DE2927848C2 - Loudspeaker with reusable membrane - Google Patents
Loudspeaker with reusable membraneInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Federanordnung, die eine Mehrwegmembrane in ihrer Schwingungsachse stabili-"> serLThe invention relates to a spring arrangement which stabilizes a reusable diaphragm in its axis of oscillation serL
Zweckpurpose
Die Erfindung soll Trudel- und Taumelbewegungen der Mehrwegmembranelemente verhindern, die zu ίο Verzerrungen des akustischen Signals führen.The invention is intended to prevent tumbling and tumbling movements of the reusable membrane elements that lead to ίο distortion of the acoustic signal.
Stand der TechnikState of the art
Wie bereits bekannt, ist die Schwingung einer Membrane entlang einer Achse dadurch zu stabilisieren, daß die Membrane in zwei Federebenen aufgehängt wird. Bei gewöhnlichen Einweglautsprechern sind diese beiden Federebenen eine Feder, die außen an der Membrane ansetzt und auch die Form einer Gummisikke haben kann, und eine Zentrierfeder, die am Übergang der Membrane zur Antriebsspule ansetzt. Bei den bekannten Ausführungen von Mehrwegmembranen setzt diese Zentrierfeder ebenfalls entweder am ersten oder zweiten Membranelement an (Quellen: A. B. Cohen/»HiFi-Loudspeakers and Enclosuresw/Verlag:As already known, the vibration of a membrane along an axis can be stabilized by that the membrane is suspended in two spring levels. For ordinary one-way speakers, these are Both spring levels a spring that attaches to the outside of the membrane and also the shape of a rubber sink and a centering spring that attaches to the transition between the diaphragm and the drive coil. Both known designs of reusable diaphragms also sets this centering spring either on the first one or second membrane element (sources: A. B. Cohen / »HiFi-Loudspeakers and Enclosuresw / Verlag:
John F. Rider Publisher inc. New York/gedruckt: 1956 S. 44—47//A. B. Cohen/»Mechanical Crossover Characteristics in Dual Diaphragm Loudspeakers«/Journal of Audio Engineering Society/Volume 5, January 1957, Number I).John F. Rider Publisher inc. New York / printed: 1956 pp. 44-47 // A. B. Cohen / Mechanical Crossover Characteristics in Dual Diaphragm Loudspeakers / Journal of Audio Engineering Society / Volume 5, January 1957, Number I).
s° Regelungsanordnungen für die elektronische Auslenkungskontrolle von Mehrwegmembranen sind bislang nicht bekannt.s ° Control arrangements for electronic deflection control of reusable membranes are not yet known.
Kritik am Stand der TechnikCriticism of the state of the art
In den bekannten Konstruktionen einer Mehrwegmembrane befindet sich eine zweite Federebene nur in einigen Fällen als Zentrierfeder entweder am Spulenhals oder am äußersten Membranelement, während die übrigen Membranelemente nur in einer Federebene aufgehängt sind. Dies hat Trudel- und Taumelbewegungen der Membranelemente zur Folge, die sich als Verzerrungen des akustischen Signals äußern.In the known constructions of a reusable diaphragm there is a second spring level only in some cases as a centering spring either on the spool neck or on the outermost diaphragm element, while the remaining diaphragm elements are only suspended in one spring level. This has T rudel- and tumbling movements of the membrane elements result which manifest themselves as distortions of the acoustic signal.
Durch die mit den Koppelfedern konkurrierende Zentrierfeder am Spulenhals ergibt sich außerdem eine Amplitudenmodulation, weil sie Impulsanteile aus dem mechanischen Impuls auf den Lautsprecherkorb ausgekoppelt, die der Abstrahlung verloren gehen.The centering spring on the spool neck, which competes with the coupling springs, also results in a Amplitude modulation, because it decouples pulse components from the mechanical pulse onto the loudspeaker frame, which are lost to radiation.
