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Magnetanordnung für orthodynamisch angetriebene Membranen
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in elektroakustischen Wandlern für Kopfhörer Die Erfindung betrifft
eine Magnetanordnung für orthodynamisch angetriebene Membranen in elektroakustischen
Wandlern für Kopfhörer, bei welcher Magnetanordnung senkrecht zur Ebene der Anordnung
magnetisierte Dauermagnete vorgesehen sind.
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Derartige Magnetanordnungen sind bekannt und arbeiten mit Membranen
zusammen, die Leiterbahnen aufweisen.
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Elektroakustische Wandler dieser Art werden vorzugsweise in Kopfhörern
verwendet, die einen circumauralen Ohrpolster aufweisen, der schalldurchlässig oder
-undurchlässig ist und die Aufgabe hat, die akustischen Eigenschaften der Ohrmuschel,
die für den Eindruck des räumlichen Hörens beim Hören mit Kopfhörern wesentlich
sind, zu erhalten. Dabei hat es sich ergeben, daß das übertragungstnaß derartig
ausgerüsteter Kopfhörer im hohen Frequenzbereich absinkt. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß im niederen Frequenzbereich der von der gesamten Membranfläche erzeugte Schalldruck
über den Kopplungsraum zur Gänze in den Gehörgang gelangt, wogegen die hohen Frequenzen
zu einem relativ hohen Prozentsatz von der Ohrmuschel absorbiert werden. Demnach
gelangen im wesentlichen nur die unmittelbar vor dem Gehöreingang von der Membran
abgestrahlten hohen Frequenzen in das Ohr, so daß ihr Anteil am gesamten Klanggemisch,
das an das Trommelfell gelangt, merkbar geringer ist.
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Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt,
insbesondere
diesen Nachteil zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß,
über die Gesamtfläche der Magnetanordnung gesehen, Bereiche unterschiedlicher magnetischer
Feldstärke angeordnet sind.
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Mit Hilfe der vorstehend gekennzeichneten Erfindung ist es nunmehr
möglich, nicht nur den Abfall bei den hohen Frequenzen zu eliminieren, sondern auch
noch andere akustische Effekte wie beispielsweise das Richtungs- und Entfernungshören
zu verbessern. Diese Wirkung der Erfindung ist besonders ausgeprägt, wenn wenigstens
einer der vorgenannten Bereiche eine höhere Feldstärke aufweist als die anderen,
weil die Membran in diesem Bereich veranlaßt wird, mit einer größeren Amplitude
zu schwingen als in den anderen Bereichen. Um insbesondere den Abfall bei den hohen
Frequenzen zu beseitigen, wird vorzugsweise ein Bereich, der die höchste Feldstärke
aufweist, an jene Stelle der Magnetanordnung verlegt, die bei Gebrauch eines Kopfhörers
mit einem Wandler, der eine Magnetanordnung mit inhomogener Feldverteilung aufweist,
gegenüber dem Gehöreingang zu liegen kommt.
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Zur konstruktiven Lösung, nämlich der Schaffung einer Magnet anordnung
mit einer unterschiedliche Feldstärke aufweisenden Bereiche, können zwei Wege eingeschlagen
werden. Der eine besteht darin, daß die magnetischen Elemente, die die Magnetanordnung
bilden, unterschiedlich magnetisiert werden, wogegen die zweite Lösung darin besteht,
die magnetischen Elemente aus Materialien mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften
zusammenzusetzen. Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel besteht die Magnet anordnung
aus einem Kreisring und einer in diesem eingesetzten Scheibe, deren dauermagnetisches
Material ein höheres Energieprodukt aufweist als das des sie umschließenden Rreisringes.
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Im allgemeinen besteht die Magnetanordnung jedoch aus parallel angeordneten
Magnetstäben, die verschiedene Werte der magnetischen Energie aufweisen. Als Magnetwerkstoffe
kommen
hochkoerzitive keramische Materialien, wie Bariumferrit in Verbindung mit thermoplastischem
Kunststoff oder synthetischem Kautschuk als Bindemittel in Frage, die einen Gütewert
von etwa 1,0 - 1,2 . 106 G.Oe. aufweisen. Materialien, die einen wesentlich höheren
Gütewert besitzen, sind beispielsweise solche mit seltenen Erden, z.B. SmCo5+Bindemittel
mit einem Gütewert von 6.106 G.Oe, oder SmCo5 ohne Bindemittel, mit einem Gütewert
zwischen 11 und 31.106 G.Oe. Im Interesse einer wirtschaftlichen Nutzung wird zweckmäßig
für die große Fläche der Magnetanordnung das stanz- und schneidbare Material, und
für die kleinen Flächen bzw. Bereiche Material mit einem hohen Energieprodukt, d.h.
