DK156359B - Elektroakustisk transducer - Google Patents

Description

DK 156359 B

Opfindelsen angâr en elektroakustisk transducer med afbalan-ceret anker indeholdende et par indbyrdes adskilte permanent-magneter til afgrænsning af et luftgab, en polstykkestruktur til optagelse af magneterne, og som danner et magnetfluks-5 kredslob til frembringe1 se af et magnetfelt over luftgabet, en vibrerende magnetisk tunge, hvis ene del er fastgjort til pol-stykkestrukturen, og hvis anden del kan vibrere i luftgabet, idet den fikserede og den vibrerende del af tungen er fl ad og ligger i i hovedsagen samme plan, og en spole, der omgiver 10 tungen, idet arrangementet er sâledes indrettet, at en vibra tion af tungen i luftgabet indvirker pâ en elektrisk strom i spolen og omvendt, hvorhos polstykkestrukturen er formet med anlægsflader for henholdsvis tungen og de to magneter, og tun-gens anlægsflade ligger i et plan, der gâr gennem luftgabet og 15 er forskudt i forhold til et plan i midten af luftgabet med en afstand, der med tilnærmelse er 1i g med halvdelen af tykkelsen af tungen, og polstykkestrukturen er stiv og direkte kontakter de modstâende bort fra hinanden vendende flader af de to magneter og den fikserede del af tungen.

20 I en transducer med afbalanceret anker er en permanentmagnet kombineret med et polstykke til frembringelse af et magnetfelt over et luftgab, i hvilket en vibrerende tunge er monteret. Tungen er omgivet af en elektromagnetisk spole. Arrangementet 25 er sâledes indrettet, at den magnetiske fluks enten forleber i den ene eller den anden retning langs tungen og gennem spolen, nâr den bevægelige del af tungen forskydes i forhold til en midterposition imellem de to poler. Tungen er fastgjort til en membran. Akustiske vibrationer af membranen kan derved omsæt-30 tes til elektrisk str0m i spolen eller omvendt.

I en sâdan transducer er det vigtigt, at den bevægelige del af tungen anbringes i midten af luftgabet med stor nsjagtighed.

Der er fremkommet flere forslag til losning af dette problem.

35 Disse forslag er imidlertid vanskelige at realisere og flere af de foreslâede losninger indebærer en bejning af en del af polstykket eller tungen enten under fremsti11ingen eller under en efterf0lgende justering. En yderligere ulempe er den uund- 2

DK 156359 B

gâelige forskydning efter en justering, nàr éventuelle spæn-dinger fra bojningen frigeres.

Tysk f retnlæggel seskr i f t nr. 1.158.115 viser en transducer, i 5 hvilken et par indbyrdes adskilte magneter understottes af et metalâg bâret af en magnetf1uksforgrening, til hvilken der ved hjælp af en nitte er fastgjort et anker, hvis ene ende kan vi-brere imellem de to magneter. Den anden ende af forgreningen er anbragt imellem to halvdele af et udvendigt hus af trans-10 duceren. Et hul eller et gab gor det muligt at indfore et lille instrument, der kan forvride huset, og via en forbindel-sesstift indvirke pâ tungen til justering af dennes position. Disse justeringsanordninger er man imidlertid interesseret i at undgâ.

15

Formâlet med opfindelsen er at tilvejebringe en afbalanceret ankertransducer med en nejagtigt centreret tunge, og som er forholdsvis enkel i fremstilling og samling, og dette formàl er ifolge opfindelsen opnàet ved, at polstykkestrukturen er 20 formet af lameller i ét stykke, der udstrækker sig kontinuert mellem monteringsf1aderne for magneterne, og ved hvilke en-derne danner anlægsfladen for tungen og monteringsf1aderne for magneterne, idet hver af lamellerne ligger i et plan vinkelret pâ planet af tungen, 25 I en speciel udformning er tungen E-formet, idet yderarmene med tilnærmelse ligger parallelt med midterarmen og er fastgjort til planparallel le anlægsflader pâ polringen, medens midterarmen kan vibrere i luftgabet. Ifolge opfindelsen er 30 polstykkestrukturen udformet af lameller, og hver af lamellerne kan danne en del af anlægsfladen. Lamellerne kan ud-strække sig i planer vinkelret pâ den vibrerende tunge og være ringformede. Alternativt kan lamellerne udstrække sig parallelt med tungens længde.

35

Transduceren har to permanentmagneter, der er anbragt pâ hver sin side af luftgabet og er forbundet til en del af polstykke-strukturen.

3

DK 156359 B

Alternativt kan hver af lamellerne danne en lukket magnet-feltbane imellem over for hinanden liggende poler af polstyk-kestrukturen og være forbundet til den fikserede de! af tungen.

5 Tungen er enten flad eller bojet pâ en sâdan màde, at frigjor-te bejningsspændinger i kke i ndvi rker pâ positionen af den ende af tungen, der kan vibrere.

