EP0107777A1 - Lautsprecher mit Membrangegenkopplung - Google Patents

Lautsprecher mit Membrangegenkopplung Download PDF

Info

Publication number
EP0107777A1
EP0107777A1 EP83109246A EP83109246A EP0107777A1 EP 0107777 A1 EP0107777 A1 EP 0107777A1 EP 83109246 A EP83109246 A EP 83109246A EP 83109246 A EP83109246 A EP 83109246A EP 0107777 A1 EP0107777 A1 EP 0107777A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hall element
membrane
loudspeaker
permanent magnet
field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP83109246A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Bolz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Visaton Peter Schukat
Original Assignee
Visaton Peter Schukat
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Visaton Peter Schukat filed Critical Visaton Peter Schukat
Publication of EP0107777A1 publication Critical patent/EP0107777A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/002—Damping circuit arrangements for transducers, e.g. motional feedback circuits

Definitions

  • the invention relates to a loudspeaker of the type corresponding to the preamble of claim 1.
  • the diaphragm follows the electrical pulse in the voice coil with a time delay.
  • the membrane On the initial flank of a pulse, the membrane must first be accelerated from zero, so that the deflection in any case has a smaller gradient than the pulse flank. If the end flank of the pulse is reached, which should in itself correspond to the maximum value of the deflection, the diaphragm oscillates beyond because of its inertia and reverses its direction of movement later than the pulse.
  • the membrane When the zero point is reached, the membrane generally does not stop, but also swings in the opposite direction, in order to then periodically dampen oscillating about the zero point. This vibration behavior of the membrane causes a clearly audible distortion of the sound represented by the electrical impulses or signals.
  • the membrane negative feedback was developed inductively at an early stage.
  • the back emf induced in the voice coil of a dynamic loudspeaker during the movement is determined and fed back onto the grid of an amplifier tube.
  • This solution does not require a moving converter.
  • a second coil connected to the loudspeaker voice coil is known, which is moved in the magnetic field and supplies a voltage corresponding to the speed of the membrane.
  • the second coil is the one with a moving converter.
  • the disadvantage of the inductive transducers is the mutual influence of the two coils and the additional mass that changes the vibration behavior of the loudspeaker diaphragm.
  • capacitive membrane negative feedback in which the membrane is metallized and a metal grille that is as sound-permeable as possible is arranged at a short distance from the membrane (Funkschau 1975, Issue 22, pp. 773-776).
  • the capacitance of the capacitor thus formed changes due to the vibrations of the membrane.
  • the grid to be placed in front of the membrane is complex, annoying and dangerous because of the rather high voltage to be applied. If the distance between the membrane and the grid is made small to increase the effectiveness, there is a risk of contact and thus of a short circuit if the membrane deflects strongly.
  • the capacitive membrane negative feedback function is only satisfactory for midrange and tweeters.
  • DE patent 967 169 describes a piezoelectric element that is motionally connected to the membrane
  • Known transducer which consists of a rod-shaped piezoelectric crystal arranged perpendicular to the main direction of movement of the membrane and clamped at one end, which bends at the free end when the membrane is accelerated. The deflections depend on the acceleration, which is no longer sufficient at low frequencies to generate usable signals.
  • piezoelectric diaphragm negative feedback too, it is of course noticeable that the mass of the transducer influences the vibration behavior of the diaphragm.
  • the invention is based on the object of designing a loudspeaker with membrane negative feedback so that the structural outlay and the influencing of the vibration behavior of the membrane are low and the negative feedback can be used over a large frequency range.
  • a Hall element is to be understood as a Hall generator, in which a voltage occurs in a magnetic field transverse to the current flow, or a so-called field plate, which changes its resistance in the magnetic field.
  • a Hall element is a semiconductor component of low weight, which hardly influences the membrane and can be attached to it in a simple manner by simply gluing it on.
  • the response behavior of a Hall element is largely independent of the frequency and is practical in any case in the range of acoustic frequencies without delay. A relatively high thermal load is possible when the voice coil emits heat during operation.
  • the Hall element can be attached to the membrane and arranged in the edge field of the permanent magnet or magnets of the loudspeaker.
  • the preferred embodiment therefore has an additional magnet that is specifically assigned to the Hall element outside the field of the permanent magnet or magnets.
  • the influence by the field of the permanent magnet or magnets of the loudspeaker is the least if the Hall element is arranged according to claim 4.
  • a very important embodiment of the permanent magnet and its arrangement is given in claim 5.
  • the arrangement of the permanent magnet at an acute angle has the sense that when the Hall element is displaced, it takes up different distances from the front side of the Hall element facing it with different deflections is located in the area corresponding to different field strengths.
  • the fact that the angle is acute has the consequence that the Hall element is not too far away from the magnet in the entire deflection area and is always at a high field strength that drops uniformly according to the distance from the surface of the permanent magnet. Since the field strength decreases with 1 if a is the distance from the a surface of the permanent magnet, the signal caused by the Hall element (change in voltage or change in resistance) is proportional to the deflection.
  • the angle can be approximately 5 to 20 ° according to claim 6.
  • Claim 7 specifies an appropriate attachment of the Hall element to the membrane, wherein the carrier can be formed by the lead wires of the Hall element.
  • the Hall element can be arranged on a support body which, according to claim 9, can have an inclined recess adapted to the rod-shaped permanent magnet.
  • this support body is expediently attached to the front of this core (claim 10).
