplifier output and voice coil differently pronounced. The exaggeration that occurs in the resonance the diaphragm speed has an effect depending on the size and installation conditions of the system (baffle or housing) more or less strongly on the course of the frequency curve of the radiated Sound power off. But even if there is an increase in the sound power curve as a result If the radiation conditions are not noticeable, the loudspeaker can be caused by The occurrence of audible equalization processes have a thumpy sound when the Membrane fast is not sufficiently damped.

Die in der Grundresonanz auftretende Überhöhung der Membranschnelle kann durch verschiedene Maßnahmen beeinflußt werden. Hierfür sind folgende Verfahren und Anordnungen bekannt: 1. Einer Erhöhung des Magnetfeldes sind praktische Grenzen gesetzt, so daß die erforderlichen Bedämpfungen im allgemeinen nicht erreicht werden. Bei der Anwendung sehr hoch koerzitiven Materials entstehen Veränderungen der magnetischen Wirkung durch Alterung. Selbst wenn im Einzelfall die erforderliche magnetische Reibung erzielt wird, behält der Lautsprecher deshalb seine Eigenschaften nicht über längere Zeit. Eine gleichmäßige Wirksamkeit über die gesamte Membranfläche ist nicht gewährleistet.The increase in the diaphragm speed that occurs in the basic resonance can be influenced by various measures. There are following procedures for doing this and arrangements are known: 1. There are practical limits to an increase in the magnetic field set so that the required attenuations are generally not achieved. When using very high coercive materials, changes in the magnetic properties occur Effect through aging. Even if in individual cases the required magnetic If friction is achieved, the loudspeaker will therefore not retain its properties during a longer time. A uniform effectiveness over the entire membrane surface is not guaranteed.

2. Anordnungen, bei denen die Zentrierspinne mit Fettdämpfung versehen ist, sind nicht wartungsfrei, weil das verwendete Fett seine Konsistenz im Laufe der Zeit und durch Temperatureinflüsse verändert. Eine gleichmäßige Wirksamkeit über die gesamte Membranfiäche ist hierbei ebenfalls nicht gewährleistet.2. Arrangements in which the spider is provided with fat damping is, are not maintenance-free, because the fat used will change its consistency in the course changes over time and temperature influences. Uniform effectiveness This is also not guaranteed over the entire membrane surface.

3. Anordnungen, bei denen der Membrankorb eine große Anzahl kleinflächiger Löcher aufweist, durch welche das von der Membran bewegte Luftvolumen hin- und hergepreßt wird, so daß an den Kanten der Löcher dämpfende Luftwirbel entstehen, haben den Nachteil, daß durch die Wirbel starke frequenz- und amplitudenabhängige nichtlineare Verzerrungen entstehen.3. Arrangements in which the membrane basket has a large number of small-area Has holes through which the volume of air moved by the membrane is pressed back and forth is, so that attenuating air eddies arise at the edges of the holes, have the Disadvantage that due to the eddy strong frequency and amplitude dependent nonlinear Distortions arise.

4. Verfahren, nach denen der Ausgangswiderstand des Leistungsverstärkers durch Gegen- und Rückkopplungsmaßnahmen auf besonders kleine bzw. negative Werte gebracht wird, erfordern Einstellmaßnahmen' an den nicht zum Lautsprecher gehörenden Verstärkereinrichtungen, die Alterungserscheinungen unterworfen sind und erheblichen Aufwand erfordern: Eine gleichmäßige Wirksamkeit über die gesamte Membranfläche ist hierbei ebenfalls nicht gewährleistet.4. Procedure by which the output resistance of the power amplifier through counter and feedback measures to particularly small or negative values is brought, require adjustment measures' on the not belonging to the loudspeaker Amplifier devices that are subject to signs of aging and are considerable Require effort: A uniform effectiveness over the entire membrane surface is also not guaranteed here.

5. Bei Anordnungen, in denen der Lautsprecher mit einem dicht geschlossenen Membrankorb versehen und der Luftraum zwischen Membrankorb und Membran mit schwingungszehrendem Material ausgefüllt ist, erhöht sich die Grundresonanzfrequenz infolge des reduzierten Volumens. Die Wirksamkeit des eingebrachten Materials ist im wesentlichen auf die Bedämpfung stehender Wellen im Luftraum beschränkt.5. In arrangements in which the loudspeaker with a tightly closed Provided the membrane basket and the air space between the membrane basket and the membrane with vibration-absorbing Material is filled, the basic resonance frequency increases as a result of the reduced Volume. The effectiveness of the material introduced is essentially based on the Attenuation of standing waves in the airspace is limited.