Das Problem der Dämpfung mechanischen Überschwingens der Membranelemente ist nur in einer Konstruktion berücksichtigt worden: Fig. 8A und 8B im Artikel von A. B. Cohen (»Journal of the Audio Engineering Society« — s. o.). In diesem Fall nimmt das dämpfende Element jedoch direkt am Koppelvorgang teil. So wird die gesamte weiter zu koppelnde Energie zeitlich verzögert und im Resultat zur Phasenverzerrung. The problem of damping mechanical overshoots of the membrane elements is only one Construction has been taken into account: Figs. 8A and 8B in the article by A. B. Cohen ("Journal of the Audio Engineering Society «- see above). In this case, however, the damping element takes directly on the coupling process part. In this way, the entire energy to be further coupled is delayed in time and, as a result, becomes a phase distortion.
Ein weiteres Problem beim mechanischen Koppeln über eine Feder ergibt sich durch die herkömmliche Form der Federn. Ihre gewöhnlich sägezahnförmige Querschnittsform ergibt unterschiedliche rücktreibende Kräfte in den beiden Bewegungsrichtungen der Membrane, weil jede Sägezahnflanke nur in der Richtung federt, in der sie gekrümmt wird, so daß der Teil der Feder, der in der einen Bewegungsrichtung wirkt, eine andere tangentiale Federbreite bzw. ein anderes Umfangsintegral hat als der andere.Another problem with mechanical coupling via a spring arises from the conventional one Shape of feathers. Their usually sawtooth-shaped cross-sectional shape results in different repulsive forces Forces in the two directions of movement of the membrane, because each sawtooth flank is only in the Springs in the direction in which it is bent, so that the part of the spring which is in the one direction of movement acts, has a different tangential spring width or a different circumferential integral than the other.
Diese Kritik gilt sinngemäß für rechteckige oder trapezförmige Querschnitte. Nur bei gleichförmigThis criticism applies mutatis mutandis to rectangular or trapezoidal cross-sections. Only with uniform
gekrümmtem Querschnitt, wie er bisher nur bei Kalottenhochtönern verwendet wird, ergibt sich insofern eine Verbesserung, als in den federnden Zonen wenigstens auch eine Streckung möglich ist. Es ist jedoch zu bedenken, daß diese Feder» ja in radialer Richtung Verbreiterung aufweisen. Somit ist eine Symmetrie, die im radialen Querschnitt noch gegeben ist, bei der üblichen Ringform nicht mehr vorhanden. Praktisch nimmt also die Federkonstante in radialer Richtung zum Mittelpunkt hin ab.Curved cross-section, as it has so far only been used in dome tweeters, results in this respect an improvement than at least stretching is also possible in the resilient zones. It is However, it should be borne in mind that these springs »have a widening in the radial direction. So is a Symmetry, which is still given in the radial cross-section, no longer exists in the usual ring shape. In practice, the spring constant decreases in the radial direction towards the center point.
Aufgabetask
Die Erfindung sollThe invention aims to
—eine dynamische Stabilisierung einer Mehrwegmembrane gegen Trudel- und Taumelbewegungen ohne Auskopplung von Impulsanteilen bewirken.—A dynamic stabilization of a reusable membrane against tumbling and tumbling movements without Effect decoupling of impulse components.
Lösungsolution
Die Aufgabe wird gelöst durch die im Patentansprach 1 gekennzeichneten Merkmale.The object is achieved by the features characterized in patent claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der ErfindungAdvantageous embodiments of the invention
Die Koppelfedern haben eine gem. A b b. 3 gestaltete Querschnittsgeometrie. Die Änderung der Querschnittsdicke in radialer Richtung bewirkt eine Aufhebung der durch radiale Verbreiterung der Federn entstehenden radialen Änderung der Federkonstante.The coupling springs have a according to A b b. 3 designed Cross-sectional geometry. The change in the cross-sectional thickness in the radial direction causes a cancellation the radial change in the spring constant caused by the radial widening of the springs.