  • Claim 11 specifies a possibility to cope with the inhomogeneity of the edge field of the permanent magnet or magnets of the loudspeaker with the Hall element arranged therein.
  • the loudspeaker designated as a whole in FIG. 1 comprises a pot magnet 1 designed as a permanent magnet with a magnetic core 2 arranged concentrically therein, which leaves an annular gap 3 all around the pot magnet 1.
  • the pot magnet 1 and the core 2 are magnetized in the radial direction, so that the magnetic field extends predominantly in the annular gap 3 in the radial direction.
  • the conical chassis basket 5 is fastened to a holding ring 4 on the front of the pot magnet 1.
  • the conical membrane 6 is arranged, which is connected to the chassis basket at the outer edge of the chassis basket by a resilient edge clamping 7 and in the region of its inner end by a centering membrane 8, so that it can move easily in the axial direction radial direction, however, is performed.
  • the feed lines to the voice coil 11 are not shown.
  • a Hall element 14 is attached, which extends from the inner edge of the conical membrane 6 into its interior, i.e. forward, protrudes.
  • the carrier 13 is simply glued to the inside of the sleeve 9 connected to the membrane 6.
  • the lead wires to the Hall element 14 are denoted by 15.
  • a support body 16 made of plastic which has an approximately columnar shape and an oblique, ie with the longitudinal direction of the column 6 parallel to the direction of movement 12 of the column has an angle ⁇ forming elongated recesses 17, in which a Rod-shaped permanent magnet 18 is arranged, which is magnetized in the transverse direction.
  • the support body 16 is arranged in the immediate vicinity of the Hall element 14.
  • the length of the rod-shaped permanent magnet 18 is dimensioned such that the Hall element 14 always remains in the area close to the permanent magnet 18 in the entire deflection area of the membrane 6.
  • the innermost occurring position of the Hall element 14 is indicated by dashed lines in FIG. 1 and designated 14 ', the outermost position with 14 ".
  • the Hall element 14 in the position 14 ' is closer to the bar magnet 18 than in the position 14 ".
  • Each deflection of the diaphragm 6 thus corresponds to a certain distance from the bar magnet 18 and thus one certain field strength to which the Hall element 14 is exposed.
  • the angle ⁇ is chosen to be relatively small and in the exemplary embodiment is approximately 9 °, so that the Hall element 14 remains in the region of the undisturbed homogeneous field of the rod-shaped permanent magnet 18 during its entire stroke.
  • the rod-shaped permanent magnet 18 can simply be clamped into the recess of the support body 19 under mechanical tension, as is indicated in the cross section 19 taken at height 20 in FIG. 1.
  • the rod-shaped permanent magnet 18 can also be glued in or fixed in some other way.
  • the Hall element can be a Hall generator or a field plate. Both are flowed through during operation by a uniform current which is guided through two connecting wires 15.
  • the Hall A generator occurs in a magnetic field on the voltage electrodes of the Hall generator and on the two other lead wires 15.
  • the internal resistance changes, so that a correspondingly different voltage drop across the two other lead wires 15 is recorded.
  • the orientation of the Hall element 14 should be such that it is as perpendicular as possible to the field lines, i.e. that the plane given by the current direction and the voltage taps is as perpendicular as possible to the field lines, since then the sensitivity is greatest and not only a component of the field strength comes into effect. For the rest, however, orientation is not important, i.e. the current direction can run both vertically according to FIG. 1 and perpendicular to the plane of the drawing.
  • the Hall element 14 is actually in the middle, approximately 3 cm in front of the permanent magnet arrangement 1, 2, so that its stray field in the region of the Hall element 14 is already very weak and compared to the permanent magnet 18 has hardly any influence.
  • the magnetic field lines of the voice coil 11 run essentially parallel to the Hall element 14 and therefore do not influence it either.
  • Fig. 2 it can be seen that the signal emitted by the Hall element 14 arranged in the loudspeaker 10 is fed via the line 15 to an amplifier 22, from its output signal portion that can be determined by the voltage divider 23 is passed on to the line 24. This proportion determines the degree of negative feedback.
  • the signal of the Hall element 14 immediately reflects only the current position of the membrane 6. In the case of the distortion of the sound reproduction through the membrane 6 with respect to the electrical signal, however, the acceleration of the membrane 6 is important. This means that the signal on line 24 has to be differentiated twice in time in the differentiators 25, 25 'and is entered in this form into the output stage 26 which operates the loudspeaker 10.
  • the second differentiator 25 is only shown in dashed lines, because it is namely more advantageous to integrate the undistorted electrical signal arriving on line 27 in the integrator 28 instead of the second differentiation.
  • This has the advantage that the output signal of the differentiator 25 and the output signal of the integrator 28 have the phase difference of 180 ° necessary for the negative feedback.
  • the noise level is lower when integrated. Since the signal driving the loudspeaker 10 is greatly reduced by the negative feedback, a powerful amplification is necessary in the output stage 26.
  • a normal Hall element in the manner corresponding to FIG. 1 is attached to the inside of the sleeve 9 connected to the membrane 6.
  • the Hall element 40 is in the normal position about 1.5 cm above the magnetic core 2.
  • the change in the field strength, but also the change in the angle of incidence is used in such a signal generation that a signal that changes linearly with the stroke of the Hall element 14 results.
  • the magnetic core 2 itself to be irregularly shaped so that the Hall element 14 passes through a variable magnetic field during its stroke.
  • the Hall element 14 is glued to the inner circumference of the sleeve 9 connected to the membrane 6 and faces a bevel 32 of the magnetic core 2.
  • the Hall element 14 comes at different distances from the bevel 32 and thus in areas of different field strengths.
  • the field of the voice coil cannot produce any falsifications, since it runs parallel to the Hall element or has no component perpendicularly penetrating it.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)