Ifelge opfindelsen strækker fluksbanen s ig gennem de samme 10 tunge/ροΐstykkeforbindelser, nâr tungen svinger i enten den ene eller den anden retning.

Opfindelsen skal nærmere forklares i det f0!gende under hen-visning til tegningen, hvor 15 fig. 1 viser en elektroakustisk transducer if0lge opfindelsen i en forste udfsrelsesform, fig. 2 transduceren i fig. 1 set fra den anden side og 20 fig. 3 transduceren i en anden udforelsesform.

Den i fig. 1 og 2 viste elektroakustiske transducer omfatter en polstykkestruktur 10, der udgores af et antal parallelle 25 fluksledende lameller med rektangulære âbninger 9, hvilke la-meller er anbragt i en stak og er samlet sâledes, at der dan-nes en passage eller tunnel. I denne tunnel er der en ovre og en nedre permanent magnet 11, 12. Hver af permanentmagneterne er fastgjort til en tilstodende del af lamellerne og er magne-30 tiseret vertikalt i samme retning med nordpolen 0verst. Dette giver et kraftigt magnetfelt i luftgabet mellem magneterne, idet fluksen derefter fordeles i lameldelene over og under magneterne.

35 Hver af lamellerne har en udragende vinge 13 pâ hver sin side. Hver af vingerne 13 har en plan overside 14, som ligger plan-parallelt med et horisontalt plan i luftgabets midte (idet der dog vil være en lille afvigelse, som vil blive forklaret i det

DK 156359B

4 folgende). Under fremsti11ingen af lamellerne kan de Indre hjarner ved henholdsvis âbningerne 9 og vingerne 13 blive runde og derved give anledning til mindre fejl under ind-stilling af magneterne 11, 12 og nogle arme 16, 17 af et an- 5 ker, som vil blive beskrevet i det folgende. For at undgâ det te kan der ved hjornerne være tilvejebragt underskæringer 15.

Ankeret af transduceren er i hovedsagen E-formet med to pa-rallelle sidearme 16, 17 og en midterârm 18, der danner en 10 vibrerende tunge. Den de! 19, der forbinder de tre arme, er bojet 90° nedad for at oge stivheden og reducere de samlede dimensioner. Enderne af de to arme 16, 17 er f.eks. fastgjort ved svejsning til de plane flader 14 af vingerne 13. Spidsen 20 af den vibrerende arm 18 er anbragt imellem de to magneter 11, 15 12. Den vibrerende arm er desuden omgivet af en spole 22, som kan være fastgjort til en under1iggende plade 23 af transduceren.

Den vibrerende arm 18 er forbundet til en ikke-vist akustisk membran, og spolen 22 er forbundet til en forstærker, hvis transduceren anvendes som mikrofon, eller til et forsynings-20 kredslob, hvis transduceren anvendes som modtager.

De tre arme 16, 17, 18 ligger i samme plan. Eftersom spidsen 20 af den midterste arm 18 skal ligge i samme afstand fra de to permanentmagneter 11, 12, skal armens underside være an-25 bragt halvdelen af armens tykkelse under midterpositionen.

Dette gælder ogsâ for de plane flader 14 af vingerne 13.

Det skal bemærkes, at hver af armene 16, 17, 18 er bojet i forhold til forbindelsesdelen 19, idet bojningen forlober i 30 samme retning for hver af armene. Hvis der frigores bojnings-spændinger i en af armene, sker der det samme i de ovrige arme, og de tre arme forbliver derved i samme plan. Spidsen 20 af den vibrerende arm holdes derved i midten af luftgabet.

35 Det skal bemærkes, at polstykkelamellerne ikke bajes under fremstilling og samling som tidligere, og fladerne 14 af vingerne er med stor nojagtighed maskinfremsti11 et eller præget i lamellerne, sâledes at der tiIvejebringes en nojagtig indstil- 5

DK 156359 B

lingsflade. Mindre un0jagtigheder i indsti11ingen af armene 16 pâ fladerne 14 vil sàledes ikke indvirke ret meget pâ ind-stillingen af spidsen 20 af midterarmen 18.

5 I den i fig. 3 viste udforelsesform er polstykkestrukturen 30 i hovedsagen J-formet og omfatter igen en stak af fluksledende lameller, der hver især.har en hovedarm 31 og en hagedel 32 i den ene ende og en ambolt 33 i den anden ende. Et par perma-nentmagneter 34, 35 er anbragt imellem hagedelen 32 og hoved-10 armen 31, idet magneterne 34, 35 er polariseret i samme ret-ning og er adskilt fra hinanden til dannelse af et luftgab.

Den vibrerende tunge udgores af en plade 36, der ved den ene ende er stift fastgjort til oversiden af ambolten 33 og ved den anden ende er anbragt midt imellem de to magneter 34, 35.