6. Anordnungen, bei denen hinter der Membran im Membrankorb mitschwingendes luftdurchströmtes Gewebe mit verhältnismäßig offener Bindung angebracht ist, wirken ähnlich wie die unter 3 beschriebene Anordnung, indem die Perforation des Gewebes eine Vielzahl kleinflächiger Löcher darstellt; sie sind daher mit gleichen Erscheinungen und Nachteilen verbunden. Außerdem bewirkt die Schwingungsfähigkeit des Gewebes das Auftreten neuer Resonanzen, die in Form von Überhöhungen und Einbrüchen in der Frequenzkurve in Erscheinung treten. Weiterhin verstärken sich auch die nichtlinearen Verzerrungen gegenüber der unter 3 beschriebenen Anordnung, dä. -der Übefgang zwischen der geringen Wirkung durch innere Reibung des bewegten Gewebes und der etwas stärkeren Wirkung durch Wirbel in der Perforation bei Erreichen des Endausschlages des Geivdbes abrupt erfolgt:-Dadurch entsteht eine amplitudenabhängige Dämpfung und Verzerrung.6. Arrangements in which there is resonance behind the membrane in the membrane basket air-flow tissue with a relatively open weave is attached, act similar to the arrangement described under 3, by the perforation of the fabric represents a plurality of small-area holes; therefore they are with the same appearances and disadvantages. It also causes the fabric's ability to vibrate the appearance of new resonances in the form of peaks and troughs in the Frequency curve appear. Furthermore, the non-linear ones also increase Distortions compared to the arrangement described under 3, dä. -the transition between the small effect caused by internal friction of the moving tissue and the somewhat stronger effect of vortices in the perforation when the The final deflection of the Geivdbes occurs abruptly: - This creates an amplitude-dependent Attenuation and distortion.

Alle diese Maßnahmen wirken im allgemeinen unzureichend, weil @ sie. keine optimale Dosierung der Bedämpfung zulassen bzw. keine gleichmäßige Wirksamkeit auf die gesamte Membranfläche gewährleisten bzw. im Falle der Bedämpfung durch Luftwirbel und durch mitschwingendes - luftdurchströmtes Dämpfungsmaterial wegen der starken Frequenz- und Amplitudenabhängigkeit nichtlineare Verzerrungen auslösen.All of these measures are generally inadequate because @ they. do not allow an optimal dosage of the damping or no uniform effectiveness ensure on the entire membrane surface or in the case of damping by air vortices and by resonating damping material through which air flows because of the strong Frequency and amplitude dependencies trigger non-linear distortions.

Darüber hinaus sind abweichend von der Aufgabe, die Haupteigenschwingungen des Lautsprechers zu bedampfen, Verfahren bekannt, höhere Teilschwingungen, die durch verschiedenartige Unterteilung der Membran entstehen, zu bedampfen.In addition, the main natural vibrations deviate from the task of the loudspeaker to attenuate, known method, higher partial vibrations, the caused by different subdivisions of the membrane to vaporize.

7. Das Verfahren,-#,.die Lautsprechermembran aus einem Material mit höherer innerer Reibung herzustellen oder die Membranfläche mit einem Material hoher innerer Reibung zu bestreichen, bewirkt eine Verminderung der durch Membranunterteilung auftretenden Teilresonanzen. Eine Auswirkung auf-,die Bedämpfung der Grundresonanz tritt hierbei nicht ein, da diese Maßnahme keine -Erhöhung der zur Beeinflussung der Grundresonanz erforderlichen Reibung ergibt. Andererseits entsteht dadurch eine beachtliche Erhöhung der Masse der Lautsprechermembran, was zu einer unerwünschten Herabsetzung des Wirkungsgrades führt.7. The method - #, the speaker diaphragm made of a material with produce higher internal friction or the membrane surface with a material higher Coating internal friction causes a reduction in membrane subdivision occurring partial resonances. One effect on, the damping of the fundamental resonance does not occur here, since this measure does not increase the influence the basic resonance required friction results. On the other hand, it creates a considerable increase in the mass of the speaker diaphragm, resulting in an undesirable Reduction of the efficiency leads.