Abstract

Ein Lautsprecher mit Membrangegenkopplung, bei welchem der das aus der Bewegung der Membran abgeleitete Signal erzeugende Wandler als Hall-Element (14) ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Lautsprecher der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.
  • Wegen des Beharrungsvermögens der Lautsprechermembran und der Schwingspule folgt die Membran dem elektrischen Impuls in der Schwingspule mit einer zeitlichen Verzögerung. Bei der Anfangsflanke eines Impulses muß die Membran zunächst von Null an beschleunigt werden, so daß die Auslenkung auf jeden Fall eine geringere Steigung hat als die Impulsflanke. Wird die Endflanke des Impulses erreicht, die an sich dem Maximalwert der Auslenkung entsprechen sollte, so schwingt die Membran wegen ihrer Trägheit darüber hinaus und kehrt ihre Bewegungsrichtung später ums als der Impuls. Beim Erreichen des Null-Punkts bleibt die Membran im allgemeinen auch nicht stehen, sondern schwingt in entgegengesetzter Richtung darüber hinaus, um anschließend periodisch gedämpft um den Null-Punkt pendelnd auszuschwingen. Dieses Schwingungsverhalten der Membran verursacht eine deutlich hörbare Verfälschung des durch die elektrischen Impulse bzw. Signale repräsentierten Klangs.
  • Um dieses Fehlverhalten der Membran zu korrigieren, sind verschiedene Arten von Membrangegenkopplung entwickelt worden, bei welcher ein mit der Membran bewegungsverbundener Wandler vorgesehen ist, mittels dessen ein aus der Bewegung der Membran abgeleitetes elektrisches Signal erzeugbar ist. Dieses Signal wird als Gegenkopplungssignal in die den Lautsprecher speisende Verstärkerschaltung eingekoppelt. Dadurch wird das den Lautsprecher betreibende Signal künstlich verändert, um beispielsweise eine stärkere Beschleunigung am Signalanfang und somit ein besseres Folgevehralten beim Signalanstieg und ein künstlich verfrühtes Absenken des Signals am Signalende zu erreichen.
  • Schon früh wurde die Membrangegenkopplung auf induktivem Wege entwickelt. Gemäß der GB-PS 231 972 wird die in der Schwingspule eines dynamischen Lautsprechers bei der Bewegung induzierte Gegen-EMK ermittelt und auf das Gitter einer Verstärkerröhre gegengekoppelt. Diese Lösung kommt noch ohne mitbewegten Wandler aus. Aus der GB-PS 272 622 ist jedoch eine mit der Lautsprecher-Schwingspule verbundene zweite Spule bekannt, die im Magnetfeld bewegt wird und eine der Geschwindigkeit der Membran entsprechende Spannung liefert. Die zweite Spule ist also der mit bewegte Wandler.
  • Der Nachteil der induktiven Wandler besteht in der gegenseitigen Beeinflussung der beiden Spulen und in der zusätzlichen Masse, die das Schwingverhalten der Lautsprechermembran verändert.
  • Es ist auch bereits die sogenannte kapazitive Membrangegenkopplung bekannt, bei der die Membran metallisiert wird und mit geringem Abstand vor der Membran ein möglichst schalldurchlässiges Metallgitter angeordnet wird (Funkschau 1975, Heft 22, S.773-776).
  • Durch die Schwingungen der Membran verändert sich die Kapazität des so-gebildeten Kondensators. Das vor die Membran zu setzende Gitter ist aufwendig, störend und wegen der anzulegenden ziemlich hohen Spannung gefährlich. Wenn der Abstand zwischen der Membran und dem Gitter zur Erhöhung der Wirksamkeit gering gemacht wird, besteht bei starken Ausschlägen der Membran die Gefahr der Berührung und damit des Kurzschlusses. Die Funktion der kapazitiven Membrangegenkopplung ist nur bei Mittel- und Hochtönern befriedigend.
  • Aus dem DE-Patent 967 169 ist schließlich ein mit der Membran bewegungsverbundener piezoelektrischer Wandler bekannt, der aus einem senkrecht zur Hauptbewegungsrichtung der Membran angeordneten stäbchenförmigen, an einem Ende eingespannten piezoelektrischen Kristall besteht, der sich an dem freien Ende bei Beschleunigungen der Membran durchbiegt. Die Durchbiegungen hängen von der Beschleunigung ab, die bei tiefen Frequenzen nicht mehr ausreicht, um gut brauchbare Signale zu erzeugen. Auch bei der piezoelektrischen Membrangegenkopplung ist natürlich die Beeinflussung des Schwingverhaltens der Membran durch die Masse des Wandlers merklich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lautsprecher mit Membrangegenkopplung so auszubilden, daß der bauliche Aufwand und die Beeinflussung des Schwingverhaltens der Membran gering und die Gegenkopplung über einen großen Frequenzbereich brauchbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Wandler ein Hall-Element verwendet wird (Anspruch 1).
  • Als Hall-Element soll ein Hall-Generator, bei welchem also in einem magnetischen Feld quer zum Stromfluß eine Spannung auftritt, oder eine sogenannte Feldplatte verstanden sein, die im magnetischen Feld ihren Widerstand ändert. Ein solches Hall-Element ist ein Halbleiter-Bauelement von geringem Gewicht, welches die Membran kaum beeinflußt und auf einfache Weise durch bloßes Ankleben daran befestigt werden kann. Ausserdem ist das Ansprechverhalten eines Hall-Elements von der Frequenz weitgehend unabhängig und jedenfalls im Bereich der akustischen Frequenzen praktisch verzögerungsfrei. Es ist eine relativ hohe thermische Belastung bei einer im Betrieb erfolgenden Wärmeabgabe der Schwingspule möglich.
  • Gemäß Anspruch 2 kann das Hall-Element an der Membran befestigt und im Randfeld des oder der Dauermagnete des Lautsprechers angeordnet sein.
  • Bei dieser Ausführungsform wäre zwar kein zusätzlicher Magnet erforderlich, doch können hierbei räumliche Probleme und insbesondere Probleme mit der Beeinflussung durch die Schwingspule und mit der Linearität des Ausgangssignals in Bezug auf die Bewegungsamplitude auftreten.
  • Die bevorzugte Ausführungsform weist daher einen zusätzlichen, dem Hall-Element eigens zugeordneten Magneten außerhalb des Feldes des oder der Dauermagnete auf.
