KR19990020240U - 스피커의 실제음압 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스피커에 관한 것으로서, 특히, 스피커에서 출력되는 실제의 음압을 감지하여 그 값을 표시하는 스피커의 실제음압 표시장치에 관한 것이다.

스피커 내부의 보빈(136)의 직진운동시에 소정의 신호를 출력하는 감지코일(115)과 보이스코일(114)을 권선하고, 상기 감지코일(115)과 연결되어 감지코일(115)의 교류신호를 증폭하는 교류증폭기(200)를 연결하며, 상기 교류증폭기(200)와 연결되어 상기 증폭기(120)에서 출력되는 신호에 따라 음압의 정도를 나타내는 별도의 표시부(300)를 구비하여, 보이스코일내의 열발생으로 인한 출력의 손실(음압의 손실) 및 상기 보이스코일로 인가되는 교류전류의 관성저항에 의한 손실 등을 포함하여 실제스피커에서 출력되는 음압의 값을 표시할 수 있게 한 발명이다.

Description

스피커의 실제음압 표시장치

본 고안은 전기적 에너지를 음향신호로 변환하는 스피커장치에 관한 것으로서, 특히, 스피커 내부의 보이스코일 보빈에 권선되는 감지코일과, 상기 감지코일에서 출력되는 신호에 따라 음압의 크기가 표시되는 표시부를 구비하여 스피커의 음압을 시각적으로 표시할 수 있는 스피커의 실제음압 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 최근 산업사회의 발전에 따라 고급화된 오디오 기기가 급속도로 일반화되어 오디오를 즐기고 있는 사람이 많아지고 있다.

또한, 단순한 음악의 청취용으로만 생각되고 실용되어 오던 오디오 제품들은 이제 가장 원음에 가까운 상태를 스스로 녹음, 편집하여 보존하는 기능을 추가시키고 있다. 이와 같은 오디오 기기는 지금까지 음향재생의 목적으로 사용되던 사치스러운 가전제품이었는데, 이제는 우리의 실생활에 없어서는 안될 중요한 필수품목으로 우리들 주변에 산재하고 있다.

이와 같은 오디오 기기에서 전기적 신호를 음향으로 변환하는 스피커의 중요성은 이루 말할 수 없으며, 상기와 같은 스피커의 규격이라든지, 그 기본적인 성능을 나타내는 일 또한 꼭 필요한 일이다.

이러한, 스피커의 규격이나 성능은 임피던스의 특성, 최저공진주파수, 공진예민도, 출력음압 주파수 특성, 출력음압 레벨, 출력음압 지향특성등을 측정함으로서 그 스피커의 규격이나 성능을 표시하게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 일반적인 스피커의 구조를 대략적으로 살펴본 후 스피커의 음압을 측정하는 회로에 관하여 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 스피커는 스피커를 캐비닛등에 지지하기 위한 결합수단이 설치되고, 스피커를 지지하는 프레임(9)과, 상기 프레임(9) 하부에 설치되는 자기회로, 상기 자기회로에 의해 진동하는 진동계로 나누어진다.

상기 자기회로는 자계를 형성하기 위한 것으로서, 마그네트(3)부분에 코일을 두고 그 것에 전류를 흐르게 해준다. 또한, 센터 폴(5), 요크(13) 및 플레이트(4)는 마그네트(3)에 의하여 자화되어, 마그네트(3)로부터의 자속을 갭(보빈과 플레이트 사이)에 인도한다.

보이스코일(2)은 보이스코일 보빈(14)에 권선되고, 상기 보이스코일 보빈(14)의 중공부는 센터 폴(5)을 삽입하며, 앰프로부터의 전기입력을 받아 보이스코일 보빈(14)을 상하로 작동시킨다.

상기 보이스코일 보빈(14)의 상단부 외주면과 상기 프레임(9)의 내주면을 연결하는 댐퍼(6)는 상기 보이스코일(2)이 갭의 중심에서 움직일 수 있도록 하고, 상기 보이스코일(2)과 콘진동판(1)이 정지상태에서 옳은 위치에 있도록 한다.

