DE19651033A1 - Elektrodynamischer Wandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Wandler mit einer Membran und einer Schwingspule, welcher in ein Magnetfeld eintaucht. Solche elektrodynami­ schen Wandler sind sehr verbreitet und auf Grund ihrer Robustheit und Betriebs­ sicherheit auch in schwierigen Situationen, sei es bei einem Mikrofon für die Aufnahme, sei es bei einem Lautsprecher oder Kopfhörer für die Wiedergabe, einsetzbar.

Ist der elektrodynamische Wandler als Wiedergabewandler ausgebildet, so wird die Membran des dynamischen Wandlers von der Schwingspule angetrieben, die sich vorzugsweise in einem permanentmagnetischen Feld befindet. Wird die Schwing­ spule von einem Stromsignal, zum Beispiel einem Musiksignal durchflossen, so kommt es zu einer entsprechenden Auslenkung der Membran.

Ist der elektrodynamische Wandler als Aufnahmewandler eines Mikrofons ausgebil­ det, so wird durch die Bewegung der Membran und der darin angebrachten Spule im Magnetfeld eine Tonfrequenzspannung induziert, welche symmetrisch, masse­ frei und niederohmig zur Verfügung steht und unmittelbar als elektrisches Signal weiterverarbeitet werden kann.

Bei den bisher bekannten elektrodynamischen Wandlern ist sowohl die Membran, die Schwingspule als auch das gesamte Magnetsystem aus fertigungstechnischen Gründen in kreisrunder Ausführung hergestellt. Die sich dabei einstellenden, be­ kannten Terzialschwingungen und Eigenresonanzen der Membran müssen durch vielfältige andere Maßnahmen wie Sickungen Beschichtungen usw. ausgeglichen werden, die zum Teil mit sehr viel Nacharbeit verbunden sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung die vorgenannten Nachteile zu ver­ meiden und einen qualitativ hochwertigen elektrodynamischen Wandler zur Ver­ fügung zu stellen.

Bei bestimmten Lautsprechern, insbesondere Autolautsprechern, ist es zwar bekannt, eine im wesentlichen eliptische Membran vorzusehen, jedoch treten auch bei solchen Wandlern die vorgenannten Probleme auf, was zu Qualitätseinbußen in der Wiedergabe führt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem elektrodynamischen Wandler mit den Merkmalen nach Anspruch 1 oder 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Gemäß dem Lösungsvorschlag nach Anspruch 1 ist eine nichtkreisrunde Membran und eine Schwingspule beliebiger Form vor­ gesehen, wobei jedoch die geometrischen Schwerpunkte von Membran und Schwingspule sich nicht decken, sondern beabstandet sind. Die Membranform kann dabei beliebig sein, z. B. oval, rechteckig, quadratisch oder auch unregelmä­ ßig. Bei dem Lösungsvorschlag gemäß Anspruch 1 ist der Abstand ist der Abstand der Schwingspule zum Membranrand nicht wie bisher stets gleich, sondern nur an einigen wenigen Stellen weist die Spule zum Membranrand den gleichen Abstand auf.

Gemäß dem Lösungsvorschlag nach Anspruch 2 ist ein elektrodynamischer Wand­ ler vorgesehen mit einer nicht-kreisrunden Membran sowie einer nicht kreisrunden Schwingspule, so daß auch hier wiederum der Abstand der Schwingspule zum Membranrand nicht gleichbleibend ist, sondern nur an wenigen Stellen ein gleicher Abstand zwischen Schwingspule und Membranrand gegeben ist.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen werden ausgeprägte Eigenresonanzen vermieden, der Frequenzgang des elektrodynamischen Wandlers wird relativ glatt und der Klirrfaktor wird deutlich geringer. Es ist durch die An­ passung der Geometrie des Systems an die äußere Geometrie, zum Beispiel des Kopfhörers oder des Mikrofons, eine größere Membranfläche möglich, d. h. die Membran braucht bei gleicher Leistung nicht soviel Hub. Hierdurch wird eine Schalldruckverbesserung erreicht.

Wird die Membran mit einer Ausnehmung versehen, zum Beispiel durch eine Ausbuchtung nach innen, so besteht die Möglichkeit die Spulendraht-Anschlußkon­ taktierung innerhalb der eigentlichen Membranfläche anzuordnen.

Mit den heutigen Fertigungsmitteln ist es relativ leicht, auch eine erfindungsgemäß vorgeschlagene Membranform zu prägen, entsprechende Spulen zu wickeln und auch entsprechende Magnetsysteme herzustellen, so daß die vorgeschlagenen geometrischen Formen relativ leicht und ohne zusätzlichen Kostenaufwand herzu­ stellen sind.

Durch die Erfindung wird eine Verbesserung der akustischen Eigenschaften von elektrodynamischen Wandlern und solche Wandler aufnehmende, akustischen Geräte wie Mikrofone, dynamische Wiedergabewandler, Kopfhörer und Kombinatio­ nen daraus, erreicht.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Membran, der Schwingspule als auch des Magnetsystems erlaubt auch völlig neuartige Formen des elektroakustischen Geräts, welches einen solchen elektrodynamischen Wandler aufnimmt. Bislang wird auch die äußere Form eines Mikrofons oder einer Kopfhörermuschel oft durch die geometrische Form des elektrodynamischen Wandlers bestimmt. Durch die Ausge­ staltung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Formen der Membran und somit auch der äußeren Gestaltungsform des elektrodynamischen Wandlers, auch seines Gehäuses, sind vielfältige neuere äußere Formen des elektroakustischen Geräts möglich.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1a-1c Darstellungen eines erfindungsgemäßen, elektrodynamischen Wand­ lers mit einer nicht kreisförmigen Membran, jedoch mit einer kreisför­ migen Spule im geometrischen Zentrum der Membran.