  • "Außerhalb des Feldes" bedeutet natürlich "außerhalb des Polspaltes", d.h. nicht in unmittelbarer Nähe der stärksten Feldlinienkonzentration.
  • Die Beeinflussung durch das Feld des oder der Dauermagnete des Lautsprechers ist am geringsten, wenn das Hall-Element entsprechend Anspruch 4 angeordnet ist.
  • Eine sehr wichtige Ausführungsform des Dauermagneten und seiner Anordnung ist in Anspruch 5 wiedergegeben. Die Anordnung des Dauermagneten in einem spitzen Winkel hat den Sinn, daß bei einer Verlagerung des Hall-Elements dieses bei verschiedenen Auslenkungen verschiedene Abstände von der ihm zugewandten Vorderseite des Hall-Elements einnimmt und sich dabei im Bereich entsprechend unterschiedlicher Feldstärken befindet. Daß der Winkel spitz ist, hat zur Folge, daß das Hall-Element im gesamten Auslenkungsbereich sich nicht allzu weit von dem Magneten entfernt und stets in einer hohen, gleichmäßig entsprechend dem Abstand von der Oberfläche des Dauermagneten abfallenden Feldstärke befindet. Da die Feldstärke mit 1 abnimmt, wenn a der Abstand von der a Oberfläche des Dauermagneten ist, ist das durch das Hall-Element hervorgerufene Signal (Spannungsänderung oder Widerstandsänderung) proportional zur Auslenkung.
  • Der Winkel kann gemäß Anspruch 6 etwa 5 bis 20° betragen.
  • Anspruch 7 gibt eine zweckmäßige Befestigung des Hall-Elements an der Membran an, wobei der Träger durch die Zuleitungsdrähte des Hall-Elements gebildet sein kann.
  • Das Hall-Element kann an einem Stützkörper angeordnet sein, der gemäß Anspruch 9 eine dem stabförmigen Dauermagneten angepaßte schrägstehende Ausnehnung aufweisen kann.
  • Dieser Stützkörper wird bei Lautsprechern, die ein Magnetsystem mit einem Kern aufweisen, zweckmässig auf der Vorderseite dieses Kerns befestigt (Anspruch 10).
  • Anspruch 11 gibt eine Möglichkeit an, mit der Inhomogenität des Randfeldes des oder der Dauermagnete des Lautsprechers bei darin angeordnetem Hall-Element fertig zu werden.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der - Erfindung schematisch dargestellt.
    • Fig. 1 zeigt einen durch die Achse gehenden Schnitt durch den erfindungsgemäßen Lautsprecher;
    • Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Gegenkopplungsschaltung;
    • Fig. 3 zeigt schematisch ein abgewandeltes Hall-Element;
    • Fig. 4 und 5 zeigen schematisch Teilansichten entsprechend Fig. 1 weiterer Ausführungsbeispiele.
  • Der in Fig. 1 als Ganzes mit 10 bezeichnete Lautsprecher umfaßt einen als Dauermagnet ausgebildeten Topfmagneten 1 mit einem darin konzentrisch angeordneten Magnetkern 2, der zu dem Topfmagneten 1 ringsum einen Ringspalt 3 beläßt. Der Topfmagnet 1 und der Kern 2 sind in radialer Richtung magnetisiert, so daß sich das magnetische Feld ganz überwiegend in dem Ringspalt 3 in radialer Richtung erstreckt.
  • An der Vorderseite des Topfmagneten 1 ist an einem Haltering 4 der konische Chassiskorb 5 befestigt. In dem Chassiskorb 5 ist die konische Membran 6 angeordnet, die am äußeren Rand des Chassiskorbes durch eine nachgiebige Randeinspannung 7 und im Bereich ihres inneren Endes durch eine Zentriermembran 8 mit dem Chassiskorb verbunden ist, so daß sie sich leicht in axialer Richtung bewegen kann, in radialer Richtung jedoch geführt ist.
  • Mit der inneren öffnung der Membran 6 ist eine koaxiale Hülse 9 verbunden, die die Schwingspule 11 trägt und in den Ringspalt 3 eintaucht. Wird die Schwingspule 11 von einem Strom durchflossen, so entsteht in dem Magnetfeld des Ringspaltes 3 eine Kraft, die die Schwingspule 11 und die damit verbundene Membran in Achsrichtung verlagert. Durch die Einwirkung der Membran 6 auf die umgebende Luft ergeben sich dann die Schallschwingungen. Die Zuleitungen zur Schwingspule 11 sind nicht dargestellt.
  • An einem parallel zur Bewegungsrichtung 12 der Membran 6 verlaufenden länglichen Träger 13 ist ein Hall-Element 14 angebracht, welches von dem inneren Rand der konusförmigen Membran 6.in deren Innenraum, d.h. nach vorne, vorsteht. In dem Ausführungsbeispiel ist der Träger 13 einfach an die Innenseite der mit der Membran 6 verbundenen Hülse 9 angeklebt. Die Zuleitungsdrähte zu dem Hall-Element 14 sind mit 15 bezeichnet.
  • Auf der Vorderseite des Magnetkerns 2 ist ein Stützkörper 16 aus-Kunststoff befestigt, der eine etwa säulenartige Gestalt aufweist und eine schrägstehende, d.h. mit der zur Bewegungsrichtung 12 der Membran 6 parallelen Längsrichtung der Säule einen Winkel α bildende längliche Ausnehmungen 17 aufweist, in welcher ein stabförmiger Dauermagnet 18 angeordnet ist, der in Querrichtung magnetisiert ist. Der Stützkörper 16 ist in unmittelbarer Nähe des Hall-Elementes 14 angeordnet. Die Länge des stabförmigen Dauermagneten 18 ist so bemessen, daß das Hall-Element 14 im gesamten Auslenkungsbereich der Membran 6 immer in dem Bereich dicht neben dem Dauermagneten 18 verbleibt. Die innerste vorkommende Stellung des Hall-Elements 14 ist in Fig. 1 gestrichelt angedeutet und mit 14' bezeichnet, die äußerste vorkommende Stellung mit 14".
  • Durch die Schrägstellung des stabförmigen Magneten 18 befindet sich das Hall-Element 14 in der Stellung 14' in größerer Nähe zu dem Stabmagneten 18 als in der Stellung 14". Jeder Auslenkung der Membran 6 entspricht also ein bestimmter Abstand von dem Stabmagneten 18 und somit eine bestimmte Feldstärke, der das Hall-Element 14 ausgesetzt ist. Der Winkel α ist relativ gering gewählt und beträgt in dem Ausführungsbeispiel etwa 9°, damit das Hall-Element 14 während seines ganzen Hubs im Bereich des ungestörten homogenen Feldes des stabförmigen Dauermagneten 18 verbleibt. Die Orientierung des Hall-Elementes 14 zum Feldverlauf bleibt während des gesamten Hubs unverändert. Der Zusammenhang zwischen der Auslenkung der Membran 6 und dem von dem Hall-Element abgegebenen Signal ist bei der gezeigten Anordnung somit in guter Näherung linear, was für eine klangreine Übertragung von Bedeutung ist.