상기 콘진동판(1)의 넥 부분의 내주면을 따라 설치되는 센터 캡(7)은 상기 센터 폴(5) 내에 먼지의 유입을 방지하기 위해 부착하는데, 상기 콘진동판(1)의 넥(neck) 부분을 보강하고, 또한, 그 자체가 진동하므로 소리의 방사도 있게 된다.

상기 콘진동판(1)의 상단 원주면과 상기 프레임(9)의 상단원주면을 연결하는 에지(8)는 상기 콘진동판(1)을 옳은 위치로 지지한다.

이상과 같은 구성에 의하여, 마그네트(3)에 의하여 플레이트(4), 센터 폴(5) 및 요크(13)가 자화되고, 자속의 방향이 상기 센터 폴(5)에서 상기 마그네트(3) 상단부에 설치된 플레이트(4) 방향으로 이루어져 있는 상황에서, 앰프를 통하여 출력되는 교류전류신호가 단자(10)를 통하여 보이스코일(2)로 도통되면, 플레밍의 왼손법칙에 의하여 자력이 센터 캡(7) 방향으로 생기게 된다. 이에 보이스코일 보빈(14)이 상향운동하여 상기 콘진동판(1)은 진동되게 된다. 상기 콘진동판(1)의 진동에 따라 콘진동판(1)과 맞대어 있던 공기가 운동을 하게 되고, 이 공기의 운동이 음파로서 사람의 귀에 전달되게 된다. 사람의 귀는 이 음파를 소리로서 인식하게 되는 것이다.

또한, 이러한 스피커의 음압을 측정하기 위한 스피커 음압 감지회로는, 도 2에 도시된 바와 같이, 텔레비전이나 라디오 등의 안테나(20)에서 들어오는 전파 중 튜닝부(21)에 의하여 희망국의 주파수만 인출하게 되고, 상기 인출된 전파는 중간주파수회로(22)에서 중간주파수로 변환된다. 상기 중간주파수로 변환 후 복조기(23)에서 복조되어 엠프(24)에 가해지게 된다. 상기 엠프(24)에서 증폭된 신호는 상기 스피커(28)의 보이스코일(2)에 인가되고, 이에 따라 보이스코일 보빈(14)이 직선운동한다. 상기 보이스코일 보빈(14)의 직선운동에 따라 콘진동판(1)이 진동하게 되어 음파가 퍼져나가게 된다.

이러한, 스피커(28)와 엠프(24)를 연결하는 도선에 미소저항(27)이 직렬로 연결되고, 상기 미소저항(27) 양단과 연결되는 증폭기(25)가 설치되며, 상기 증폭기(25)에서 출력되는 소정의 신호를 인가받아 기록작업을 하는 레벨 레코드(26)가 설치된다.

이상과 같은 구성에 의하여 상기 증폭기(25)는 상기 미소저항(27)의 양단에 걸리는 전압을 증폭하여 상기 레벨 레코드(26)로 출력하고, 상기 레벨 레코드(26)는 상기 신호를 인가받아 기록작업을 하게 된다.

즉, 엠프(24)에서 스피커(28)의 보이스코일(2)로 출력되는 신호의 크기에 따라 상기 미소저항(27) 양단의 전압이 달라지고, 이 전압을 상기 레벨 레코드(26)가 기록작업을 함으로서 음압의 정도를 표시하게 되는 것이다.