Material auf der Basis von Samarin/Kobalt, zu verwenden sein.
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In der folgenden Beschreibung werden weitere Einzelheiten der Erfindung
an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der Fig. 1 eine Draufsicht auf eine
Magnetanord nung gemäß der Erfindung zeigt und Fig. 2 ein Querschnitt in größerem
Maßstab ist, Fig. 7 läßt die Ausbildung von Bereichen mit unterschiedlicher Feldstärke
erkennen und Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung ein einfaches Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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In Fig. 1 ist eine Anzahl von Stäben 1 aus elastischem Magnetmaterial,
die aus einer Platte geschnitten wurden, parallel auf einer perforierten Eisenplatte
2 aufgeklebt.
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Drei Stäbe 3 vom gleichen Querschnitt aus SaCo-Material sind bei A
im gleichen Abstand eingesetzt. Sie ergeben entsprechend ihres höheren Gütewertes
eine 3 bis 6-fache höhere Induktion gegenüber den übrigen Stäben, die den Bereich
B bilden.
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In Fig. 2 ist die-Magnetanordnung im Querschnitt dargestellt, zwei
Reihen von Magnetstäben 1 sind auf je einer Eisenplatte 2 so angeordnet, daß die
Pole in etwa 1 mm Abstand einander gegenüberstehen. Eine nicht gezeichnete Membran
ist zwischen den Polen angeordnet. So entsteht ein Differentialsystem, das durch
geringe nichtlineare
Verzerrungen ausgezeichnet ist.
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In Fig. 3 sind zwei Gruppen von SmCo-Magneten angeordnet. Während
die Magnete 4 im Bereich D der Verbesserung der Wiedergabe höherer Tonfrequenzen
dienen, sind die Magnete 5 im Bereich C zur Beeinflussung der Vorne-Ortung des Hörereignisses
vorgesehen.
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In Fig. 4 ist ein weiteres einfaches Ausführungsbei spiel der Erfindung
dargestellt, das nur eine verbesserte Wiedergabe der hohen Frequenzen gestattet.
In einem Ereisring 6, einen Bereich F geringer Feldstärke bildend, besteht er aus
gestanztem elastischem Magnetmaterial. Er nimmt eine Scheibe 7 aus Sa-Co-Material
hoher magnetischg Güte auf, die einen Bereich hoher Feldstärke bildet. Die Scheiben
6, 7 weisen Löcher auf, die dem Schalldurchtritt dienen.
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Die Membran ist mit spiralförmigen Leiterbahnen aus dünner Aluminiumfolie
versehen. Die Scheibe 6 kann auch aus Ferritmagnetmaterial bestehen.
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Mit Hilfe der Erfindung können, wie in Fig. 3 gezeigt, an mehreren
Stellen der Magnetanordnung magnetische Bereiche hoher Güte eingesetzt werden, z.B.
auch zur Beeinflussung des Richtungs- und Entfernungshörens, wozu bei Kopfhörerempfang
die Pegel- und die Phasenbeziehungen der Ohrsignale von Bedeutung sind. Besonders
die Ohrmulde vor dem Gehörkanaleingang (cavum conchae) ist neben den vorgewölbten
Teilen der Ohrmuschel für das räumliche Hören maßgebend. Die Erfindung ermöglicht
es, eine die Membranschwingungen beeinflussende magnetische Landschaft zu errichten,
die in bezug auf den Pegel und die Phasenlage der von den Magnetinseln in Verbindung
mit den Leiterbahnen erzwungenen Membranschwingungen die verschiedensten Wirkungen
auf die Ohrsignale hervorrufen.
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Darunter sind solche, die eine Vorneortung des Hörereignisses ermöglichen.
Die Membran kann im Bereich der Magnetinseln oder an beliebig anderen Stellen partiell
mechanisch unterstützt sein, um z.B. den Frequenzgang zu beeinflussen.
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Auch bei der an sich bekannten Anordnung von elektrisch voneinander
unabhängigen Leiterbahnen kann die Erfindung angewendet werden, da durch die Ausbildung
von magnetischen Bereichen mit verschiedenen Induktionswerten neben der Laufzeitverschiebung
der bekannten Einrichtung auch der Pegel partiell innerhalb der Gesamtfläche der
Membran beeinflußt werden kann.