B. Das Verfahren, nur den Membranrand mit Dämpfungsmaterial zu versehen, bewirkt die Schwächung der auf der Membran sich ausbildenden stehenden Wellen (durch Absorption des Wellenablaufs am Membranrand) und damit ebenfalls die Dämpfung höherer Teilresonanzen. Eine Auswirkung auf die Bedämpfung der Grundresonanz tritt hierbei ebenfalls nicht ein.B. The process of providing damping material only to the edge of the membrane, causes the weakening of the standing waves forming on the membrane (by Absorption of the wave run-off at the membrane edge) and thus also the attenuation higher Partial resonances. This has an effect on the damping of the basic resonance also not one.

9. Das Verfahren mit einer in unmittelbarer durch die Amplituden der Lautsprechermembran bedingten Nähe der Membranfläche angebrachten, auf einem Träger aufgebrachten Schicht aus porösem Material, wobei der Träger große Durchbrechungen aufweist oder der Lautsprecherkorb selbst Träger des Dämpfungsmaterials ist, erzielt durch Oberflächenwirkung eine Bedämpfung höherer Teilresonanzen. Diese Einrichtungen wirken so, daß bei einer Verformung der Membran während der Schwingung verschieden große Abstände zwischen Membran und Dämpfungsmaterial entstehen. Diese verschiedenen Abstände sind mit verschiedenen Druckzuständen hinter der Membran verbunden. Die Druckdifferenz kann sich bei hohen Frequenzen besonders wegen der Oberflächenreibung des Dämpfungsmaterials nicht ausgleichen und wirkt damit bremsend gegen die partielle Verformung der Membran. Die Wirkung ist ähnlich, wie bei 7 beschrieben, nur tritt wegen der Ankopplung der Reibung über ein Luftvolumen keine Massenerhöhung ein. Auf die Grundresonanz der kolbenförmigen Schwingung der Membran hat diese Maßnahme keinen- -Einfuß. _ Nichtlinehre ,Verzerrungen bei den tiefen Frequenzen werden nur durch große Durchbrechungen im Träger vermieden.9. The method with an in immediate by the amplitudes of the Loudspeaker cone due to the proximity of the cone surface, attached to a support applied layer of porous material, the carrier having large openings or the speaker frame is itself a carrier of the damping material, achieved surface effect dampens higher partial resonances. These bodies act so that when the membrane is deformed during the oscillation differently there are large gaps between the membrane and the damping material. These different Distances are associated with different pressure states behind the membrane. the Pressure difference can increase at high frequencies especially because of surface friction of the damping material does not compensate and thus acts as a brake against the partial Deformation of the membrane. The effect is similar to that described for 7, only occurs due to the coupling of the friction via a volume of air, there is no increase in mass. This measure has on the basic resonance of the piston-shaped oscillation of the diaphragm no- -einfoot. _ Non-linearity, distortion at the low frequencies will only be avoided by large openings in the carrier.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln die Grundresonanz des Lautsprechers derart zu bedampfen, daß der Freqüenzgang bei den tiefen Frequenzen unter Einhaltung ausreichend kleiner, nicht mehr hörbarer Ausgleichsvorgänge optimat' linearisiert wird, ohne daß dadurch ein Leistungsverlust im Gebiet der mittleren und hohen Frequenzen eintritt, um auch dort frequenz- und amplitudenabhängige Verzerrungen zu vermeiden.The object of the present invention is, with simple means, the To dampen the basic resonance of the loudspeaker in such a way that the Freqüenzgang at the low frequencies while observing sufficiently small, inaudible compensation processes optimat 'is linearized without a loss of performance in the area of the middle and high frequencies occurs, around there also frequency and amplitude dependent Avoid distortion.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es für- die .erforderliche Gesamtreibung ein bestimmtes Maß gibt, welches von der Gesamtsteife und der Gesamtmasse des jeweils 'verwendeten Systems einschließlich seiner Einbaubedingungen abhängt.The invention is based on the knowledge that it is necessary for the Total friction gives a certain amount, which of the total stiffness and the total mass depends on the system used, including its installation conditions.

