DE3239616A1 - DYNAMIC HEADPHONES - Google Patents
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Description
— 2—- 2—
Dynamischer KopfhörerDynamic headphones
Die Erfindung bezieht sich generell auf offene Kopfhörer und insbesondere auf einen dynamischen Kopfhörer von kompakter Größe, der imstande ist, einen vollen Baßton, einen dichten Mittelton und höheren Ton wiederzugeben.The invention relates generally to open-back headphones and, more particularly, to dynamic headphones compact in size, capable of producing a full bass tone, a dense midrange and higher tone to reproduce.
Seit einiger Zeit sind Kopfhörer kleiner geworden. Wenn die Kopfhörer kompakter ausgebildet werden, steigt deren Resonanzfrequenz fQ, und ein tieferer Ton oder ein Baßton zeigt dabei eine unzureichende Wirkung. So wird beispielsweise bei einem Kopfhörer mit einer Öffnung von 23 mm üblicherweise eine Harzschicht von etwa 12/um bis 20/um Dicke als Membran benutzt. Bei einem derartigen Kopfhörer liegt die Resonanzfrequenz fQ im Bereich von 200 Hz bis 220 Hz, weshalb ein angemessener Baß nicht wiedergegeben werden kann. Wenn in diesem Fall die Membranschicht dünner ausgebildet wird, wird die Resonanzfrequenz fQ abgesenkt, und damit kann der zuvor erwähnte Zweck zufriedenstellend erreicht werden. In diesem zuletzt genannten Fall können jedoch höhere Töne nicht zufriedenstellend wiedergegeben werden, wodurch der Klang insgesamt verschlechtert wird, womit die Klangfülle bzw. Klangdichte verloren geht. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß dann, wenn die Dicke der Membran mit t angenommen wird und wenn das Young-Modul der betreffenden Membran mit E angenommen wird, die Steifheit S dann gegeben ist durch dieHeadphones have been getting smaller for some time. If the headphones are made more compact, their resonance frequency f Q increases , and a lower tone or a bass tone exhibits an insufficient effect. For example, in the case of headphones with an opening of 23 mm, a resin layer approximately 12 μm to 20 μm thick is usually used as the membrane. In such headphones, the resonance frequency f Q is in the range from 200 Hz to 220 Hz, which is why an adequate bass cannot be reproduced. In this case, if the diaphragm layer is made thinner, the resonance frequency f Q is lowered, and thus the aforementioned purpose can be achieved satisfactorily. In this last-mentioned case, however, higher tones cannot be reproduced satisfactorily, as a result of which the sound is deteriorated as a whole, so that the fullness or density of sound is lost. In other words, this means that if the thickness of the membrane is assumed to be t and if the Young's modulus of the membrane in question is assumed to be E, then the stiffness S is given by the
Beziehung ,Relationship ,
S = k E t5,S = k E t 5 ,
womit S ziemlich klein wird, wenn t klein wird. Damit wird die Klangauflösung schlecht, wobei k die Proportionalitätskonstante darstellt.with which S becomes quite small when t becomes small. This makes the sound resolution poor, where k is the Represents constant of proportionality.
Bar Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen dynamischen Kopfhörer zu schaffen, der die dem bisher bekannten Kopfhörer anhaftenden Mangel überwinden kann. Bar invention is thus based on the object to create a dynamic headphone, which can overcome the inherent in the previously known headphones deficiency.