  • Der stabförmige Dauermagnet 18 kann in die Ausnehmung des Stützkörpers 19 einfach unter mechanischer Spannung eingeklemmt sein, wie es in dem in der Höhe 20 genommenen Querschnitt 19 in Fig. 1 angedeutet ist. Natürlich kann der stabförmige Dauermagnet 18 auch eingeklebt oder anderweitig festgelegt sein.
  • Das Hall-Element kann ein Hall-Generator oder eine Feldplatte sein. Beide werden im Betrieb von einem gleichmäßigen Strom durchflossen, der durch zwei Anschlußdrähte 15 geführt ist. Im Fall des Hall-Generators tritt in einem Magnetfeld an den Spannungselektroden des Hall-Generators und an den beiden anderen Zuleitungsdrähten 15 eine Spannung auf. Im Fall einer Feldplatte ändert sich der innere Widerstand, so daß ein entsprechend anderer Spannungsabfall an den beiden anderen Zuleitungsdrähten 15 zu verzeichnen ist.
  • Die Orientierung des Hall-Elements 14 sollte so sein, daß es möglichst senkrecht zu den Feldlinien - steht, d.h. daß die durch die Stromrichtung und die Spannungsabgriffe gegebene Ebene möglichst senkrecht zu den Feldlinien steht, da dann die Empfindlichkeit am größten ist und nicht nur eine Komponente der Feldstärke zur Wirkung kommt. Im übrigen aber kommt es auf die Orientierung nicht an, d.h. es kann die Stromrichtung sowohl gemäß Fig. 1 vertikal, als auch senkrecht zur Zeichenebene verlaufen.
  • Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung befindet sich das Hall-Element 14 tatsächlich im Mittel, etwa 3 cm vor der Dauermagnetanordnung 1,2, so daß deren Streufeld im Bereich des Hall-Elements 14 schon sehr schwach ist und im Vergleich zu dem Dauermagneten 18 kaum einen Einfluß ausübt. Die magnetischen Feldlinien der Schwingspule 11 verlaufen im wesentlichen parallel zum Hall-Element 14 und beeinflussen dieses daher ebenfalls nicht.
  • In Fig. 2 ist erkennbar, daß das von dem in dem Lautsprecher 10 angeordneten Hall-Element 14 abgegebene Signal über die Leitung 15 auf einen Verstärker 22 gegeben wird, von dessen Ausgangssignal ein durch den Spannungsteiler 23 bestimmbarer Anteil auf die Leitung 24 weitergegeben wird. Dieser Anteil bestimmt den Gegenkopplungsgrad.
  • Das Signal des Hall-Elements 14 gibt unmittelbar nur die momentane Stellung der Membran 6 wieder. Bei den Verzerrungen der Schallwiedergabe durch die Membran 6 gegenüber dem elektrischen Signal kommt es jedoch auf die Beschleunigung der Membran 6 an. Das bedeutet, daß das auf der Leitung 24 anstehende Signal zweimal in den Differentiatoren 25,25' zeitlich differenziert werden muß und in dieser Form der den Lautsprecher 10 betreibenden Endstufe 26 eingegeben wird.
  • In Fig. 2 ist der zweite Differentiator 25' nur gestrichelt dargestellt, weil es nämlich vorteilhafter ist, anstelle der zweiten Differentiation das auf der Leitung 27 ankommende unverzerrte elektrische Signal in dem Integrator 28 einmal zu integrieren. Dies hat den Vorteil, daß das Ausgangssignal des Differentiators 25 und das Ausgangssignal des Integrators 28 den zur Gegenkopplung notwendigen Phasenunterschied von 180° aufweisen. Außerdem ist bei der Integration der Rauschpegel niedriger. Da sich das den Lautsprecher 10 betreibende Signal durch die Gegenkopplung stark vermindert, ist in der Endstufe 26 eine kräftige Verstärkung notwendig.
  • Statt für das Hall-Element 14 einen eigenen Magneten vorzusehen, ist es auch möglich, sich des Randfeldes der ohnehin vorhandenen Dauermagnete 1,2 zu bedienen und ein Hall-Element 21 an der Hülse 9 an der strichpunktiert angedeuteten Stelle anzubringen. In diesem Bereich ist das Magnetfeld nicht mehr homogen wie in dem Ringspalt 3, sondern es liegen Randinhomogenitäten vor, die beim Durchfahren ein Hall-Signal ergeben. Allerdings ist bei einem normal, d.h. rechteckig geformten Hall-Element 21 der lineare Zusammenhang zwischen der Auslenkung der Membran 6 und dem erzeugten Signal nicht mehr gegeben. Dieser Zusamzmenhang könnte wenigstens näherungsweise durch entsprechende Umrißgestaltung des Hall-Elements 21 wiederhergestellt werden, wie in Fig. 3 angedeutet, in der die magnetischen Feldlinien senkrecht zur Zeichenebene stehen und 30 die Bewegungsrichtung angibt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist ein normales Hall-Element in der Fig. 1 entsprechenden Weise an der Innenseite der mit der Membran 6 verbundenen Hülse 9 angebracht. Das Hall-Element 40 befindet sich in der Normallage etwa 1,5 cm oberhalb des Magnetkerns 2. Auf dem Magnetkern 2 sitzt ein Polstück 31, dessen dem Hall-Element 14 zugewandte Seite im Bereich des Hubes des Hall-Elements 14 in bestimmter Weise geformt ist. Hierbei wird nicht nur die Änderung der Feldstärke, sondern auch die Änderung des Einfallswinkels bei einer derartigen Signalerzeugung ausgenutzt, daß sich ein im wesentlichen mit dem Hub des Hall-Elements 14 linear veränderliches Signal ergibt.
  • Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, kann, statt dem Hall-Element 14 einen eigenen Magneten (Fig. 1) oder ein besonderes Polstück (Fig. 4) zuzuordnen, der Magnetkern 2 selbst unregelmäßig geformt sein, damit das Hall-Element 14 bei seinem Hub ein veränderliches Magnetfeld durchläuft. Das Hall-Element 14 ist in diesem Ausführungsbeispiel auf den Innenumfang der mit der Membran 6 verbundenen Hülse 9 aufgeklebt und steht einer Abschrägung 32 des Magnetkerns 2 gegenüber. Beim Hub kommt das Hall-Element 14 in verschiedene Abstände von der Abschrägung 32 und somit in Bereiche verschiedener Feldstärken. Das Feld der Schwingspule kann hierbei keine Verfälschungen erzeugen, da es parallel zum Hall-Element verläuft bzw. keine dieses senkrecht durchsetzende Komponente aufweist.