Ausgehend von dieser Erkenntnis wird die Aufgabe durch. einen Lautsprecher gelöst, bei dem erfindungsgemäß das durchströmungsfähige poröse Material in einer Entfernung zur Membran, die klein zur Wellenlänge der Grundresonanzfrequenz ist, schwingungsunfähig derart angebracht ist, daß sich zwischen Membran und porösem Material ein abgeschlossenes Luftvolumen befindet, und bei dem die Fläche und der Strömungswiderstand des porösen Materials so gewählt sind, daß die bei der Membranbewegung infolge Luftströmung durch das poröse Material entstehende zusätzliche mechanische Reibung zusammen mit der Eigenreibung des Systems einen Gesamtreibungswert aufweist, der etwa gleich oder größer als der 0,7fache Betrag des Produktes aus der Gesamtmasse und der Kreisresonanzfrequenz des unbedämpften eingebauten Lautsprechersystems ist.Based on this knowledge, the task is carried out. a loudspeaker solved, in which, according to the invention, the permeable porous material in a Distance to the membrane, which is small to the wavelength of the fundamental resonance frequency, is attached so that it is unable to vibrate that there is between the membrane and the porous Material is an enclosed volume of air, and in which the surface and the Flow resistance of the porous material are chosen so that the membrane movement additional mechanical caused by air flow through the porous material Friction together with the internal friction of the system has a total coefficient of friction, approximately equal to or greater than 0.7 times the amount of the product from the total mass and the circular resonance frequency of the undamped built-in speaker system.

Dadurch läßt sich eine auf die gesamte Membranfläche wirkende optimale Bedämpfung erzielen, weil die zwischen Membran und dem Dämpfungsmaterial eingeschlossene Luft im Rhythmus der kolbenförmigen Membranbewegung durch das Dämpfungsmaterial gedrückt wird.As a result, an optimal one acting on the entire membrane surface can be achieved Achieve damping, because the trapped between the membrane and the damping material Air in the rhythm of the piston-shaped diaphragm movement through the damping material is pressed.

Die Erfindung bewirkt zusätzlich je nach der Oberflächenbeschaffenheit des Dämpfungsmaterials im gewissen Maße eine Bedämpfung höher liegender Teilschwingungen der Membran, solange der Abstand zwischen Bedämpfungsschicht und Membran klein gegenüber einem Viertel der Wellenlänge ist. Es ist für die Wirksamkeit der Dämpfung unerheblich, ob das Dämpfungsmaterial vor oder hinter der Membran angebracht ist. Die Dämpfungsanordnung läßt sich bereits beim Aufbau des Systems in die Konstruktion desselben einarbeiten oder auch nachträglich an ein beliebiges, bereits fertiges System anpassen.The invention also works depending on the nature of the surface the damping material damps higher-lying partial vibrations to a certain extent the membrane as long as the distance between the damping layer and the membrane is small a quarter of the wavelength. It is irrelevant for the effectiveness of the damping whether the damping material is attached in front of or behind the membrane. The damping arrangement can already be incorporated into the construction of the system when it is set up or adapt it to any existing system at a later date.

Das durchströmungsfähige poröse Material läßt sich sehr leicht schwingungsunfähig in oder auf Durchbrüchen des Lautsprecherkorbes anbringen.The permeable porous material can very easily become unable to vibrate in or on openings in the loudspeaker frame.

Es ist auch möglich, das durchströmungsfähige poröse Material auf bekannte Art im Korbinneren zwischen Membran und Korb anzubringen, soweit dazu der Zwischenraum ausreicht.It is also possible to use the porous material that can flow through known type to be attached inside the basket between the membrane and the basket, as far as this is the case Space is sufficient.

Es ist weiterhin möglich, das poröse Material in der Abstrahlungsrichtung des Lautsprechers in dem vom Lautsprechermembrankonus eingeschlossenen Luftraum oder unmittelbar vor oder hinter der Lautsprecheröffnung anzubringen.It is also possible to move the porous material in the direction of radiation of the loudspeaker in the air space enclosed by the loudspeaker cone or directly in front of or behind the loudspeaker opening.

Zur Sicherung der Schwingungsunfähigkeit ist es bei allen Anbringungsarten vorteilhaft, das poröse Material in perforierten Platten oder Rahmen od. dgl. zu fassen. Da die geschlossenen Teile des Lautsprecherkorbes ohnehin unwirksam sind, kann das poröse Material auch' in Form einer Manschette, beispielsweise aus Schaumstoff, über den Lautsprecherkorb gezogen werden.To secure the inability to vibrate, it is the case with all types of attachment advantageous to od the porous material in perforated plates or frames. Like. To grasp. Because the closed parts of the speaker basket anyway are ineffective, the porous material can also 'in the form of a sleeve, for example made of foam, can be pulled over the loudspeaker frame.