그러나, 이와 같은 스피커 음압 감지장치는 미소저항을 단지 스피커와 엠프 사이에 연결함으로서, 보이스코일내의 열발생으로 인한 출력의 손실(음압의 손실) 및 보이스코일로 인가되는 교류전류의 관성저항에 의한 손실 등을 고려하지 않는 단지 이상적인 음압을 측정하는데 그쳐 실제 스피커에서 출력되는 음압을 측정하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위하여 본 고안이 창안된 것으로서, 본 고안의 목적은 보이스코일이 권선되는 보이스코일 보빈에 감지코일을 부설하고 상기 감지코일과, 상기 감지기에서 출력되는 전류에 따라 그 크기를 표시할 수 있는 표시부를 구비하여, 보이스코일내의 열발생으로 인한 출력의 손실(음압의 손실) 및 보이스코일로 인가되는 교류전류의 관성저항에 의한 손실 등을 포함하여 실제스피커에서 출력되는 음압을 표시하는 스피커의 실제음압 표시장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 스피커의 구조를 나타내는 단면도.

도 2는 일반적인 스피커의 실제음압 표시장치를 나타내는 구성도.

도 3은 본 고안에 따른 스피커의 실제음압 표시장치를 나타내는 구성도.

도 4는 본 고안에 따른 스피커의 실제음압 표시장치의 요부작동 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 스피커 112 : 콘진동판

114 : 보이스코일 115 : 감지코일

116 : 마그네트 118 : 플레이트

120 : 센터 폴 122 : 요크

124 : 에지 126 : 가스킷

128 : 프레임 130 : 단자

132 : 면실선 134 : 센터 캡

136 : 보빈 200 : 증폭기

300 : 표시부 310 : LED

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 스피커의 실제음압 표시장치는, 진동판, 보이스코일 보빈등을 포함하는 진동계와, 마그네트, 센터 폴 등을 포함하는 자기회로부와, 상기 자기회로부와 진동계를 지지하는 본체부, 상기 보이스코일에 교류신호를 인가하는 엠프부로 이루어지는 스피커장치에 있어서, 상기 보이스코일 보빈에 권선되어 상기 보빈의 직진운동시에 소정의 신호를 출력하는 감지코일과; 상기 감지코일과 연결되어 감지코일의 교류신호를 증폭하는 교류증폭기; 상기 교류증폭기와 연결되어 상기 증폭기에서 출력되는 신호에 따라 음압의 정도를 표시하는 표시부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 구성에 따라 상기 보이스코일이 직선운동을 하면 상기 감지코일에는 유도전류가 발생하고, 상기 증폭기가 상기 유도전류를 증폭하여 표시부에 인가함으로서 표시부에는 실제 스피커에서 출력되는 음압이 표시되게 되는 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

첨부된 도 3내지 도 4는 본 고안의 일 실시예를 도시한 것으로서, 도 3은 본 고안에 따른 스피커의 실제음압 표시장치를 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 고안에 따른 감지코일 및 증폭부에서 형성되는 파형도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안은 엠프에서 출력되는 교류신호를 인가받는 보이스코일(114)과, 상기 보이스코일(114)의 상호유도작용에 의하여 전자력을 받아 직선운동하는 보빈(136)과, 상기 보빈(136)에 권선되어 유도전류를 생성시키는 감지코일(115)과, 상기 감지코일(115)의 유도전류를 증폭하는 교류증폭기(200), 상기 교류증폭기(200)에서 출력되는 신호에 따라 그 값을 표시하는 표시부(300)로 구성된다.

먼저, 본 고안에 따른 스피커(100)내부의 구조를 살펴보기로 한다.

프레임(128)은 진동계, 자기회로를 부착하는 모체가 되고, 상기 프레임(128) 하부에 설치되는 센터 폴(120), 요크(122) 및 플레이트(118)는 마그네트(116)에 의하여 자화되어 마그네트(116)의 자속을 갭(보빈과 플레이트 사이의 간격)에 인도한다.

또한, 보빈(136)은 상기 센터 폴(120)에 삽입되고, 상기 보빈(136)의 외주면에는 보이스코일(114)과 감지코일(115)이 각기 권선된다. 통상적으로, 상기 감지코일(115)은 자속의 밀도가 높은 영향권에 자리잡기 위하여 상기 보이스코일(114) 권선부에 겹쳐 권선된다. 상기 보이스코일(114)은 상기 엠프와 연결되고, 상기 감지코일(115)은 하기에서 설명하는 교류증폭기(200)와 연결된다.