Claims (11)

1. Lautsprecher mit Membrangegenkopplung mit einem mit der Membran bewegungsverbundenen Wandler, mittels dessen ein aus der Bewegung der Membran abgeleitetes elektrisches Signal erzeugbar ist, welches als Gegenkopplungsspannung in die den Lautsprecher speisende Verstärkerschaltung einkoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler ein Hall-Element (14) (Hall-Generator oder Feldplatte) ist.
2. Lautsprecher nach Anspruch 1 mit einer in einem Dauermagnetfeld angeordneten Schwingspule, dadurch gekennzeichnet, daß das Hall-Element (21) an der Membran (6) befestigt und im Randfeld des oder der Dauermagnete (1,2) angeordnet ist.
3. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hall-Element (14) an der Membran (6) befestigt und ein zusätzlicher Magnet (18) außerhalb des Feldes des oder der Dauermagnete (1,2) angeordnet ist.
4. Lautsprecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hall-Element (14) so angeordnet ist, daß es parallel zu den Feldlinien des oder der Dauermagnete (1,2) schwingt.
5. Lautsprecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe des Hall-Elements (14) ein stabförmiger, quer zu seiner Längsrichtung magnetisierter Dauermagnet (18) vorgesehen Ist, der mit seiner Längsachse zur Bewegungsrichtung (12) des Hall-Elements (14) einen sehr spitzen Winkel (α) bildet.
6. Lautsprecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) etwa 5 bis 20° beträgt.
7. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hall-Element (14) an einem stabförmigen, parallel zur Bewegungsrichtung (12) der Membran (6) verlaufenden Träger (13) vor der Membran (6) angeordnet ist.
8. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hall-Element (14) an einem gegenüber dem Chassis des Lautsprechers (10) feststehend angeordneten Stützkörper (16) gehalten ist.
9. Lautsprecher nach Anspruch 8, dadurch ge- - kennzeichnet, daß der Stützkörper (16) länglich ist, sich im wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung (12) der Membran (6) erstreckt und eine unter dem Winkel (α) zu seiner Längsrichtung verlaufende Ausnehmung (17) zur Aufnahme des stabförmigen Dauermagneten (18) aufweist.
. 10. Lautsprecher nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichent, daß der Stützkörper (16) auf der Vorderseite des Kerns (2) der Dauermagnetanordnung (1,2) des Lautsprechers (10) befestigt ist.
11. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld, insbesondere das Randfeld, durch entsprechende Formgestaltung des Hall-Elements (21) in einer im wesentlichen senkrecht zu den Feldlinien des Magnetfeldes stehenden Ebene und/oder durch im Magnetfeld angeordnete zusätzliche Polstücke bzw. Formgestaltungen an der Magnetanordnung derart beeinflußt sind, daß sich ein gewünschter, insbesondere zumindest näherungsweise linearer Zusammenhang zwischen der Auslenkung der Membran (6) und dem Signal des Hall-Elements (21) ergibt.
EP83109246A 1982-10-08 1983-09-19 Lautsprecher mit Membrangegenkopplung Withdrawn EP0107777A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823237262 DE3237262C1 (de) 1982-10-08 1982-10-08 Lautsprecher mit Membrangegenkopplung
DE3237262 1982-10-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0107777A1 true EP0107777A1 (de) 1984-05-09