Zur Erleichterung eines bei Streuung der Lautsprecherdaten erforderlichen Abgleichs können nicht durchströmungsfähige, vorzugsweise drehbare oder verschiebbare Blenden angebracht sein, die beliebige Teile der -durchströmbaren Fläche abdecken.To facilitate a necessary when the loudspeaker data is scattered Adjustment can not flow through, preferably rotatable or displaceable Orifices should be attached, which cover any parts of the flow-through surface.

Insbesondere dann, wenn die Befestigung des porösen Materials durch perforierte Platten erfolgt, die am Korb angeschraubt,sind, läßt sich der Abgleich auch durch Zusammendrücken des porösen Materials erreichen, da sich dabei dessen Strömungswiderstand beeinflussen läßt.Especially when the attachment of the porous material through If perforated plates are screwed onto the basket, the adjustment can be carried out can also be achieved by compressing the porous material, as it is Can affect flow resistance.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung bestehen besonders darin, daß mit geringem Aufwand eine weitgehende frequenzkonstante übertragungskennlinie der Lautsprecheranordnung bei gleichzeitiger Herabsetzung der Ausgleichsvorgänge auf ein für die Hörempfindung subjektiv nicht mehr störendes Maß erreicht wird. Die Anordnung läßt sich nicht nur bei besonders im Hinblick auf diese -Aufgabe konstruierten Lautsprechern, sondern auch durch geringfügige Änderungen oder Anbauten .an vorhandene Lautsprecher anbringen. Die Bedämpfungsanordnung läßt sich aus den Material- und Lautsprecherkennwerten leicht im voraus dimensionieren, und auch beim Einbau des Lautsprechers in eine Schallwand oder in einen geschlossenen Kasten lassen sich die Verhältnisse besonders leicht- übersehen. Die physikalische Wirkung einer solchen Anordnung ist dann folgende: Jeder Membranschwinger -hat eine untere Grenzfrequenz (Resonanzfrequenz), oberhalb der im Bereich des Schwingungsverhaltens als Kolbenmembran bis zu (R = wirksamer Radius des strahlenden Systems) die Leistungsabstrahlung frequenzkonstant ist und unterhalb der die Leistungsabstrahlung mit c)-4 abfällt. Im Gebiet dieser Grenzfrequenz durchläuft die Membranbewegung und damit auch die Membranschnelle eine Resonanzkurve, deren Halbwertsbreite von der Dämpfung des gesamten mechanischen Systems, bestehend aus Zentrierung, Membran, Randeinspannung, dem durch Einbaubedingungen gekennzeichneten Wert des Strahlungswiderstandes sowie von der magnetischen Dämpfung des Systems abhängt, die sich aus der Luftspaltinduktion, dem Quellwiderstand des verwendeten Verstärkers und den elektrischen Eigenschaften der Schwingspule ergibt.The advantages of the arrangement according to the invention are in particular that a largely constant frequency transmission characteristic of the loudspeaker arrangement is achieved with little effort while at the same time reducing the compensation processes to a level that is subjectively no longer disturbing to the hearing sensation. The arrangement can be attached to existing loudspeakers not only for loudspeakers specially designed for this task, but also by making minor changes or additions. The damping arrangement can easily be dimensioned in advance from the material and loudspeaker parameters, and the conditions can also be overlooked particularly easily when the loudspeaker is installed in a baffle or in a closed box. The physical effect of such an arrangement is then as follows: Each diaphragm oscillator has a lower limit frequency (resonance frequency) above that in the area of the oscillation behavior as a piston diaphragm up to (R = effective radius of the radiating system) the power radiation is constant in frequency and below which the power radiation drops with c) -4. In the area of this cut-off frequency, the membrane movement and thus also the membrane velocity run through a resonance curve, the half-width of which depends on the damping of the entire mechanical system, consisting of centering, membrane, edge restraint, the value of the radiation resistance characterized by the installation conditions and the magnetic damping of the system, which results from the air gap induction, the source resistance of the amplifier used and the electrical properties of the voice coil.

Die Membranschnelle folgt hierbei der Beziehung wenn U, die Leerlaufspannung des Verstärkers (in Volt), B die Luftspaltinduktion (in Gauß), l die Drahtlänge der Lautsprecherspule (in cm), e = R -I- i X den komplexen elektrischen Gesamtwiderstand des Lautsprecherkreises (in Q) und den komplexen mechanischen Gesamtwiderstand bedeutet, wo r, m, s die resultierenden Werte der Reibung, Masse und Steife sind.The membrane speed follows the relationship if U, the open circuit voltage of the amplifier (in volts), B the air gap induction (in Gauss), l the wire length of the loudspeaker coil (in cm), e = R -I- i X the complex electrical total resistance of the loudspeaker circuit (in Q) and the complex total mechanical resistance means where r, m, s are the resulting values of friction, mass and stiffness.