또한, 상기 보빈(136)의 일단부 원주에는 콘진동판(112)이 설치되어 상기 보빈(136)의 직선운동과 연동하여 진동됨으로서 음파를 발생하게 된다.

또한, 상기 보빈(136)의 상단부 외주면과 상기 프레임(128)의 내주면을 연결하는 댐퍼는 상기 보이스코일(114)이 갭의 중심에서 움직이고 플레이트(118)나 요크(122)에 접촉하지 못하게 한다.

상기 콘진동판(112) 넥 부분의 내주면을 따라 설치되는 센터 캡(134)은 상기 센터 폴(120) 내에 오물이 들어가는 것을 방지한다.

상기 감지코일(115)과 연결되는 교류증폭기(200)는 상기 감지코일(115)에서 출력되는 유도전류를 증폭하고, 상기 교류증폭기(200)와 연결된 표시부(300)는 상기 교류증폭기(200)에서 증폭된 유도전류의 세기에 따라 그 값을 표시한다.

상기 표시부(300)는 상기 스피커와는 별도로 설치되는 동시에 상기 교류증폭기(200)와 도선으로 연결되어 사용자가 목적하는 곳에 위치시킬 수 있으며, 여러개의 LED(310)를 조합하여 그 값을 표시할 수도 있고, 또한 LCD를 사용하여 문자로 그 값을 표시할 수도 있다.

이상과 같은 구성에 따라 본 고안의 작동을 설명하면 다음과 같다.

텔레비전이나 라디오 등의 안테나에서 들어오는 전파 중 튜닝부에 의하여 희망국의 주파수만 인출하게 되고, 상기 인출된 전파는 중간주파수회로에서 중간주파수로 변환된다. 상기 중간주파수로 변환 후 증폭기에 의하여 상기 중간주파수를 충분한 레벨가지 증폭한다. 상기 증폭된 신호는 진폭제한기에 의하여 음질향상이 도모되고, 이후, 충분한 레벨로 증폭되면 복조기에서 복조되어 엠프에 가해지게 된다.

한편, 스피커(100) 내부의 마그네트(116)에 의하여 플레이트(118), 센터 폴(120) 및 요크(122)가 자화되고, 자속의 방향이 상기 센터 폴(120)에서 마그네트(116) 상단부에 설치된 플레이트(118) 방향으로 이루어져 있는 상황에서, 엠프에서 증폭된 교류신호가 출력되면, 이 교류신호는 보빈(136)에 권선된 보이스코일(114)에 가해지게 된다.

이에 따라, 상기 보이스코일(114)에 전류가 가해지면, 플레밍의 왼손법칙(자속을 가로질러 전류가 흐르면 기전력이 생긴다)에 의하여 자력이 화살표 Q방향으로 생기게 된다. 이에 보이스코일(114)이 권선된 보빈(136)이 연동하여 화살표 Q방향으로 운동하게 되고, 이로 인해, 콘진동판(112)이 연동하여 진동되게 된다.

이후, 상기 콘진동판(112)의 진동에 따라 콘진동판(112)과 맞대어 있던 공기가 진동하게 되고, 이 공기의 진동이 음파로서 사람의 귀에 전달되게 된다. 최종적으로, 사람의 귀는 이 음파를 소리로서 인식하게 되는 것이다.

즉, 상기 보이스코일(114)이 권선된 보빈(136)이 보이스코일(114)에 의하여 직선운동하는 상황에서 상기 감지코일(115)은 상기 자속을 끊음으로서 상기 감지코일(115)에는 전자유도현상(도체가 자속을 끊었을 때 도체에 기전력이 발생하는 현상)에 의하여 유도전류가 형성되게 된다.

다시 말해서, 스피커(100) 내부의 마그네트(116)에 의하여 플레이트(118), 센터 폴(120) 및 요크(122)가 자화되어 자속의 방향이 상기 센터 폴(120)에서 마그네트(116) 상단부에 설치된 플레이트(118) 방향으로 이루어져 있어, 상기 보빈(136)에 권선된 상기 보이스코일(114) 및 상기 감지코일(115)이 상기 자속의 영향권내에 있는 상황에서, 앰프로부터 출력되는 교류신호에 따라 보이스코일(114)이 플레밍의 왼손법칙에 의해서 화살표 Q방향으로 직선운동하게 되면 상기 보빈(136) 및 감지코일(115)도 화살표 Q방향으로 연동하여 직선운동하게 된다. 이때, 상기 감지코일(115)은 상기 센터폴에서 플레이트(118) 방향으로 향하여진 자속을 끊게 되어 감지코일(115) 내부에는 유도전류가 형성된다.

상기 동작후, 스피커(100)는 다시 원위치되고, 원위치의 동작에 따라 상기 감지코일(115)은 다시 자속을 끊어 종전과는 달리 역방향의 유도전류가 생성된다.

이와 같이 보이스코일(114)의 보빈(136)은 상기 콘진동판(112)의 기계적 저항, 댐퍼의 저항, 보이스코일(114)내의 열발생으로 인한 출력의 손실(음압의 손실) 및 보이스코일(114)로 인가되는 교류전류의 관성저항에 의한 손실 등을 포함하여 죄종적으로 직선운동하기 때문에 실제 스피커(100)에서 출력되는 음압의 크기와 근사한 값을 가지게 된다.

이와 같이 상기 스피커(100)의 보이스코일(114)에 전류가 인가되어 보빈(136)이 움직이면 상기 감지코일(115)에는 유도전류가 형성되고, 상기 유도전류는 교류증폭기(200)에 입력된다. 상기 교류증폭기(200)는 상기 유도전류를 증폭한 후 표시부(300)에 인가하게 된다.

상기 표시부(300)는 상기 증폭된 유도전류를 인가받아 그 유도전류의 크기에 따라 알맞은 LED(310)가 점등됨으로서 실제 스피커(100)에서 출력되는 음압과 근사한 음압의 세기가 표시되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 스피커의 실제음압 감지장치는, 보이스코일이 권선되는 보이스코일 보빈에 감지코일을 부설하고 상기 감지코일과, 상기 감지기에서 출력되는 전류에 따라 그 크기를 표시할 수 있는 표시부를 구비하여, 보이스코일내의 열발생으로 인한 출력의 손실(음압의 손실), 보이스코일로 인가되는 교류전류의 관성저항에 의한 손실 및 상기 콘진동판의 기계적 저항, 댐퍼의 저항 등을 포함하여 실제 스피커에서 출력되는 음압의 정도를 표시할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 진동판(112), 보빈(136)등을 포함하는 진동계와, 마그네트(116), 센터 폴(120) 등을 포함하는 자기회로부와, 상기 자기회로부와 진동계를 지지하는 본체부, 상기 보이스코일(114)에 교류신호를 인가하는 엠프부로 이루어지는 스피커장치에 있어서,

   상기 보빈(136)에 권선되어 상기 보빈(136)의 직진운동시에 소정의 신호를 출력하는 감지코일(115)과;

   상기 감지코일(115)과 연결되어 감지코일(115)의 교류신호를 증폭하는 교류증폭기(200);

   상기 교류증폭기(200)와 연결되어 상기 증폭기(120)에서 출력되는 신호에 따라 음압의 정도를 나타내는 표시부(300)가 구비되는 것을 특징으로 하는 스피커의 실제음압 표시장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 감지코일(115)은 상기 보이스코일(114)의 권선부에 겹쳐 권선함으로서, 상기 감지코일(115)이 자속의 영향권에 근접하게 되어 유도전류의 출력이 향상되는 것을 특징으로 하는 스피커의 실제음압 표시장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 표시부(300)는 다수개의 LED(310)를 조합하여 구성되어 상기 교류증폭기(200)의 값에 따라 각기 다른 LED(310)가 점등됨을 특징으로 하는 스피커의 실제음압 표시장치.