Family

ID=6175221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP83109246A Withdrawn EP0107777A1 (de) 1982-10-08 1983-09-19 Lautsprecher mit Membrangegenkopplung

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0107777A1 (de)
DE (1) DE3237262C1 (de)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2189967A (en) * 1986-04-09 1987-11-04 David Clifford Lane Loudspeaker
EP0837452A2 (de) * 1996-10-18 1998-04-22 Carrier Corporation Rauschunterdrückungsanordnung
EP0838973A1 (de) * 1996-09-25 1998-04-29 Carrier Corporation Lautsprecherphasenverzerrungsteuerung durch Geschwindigkeitsrückkopplung
DE102008050736A1 (de) 2007-10-11 2009-04-16 Humaticsweb Gmbh Technische Verfahren und Einrichtungen zur Erhöhung der Sicherheit von Kompetenzspektren im Internet
DE102008012187A1 (de) 2008-03-03 2009-09-10 Humaticsweb Gmbh Darstellung von Bildschirminhalten in Abhängigkeit von Kompetenzfunktionen
DE102008017914A1 (de) 2008-04-08 2009-10-15 Humaticsweb Gmbh Übernahme von Datenbeständen in Darstellungen von Kompetenzfunktionen
DE102008024002A1 (de) 2008-05-18 2009-11-19 Humaticsweb Gmbh Automatisierte Zusammenstellung von Kompetenzprofilen aus Daten im Internet
DE102008052567A1 (de) 2008-10-21 2010-04-22 Shuccle Ag Technische Verfahren und Einrichtungen zur Ermittlung von Messwerten für die Steuerung ökonomischer Systeme
DE102008064035A1 (de) 2008-12-22 2010-07-01 Shuccle Ag Verfahren und technische Einrichtungen für die Nutzung von Avataren mit Kompetenz-bzw. Konsumprofilen
DE102009030216A1 (de) 2009-06-23 2010-12-30 Humaticsweb Gmbh Technische Verfahren und Einrichtungen zur Darstellung von statischen Eigenschaften von Balken in Balkendiagrammen in dynamischer Form
DE102009060808A1 (de) 2009-12-24 2011-06-30 shuccle AG, 21521 Hinterlegung von Nachrichten für anonyme Nutzer von Kompetenzprofilen
DE102010005548A1 (de) 2010-01-22 2011-07-28 shuccle AG, 21521 Standardisierte Fensterverwaltung für Lernkurse im Internet
EP4145855A1 (de) * 2021-08-23 2023-03-08 Alps Alpine Co., Ltd. Lautsprecher
US11805367B2 (en) 2021-03-25 2023-10-31 Alps Alpine Co., Ltd. Speaker
US11979728B2 (en) 2021-03-25 2024-05-07 Alps Alpine Co., Ltd Speaker

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3426231C2 (de) * 1984-07-17 1986-11-06 T+A elektroakustik GmbH, 4900 Herford Vorrichtung zur Gegenkopplung eines Lautsprechers
US6574346B1 (en) * 1999-04-26 2003-06-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Bass reproduction speaker apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB976783A (en) * 1961-11-27 1964-12-02 Gen Precision Inc Hall effect translating device
GB1109220A (en) * 1965-12-17 1968-04-10 Clark Equipment Co Displacement sensing transducer
US3408575A (en) * 1965-04-23 1968-10-29 Westinghouse Electric Corp Receiving apparatus using hall effect feedback control
FR2296985A1 (fr) * 1975-01-02 1976-07-30 Lan Yan Fock Alain Compteur-comparateur pour l'asservissement d'un haut-parleur electrodynamique
DE2658528A1 (de) * 1976-12-23 1978-06-29 Siemens Ag Vorrichtung zur galvanomagnetischen lagerueckmeldung fuer elektrodynamische antriebe

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB231972A (en) * 1924-01-29 1925-04-16 Paul Gustavus Adolphus Helmuth Improvements in or relating to thermionic amplifying circuits for telephony
GB272622A (en) * 1926-03-20 1927-06-20 Adrian Francis Sykes Damping electrically operated vibration devices
DE967169C (de) * 1952-06-20 1957-10-17 Werner Holle Dr Ing Gegenkopplungsanordnung fuer elektrodynamische Lautsprecher