Führt man die Resonanzfrequenz der Schnelle ein so läßt sich obige Gleichung auch schreiben Im Bereich der tiefen Frequenzen kann im allgemeinen bis zu einigen hundert Hertz der Widerstandswert 3e gleich der Summe aus dem Gleichstromwiderstand Ri des Verstärkerausganges und dem Gleichstromwiderstand der Lautsprecherspule Rgp gesetzt werden Ge ^' R - (RZ -I- Rsp).If one guides the resonance frequency of the speed the above equation can also be written like this In the range of low frequencies, the resistance value 3e can generally be set up to a few hundred Hertz equal to the sum of the direct current resistance Ri of the amplifier output and the direct current resistance of the loudspeaker coil Rgp Ge ^ ' R - (RZ -I- Rsp).

Die von dem Lautsprecher abgestrahlte Leistung: ist dann Das Glied kann als magnetische Reibung angesprochen werden, so daß sich in der Form der Gleichung (3) die Eigenreibung als Summe aus mechanischer und magnetischer Reibung darstellt.The power radiated by the loudspeaker: is then The link can be addressed as magnetic friction so that in the form of equation (3) the self-friction is the sum of mechanical and magnetic friction.

Das Maximum der abgestrahlten Leistung liegt dann, sofern akustische Kurzschlüsse vermieden werden, bei Ist die Gesamtreibung klein, dann liegt das Leistungsmaximum bei w = w,.. Wählt man die Gesamtreibung gleich m - co, dann liegt das Leistungsmaximum bei co = 1,4 cor - m. Wählt man die Gesamtreibung >m - c), so strebt das Leistungsmaximum nach noch höheren Frequenzen und schließlich für 1,4 m - wr theoretisch nach oo. Es ist also hieraus schon zu ersehen, daß die anzustrebende Gesamtreibung in der Nähe von m - cor liegen muß, wenn einerseits keine störenden Ausgleichsvorgänge (r << m cor) auftreten sollen bzw. andererseits in der Abstrahlkurve eine wesentliche Verschiebung des Leistungsmaximums nach höheren Frequenzen und damit eine merkliche Frequenzgangsverschlechterung (r > m c)r) in die tiefen Frequenzen nicht in Kauf genommen werden soll.The maximum of the radiated power is then, provided acoustic short circuits are avoided If the total friction is small, then the power maximum is w = w, .. If you choose the total friction equal to m - co, then the power maximum is co = 1.4 cor - m. If you choose the total friction > m - c), then the power maximum strives for even higher frequencies and finally for 1.4 m - wr theoretically oo. It can be seen from this that the total friction to be striven for must be in the vicinity of m - cor if, on the one hand, no disturbing compensation processes (r << m cor) are to occur or, on the other hand, a significant shift in the power maximum towards higher frequencies in the radiation curve and thus a noticeable deterioration in frequency response (r> m c) r) in the low frequencies should not be accepted.

Eine genaue Durchrechnung ergibt nun, daß, um einen optimalen Frequenzverlauf der Leistungskurve zu erhalten, die Gesamtreibung zweckmäßigerweise gleich 1,1 m - cor gemacht werden muß, was im einzelnen aus der Zeichnung zu ersehen ist. Hierbei ist als Abszisse das Verhältnis der laufenden Frequenz zur Resonanzfrequenz und als Ordinate die relative Leistung aufgetragen und als Parameter der Faktor angegeben. Die Abweichung vom mittleren Verlauf (co>co,) beträgt dann bei co,. -0,75 db und im Leistungsmaximum -r0,75 db. Läßt man eine Abweichung von ±1,5 db vom mittleren Verlauf zu, so muß die Gesamtreibung zwischen 0,95 m - c),. und 1,2 m # a),. betragen.An exact calculation now shows that in order to obtain an optimal frequency profile of the power curve, the total friction must expediently be made equal to 1.1 m- cor, which can be seen in detail from the drawing. The abscissa here is the ratio of the running frequency to the resonance frequency and the relative power is plotted as the ordinate and the factor as the parameter specified. The deviation from the mean course (co> co,) then amounts to co. -0.75 db and in the maximum power -r0.75 db. If a deviation of ± 1.5 db from the mean curve is allowed, the total friction must be between 0.95 m - c) ,. and 1.2 m # a) ,. be.

