DK175977B1 - Akustisk transducer med bånd - Google Patents

Description

DK 175977 B1

Side 1

Den foreliggende opfindelse angår en elektromagnetisk transducer til reproduktion af lydbølger af den i krav l's indledning angivne art og et bånd til reproduktion af lydbølger af den i krav 10's angivne art.

5

Mest anvendt er punktformede (også kaldet kegleformede) akustiske transducere, som anvendes i de fleste hifi højttalere. Kendetegnet ved en punktformet transducer er den udstråler lyd i alle retninger, fremad, både op og ned, samt til begge sider. Denne form for transducere er meget populære, da de er let at fremstille. Ulempen ved højttalere, der benytter 10 punktformede akustiske transducere, er de skaber rum-refleksioner. Dette betyder, at lydkvaliteten som opfattes af en lyttende person, der opholder sig i et lokale med en sådan højttaler, ændre sig, hvis den pågældende person bevæger sig rundt i lokalet. Senest er der set eksempler på eliminering af problemet ved hjælp af reflektorer. Dette princip vil dog aldrig opnå samme akustiske fordele, som højttalere der konstrueres med lange lodrette bånd- og 15 plan-magnetiske transducere, idet lyden fra højttalere med punktformede transducere, der er sammenbygget med reflektorer, reducerer lydtrykket med 6 dB hver gang den lyttende person fordobler afstanden til en sådan højttaler. Ligeledes drives membranen på en punkformet transducer afen svingspole ophængt i et magnetfelt, hvormed den altid vil være langsommere end en transducer uden svingspole, hvorfor samme akustiske præcision altid vil være dårligere 20 end højttalere der benytter sig af bånd-transducere og/eller plan-magnetiske transducere.

Mindre anvendt er bånd-transducere og plan-magnetiske transducere. Kendetegnet ved begge typer er de har elektrisk ledende baner, der er spændt op i et magnetfelt, hvorfor de udsender lydfrekvente svingninger, når der påtrykkes en løbende vekselstrøm igennem deres elektrisk 25 ledende baner.

En membran på en bånd-transducer består af et bånd med en eller flere elektrisk ledende baner, hvor båndet er udspændt i hver ende og ophængt imellem et magnetfelt, således membranen hænger lodret imellem magneterne, der danner magnetfeltet, imens siderne på en 30 bånd-transducer hænger fri, hvorfor der opstår akustisk kortslutning omkring båndets kanter. Derfor kan særdeles lette bånd reproducerer højere frekvenser end smalle frithængende bånd.

En membran på en plan-magnetisk transducer limes eller klæbes ovenpå eller imellem et magnetfelt, hvor der på membranen er monteret elektrisk ledende baner og hvorfor 35 membranen ikke har åbninger i siderne, således der ikke opstår akustisk lækage eller akustisk kortslutning omkring båndets kanter. Ligeledes er kendetegnet for dem begge, at de typisk har en membran, hvor den elektriske leder enten er lavet af rent aluminiumsfolie, eller aluminiumsfolie limet eller ætset på f.eks. Mylar, Kapton folie eller andet let materiale.

. 40 Kendetegnet ved både en plan-magnetisk transducer og en bånd-transducer er, at de becjge kun udstråler lyd i vandret retning, hvorfor lydrefleksioner fra loft og gulv helt kan undgaes. Denne teknik ser man oftest anvendt til højfrekvent transducere, populær kaldet bånddiskanter. Årsagen til dette er de kan fremstilles for en rimelig pris. De har typisk meget korte bånd-membraner, hvorfor lytterens øre skal placeres præcis i samme højde som 45 bånddiskanten. Der findes dog højttalere, som både har en meget lang bånddiskant, en meget lang plan-magnetisk mellemtone og en meget lang plan-magnetisk bas, men der findes ikke ret mange af denne type, idet fremstillingsprocessen er meget besværlig og derfor kostbar. Selvom fremstillingsprocessen er besværlig og kostbar, så har denne type højttalere mange akustiske fordele, f.eks. reduceres lydtrykket kun med ca. 3 dB, når den lyttende person 50 fordobler afstanden til højttaleren.