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB976783A (en) * 1961-11-27 1964-12-02 Gen Precision Inc Hall effect translating device
US3408575A (en) * 1965-04-23 1968-10-29 Westinghouse Electric Corp Receiving apparatus using hall effect feedback control
GB1109220A (en) * 1965-12-17 1968-04-10 Clark Equipment Co Displacement sensing transducer
FR2296985A1 (fr) * 1975-01-02 1976-07-30 Lan Yan Fock Alain Compteur-comparateur pour l'asservissement d'un haut-parleur electrodynamique
DE2658528A1 (de) * 1976-12-23 1978-06-29 Siemens Ag Vorrichtung zur galvanomagnetischen lagerueckmeldung fuer elektrodynamische antriebe

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2189967A (en) * 1986-04-09 1987-11-04 David Clifford Lane Loudspeaker
EP0838973A1 (de) * 1996-09-25 1998-04-29 Carrier Corporation Lautsprecherphasenverzerrungsteuerung durch Geschwindigkeitsrückkopplung
EP0837452A2 (de) * 1996-10-18 1998-04-22 Carrier Corporation Rauschunterdrückungsanordnung
EP0837452A3 (de) * 1996-10-18 2001-01-24 Carrier Corporation Rauschunterdrückungsanordnung
DE102008050736A1 (de) 2007-10-11 2009-04-16 Humaticsweb Gmbh Technische Verfahren und Einrichtungen zur Erhöhung der Sicherheit von Kompetenzspektren im Internet
DE102008012187A1 (de) 2008-03-03 2009-09-10 Humaticsweb Gmbh Darstellung von Bildschirminhalten in Abhängigkeit von Kompetenzfunktionen
DE102008017914A1 (de) 2008-04-08 2009-10-15 Humaticsweb Gmbh Übernahme von Datenbeständen in Darstellungen von Kompetenzfunktionen
DE102008024002A1 (de) 2008-05-18 2009-11-19 Humaticsweb Gmbh Automatisierte Zusammenstellung von Kompetenzprofilen aus Daten im Internet
DE102008052567A1 (de) 2008-10-21 2010-04-22 Shuccle Ag Technische Verfahren und Einrichtungen zur Ermittlung von Messwerten für die Steuerung ökonomischer Systeme
DE102008064035A1 (de) 2008-12-22 2010-07-01 Shuccle Ag Verfahren und technische Einrichtungen für die Nutzung von Avataren mit Kompetenz-bzw. Konsumprofilen
DE102009030216A1 (de) 2009-06-23 2010-12-30 Humaticsweb Gmbh Technische Verfahren und Einrichtungen zur Darstellung von statischen Eigenschaften von Balken in Balkendiagrammen in dynamischer Form
DE102009060808A1 (de) 2009-12-24 2011-06-30 shuccle AG, 21521 Hinterlegung von Nachrichten für anonyme Nutzer von Kompetenzprofilen
DE102010005548A1 (de) 2010-01-22 2011-07-28 shuccle AG, 21521 Standardisierte Fensterverwaltung für Lernkurse im Internet
US11805367B2 (en) 2021-03-25 2023-10-31 Alps Alpine Co., Ltd. Speaker
US11979728B2 (en) 2021-03-25 2024-05-07 Alps Alpine Co., Ltd Speaker
EP4145855A1 (de) * 2021-08-23 2023-03-08 Alps Alpine Co., Ltd. Lautsprecher

Also Published As

Publication number Publication date
DE3237262C1 (de) 1983-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3237262C1 (de) Lautsprecher mit Membrangegenkopplung
DE1815694C2 (de) Elektrodynamisches Wandlersystem
DE2932942C2 (de)
DE19616794B4 (de) Lautsprecher
DE3208030C2 (de) Vorrichtung zum Verstellen eines Objektivs in einer zu seiner optischen Achse und zu einer Spurrichtung rechtwinkligen Spurführungsrichtung
DE2821617C2 (de) Mikrophon mit einer Anordnung zur Unterdrückung von Körperschall
DE1941569B2 (de) Elektromagnetischer Mehrkanal-Tonabnehmer
DE2311549A1 (de) Schwingungsgenerator zum erzeugen geradliniger schwingungen, insbesondere zur anwendung bei der spektrometrie mittels moessbauer-effekt
DE868076C (de) Einrichtung zur elektro-mechanischen Schwingungsuebertragung
EP0492142A2 (de) Antriebssystem für langhubige Tieftonlautsprecher
EP0242856B1 (de) Koaxiallautsprecher
DE3524280C2 (de)
DE2451650C3 (de) Tonabnehmereinsatz zur Wiedergabe von Mehrkanalsignalen
DE2943054A1 (de) Dynamischer lautsprecher
DE3006283C2 (de) Stereophoner elektrodynamischer Tonabnehmereinsatz
DE902015C (de) Druckkammerlautsprecher
DE3724256A1 (de) Funktionsweise einer schaltungsanordnung zum betrieb von graviersystemen fuer die gravur von druckformen
DE2530838A1 (de) Tonabnehmereinsatz
DE102006002875A1 (de) Schallwandler-Magnetsystem und Magnetsystem für einen Schallwandler
DE19523682A1 (de) Lautsprecher
DE3046551C2 (de)
EP0081780A1 (de) Elektrodynamischer Wandler
DE678813C (de) Elektromagnetisches Lichtsteuergeraet
DE1134527B (de) Elektromechanischer Wandler mit Gegenkopplung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallschwingungen in Einkomponentenschrift
AT166208B (de) Elektromechanischer Schwingungsumformer

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH FR GB IT LI LU NL SE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19850110

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: BOLZ, MICHAEL