Masse, Reibung und Resonanzfrequenz stehen zum logarithmischen Dekrement in folgender Beziehung: Hierbei ist das Dämpfungsdekrement d definiert als der natürliche Logarithmus des Amplitudenverhältnisses zweier um eine volle Periode getrennter Ausschläge.Mass, friction and resonance frequency are related to the logarithmic decrement as follows: Here, the damping decrement d is defined as the natural logarithm of the amplitude ratio of two deflections separated by a full period.

Für die optimale Reibung ergibt sich unter Berücksichtigung der obenerwähnten optimalen Beziehung r = 1,1 m # a),. ein Dämpfungsdekrement d = 3,45, d. h., im Falle des Ausschwingens beträgt das Amplitudenverhältnis zweier im Abstand einer Periode erfolgenden Ausschläge - 30, was bedeutet, daß subjektiv hörbare Ausgleichsvorgänge nicht mehr auftreten. In der Praxis ist es nicht immer notwendig, das optimale Dämpfungsdekrement d = 3,45 zu fordern. Vielfach ist schon ein Dekrement von A. = 2,2 ausreichend, um störende Ausgleichsvorgänge so zu mildern, daß eine weitgehende Verbesserung des subjektiven Klanges bewirkt wird, allerdings unter Inkaufnahme einer stärkeren Abweichung der Leistungskurve vom linearen Verlauf.For the optimal friction, taking into account the above-mentioned optimal relationship, r = 1.1 m # a),. a damping decrement d = 3.45, that is, in the case of decay, the amplitude ratio of two deflections occurring at a distance of one period is -30, which means that subjectively audible compensation processes no longer occur. In practice it is not always necessary to require the optimal damping decrement d = 3.45. In many cases, a decrement of A. = 2.2 is sufficient to mitigate disturbing equalization processes in such a way that an extensive improvement in the subjective sound is brought about, but with the acceptance of a greater deviation of the power curve from the linear course.

Im allgemeinen hat nun ein handelsübliches Lautsprechersystem nicht die optimale Gesamtreibung von 1,1 Co,. - m bzw. 1,1 VS m, wie aus folgendem Beispiel hervorgeht: Für einen 4-Watt-Lautsprecher mit einem Korbdurchmesser von 20 cm wurden folgende Werte gemessen bzw. errechnet: Luftspaltinduktion (B) . . . . . . . . . 10000 [Gauß] Spulendrahtlänge (1) .... ...... 360 [cm] Gleichstromwiderstand des ver- wendeten Verstärkers (Rc) .... 2 [S2] Gleichstromwiderstand der Laut- sprecherspule (R3p) . . . . . . . . . . 5 [n] Resonanzfrequenz (f,.) . . . . . . . . . 60 [Hz] Masse des Lautsprechersystems (Membran und Zen- trierung) (m.) . . . . . . . . . . . . . . 9 [g] Der Lautsprechermembran vor- gelagerte Luftmasse, errechnet nach R a y 1 e i g h (mL) ..... 4 [g] Gesamtmasse (m) . . . . . . . . . . . . . 13 [g] Magnetische Reibung (1 p,B R ) . . 1,85-103 [sec Mechanische Verlustreibung des Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,22-103 [ SeC, Strahlungsreibung Hieraus ergibt sich eine vorhandene Gesamtreibung von Zur optimalen Bedämpfung ist jedoch eine Gesamtreibung von erforderlich. Es fehlt also hierzu ein Reibungswert von Diese fehlende Reibung läßt sich gemäß der Erfindung durch Anbringen eines durchströmbaren Materials bestimmten Strömungswiderstandes und bestimmter Fläche in der Nähe der Lautsprechermembran erzielen.In general, a commercially available loudspeaker system does not have the optimal overall friction of 1.1 Co. - m or 1.1 VS m, as can be seen from the following example: The following values were measured or calculated for a 4 watt loudspeaker with a basket diameter of 20 cm: Air gap induction (B). . . . . . . . . 10000 [Gauss] Coil wire length (1) .... ...... 360 [cm] DC resistance of the turned amplifier (Rc) .... 2 [S2] DC resistance of the loudspeaker talker coil (R3p). . . . . . . . . . 5 [n] Resonance frequency (f ,.). . . . . . . . . 60 [Hz] Mass of the speaker system (Membrane and cen tration) (m.). . . . . . . . . . . . . . 9 [g] In front of the loudspeaker membrane stored air mass, calculated according to R ay 1 eigh (mL) ..... 4 [g] Total mass (m). . . . . . . . . . . . . 13 [g] Magnetic friction ( 1 p, BR ). . 1.85-103 [sec Mechanical friction loss of the Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.22-103 [ SeC, Radiation friction This results in an existing total friction of For optimal damping, however, a total friction of necessary. A coefficient of friction of is missing for this This lack of friction can be achieved according to the invention by applying a flowable material with a certain flow resistance and a certain area in the vicinity of the loudspeaker membrane.