Darüber hinaus soll ein dynamischer Kopfhörer mitIn addition, dynamic headphones should be used
kleiner öffnung geschaffen werden, der dennoch einen <■"■"'· zufriedenstellenden Baß und einen dichten höheren Ton wiedergeben kann.small opening can be created that still has a <■ "■" '· Satisfactory bass and a dense higher tone can reproduce.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung,The object indicated above is achieved by the invention covered in the claims,
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein dynamischer Kopfhörer geschaffen, bei dem eine Membran einen Spulenträger mit einer Schwingspule aufweist, die innerhalb eines magnetischen Kreises angeordnet ist, wobei der betreffende Spulenträger durch eine Schicht aus einem herzförmigen Polyäthylen-Terephthalat-Material ^ besteht. Dieser Kopfhörer ist dadurch gekennzeichnet,According to one aspect of the invention, a dynamic headphones is provided in which a membrane comprising a bobbin with a voice coil disposed within a magnetic circuit, wherein the coil carrier in question consists of a layer of a heart-shaped polyethylene terephthalate material ^. These headphones are characterized by
2^ daß bei einem Durchmesser 0 eines schwingenden Teiles der betreffenden Schicht und bei einer Dicke t der betreffenden Schicht das Verhältnis von t zu 0 in einem Bereich gewählt ist, daß folgende Gleichung erfüllt ist: . 2 ^ that with a diameter of 0 of a vibrating part of the layer in question and with a thickness t of the layer in question, the ratio of t to 0 is selected in a range that the following equation is satisfied:.
+ λ -L- + λ -L-
5=4. 10 ^ bis 5 · 10 \5 = 4. 10 ^ to 5 · 10 \
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend mit den ihr anhaftenden Merkmalen und Vorteilen beispielsweise näher erläutert.The invention is explained below with reference to drawings with the inherent features and advantages, for example, explained in more detail.
Fig. 1 zeigt in einer Schnittdarstellung einen dynamischen Kopfhörer, bei dem eine AusführungsformFig. 1 shows a sectional view of dynamic headphones, in which one embodiment
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
-h--H-
der Erfindung angewandt werden kann.of the invention can be applied.
Fig. 2 und 3 zeigen Kennlinien des betreffenden Kopfhörers. 2 and 3 show characteristics of the headphones in question.
Im folgenden wird die bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung im einzelnen erläutert.The following is the preferred embodiment of the Invention explained in detail.
Nachdem verschiedene Experimente wiederholt durchgeführt worden sind, hat sich herausgestellt, daß eine gewisse Relation zwischen dem Aufbau einer Membran selbst, dem Durchmesser des beweglichen Membranteiles, der Membrandicke und dergleichen vorhanden ist.After various experiments have been repeatedly carried out, it has been found that one certain relation between the structure of a membrane itself, the diameter of the movable membrane part, the membrane thickness and the like is present.
Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel einer dynamischen Kopfhörereinheit, bei der die Erfindung angewandt werden kann. Zunächst wird der Kopfhörer einer derartigen Einrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben werden.Fig. 1 shows in a sectional view an embodiment of a dynamic headphone unit in which the invention can be applied. First, the headphone of such a device will be referred to on Fig. 1 will be described.
In der betreffenden Zeichnung ist mit 1 ein Rahmen der Kopfhörereinheit bezeichnet; dieser Rahmen besteht aus einem magnetischen Material, welches nämlich als magnetischer Kreis dient. Mit 2 ist ein Magnet bezeichnet, und in diesem Fall ist dieser Magnet 2 in ° seiner Dickenrichtung magnetisiert. Mit 3 ist eine Deckplatte bezeichnet, die ebenfalls aus einem magnetischen Material besteht und die einen magnetischen Spalt 4 zwischen ihrer Außenumfangsflache und einem Teil des Rahmens 1 bildet (der betreffende TeilIn the relevant drawing, 1 denotes a frame of the headphone unit; this frame consists of a magnetic material, which is used as a magnetic circuit. With 2 a magnet is designated, and in this case this magnet 2 is magnetized in ° of its thickness direction. With 3 is one Cover plate referred to, which also consists of a magnetic material and the one magnetic Gap 4 between its outer peripheral surface and one Forms part of the frame 1 (the relevant part
bildet die Innenumfangsflache des Rahmens. Mit 5 ist eine Membran bezeichnet, deren Außenumfangskante zuvor an einem Kantenring 6 befestigt worden ist. Dieser Kantenring 6 ist an einem Innenumfang einer Außenumfangskante 1a des Rahmens 1 angebracht. Durch diese Außenumfangskante ist die Membran 5 in einer bestimmten Position des Rahmens 1 angeordnet. Ein Spulenträger 7 der Membran 5 ist innerhalb des zuvor genanntenforms the inner peripheral surface of the frame. With 5 is denotes a membrane, the outer peripheral edge of which has previously been attached to an edge ring 6. This Edge ring 6 is attached to an inner circumference of an outer circumferential edge 1 a of the frame 1. Through this The membrane 5 is arranged in a specific position of the frame 1 on the outer circumferential edge. A bobbin 7 the membrane 5 is within the aforesaid
-5--5-
magnetischen Spalts 4 untergebracht. Mit 8 ist eine Schwingspule bezeichnet, die an dem Spulenträger 7 angebracht ist.magnetic gap 4 housed. 8 with a voice coil is referred to, which is attached to the coil carrier 7 is appropriate.