Ein mechanisches Überschwingen wird durch Dämpfungselemente gem. A b b. 4 verhindert. Diese Elemente liegen entweder an den Federn an oder befinden ~,ich in geringem Abstand davon, sind jedoch immer nur mit den einzukoppelnden Stützen verbunden. Das Ziel der praktischen Ausführung muß sein, daß die Dämpfungselemente die Kopplung selbst möglichst wenig beein- flüssen, jedoch die durch Überschwingen erzeugten hohen Frequenzanteile mechanisch auskoppeln und wegfiltern.A mechanical overshoot is caused by damping elements according to A b b. 4 prevented. These elements are either on the springs or are ~, I at a short distance from them, but are always only with connected to the supports to be coupled. The aim of the practical implementation must be that the damping elements affect the coupling itself as little as possible. flow, but mechanically decouple the high frequency components generated by overshoot and filter away.
Eine elektronische Regelung der Mehrwegmembrane wird dadurch erreicht, daß an den Stützen Istwertgeber befestigt sind, deren Sigalgrößen im gleichen Verhälinir zueinander stehen wie die Abstrahlflächen der Membranelemente. Voraussetzung für ein Funktionieren ist Interferenzfreiheit der Mehrwegmembrane. Durch Variation der Signalgrößenverhältnisse und -änderung Ί5 läßt sich zudem eine beliebige Expansion, Konipression oder Amplitudenbegrenzung einstellen. Grundsätzlich eignen sich alle bekannten Istwertgeberkonstruktionen für die Regelung einer Mehrwegmembrane.Electronic control of the reusable diaphragm is achieved by having actual value transmitters on the supports are attached, their signal sizes in the same proportion like the radiating surfaces of the membrane elements. Is a prerequisite for functioning No interference of the reusable membrane. By varying the signal size ratios and changes Ί5 Any expansion, compression or amplitude limitation can also be set. Basically all known actual value transmitter constructions are suitable for controlling a reusable diaphragm.
Ausführungsbeispiel,
dargestellt mittels der Abb.Embodiment,
represented by fig.
bis 5until 5
Die Mehrwegfeder (von der Seite gesehen in A b b. I) besteht aus den Stützen (1, 2, 3) und den Koppelfedern (10, 11, 12). Dabei ist das Mehrwegfederelement (1, 10) dem Hochtonmembranelement (4), das Mehrwegfederelement (2, 11) dem Mitteltonmembranelement (5) und Mehrwegfederelement (3, 12) dem Baßmembranele ment (6) zugeordnet.The reusable spring (seen from the side in A b b. I) consists of the supports (1, 2, 3) and the coupling springs (10, 11, 12). The reusable spring element (1, 10) the high frequency membrane element (4), the reusable spring element (2, 11) the mid-range membrane element (5) and Reusable spring element (3, 12) assigned to the Baßmembranele element (6).
Abb. 2 zeigt die Mehrwegfeder >n Auslenkungsrichtung gesehen. |edes der zwei Mehrwegfederelemente (2, Ii und 3, 12) besteht au^ drei Stützen und drei halbkreisförmigen Koppelfedern, das Mehrwegfeaerelement (1, 10) besteht aus einer Stütze und einer konzentrischen Koppelfeder. Die Mehrwegfederelemente enthalten feine, starre Verbindungen zwischen den zum jeweiligen Element gehörigen Stützen und Koppelfedern.Fig. 2 shows the reusable spring> n deflection direction seen. Each of the two reusable spring elements (2, 11 and 3, 12) consists of three supports and three semicircular coupling springs, the multi-way fiber element (1, 10) consists of a support and a concentric coupling spring. The reusable spring elements contain fine, rigid connections between the supports and coupling springs belonging to the respective element.
Die Koppelfedern haben eine Querschniltsform, wie in A b b. 3 für die Feder (2) dargestellt.The coupling springs have a cross-sectional shape, as in A b b. 3 shown for the spring (2).
A b b. 4 zeigt die Dämpfungselemente (34) im Schnitt, die an allen Koppelfedern angebracht sind und beispielsweise aus einer Mischung von Gummi und Asbestfasern bestehen.A b b. 4 shows the damping elements (34) in section, which are attached to all coupling springs and for example consist of a mixture of rubber and asbestos fibers.