15 Tungen er omgivet af en spole 38 og er ved hjælp af et ikke vist led forbundet til en akustisk membran.

Af de tidligere nævnte ârsager er det vigtigt, at den bevæge-lige ende 40 af tungen anbringes nojagtigt i midten af luft-20 gabet. Til dette formâl er lamellerne af polstykkestrukturen formet pâ en sâdan mâde, at oversiden 37 af ambolten 33 ligger i plan med undersiden af enden 40 af tungen, nâr denne er anbragt i midten af luftgabet. Eftersom tungen udgores af en plan plade uden bojni nger, og polstykkelamellerne heller ikke 25 bojes under fremstilling og samling, vil der ikke opstâ frig0-relsesspændinger, som ellers kunne give anledning til unojag-tigheder. Samlingen og den nojagtige anbringelse af tungen i midten af luftgabet kræver derfor ikke særlige justeringspro-cedurer.

30 I begge udforelsesformer danner hver af polstykkelamellerne en fuldstændig fluksvej mellem de fikserede og bevægelige ender af ankeret eller tungen. Nâr den inagnetiske fluks langs tungen skifter retning under anvendelsen af transduceren, fortsætter 35 fluksen i hver retning gennem de samme forbindelser mellem ankeret og polstykkelamellerne. Forskellen i magnetiske egen-skaber af svejsningerne eller forbindelserne vil sâledes ikke influere pâ transducerens virkemàde.

Claims (10)

1. Elektroakustisk transducer med afbalanceret anker indehol-5 dende et par indbyrdes adski1 te permanentmagneter (11, 12; 34 35) ti 1 afgrænsning af et luftgab, en polstykkestruktur ( 10, 30. til optagelse af magneterne, og som danner et magnetfluks-kredslob til frembringelse af et magnetfelt over luftgabet, en vibrerende magnetisk tunge, hvis ene del (16, 17) er fastgjort 10 til polstykkestrukturen, og hvis anden del (18) kan vibrere i luftgabet, idet den fikserede og den vibrerende del af tungen er flade og ligger i i hovedsagen samme plan, og en spole (22), der omgiver tungen, idet arrangementet er sàledes ind-rettet, at en vibration af tungen i luftgabet indvirker pâ en 15 elektrisk strem i spolen og omvendt, hvorhos polstykkestrukturen er formet med anlægsflader (14, 9) for henholdsvis tungen og de to magneter, og tungens anlægsflade ligger i et plan, der gâr gennem luftgabet og er forskudt i forhold til et plan i midten af luftgabet med en afstand, der med tilnærmelse 20 er 1 i g med halvdelen af tykkelsen af tungen, og polstykke strukturen er stiv og direkte kontakter de modstàende, bort fra hinanden vendende flader af de to magneter og den fikserede del af tungen, kendetegnet ved, at polstykkestrukturen er formet af lameller i ét stykke, der udstrækker 25 sig kontinuert mellem monteringsfladerne for magneterne, og ved hvilke enderne danner anlægsfladen for tungen og monteringsf 1 aderne for magneterne, idet hver af lamellerne ligger i et plan vinkelret pà planet af tungen.

2. Transducer ifelge krav 1, ke ndetegnet ved, at polstykkestrukturen (10) danner en ring, der omgiver luftgabet .

3. Transducer ifolge krav 2, kendetegnet ved, at 35 anlægsfladen for tungen ligger uden for ringen.

4. Transducer ifelge krav 2 eller 3, k en detegnet ved, at tungen er E-formet med de to ydre arme (16, 17) lig- DK 156359 B gende tilnærmelsesvis parallelt med midterarmen (18), idet de ydre arme er fastgjort til planparal1el1e bæreflader (14) pâ polringen, og midterarmen (18) kan vibrere i luftgabet, og aile arme ligger i samme plan.

5 B. Transducer ifolge ethvert af de foregâende krav, k e n -detegnet ved, a.t lamellerne udstrækker sig i planer vinkelret pâ den vibrerende tunge (18), idet den enkelte lame! er ringformet. 10

6. Transducer ifolge krav 1-4, kendetegnet ved, at stakken af lameller udstrækker sig i længderetningen af tungen (18), idet den enkelte lamel stàr vinkelret pâ planet af tungen . 15

7. Transducer ifolge ethvert af de foregâende krav, kendetegnet ved, at hver af lamellerne af po1stykkestruk-turen danner en fuldstændig magnetf1uksvej imellem modstâende poler af polstykkestrukturen og ogsâ udstrækker sig til dan- 20 nelse af en del af anlægsfladen for den fikserede del af tungen .

8. Transducer ifolge ethvert af de foregâende krav, kendetegnet ved, at magnetf1uksvejen strækker sig gennem 25 de samme tunge/polsstykkeforbindelser, nâr tungen vibrerer.

9. Transducer ifolge ethvert af de foregâende krav, kendetegnet ved, at hele tungen er flad og planparallel.

10. Transducer ifelge krav 1-8, kendetegnet ved, at den del (19), der forbinder armene (16, 17) og tungen (18), er bukket i et tværgâende plan. 35