Med opfindelsen ifølge krav 1 vil lytteren opleve et lydbilled der er fri for refleksioner fra loft og gulv, hvorfor lydbilledet opleves meget mere klart og forvrængningsfrit. Nar opfindelsen 55 realiseres som en lang enhed kan dette lydbilled opleves uden tab af højfrekvente detaljer, uanset om lytteren sidder ned, står op eller bevæger sig rundt i rummet. Ligeledes reduceres lydtrykket kun med ca. 3dB, når lytteren fordobler afstanden til opfindelsen.

Side 2 DK 175977 B1 I opfindelsen, ifølge krav 1, indgår en bånd-membran, ifølge krav 10, der er fremstillet af et 60 magnetisk tiltrækkende materiale. Sammenlignet med traditionelle bånd-transducere og planmagnetiske transducere, vil opfindelsens membran på grund af den tiltrækkes af magnetkraften derfor falde meget hurtigere tilbage til udgangspositionen på magneterne efter der er tilført et elektrisk signal, hvorfor man vil opleve reduktion af akustisk forvrængning og resonanser.

65

Fremstillingsprocessen af opfindelsen er oaså simpel. Når opfindelsen sammenlignes med hidtil kendte plan-magnetiske transducere, sa undgår man at lime eller klæbe opfindelsens membran-bånd fast til rammen eller profilet, idet opfindelsens membran består af et materiale, som er magnetisk tiltrækkende, således båndet selv hænger fast på magneterne uden brug af 70 klæbestof, hvorfor akustisk lækage og akustisk kortslutning omkring båndets kanter undgåes.

Ved at placere opfindelsens magneter meget tæt i en ramme eller profil, dvs. når afstanden er mindre end 19 mm (lig % inch) flytter man ligeledes den såkaldte hulrum-resonans over det hørbare frekvensområde. Dette problem opstar i hidtil kendte plan-magnetiske transducere, 75 hvorfor der typisk anvendes notch filter i delefiltrene til hidtil kendte plan-magnetiske transducere. Et filter til kompensering af hulrum-resonansen er derfor ikke nødvendig til opfindelsen, kun hvis opfindelsen realiseres med bredere hulrum end 19mm.

Når opfindelsen sammenlignes med hidtil kendte bånd-transducere, undgår man rasle-lyde, 80 som fremkommer fra hidtil kendte bånd-transducere ved afspilning af signaler med højt lydtryk. Årsagen til rasle-lydene er at båndet klapre mod side-magneterne ved reproduktion højt lydtryk. Da opfindelsen bånd, som udgør membranen, selv hænger fast på magneternes overflade undgår man ligeledes at opstramme båndet, hvorfor man nedsætter den såkaldte guitar-streng resonansfrekvens, som opleves fra hidtil kendte bånd-transducere med 85 opstrammede bånd.

Sammenlignet med hidtil kendte bånd-transducere har opfindelsen en større rubusthed, idet båndet er mere solid end f.eks. tynd aluminiumsfolie. Endvidere vil temperaturændringer i lyttemiljøet ikke påvirke båndet, som ved traditionelle bånd-transducere og plan-magnetiske 90 transducere, da opfindelsen ikke benytter sig af et opstrammet bånd.

Ligeledes kan opfindelsen også dække over et større frekvensområde end traditionelle båndtransducere. Populær sagt, så reproducerer opfindelsen lyd i hele mellemtone og diskant området.

95

Da opfindelsen har en meget slank udformning og kan betragtes som ikke at have nogen baffel elimineres diffraktioner. Dette betyder midlertidig, at opfindelsen skal monteres i en baffel eller kabinet, således man undgår akustisk kortslutning omkring opfindelsen, hvormed den nedre grænsefrekvens sættes ned. Hvis opfindelsen monteres i en baffel eller kabinet, så bør baflen 100 eller kabinettet udformes med afrundede kanter, således diffraktioner og kantrefleksioner undgåes.