Fig. 2a-2c Darstellungen eines erfindungsgemäßen, elektrodynamischen Wand­ lers mit einer nicht kreisförmigen Membran sowie einer daran ange­ brachten kreisförmigen Schwingspule außerhalb des geometrischen Zentrums der Membran.

Fig. 3a-3c Darstellungen einer nicht kreisförmigen Membran und einer nicht kreisförmigen Schwingspule, welche sich im geometrischen Zentrum der Membran befindet.

Fig. 4a-4c Darstellungen einer nicht kreisförmigen Membran und einer nicht kreisförmigen Schwingspule, welche sich außerhalb des geome­ trischen Zentrums der Membran befindet.

Fig. 5 Darstellungen einer nicht kreisförmigen Membran mit einer Ausneh­ mung innerhalb der Anschlußkontakte, die für die Schwingspule angebracht sind.

Fig. 1 zeigt in drei Alternativen a-c einen elektrodynamischen Wandler mit einer nicht kreisförmigen Membran 1 und einer daran angebrachten kreisförmigen Schwingspule 2, welche sich in etwa im geometrischen Schwerpunkt 4 der Mem­ bran befindet. Das Magnetsystem, welches das Magnetfeld erzeugt, in welche die Schwingspule eintaucht, ist teilweise nicht dargestellt, wird jedoch im wesentlichen durch die Membranform oder Schwingspulenform vorgegeben. Die Form des Magnetspalts ist jedoch durch die Form der Schwingspule vorgegeben, so daß die Gesamtform und Lage des Magnetsystems sich hieraus ergibt.

In Fig. 1 ist die Membran 1 einmal oval - Fig. 1a -, ein zweites Mal ungleichmäßig - Fig. 1b - und im dritten Beispiel im wesentlichen rechteckig - Fig. 1c - ausgebil­ det.

In Fig. 2 ist ein elektrodynamischer Wandler mit einer Membran 1 und einer daran angebrachten Schwingspule ausgebildet, wobei die Membran nicht kreisförmig, die Schwingspule jedoch wiederum kreisförmig ausgebildet ist, jedoch der Schwer­ punkt 4 der Membran 1 und der Schwerpunkt 5 der Schwingspule 2 nicht übereinstimmen.

In Fig. 3 wird in drei Alternativen a-c ein elektrodynamischer Wandler gezeigt, mit einer nicht kreisförmigen Membran 1 sowie einer nicht kreisförmigen Schwingspule 2 - und einem entsprechend nicht kreisförmigen Magnetsystem -, wobei der Schwerpunkt der Membran 1 mit dem Schwerpunkt der Schwingspule 2 im we­ sentlichen übereinstimmt.

In Fig. 4 ist in drei Alternativen a-c ein elektrodynamischer Wandler dargestellt mit einer nicht kreisförmigen Membran 1, einer nicht kreisförmigen Schwingspule 2, wobei die geometrischen Schwerpunkte von Membran 1 und Schwingspule 2 nicht übereinstimmen.

In all den Fällen, in denen der Schwerpunkt der Spule nicht mit dem Schwerpunkt der Membran übereinstimmt, ist es möglich, das die Schwingspule mit ihrer Quer­ schnittsfläche vollständig außerhalb des geometrischen Schwerpunkts der Mem­ branfläche liegt. Selbstverständlich ist auch ein Schneiden der Schwingspulenquer­ schnittsfläche und des geometrischen Schwerpunkts der Membran möglich, wie zum Beispiel in Fig. 2b oder 4c dargestellt.

In Fig. 5 weist die Membran eine als Ausbuchtung ausgebildete Ausnehmung auf. Innerhalb dieser Ausnehmung können die Kontakte angeordnet werden, an welche der Spulendraht der Schwingspule befestigt werden kann. Eine solche Ausnehmung hat nicht nur Vorteile für die Fertigung auf Grund der leichteren Erreichbarkeit der Anschlußkontakte des Spulendrahts, sondern erlaubt auch die Ausbildung kom­ pakterer dynamischer Wandler.

Claims (6)

1. Elektrodynamischer Wandler mit einer Membran (1) und einer Schwingspule (2), welche in ein Magnetfeld eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) nicht kreisrund ausgebildet ist und daß die geometrischen Schwerpunkte (4, 5) von Membran uns Schwingspule beabstandet sind.

2. Elektrodynamischer Wandler mit einer Membran (1) und einer Schwingspule (2), welche in ein Magnetfeld eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) und die Schwingspule (2) nicht kreisrund ausgebildet sind.

3. Elektrodynamischer Wandler nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß der geometrische Schwerpunkt (5) der Schwingspule (2) mit dem geometrischen Schwerpunkt (4) der Membran (1) im wesentlichen übereinstimmt.

4. Elektrodynamischer Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) eine Ausnehmung aufweist und daß innerhalb dieser Ausnehmung eine Anschlußkontaktierung für die Schwingspule (2) angeordnet ist.

5. Elektrodynamischer Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß das Magnetsystem (3), welches das Magnetfeld erzeugt, in das die Schwingspule eintaucht, im wesentlichen durch die Form der Membran (1) und/oder der Schwingspule (2) vorgegeben ist.

7. Elektroakustisches Gerät, insbesondere Mikrofon oder Kopfhörer oder eine Kombination daraus, mit einem elektrodynamischen Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche.