EP1525774A1 - Schallwandler mit kleiner rückvolumenkammer - Google Patents

Schallwandler mit kleiner rückvolumenkammer

Info

Publication number
EP1525774A1
EP1525774A1 EP03787671A EP03787671A EP1525774A1 EP 1525774 A1 EP1525774 A1 EP 1525774A1 EP 03787671 A EP03787671 A EP 03787671A EP 03787671 A EP03787671 A EP 03787671A EP 1525774 A1 EP1525774 A1 EP 1525774A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sound transducer
membrane
back volume
transducer
volume chamber
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Withdrawn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
EP03787671A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Holger Petersen
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.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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
Priority claimed from DE10328380A external-priority patent/DE10328380A1/de
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1525774A1 publication Critical patent/EP1525774A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/03—Constructional features of telephone transmitters or receivers, e.g. telephone hand-sets
    • H04M1/035—Improving the acoustic characteristics by means of constructional features of the housing, e.g. ribs, walls, resonating chambers or cavities
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K13/00—Cones, diaphragms, or the like, for emitting or receiving sound in general
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
    • G10K9/13—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using electromagnetic driving means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/225—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only  for telephonic receivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
    • H04R1/2803—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means for loudspeaker transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/11—Transducers incorporated or for use in hand-held devices, e.g. mobile phones, PDA's, camera's

Definitions

  • the present invention relates to a playback sound transducer for communication terminals.
  • playback sound converters are required for listening, open listening / hands-free speaking and for signaling functions.
  • a prerequisite for the miniaturization of the communication terminals is the reduction in the number of components and the miniaturization of each individual component.
  • the reduction in the number of components is all the more important if the manufacturing costs are also considered.
  • a summary of the wrestler and earpiece functions that are required in every communication terminal), hands-free calling and listening to entertainment functions (eg: radio, MP3 player) is thus an important volume and cost criterion, so that the use of several specialized converters is unfavorable.
  • the object of the present invention is therefore to implement a multiple function (earpiece, wrestler, hands-free loudspeaker) with only one sound transducer. Integration should also be made possible in those housing shapes that only provide small, leaky or undefined volumes behind the converter.
  • a sound transducer which is characterized by a mechanical transducer structure with a small closed back volume chamber in relation to the transducer, which is an integral part of the function of the sound transducer, the ratio between membrane mass and back volume being chosen such that a predetermined lower limit of a desired transmission range is reached, and the spring stiffness of the membrane clamping is chosen to be so low, that it is significantly below the spring stiffness of the enclosed back volume.
  • the required stable frequency characteristic is generated by a back volume chamber which is permanently assigned to the converter.
  • the air volume contained therein will be smaller than the total air chambers present in the communication terminal. If conventional converter technology were used, the resulting lower limit frequency of the transmission range would rise into unacceptable ranges.
  • the converter according to the invention is already designed for the stably coupled small back volume when it is dimensioned.
  • a prerequisite for a suitable adjustment is an extraordinary increase in the membrane mass, as well as a strong reduction in the rigidity of the membrane clamping (see page 4, line 24).
  • the air-spring stiffness of the back volume which causes undesired installation effects in known technology, becomes the main component of the mass-spring system in the converter according to the invention.
  • the spring stiffness of the diaphragm clamping which is decisive in conventional converters, is replaced in the converter according to the invention by the dominant air spring stiffness of the small converter back volume.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a sound transducer, as is known from the prior art
  • FIG. 2 shows a schematic cross section through a sound transducer which is constructed in accordance with the present invention.
  • the sensitivity of a playback sound transducer (volume of the emitted sound in relation to the electrical power fed in) is primarily determined by the volume of the membrane. For a high sensitivity, as large a part of the membrane as possible must move with the highest possible amplitude.
  • thermoformed film as the membrane material, which due to its contour is rigid in the center (e.g. calotte) and elastic at the edge.
  • FIG. 1 Such a conventional converter is shown schematically in FIG. 1.
  • the membrane 1, 2 shown consists of a rigid region 1 and an elastic clamping region 2.
  • Membrane clamping is understood here to mean the structural property of region 2 of membrane 1, 2, which in the form of a spring function leads to a restoring force in the direction of the membrane resting position.
  • the rigid region 1 in the center is dynamically deflected by an electromagnetic coil 3 and a permanent magnet.
  • the amplitude of the membrane deflection decreases in the elastic region 2 with increasing diameter. From this, an effective membrane area can be calculated which, with the same volume as the said membrane, would achieve with a radially decreasing deflection.
  • the sound pressure levels required for open listening and signaling functions specify a minimum rigidity of the membrane to avoid partial vibrations (interference-free sound reproduction). If a lower lower limit of the transmission frequency range is desired, the rigidity of the clamping must be low and, in the case of one-piece membranes 1, 2, a wide strip must therefore be used for the elastic deformation. As a result, only the relatively small (inner) part of the membrane is deflected at full amplitude, which leads to a small effective membrane area.
  • the rapid volume of the diaphragm 1, 2 depends on the movement amplitude at the predetermined frequency in addition to the effective diaphragm area. This, in turn, is proportional to the rigidity of the clamping, as well as being anti-proportional to the mass of the membrane.
  • Conventional miniature transducers therefore use the lightest possible membranes 1, 2, which are driven by light coils 3, in order to realize large amplitudes of movement.
  • this housing changes the acoustic properties of the transducer.
  • the air volume enclosed behind the converter acts as an additional spring stiffness on the membrane. So that the lower limit of the
  • FIG. 2 An example of a sound transducer according to the invention, which is shown schematically in FIG. 2, will now be described below.
  • the structure of the sound transducer is characterized by the fact that a special transducer concept enables tuning which, despite a small back volume, enables broadband sound reproduction.
  • the transducer tuning is characterized by the fact that when the transducer is integrated into a normal back volume, a lower resonance frequency is achieved which is far below the lower limit of the transmission frequency response that is actually aimed for. Only after application of the small closed back volume 8 on the back of the converter, the desired lower limit of the transmission frequency response is set.
  • a soft membrane suspension can e.g. B. can be achieved by a two-part membrane.
  • a special bending-resistant material cardboard, plastic
  • a particularly soft material such as rubber or silicone ⁇ is used.
  • the elastic (radially less and less deflected) area can be reduced to a narrow edge and the effective membrane area can be maximized.
  • the large effective membrane area initially increases the transducer sensitivity.
  • this structure leads to the desired increase in membrane mass.
  • the transducer sensitivity is partially reduced.
  • this can also be compensated for by large coils 7 and magnet systems. Large coils contribute to a further increase in membrane mass.
  • a soft membrane suspension (with a large effective membrane area) can be achieved by multi-layer membrane structures or membrane structures that are greatly stretched at the edge.
  • a mechanical transducer structure is used, the tuning of which is primarily determined by the spring stiffness of a small closed air volume 8 on the back of the transducer.
  • the back volume 8 which is undersized in comparison to conventional technology, enables the use of a tight back volume chamber which is specifically assigned to the converter.
  • the coupled back volume must be largely sealed to prevent the acoustic short circuit.
  • the targeted introduction of small acoustically coordinated openings (hole, slot, channel, tube, or the like) with or without damping measures (flow, cotton wool, mechanical constrictions) enables both static pressure equalization (outside ⁇ -> inside) and additional targeted influencing of frequency characteristics and distortion. This creates a small acoustic module that realizes a stable frequency characteristic with a lower lower limit of the transmission range, without placing any demands on the design and tightness of the device volume.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)
  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)

Abstract

Der Schallwandler ist durch einen mechanischen Wandleraufbau mit einer in Relation zum Wandler kleinen abgeschlossenen Rückvolumenkammer gekennzeichnet, welche wesentlicher Bestandteil der Funktion des Schallwandlers ist, wobei das Verhältnis zwischen Membranmasse und Rückvolumen derart gewählt ist, dass eine vorgegebene untere Grenze eines gewünschten Übertragungsbereichs gegeben ist, und wobei die Federsteifigkeit der Membraneinspannung derart niedrig gewählt ist, dass sie deutlich unter der Federsteifigkeit des eingeschlossenen Rückvolumens liegt.

Description

Beschreibung
Schallwandler mit kleiner Rückvolumenkammer
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wiedergabeschallwandler für Kommunikationsendgeräte.
Bei einem Kommunikationsendgerät werden Wiedergabeschallwandler zum Hören, Lauthören/Freisprechen und für Signalisie- rungsfunktionen benötigt.
Zur Erfüllung dieser Aufgaben sind Lösungen bekannt, die jeweils spezialisierte Wandler verwenden: Hörkapsel, Ringer, Freisprechlautsprecher (Standardlösung) . Weiterhin sind zur Erfüllung dieser Aufgaben konventionelle Kombinationswandler bekannt, die die Anforderungen mehrerer Funktionen gleichzeitig erfüllen.
Beide bekannten Lösungen sind bei den heutigen stark miniatu- riasierten Kommunikationsendgeräten nur bedingt anwendbar.
Voraussetzung für die Miniaturisierung der Kommunikationsendgeräte (insbesondere bei Schnurlos- und Mobiltelefonen) ist die Reduktion der Komponentenanzahl und die Miniaturisierung jeder Einzelkomponente. Die Reduktion der Komponentenanzahl ist umso wichtiger, wenn zusätzlich die Herstellungskosten betrachtet werden. Eine Zusammenfassung von Ringer und Hörkapsel (Funktionen, die in jedem Kommunikationsendgerät benötigt werden) , Freisprechen, sowie Lauthören von Entertain- mentfunktionen (z.B.: Radio, MP3-Player) ist somit ein wichtiges Volumen- und Kostenkriterium, so daß die Verwendung mehrerer spezialisierter Wandler ungünstig ist.
Die Kombination der genannten Funktionen in einem Schallwand- 1er bekannter Technologie erfordert zur Erfüllung sämtlicher
Anforderungen ein relativ großes, abgeschlossenes Rückvolumen. Unter abgeschlossenem Rückvolumen wird das Volumen hin- ter dem Wandler verstanden, dessen Luftfüllung durch die dynamischen Membranbewegungen komprimiert und expandiert wird, ohne dass die Luft dabei aus dem Gehäuse entweichen oder sich mit Luftbewegungen vor der Membran ausgleichen kann. Besteht das Wandler-Rückvolumen aus den im Gehäuse des Kommunikationsendgerätes verbleibenden Luftkammern, läßt sich ein großes abgeschlossenes Rückvolumen nicht oder nur mit Einschränkungen realisieren. Zunächst wird durch die Vielzahl der vom Gerät benötigten Gehäuseöffnungen (Steckbuchsen, Batteriede- ekel) und die übliche Gehäusetechnik ohne aufwendige zusätzliche Maßnahmen in der Regel keine ausreichende Luftdichtigkeit erreicht. Darüber hinaus sind die vorhandenen Undichtigkeiten durch mechanische Toleranzen der Aufbautechnik nahezu bei jedem Kommunikationsendgerät unterschiedlich. Schließlich führt die Miniaturisierung der Kommunikationsendgeräte zu einer starken Verkleinerung des zwischen den Komponenten verbleibenden Luftraumes. Somit läßt sich das für den konventionellen Kombinationswandler benötigte große, luftdichte Rückvolumen nicht mit der Aufbautechnik moderner Kommunikati- onsendgeräte vereinbaren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Mehrfachfunktion (Hörkapsel, Ringer, Freisprechlautsprecher) mit nur einem Schallwandler zu realisieren. Dabei soll eine In- tegration auch in jene Gehäuseformen ermöglicht werden, die nur kleine, undichte oder bezüglich der Abdichtung Undefinierte Volumen hinter dem Wandler zur Verfügung stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines Schallwand- lers gelöst, welcher gekennzeichnet ist durch einen mechanischen Wandleraufbau mit einer in Relation zum Wandler kleinen abgeschlossenen Rückvolumenkammer, welche wesentlicher Bestandteil der Funktion des Schallwandlers ist, wobei das Verhältnis zwischen Membranmasse und Rückvolumen derart gewählt ist, dass eine vorgegebene untere Grenze eines gewünschten Übertragungsbereichs erreicht wird, und wobei die Federsteifigkeit der Membraneinspannung derart niedrig gewählt ist, dass sie deutlich unter der Federsteifigkeit des eingeschlossenen Rückvolumens liegt.
Konventionelle, bekannte Wandler werden ohne Berücksichtigung des Ziel-Einbau-Rückvolumens konstruiert und abgestimmt. Bei Ankopplung dieser Wandler an das im Gehäuse des Kommunikati- onsendgerätes vorhandene Luftvolumen werden die akustischen Eigenschaften stark verändert, insbesondere wird die untere Grenzfrequenz des Übertragungsbereiches angehoben. Die aus herkömmlicher Gehäusetechnik resultierende instabile Dichtigkeit des Rückvolumens erzeugt darüber hinaus unerwünschte Variationen der Frequenzcharakteristik.
Die benötigte stabile Frequenzcharakteristik wird bei dem er- findungsgemäßen Wandler durch eine dem Wandler fest zugeordnete Rückvolumenkammer erzeugt . Bei vergleichbarer Aufbau- technik wird das darin enthaltene Luftvolumen kleiner sein als die in Summe im Kommunikationsendgerät vorhandenen Luftkammern. Bei Verwendung konventioneller Wandlertechnologie würde die daraus resultierende untere Grenzfrequenz des Übertragungsbereiches in nicht akzeptable Bereiche steigen.
Im Gegensatz hierzu wird der erfindungsgemäße Wandler schon bei seiner Dimensionierung für das stabil angekoppelte kleine Rückvolumen konstruiert. Voraussetzung für eine geeignete Abstimmung ist eine außergewöhnliche Anhebung der Membranmasse, sowie eine starke Reduktion der Steifigkeit der Membraneinspannung (siehe Seite 4, Zeile 24) . In Konsequenz wird die Luft-Federsteifigkeit des Rückvolumens, welche bei bekannter Technologie unerwünschte Einbaueffekte verursacht, bei dem erfindungsgemäßen Wandler Hauptbestandteil des Masse- Federsystems . Die bei konventionellen Wandlern maßgebliche Federsteifigkeit der Membraneinspannung wird bei dem erfindungsgemäßen Wandler durch die dominierende Luft- Federsteifigkeit des kleinen Wandler-Rückvolumens ersetzt. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sowie der physikalische Hintergrund der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung des Standes der Technik und eines Ausführungsbei- spiels anhand der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigen
FIG 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Schallwandler, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, und
FIG 2 einen schematischen Querschnitt durch einen Schallwandler, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Die Empfindlichkeit eines Wiedergabeschallwandlers (Lautstär- ke des abgestrahlten Schalls in Bezug auf die eingespeiste elektrische Leistung) wird vor allem durch die Volumenschnelle der Membran bestimmt. Für eine hohe Empfindlichkeit muß sich ein möglichst großer Teil der Membran mit möglichst hoher Amplitude bewegen.
Konventionelle elektrodynamische Miniatur-Wandler (z.B. für Kommunikationsendgeräte) verwenden als Membranmaterial eine tiefgezogene Folie, die durch ihre Kontour im Zentrum biegesteif (z.B. Kalotte) und am Rand elastisch ausgeformt ist.
Ein derartiger konventioneller Wandler ist schematisch in FIG 1 dargestellt. Die dargestellte Membran 1, 2 besteht aus einem biegesteifen Bereich 1 und einem elastischen Einspannbereich 2. Unter Membraneinspannung wird hier die strukturelle Eigenschaft des Bereiches 2 der Membran 1, 2 verstanden, die in Form einer Federfunktion zu einer Rückstellkraft in Richtung der Membranruhelage führt .
Der biegesteife Bereich 1 im Zentrum wird durch eine elektro- magnetische Spule 3 und einen Permanentmagneten dynamisch ausgelenkt. Die Amplitude der Membranauslenkung verringert sich im elastischen Bereich 2 mit zunehmenden Durchmesser. Hieraus läßt sich eine effektive Membranfläche berechnen, die bei gleiche Volumenschnelle wie besagte Membran mit radial abnehmender Auslenkung erzielen würde. Die für Lauthören und Signalisierungsfunktionen benötigten Schalldruckpegel geben eine Mindeststeifigkeit der Membran zur Vermeidung von Partialschwingungen vor (störungsfreie Schallwiedergabe) . Wird eine niedrigere untere Grenze des ü- bertragungsfrequenzbereichs gewünscht, muß die Steifigkeit der Einspannung niedrig und bei einteiligen Membranen 1, 2 deshalb ein breiter Streifen für die elastische Verformung verwendet werden. Dadurch wird nur der relativ kleine (innere) Teil der Membran mit voller Amplitude ausgelenkt, was zu einer kleinen effektiven Membranfläche führt.
Die Volumenschnelle der Membran 1, 2 hängt bei vorgegebener Frequenz neben der effektiven Membranfläche von der Bewegungsamplitude ab. Diese ist wiederum proportional zur Stei- figkeit der Einspannung, sowie antiproportional zur Masse der Membran. Konventionelle Miniaturwandler verwenden zur Realisation großer Bewegungsamplituden deshalb möglichst leichte Membranen 1, 2, die durch leichte Spulen 3 angetrieben werden.
Es wird nur dann Schall abgestrahlt, wenn sich der Schalloberdruck auf der Membranvorderseite nicht mit gleichzeitig auftretendem Unterdruck auf der Membranrückseite auslöschen kann (akustischer Kurzschluß) . Ohne Veränderung der unteren Wandler-Resonanzfrequenz kann dies nur durch Einbau in eine
Schallwand mit großen Abmessungen gegenüber der Schallwellenlänge erreicht werden. Da dies für die in Frage kommenden Endgeräte nicht möglich ist, wird man den Wandler zur Vermeidung des akustischen Kurzschlusses in ein geschlossenes Ge- häuse einbauen müssen.
Die Eigenschaften dieses Gehäuses verändern aber die akustischen Eigenschaften des Wandlers . Insbesondere das hinter dem Wandler eingeschlossene Luftvolumen wirkt als zusätzliche Fe- dersteifigkeit auf die Membran. Damit die untere Grenze des
Übertragungsfrequenzganges nicht deutlich ansteigt, benötigen konventionelle Miniaturwandler eine geringe Luftvolumenstei- figkeit und damit ein großes Rückvolumen 4. Spielt die Abmessung der Endgeräte eine Rolle, ist ein großes Rückvolumen 4 nur bedingt und nicht in Form einer für den Wandler reservierten Box realisierbar. Vielmehr können im Gerät nur ohne- hin verbleibende Luftkammern (integrierte Antenne, Raum neben den elektronischen Komponenten) verwendet werden.
Ist das eingeschlossene Luftvolumen des Rückvolumens 4 in kleinere Kammern aufgeteilt oder partiell undicht, (womöglich Undefiniert, siehe Lecköffnung 5 in FIG 1) , sind unkontrollierbare Resonanzen und Schwankungen im akustischen Übertragungsfrequenzgang die Folge. Diese treten nicht nur beim Lauthören oder im Ringer-Mode, sondern bei Kombinationswandlern auch im Hörkapselmodus auf .
Die Telekommunikationsbranche schreibt aber die akustischen Eigenschaften der Geräte in Form von Standards insbesondere im Hörkapselmodus im Detail fest (Lautstärke, FrequenzCharakteristik, u.s.w.) . Aus diesem Grund kommen Kombinationswand- 1er mit den oben beschriebenen Eigenschaften für moderne Kommunikationsendgeräte nicht oder nur sehr eingeschränkt in Frage .
Nachfolgend wird nun ein Beispiel eines erfindungεgemäßen Schallwandlers, welcher schematisch in FIG 2 dargestellt ist, beschrieben.
Der Aufbau des Schallwandlers ist dadurch gekennzeichnet, dass durch ein spezielles Wandlerkonzept eine Abstimmung er- reicht wird, die trotz eines kleinen Rückvolumens eine breit- bandige Schallwiedergabe ermöglicht.
Die Wandlerabstimmung zeichnet sich dadurch aus, dass bei der Integration des Wandlers in ein übliches Rückvolumen eine un- tere Resonanzfrequenz erzielt wird, die weit unterhalb der tatsächlich angestrebten unteren Grenze des Übertragungsfrequenzganges liegt. Erst nach Applikation des kleinen abge- schlossenen Rückvolumens 8 an die Wandlerrückseite stellt sich die gewünschte untere Grenze des Übertragungsfrequenz- ganges ein.
Dies wird erreicht, indem die Aufhängung der Membran 5, 6 ungewöhnlich weich, sowie die Membranmasse außergewöhnlich hoch gewählt wird.
Eine weiche Membranaufhängung kann z. B. durch eine zweitei- lige Membran erreicht werden. Wie bei großen Tieftonlautspre- chern der Unterhaitungselektronik wird für die homogen bewegte innere Membranfläche 5 ein spezielles biegesteifes Material (Pappe, Kunststoff) und für die äußere Sicke 6 ein besonders weiches Material wie Gummi oder^ Silikon verwendet. Da- durch kann der elastische (radial immer geringer ausgelenkte) Bereich auf einen schmalen Rand reduziert und dami die effektive Membranfläche maximiert werden. Durch die große effektive Membranfläche erhöht sich zunächst die Wandlerempfindlichkeit.
Außerdem führt dieser Aufbau zu der gewünschten Erhöhung der Membranmasse. Durch die Erhöhung der Membranmasse sinkt die Wandler-Empfindlichkeit aber wieder zum Teil. Dies kann darüber hinaus im Unterschied zu konventionellen Miniaturwand- lern durch große Spulen 7 und Magnetsysteme ausgeglichen werden. Große Spulen tragen zu einer weiteren Erhöhung der Membranmasse bei . Alternativ kann eine weiche Membranaufhängung (mit großer effektiver Membranfläche) durch mehrlagige oder am Rand stark gedehnte Membranstrukturen erreicht werden.
Bei dem Schallwandler gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein mechanischer Wandleraufbau verwendet, dessen Abstimmung vor allem durch die Federsteifigkeit eines kleinen abgeschlossenen Luftvolumens 8 auf der Wandlerrückseite bestimmt wird. Das im Vergleich zu konventioneller Technik unterdimensionierte Rückvolumen 8 ermöglicht die Verwendung einer dichten speziell dem Wandler zugeordneten Rückvolumenkammer. Das angekoppelte Rückvolumen muß zur Verhinderung des akustischen Kurzschlusses weitgehend abgedichtet werden. Darüber hinaus ermöglicht das gezielte Einbringen kleiner akustisch abgestimmter Öffnungen (Loch, Schlitz, Kanal, Röhre, oder ähnliches) mit oder ohne Dämpfungsmaßnahmen (Fließ, Watte, mechanische Verengungen) sowohl den statischen Druckausgleich (au- ßen<->innen) , als auch eine zusätzliche gezielte Beeinflussung von Frequenzcharakteristik und Verzerrung. Damit entsteht ein kleines Akustikmodul, das eine stabile Frequenzcharakteristik mit tiefer unterer Grenze des Übertragungsbereiches realisiert, ohne Anforderungen an die Gestaltung und Dichtigkeit des Gerätevolumens zu stellen.
Somit ergeben sich bei dem erfindungsgemäßen Schallwandler die folgenden Vorteile:
* Kosten- und Volumeneinsparung durch Verwendung eines Kombinationswandlers
* Volumeneinsparung durch Verwendung eines im Verhältnis zum Wandler kleinen, dichten Rückvolumens
* Keine geometrischen Anforderungen an die Einbauumgebung (zur Erreichung kontrollierbarer Frequenzcharakteristik) durch eine dem Wandler zugeordnete Rückvolumenkammer

Claims

Patentansprüche
1. Schallwandler für Kommunikationsendgeräte, gekennzeichnet durch einen mechanischen Wandleraufbau mit ei- ner in Relation zum Wandler kleinen abgeschlossenen Rückvolumenkammer, welche wesentlicher Bestandteil der Funktion des Schallwandlers ist, wobei das Verhältnis zwischen Membranmasse und Rückvolumen derart gewählt ist, dass eine vorgegebene untere Grenze eines gewünschten Übertragungsbereichs erreicht wird, und wobei die Federsteifigkeit der Membraneinspannung derart niedrig gewählt ist, dass sie deutlich unter der Federsteifigkeit des eingeschlossenen Rückvolumens liegt.
2. Schallwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran des Lautsprechers aus einem großen biegesteifen inneren Bereich und einem diesen inneren Bereich umgebenden schmalen sehr weichen äußeren Bereich besteht.
3. Schallwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückvolumenkammer ein eigenständiges mit dem Schallwandler fest verbundenes Modul ist.
4. Schallwandler nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rückvolumenkammer durch akustisch geeignete Öffnungen für den statischen Druckausgleich und zur Beeinflussung der akustischen Eigenschaften des Lautsprechers mit der umgebenden Luft verbunden ist.
EP03787671A 2002-07-26 2003-07-15 Schallwandler mit kleiner rückvolumenkammer Withdrawn EP1525774A1 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10234169 2002-07-26
DE10234169 2002-07-26
DE10328380A DE10328380A1 (de) 2002-07-26 2003-06-24 Schallwandler mit kleiner Rückvolumenkammer
DE10328380 2003-06-24
PCT/DE2003/002382 WO2004017672A1 (de) 2002-07-26 2003-07-15 Schallwandler mit kleiner rückvolumenkammer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1525774A1 true EP1525774A1 (de) 2005-04-27

