DE2937922C2 - - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
- H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only
- H04R1/225—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only for telephonic receivers
-
- H—ELECTRICITY
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- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
- H04R17/10—Resonant transducers, i.e. adapted to produce maximum output at a predetermined frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Description
Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Wandler
zur Abstrahlung eines Tonrufs mit einer zwischen Lager
körpern eingespannten mit einer piezoelektrischen
Schicht versehenen Wandlerplatte, insbesondere für
Signalgeber von Fernsprechanlagen.
Ein piezoelektrischer Wandler der oben angegebenen Bau
art ist durch die DE-PS 19 61 217 bekannt. Wandler
dieser Art sind grundsätzlich als Schallgeber oder
Schallempfänger verwendbar. Verwendet man diese Wandler
als Schallgeber, insbesondere als Signalgeber für Fern
sprechgeräte, so ist es erforderlich, bestimmte Maß
nahmen zu treffen, um eine hohe Lautstärke zu erzielen.
Bei hochwertigen Wandlern werden Vorkehrungen getroffen,
die Resonanzfrequenzen weit außerhalb des für den Fern
sprechverkehr interessierenden Frequenzbereiches zu
legen, so daß die Bestimmungsgrößen des Schallfeldes
und der mechanischen Auslenkung der Wandlerplatte inner
halb des interessierenden Frequenzbereiches weitgehend
frequenzunabhängig sind. Im Interesse eines möglichst
großen Wirkungsgrades kann man bei elektroakustischen
Wandlern für Fernsprechzwecke im allgemeinen nicht
darauf verzichten, die Einspannung der Wandlerplatte
so zu wählen, daß eine oder mehrere Resonanzfrequenzen
innerhalb oder in der Nähe des interessierenden Fre
quenzbereiches liegen. Um dennoch die Frequenzabhängig
keit des elektroakustischen Übertragungsfaktors inner
halb eines vorgegebenen Toleranzschemas zu halten, wer
den derartige Wandler mit entsprechend abgestimmten
Resonatoren gekoppelt, mit deren Hilfe Resonanzspitzen
kompensiert werden können.
Werden derartige Wandler als Signalgeber in Fernsprech
anlagen eingesetzt, so werden keine Anforderungen an
einen gleichmäßigen Frequenzgang gestellt, sondern es
können die Resonanzstellen zur Erhöhung des abzustrahlen
den Schalles ausgenutzt werden.
Durch die US-PS 39 22 672 ist zwar ein Alarmgerät speziell
für Kraftfahrzeuge bekannt, dessen Tonrufwandler von einem
Generator angesteuert wird, der je nach dem Objekt, wie
nicht angelegte Sicherheitsgurte oder zu hohe Geschwindig
keit, Impulse unterschiedlicher Schnelligkeit aussendet, um
das Objekt zu unterscheiden. Ein Hinweis, wie der Tonruf
wandler mit dem Generator abgestimmt werden soll, ist die
ser Durchschrift jedoch nicht entnehmbar.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Wandler und
Tonrufoszillator als Ansteuerteil so aufeinander abzu
stimmen, daß ein durchdringender, lauter Ruf des Signal
gebers erzielbar ist.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
daß der Wandler von einem Tonrufoszillator angesteuert
wird, der zwei alternierende Signale liefert, deren
Frequenzen auf zwei Resonanzfrequenzen des Wandlers
abgestimmt sind.
Durch die zwei alternierenden, auf die Resonanzfre
quenzen des Wandlers abgestimmten Signale des Tonruf
oszillators ist die gewünschte Stärke des Rufes relativ
unproblematisch erzielbar.
Es ist zweckmäßig, wenn die eine Resonanzfrequenz durch
die von der Wandlerplatte bestimmte Plattenresonanz ge
bildet ist.
Die Resonanz der Wandlerplatte wird neben der Stärke
und Größe der Wandlerplatte selbst in entscheidendem
Maß durch deren Einspannung bestimmt. Die Resonanz kann
sich dann maximal ausbilden, wenn die Wandlerplatte in
ihrem Randbereich möglichst ungedämpft eingespannt ist,
wie dies in vorteilhafter Weise durch die Einspannung
der Wandlerplatte in zwei elastischen Lagerkörpern er
zielt werden kann.
Die andere Resonanzfrequenz kann in vorteilhafter Weise
durch einen Helmholtzresonator bestimmt sein, der vor der
schallabstrahlenden Seite der Wandlerplatte angeordnet
ist.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, daß die Resonanz
frequenz des Helmholtzresonators höher ist als die Reso
nanzfrequenz der Wandlerplatte. Durch diese Resonanz
frequenz ist die maximal mögliche Lautstärke des Signal
gebers bestimmt. Vorteilhaft ist dabei eine geringe
Streuung der Frequenz und des Schallpegels.
Im folgenden sei die Erfindung anhand von zwei Figuren
näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines piezoelektrischen
Signalgebers im Schnitt und
Fig. 2 eine Ersatzschaltung zu der Anordnung nach Fig. 1.
Der in Fig. 1 gezeigte Signalgeber besteht aus einem Ge
häuse 1, in dessen Inneren eine mit einer piezoelek
trischen Schicht 2 versehene Wandlerplatte 3 zwischen
zwei elastischen Lagerkörpern 4 und 5 angeordnet ist.
Durch die Anordnung der Wandlerplatte wird der Wandler
in verschiedenen Volumina aufgeteilt, und zwar in einen
Rückraum 6 mit dem Volumen V 3 und der Federung C 3 und
in einen Vorraum 7 mit dem Volumen V 2 und der Federung
C 2. Nach außen ist eine zylinderförmige Öffnung 8 vor
gesehen, die die Helmholtzresonatoröffnung mit ihrer
Masse m 2, ihren Reibungswiderstand r 2 und der Fläche A 2
bildet. Die Wandlerplatte 3 weist eine Masse m 1, eine
Federung c 1 und einen Reibungswiderstand r 1 auf. Nach
außen hin ist der Wandler mit der akustischen Impedanz
Z ak abgeschlossen.
Unter Verwendung der angegebenen Bezeichnungen ist nun
in Fig. 2 ein Ersatzschaltbild dargestellt, das sich
in folgende Bereiche aufgliedert:
- A für den Generator
B für den Wandler
C für den Helmholtzresonator und
D für den akustischen Abschluß Z ak .
Claims (5)
1. Piezoelektrischer Wandler zur Abstrahlung eines Ton
rufes mit einer zwischen Lagerkörpern eingespannten mit
einer piezoelektrischen Schicht versehenen Wandler
platte, insbesondere für Signalgeber von Fernsprechan
lagen, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wandler von einem Tonrufoszillator angesteuert
wird, der zwei alternierende Signale liefert, deren
Frequenzen auf zwei Resonanzfrequenzen des Wandlers
abgestimmt sind.
2. Piezoelektrischer Wandler nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die eine
Resonanzfrequenz durch die von der Wandlerplatte (3)
bestimmten Plattenresonanz gebildet ist.
3. Piezoelektrischer Wandler nach Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, daß die
Wandlerplatte von zwei elastischen Lagerkörpern (4, 5)
in ihrem Randbereich gehalten ist.
4. Piezoelektrischer Wandler nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die
andere Resonanzfrequenz durch einen Helmholtzresonator
bestimmt ist, der von der schallabstrahlenden Seite
der Wandlerplatte angeordnet ist.
5. Piezoelektrischer Wandler nach einem oder mehreren
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des
Helmholtzresonators höher ist als die Resonanzfrequenz
der Wandlerplatte.
Priority Applications (10)
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