Side 3 DK 175977 B1

Den foreliggende opfindelse består af et bånd, der er lavet af et materiale, som tiltrækkes af 105 magnetisme, hvilket er ensbetydende med at båndet indeholder jernpartikler eller andet materiale, som tiltrækkes af magnetisme. På båndet er der et elektrisk ledende materiale, som er ætset eller skåret ud i en eller flere baner. Båndet med en eller flere elektrisk ledende baner monteres oven på en ramme eller profil, hvori der er monteret magneter, således der opstår et magnetfelt. Den magnetiske kraft fra magneternes nord og sydpol holder båndet ind mod 110 magneterne, således der ikke opstår akustisk kortslutning eller akustisk lækage omkring båndets kanter, for samtidig at eliminere rasle-lyde. Begge ender af båndet er fastgjort til rammen eller profilet, således der kan sendes vekselstrøm igennem båndet. Nar der sendes vekselstrøm igennem det elektrisk ledende materiale på båndet, vil båndet gå i svingninger, hvorfor der flyttes luft, hvilket er ensbetydende med der nu fremkaldes en akustisk lyd.

115

Ved at anvende et materiale til opfindelsens bånd-membran, der tiltrækkes af magnetisme, opnåes den fordel at siderne på bånd-membranen selv hænger fast på de omkringværende 120 magneter, hvorfor man undgår akustisk lækage og akustisk kortslutning omkring båndets kanter. Organer til at fastholde båndet i top og bund skal derfor ikke benyttes til at udspænde båndet, men blot etablerer kontakt til båndets elektriske ledende baner, således opfindelsens membran kan påtrykkes vekselstrøm.

125 Da opfindelsens membran tiltrækkes af magnetisme spares ligeledes fastklæbningsproceduren af siderne på bånd-membranen under fremstillingsprocessen, hvilket også betyder evt. reparation af opfindelsen er simpelt.

Det magnetisk tiltrækkende bånd kan f.eks. være lavet af samme materiale i lighed med et 130 databånd, audiobånd eller videobånd, som af sig selv vil blive tiltrukket af magnetisme.

På båndet, som tiltrækkes af magnetisme, er der limet, ætset eller påtrykt et elektrisk ledende materiale, som består af en eller flere baner. Det elektrisk ledende materiale kan f.eks. bestå af kobberfolie, sølvfolie, aluminiumfolie eller andet, som er elektrisk ledende. Det magnetiske 135 tiltrækkende bånd med en eller flere elektrisk ledende baner monteres oven på et magnetfelt, som består af en eller flere magneter. Magneterne kan være permanente eller elektromagnetiske.

Imellem magneterne og båndet, som tiltrækkes af magnetisme, kan der være monteret et 140 blødt materiale, f.eks. en strimmel tynd bomuld tekstil, således båndet ikke direkte har kontakt med magneterne, hvorfor rasle-lyde og akustisk forvrængning elimineres ved ekstremt højt lydtryk.

Opfindelsen udstråler kun lyd i vandret retning, hvorfor lodrette refleksioner til loft og gulv helt 145 undgåes.

Med opfindelsen vil den lyttende person opleve samme detaljer og lydbilled, selvom lytteren sidder ned, står op, eller bevæger sig rundt i lokalet. Ligeledes reduceres lydtrykket kun med ca. 3dB, når lytteren fordobler afstanden til opfindelsen.

Side 4 DK 175977 B1

Fig. 1. viser en plan-magnetisk transducer ifølge opfindelsen set i perspektiv.

Fig. 2. viser detalje af øverste del ifølge opfindelsen før fastgørelse af bindet.

155 Fi<j. 3. viser detalje af ifølge opfindelsen hvorledes båndet selv holder sig fast pa magneterne.

Fig. 4. viser detalje af nederste del, ifølge opfindelsen, når båndet er fastgjort.

160

Fig. 1 til og med fig. 4 viser en praktisk udførsel af opfindelsen, hvor opfindelsen er placeret på en fod. Opfindelsen kan dog også placeres i en baffel eller kabinet for således at nedsætte 165 nedre grænsefrekvens. Ligeledes kan opfindelsen placeres på en væg eller hænge i wire.