Bei der soweit beschriebenen Anordnung gemäß der Erfindung ist die Membran 5 aus einer Schicht gebildet, die aus einem Polyäthylenterephthalatharz besteht (Handelsname:Mylar). Bei diesem Harz handelt es sich um ein Harz der zum Polyestersystem gehörenden Harze. Wenn der Durchmesser des schwingenden Teiles dieser Membran 5 (bei diesem Ausführungsbeispiel gleich dem Innendurchmesser des Kantenrings 6) mit 0 angenommen wird und wenn die Dicke einer derartigen Membran 5 niit t angenommen wird, dann wird darüber hinaus das Verhält-In the arrangement according to the invention described so far the membrane 5 is formed from a layer consisting of a polyethylene terephthalate resin (Trade name: Mylar). This resin is one of the resins belonging to the polyester system. When the diameter of the vibrating part of this diaphragm 5 (in this embodiment is equal to that The inner diameter of the edge ring 6) is assumed to be 0 and if the thickness of such a membrane 5 is niit t is assumed, then the relationship
1S nis ί = D so gewählt, daß folgende Beziehung erfüllt 1 S nis ί = D chosen so that the following relationship is fulfilled
D = 4 · 10~4 bis 5 , 10"4.D = 4 * 10 ~ 4 to 5, 10 "4.
Nachstehend werden Daten entsprechender Ausführungsbeispiele der Membran in den folgenden Tabellen angegeben. Data of corresponding exemplary embodiments are given below of the membrane are given in the following tables.
In den folgenden Tabellen 1, 2 und 3 sind die Resonanzfrequenz £q sowie der Wert D für den Fall angegeben, daß 2^ die Dicke t der Membran geändert wird, wobei 0 = 27 mm gemäß Tabelle 1, 0 = 20 mm gemäß Tabelle 2 und 0 = 14,4mm gemäß Tabelle 3 gilt. In den Tabellen 1 bis 3 und in Fig. 1 ist mit 0Q die Öffnung der Antriebs- oderIn the following Tables 1, 2 and 3, the resonant frequency £ q and the value of D for the case indicated that 2 ^ the thickness t of the membrane is changed, where 0 = 27 mm as shown in Table 1, 0 = 20 mm as shown in Table 2 and 0 = 14.4mm according to Table 3 applies. In Tables 1 to 3 and in Fig. 1, 0 Q is the opening of the drive or
Kopfhörereinheit bezeichnet, und mit 0. ist der Dürch-Headphone unit, and 0 is the diameter
messer des Spulenträgers 7 bezeichnet.knife of the bobbin 7 referred to.
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
-β-β
Tabelle φ = 27 mm Φο = 30 mmTable φ = 27 mm Φ ο = 30 mm
mmTabel
mm
Φ 0 = 2
Φ 0 =
mmTabel
mm
φο - 3
φ ο -
BAD ORiGINAl.BATH ORiGINAL.
-7--7-
In Jeder der Tabellen 1, 2 und 3 ist ψ- der Einheit mit 0,52 gewählt.In each of Tables 1, 2 and 3, ψ- the unit is chosen to be 0.52.
In Fig. 2 und 3 zeigen Diagramme Kennlinien gemäß den Tabellen 1 und 2, wobei das obige Verhältnis D als Parameter herangezogen ist. Die Frequenz ist längs der Abszisse aufgetragen, und ein Pegel oder Ansprechverhalten ist längs der Ordinate aufgetragen. Der Faktor •10 ist der Einfachheit halber veggelassen.In Fig. 2 and 3 diagrams show characteristics according to the Tables 1 and 2, the above ratio D being used as a parameter. The frequency is along the Is plotted along the abscissa and a level or response is plotted along the ordinate. The factor • 10 is left out for the sake of simplicity.