Der Strömungswiderstand W ist rneßbar bzw. aus Datenblättern bekannt. Die mechanische Reibung ist bekanntlich vom Produkt aus Strömungswiderstand W und Fläche S gebildet. Durch die Ankopplung der Fläche des porösen Materials an die Membranfläche Sm ergibt sich für die an der Membranfläche wirksame Zusatzreibung aus dem quadratischen Flächenverhältnis: Dieser Reibungswert muß im vorliegenden Beispiel gleich dem fehlenden Betrag von 3,3 - 10$ [g - s-1] gemacht werden. Hat man z. B. zur Unterbringung des Dämpfungsmaterials an den Korbdurchbrüchen eine Fläche von 150 mm2 zur Verfügung und beträgt die wirksame Fläche des Lautsprechers sm = 250 cm2, so muß man ein Material verwenden, das einen Strömungswiderstand von hat. Steht nur ein Material mit einem etwas kleineren Strömungswiderstand zur Verfügung, so muß, damit der Quotient den gewünschten Wert er- hält, die Materialfläche etwas verkleinert werden. Letzteres kann z. B. durch Abdecken geschehen.The flow resistance W can be measured or is known from data sheets. As is well known, mechanical friction is formed by the product of flow resistance W and area S. The coupling of the surface of the porous material to the membrane surface Sm results in the additional friction effective on the membrane surface from the square area ratio: In the present example, this coefficient of friction must be made equal to the missing amount of $ 3.3 - 10 [g - s-1]. Has one z. B. to accommodate the damping material at the basket openings an area of 150 mm2 is available and if the effective area of the loudspeaker sm = 250 cm2, you must use a material that has a flow resistance of Has. If only one material is available with a somewhat smaller flow resistance, the quotient must be the desired value holds, the material surface can be reduced a little. The latter can e.g. B. done by covering.

Die Einstellung der optimalen Bedämpfung nach der Erfindung kann durch Widerstandsmessungen an der Lautsprecherspule kontrolliert werden.The setting of the optimal damping according to the invention can by Resistance measurements on the loudspeaker coil are checked.

Claims

Claims: 1. Loudspeaker whose membrane movement is coupled by means of permeable porous material is mechanically damped, d a -characterized by, that the porous material is at a distance from the membrane that is small to the wavelength the fundamental resonance frequency, is attached so that it is unable to oscillate there is a closed volume of air between the membrane and the porous material and that the area and the flow resistance of the porous material are chosen so that arises during the membrane movement as a result of air flow through the porous material additional mechanical friction along with the inherent friction of System has a total coefficient of friction that is approximately equal to or greater than 0.7 times Amount of the product of the total mass and the circular resonance frequency of the undamped built-in speaker system.

2. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that that the permeable porous material is unable to vibrate in or on breakthroughs of the speaker basket is attached.

3. Loudspeaker according to claim 1, characterized characterized in that the permeable porous material in the basket interior between Membrane and basket is arranged.

4. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that that the permeable porous material in that of the speaker membrane surface enclosed air space or immediately in front of or behind the loudspeaker opening is appropriate.

5. Loudspeaker according to claim 1 to 4, characterized in that the permeable porous material taken in perforated plates or frames is.

6. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the permeable porous material in the form of a sleeve, preferably made of foam, over the Speaker basket is pulled.

7. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the effective area of the permeable porous material is adjustable by means of non-permeable, preferably rotatable or displaceable diaphragms. B. loudspeaker according to claim 1, characterized in that devices for the adjustable compression of the porous material through which the flow is allowed are attached. Documents considered: German Patent No. 907 535; British Patent No. 501 152; USA. Patent No. 1,604,788. French patent specification No. 596 180.