Family

ID=31889083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03787671A Withdrawn EP1525774A1 (de) 2002-07-26 2003-07-15 Schallwandler mit kleiner rückvolumenkammer

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1525774A1 (de)
JP (1) JP2005534266A (de)
KR (1) KR20050030212A (de)
CN (1) CN1672457A (de)
WO (1) WO2004017672A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006058369B4 (de) 2006-12-08 2014-01-23 Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg Elektroakustischer Wandler
WO2016174086A1 (en) 2015-04-30 2016-11-03 Ole Wolff Elektronik A/S Deep-drawn foil-based miniature diaphragm assembly

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2714134A (en) * 1951-02-27 1955-07-26 Martin L Touger Headset receiver
US3324966A (en) * 1966-10-12 1967-06-13 Stephen L Heidrich Electro-acoustic transducers
US3555206A (en) * 1967-09-15 1971-01-12 Astatic Corp Microphone diaphragm assembly
JPS58166897A (ja) * 1982-03-26 1983-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 受話器
NO169210C (no) * 1989-07-06 1992-05-20 Nha As Elektrodynamisk lydgiver for hoereapparat.
US5729605A (en) * 1995-06-19 1998-03-17 Plantronics, Inc. Headset with user adjustable frequency response

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2004017672A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN1672457A (zh) 2005-09-21
KR20050030212A (ko) 2005-03-29
JP2005534266A (ja) 2005-11-10
WO2004017672A1 (de) 2004-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1344279B1 (de) Kommunikationsendgerät mit antenne
US9813802B2 (en) Resonance damping for audio transducer systems
CN107509143B (zh) 车辆用扬声器系统、以及具备该扬声器系统的车辆构造物
FI102337B (fi) Menetelmä ja piirijärjestely audiosignaalin käsittelemiseksi
US8254616B2 (en) Microphone with a low frequency noise shunt
DE202018107148U1 (de) Audiovorrichtung mit akustischem Ventil
US7103196B2 (en) Method for reducing distortion in a receiver
DE19830247A1 (de) Mit Fahrzeug-Stereolautsprechern kombinierte integrierte Mobiltelephon-Freisprechanlage
US7088838B2 (en) Speakerphone accessory assembly
DE69315792T2 (de) Fernsprechhandapparat mit Geräuschunterdrückung
KR20060129062A (ko) 발진·에코 캔슬러 시스템
EP3614689A1 (de) Anc-kopfhörer
DE19620010B4 (de) Lautsprechersystem mit Satellitengehäuse
US8553925B2 (en) Loudspeaker
US4727583A (en) Telephone transducer with improved frequency response
DE10328380A1 (de) Schallwandler mit kleiner Rückvolumenkammer
US20190253790A1 (en) Ported tweeter
EP1525774A1 (de) Schallwandler mit kleiner rückvolumenkammer
US4462112A (en) Speaker system
CN111654568B (zh) 扬声器系统以及基于该扬声器系统的驱动方法
US7233680B2 (en) Speaker device
EP1151593A1 (de) Handapparat für die fernsprechtechnik
EP1584215A1 (de) Lautsprechersystem mit verbesserter ausgabe und feldaufhebung
DE102010019633A1 (de) Hörermodul
US9686389B2 (en) Audio transducer and associated holding device for enhanced acoustic and electromagnetic coupling

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

17P Request for examination filed

Effective date: 20050117

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

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: 20060131