1 eksemplet, som er vist i figur 1 til 4, er båndet lavet af to strimler videobånd, der tiltrækkes af magnetisme. Imellem de to strimler videobånd er der anbragt en strimmel lavet af aluminiumsfolie. Alle strimler er fastgjort på et stykke tape, hvilket udgør det komplette bånd. 170 Det komplette bånd er fastgjort i begge ender med to stykker print i hver ende, således der kan tilsluttes et elektrisk signal til båndet. Printene kunne undgåes, når blot der etableres en mulig kontaktvej til båndets elektrisk ledende materiale. I stedet kunne der f.eks. bruges dobbeltklæbende tape. Båndet to sider holder sig selv fast til magneterne, hvormed akustisk kortslutning og akustisk lækage undgås.

175 o

Bandet kan også være lavet af et stykke bredt bånd, som tiltrækkes af magnetisme, hvorpå der montereset elektrisk ledende materiale. Endvidere kan båndet også være lavet af et stykke materiale, som både tiltrækkes af magnetisme og som også er elektrisk ledende.

180 Lyttetests og akustiske målinger har demonstreret, at opfindelsen har stor overlegenhed i forhold til hidtil kendte akustiske bånd-transducere og akustiske plan-magnetiske transducere.

Claims (10)

185 Patentkrav

1. En akustisk transducer, som omfatter et bånd, der har et eller flere elektrisk ledende baner, og som er monteret i eller oven på en ramme eller profil, der indeholder magneter, og hvor der med magneternes samvirke kan løbe en strøm gennem båndets elektrisk ledende bane eller 190 baner, hvorved der frembringes lydfrekvente svingninger i båndet, kendetegnet ved, at båndets materiale tiltrækkes af magnetisme, så en del af båndet kan fastholde sig selv til magneterne.

2. En akustisk transducer ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hele båndet eller båndets 195 kanter, hvis materiale tiltrækkes af magnetisme, kan fastholde båndet til magneterne, der er monteret i en ramme eller profil og hvor et eller flere elektriske baner kan være placeret på en side af båndet eller på begge sider af båndet, eller hvor båndets materiale er elektrisk ledende.

3. En akustisk transducer ifølge krav 1, kendetegnet ved, at omfatte et eller flere 200 organer til at fastholde båndet i øverste eller begge ender.

4. En akustisk transducer ifølge krav 1, kendetegnet véd, at magneterne kan være permanente eller elektromagnetiske. 205

5. En akustisk transducer ifølge krav 1, kendetegnet ved, at magneterne kan placeret tæt, således hulrumsresonansen kan bringes op over det hørbare frekvensområde eller ved større afstand imellem magneterne kan hulrummet dæmpes, eller hulrummet kan have skrå overflader, således hulrum resonansen elimineres. 210

6. En akustisk transducer ifølge krav 1, kendetegnet ved, at omfatte en ramme eller profil, der kan være magnetisk, således magneternes kraft forstærkes igennem magnetisk kortslutning på bagsiden af rammen eller profilet.

7. En akustisk transducer ifølge krav 1, kendetegnet ved, at et blødt materiale kan 215 monteres imellem magneterne og båndet, således bandet ikke har direkte kontakt med magneterne, hvorfor raslelyde og akustisk forvrængning elimineres.

8. En akustisk transducer ifølge krav 1, kendetegnet ved, at omfatte en ramme eller profil, der enten er åben eller lukket eller dæmpet på bagsiden, hvormed opfindelsen kan 220 implementeres som en monopol transducer med kun fremad udstråling, eller kan implementeres som en dipol transducer med udstråling både fremad og bagud.

9. En akustisk transducer ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den kan placeres i baffel eller i et kabinet eller på væg eller på fod eller kan ophænges i wire. 225

10. Et bånd til reproduktion af lydbølger, og som har et eller flere elektrisk ledende baner, idet en eller flere elektriske baner kan være placeret på en side af båndet eller på begge sider af båndet, eller hvor båndets materiale er elektrisk ledende, kendetegnet ved, at hele båndet eller båndets kanter omfatter et materiale, der 230 tiltrækkes af magnetisme og kan fastholde sig selv til magneter.