Im Falle der in der Tabelle 1 angedeuteten Einheit, bei der D = 3,3 beträgt (wobei ·10~ nachstehend weggelassen wird), ist festgestellt worden, daß die Resonanzfrequenz fQ hinreichend abgesenkt war, daß aber eine sogenannte Klangfülle bzw. Klangdichtß in den mittleren und höheren· Tonbändern bzw. Frequenz_bändern verloren gegangen ist, was im Hinblick auf die Hörbarkeit zu einem nicht-zufriedenstellenden Klang führt. Bei der Einheit mit D = 5,9 wurde festgestellt, daß die Resonanzfrequenz i"0 höher als 210 Hz gelegt war und daß die sogenannte Baßleistung unzufriedenstellend war. Bezüglich der Einheit mit D = 4,4 wurde festgestellt, daß die Resonanzfrequenz fQ hinreichend abgesenkt war, daß die Baßleistung zufriedenstellend war und daß die mittleren und höheren Tonlagen zufriedenstellend gleichmäßig und dicht waren. Bamit ist festgestellt worden, daß die Einheit mit D;= 4,4 hinsichtlich der Hörbarkeit bzw. Verständigung ziemlich zufriedenstellend ist.In the case of the unit indicated in Table 1, in which D = 3.3 (where x 10 ~ is omitted below), it has been found that the resonance frequency f Q was sufficiently lowered, but that a so-called sonority or tone density in the middle and higher audio tapes or frequency bands has been lost, which leads to an unsatisfactory sound in terms of audibility. In the unit with D = 5.9, it was found that the resonance frequency i " 0 was set higher than 210 Hz and that the so-called bass performance was unsatisfactory. As for the unit with D = 4.4, it was found that the resonance frequency f Q is sufficient was lowered, that the bass performance was satisfactory and that the middle and higher pitches were satisfactorily even and dense.Bamit has been found that the unit with D; = 4.4 is fairly satisfactory in terms of audibility and understanding.
Im Falle der in der Tabelle 2 angegebenen Einheiten wurde festgestellt, daß im Hinblick auf die Einheit mit D = 4,4 die Baßleistung zufriedenstellend war und daß die mittleren und höheren Töne sehr gleichmäßigIn the case of the units shown in Table 2, it was found that, in terms of the unit with D = 4.4 the bass performance was satisfactory and that the middle and higher tones were very even
waren. In bezug auf die Einheit mit D = 3,0 war die Klangdichte verloren, und es zeigte sich, daß bei der Einheit mit D = 6 die Baßleistung unzufriedenstellend war.was. With respect to the unit with D = 3.0, the sound density was lost, and it was found that in the unit with D = 6, the bass performance is unsatisfactory was.
Gemäß den Ergebnissen verschiedener weiterer Experimente wurde festgestellt, daß dann, wenn die Membran 5 aus einer Schicht aus einem Polyäthylenterephthalatharz hergestellt war und wenn das Verhältnis D oder ·* so gewählt war, daß es im Bereich von 4 · 10" bis 5 · 10" lag, sogar bei Ausbildung eines sehr kompakten dynamischen Kopfhörers eine Kopfhörereinheit zur Verfügung stand, die imstande ist, einen guten Klang bei zufriedenstellender Baßleistung und Dichte hinsichtlich der Hörbarkeit wiederzugeben, und zwar unabhängig von ihrer Größe.According to the results of various other experiments, it was found that when the membrane 5 was made of a sheet of a polyethylene terephthalate resin and when the ratio D or · * was set to be in the range of 4 x 10 6 "to 5 x 10" was, even with the formation of a very compact dynamic headphone, a headphone unit capable of reproducing a good sound with satisfactory bass performance and density in audibility, regardless of its size.
BAD ORfGINALBAD ORfGINAL
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