A b b. 5 zeigt einen Istwertgeber für optoelektronische Istwertdarstellung. Er besteht aus einer Schablone mit dreieckigen Öffnungen, die in dem Feld (33) von Licht durchstrahlt werden, wenn sie in horizontaler Richtung ausgelenkt werden. Dabei ist die linke öffnung der Modulator des Lichtsenders, wenn die Membrane in positiver Richtung ausgelenkt wird, und die rechte Öffnung der Modulator, wenn die Membrane in negativer Richtung aus der Nullage ausgelenkt wird. Gezeichnet ist die Nullage. Lichtsender und Empfänger sind starr mit dem Lautsprecherkorb verbunden.A b b. 5 shows an actual value transmitter for optoelectronic actual value display. It consists of a template with triangular openings which are penetrated by light in the field (33) when they are in horizontal position Direction are deflected. The left opening is the modulator of the light transmitter when the membrane is in is deflected in the positive direction, and the right opening of the modulator when the membrane is in is deflected in the negative direction from the zero position. The zero position is shown. Light transmitter and receiver are rigidly connected to the loudspeaker frame.
Jedes der drei Mehrwegfederelemente enthält einen derartigen Istwertgeber. Die Anpassung an die Abstrahlfläche der Mehrwegmembranelemente geschieht durch Änderung der spitzen öffnungswinkel der dreieckigen öffnungen, kann aber auch durch Änderung der durch die Fläche (33) durchtretenden Lichtmenge oder der Empfängerempfindiichkeit erreicht werden. Eine Addition der Signalgrößen ergibt schließlich das Maß für die elektronische Regelung.Each of the three multi-way spring elements contains such an actual value transmitter. The adaptation to the radiating surface the reusable membrane elements are done by changing the acute opening angle of the triangular openings, but can also be done by changing the amount of light passing through the surface (33) or the Receiver sensitivity can be achieved. An addition of the signal quantities finally gives the measure for the electronic regulation.
Bezugszeichenliste
zu den A b b. 1 bis 5List of reference symbols
to the A b b. 1 to 5
1,2,3Stützen zwischen Membranelementen und Mehrwegfeder1,2,3 Supports between membrane elements and reusable spring
4 1. Weg: Hochtonmembranelement4 1st way: tweeter membrane element
5 2. Weg: Mitteltonmembranelement5 2nd way: midrange membrane element
6 3. Weg: MitteHiefton- bzw. Baßmembranelement6 3rd way: middle of low tone or bass membrane element
7 1. Weg: Hochtonfeder der Mehrwegmembrane7 1st way: Tweeter spring of the reusable membrane
8 2. Weg: Mitteltonfeder der Mehrwegmembrane8 2nd way: mid-range spring of the reusable diaphragm
9 3. Weg: Mitteltiefton- bzw. Baßfeder der Mehrwegmembrane 9 3rd way: mid-bass or bass spring of the reusable membrane
10 1. Weg: Hochtonfeder der Mehrwegfeder10 1st way: Tweeter of the reusable spring
11 2. Weg: Mitteltonfeder der Mehrwegfeder11 2nd way: mid-range spring of the reusable spring
12 3. Weg: Mitteltiefton- bzw. Baßfeder der Mehrwegfeder 12 3rd way: mid-bass or mid-bass spring of the multi-way spring
13 Lautsprecherkorb, solidarisch mit dem Gehäuse13 Loudspeaker basket, in solidarity with the housing
14 Antriebsspule14 drive coil
32 optische Istwertgeber32 optical actual value encoders
33 Lichtöffnung der Lichtleitkanäle33 Light opening of the light guide channels
34 Dämpfung34 Cushioning
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (4)
Priority Applications (2)
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DE19792927848 DE2927848C2 (en) | 1979-07-10 | 1979-07-10 | Loudspeaker with reusable membrane |
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