KR20170106436A - 오디오 변환기 안정화 시스템 및 방법 - Google Patents

오디오 변환기 안정화 시스템 및 방법 Download PDF

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테크토닉 오디오 랩스, 인크.
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Abstract

오디오 변환기 안정화 시스템 및 방법은 3개 이상의 오디오 변환기로부터 수신된 복수의 힘 입력에 응답하여 오디오 음파 전송을 위한 사운드 발생 패널을 제공하는 단계와, 상기 사운드 발생 패널에 결합하기 위한 장착 프레임 - 이 장착 프레임은 오디오 변환기를 수용하기 위한 3개 이상의 미리 규정된 위치를 갖는 것임 - 을 제공하는 단계와, 상기 3개 이상의 오디오 변환기를 상기 미리 규정된 위치 - 이 미리 규정된 위치는 오디오 변환기가 입력 구동 신호를 이용하여 구동된 때 복수의 힘 모멘트를 감소시키도록 최적화된 것임 - 에 배치하는 단계와, 상기 장착 프레임의 상기 미리 규정된 위치에 배치된 각 오디오 변환기의 커플러 링을 상기 사운드 발생 패널의 외측면에 접속하는 단계와, 상기 각 오디오 변환기를 오디오 증폭기로부터의 입력 구동 신호를 이용하여 구동하는 단계를 포함한다.

Description

오디오 변환기 안정화 시스템 및 방법
본 발명은 일반적으로 오디오 시스템 분야에 관한 것으로, 특히 분산형 라우드스피커에서 사용되는 변환기의 안정화 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래의 라우드스피커는 오랫동안 원뿔형 공기 구동 기계 요소의 사용에 의존해 왔다. 그러한 라우드스피커에서, 각각의 원뿔형 요소는 전자기 구동 수단을 이용하는 가동 코일을 사용하여 피스톤과 같은 방식(즉, "피스톤식"("pistonic"))으로 일단부에서 기계적으로 구동된다. 이 구동 수단은 강한 응답성 구동 동작을 위해 전자기 에너지를 가동 코일 및 콘 어셈블리로 강하게 이동시키는 방식으로 라우드스피커의 프레임 또는 샤시에 장착된 고정식 자석 어셈블리를 포함한다. 전형적으로, 종래의 라우드스피커의 콘(cone)뿐만 아니라 동작 주파수 범위에서 굽힘(bending)을 최소화하는 딱딱한 복합 샌드위치 구조물에는 경량 시트재가 사용되었다. 종래의 라우드스피커에 있어서, 이러한 유형의 디자인은 일반적으로, 특히 다른 유형 및 다른 크기의 콘 요소 및 관련 구동 유닛이 라우드스피커 하우징에서 적당한 전기 회로에 의해 다른 주파수 범위에 대하여 사용되는 경우에 훌륭한 결과를 달성하였다. 그러나 그러한 디자인은 중요한 단점을 갖는다. 첫째로, 그들의 질량 및 부피가 실질적인 물리적 제한이 되는 경향이 있다. 둘째로, 하나 이상의 콘 요소로부터 생성된 사운드가 가끔, 특히 고주파수에서, 피할 수 없게 높은 방향성을 부여하는 축 방향 원점으로 구속된다.
종래의 라우드스피커의 이러한 제한에 응답하여, 국제 특허 출원 WO 97/09842 A2(이 국제 특허 출원의 내용은 인용에 의해 그 전부가 본원에 통합된다)에 자세히 설명되어 있는 것처럼, 더 작은 깊이 및 더 작은 방향성을 가진 평평한 음향 요소 및/또는 격막에 의존하는 기본적으로 새로운 형태의 라우드스피커가 개발되었다. 이러한 유형의 라우드스피커는 라우드스피커에서 사용하는 패널의 기계적 공진의 활용에 의존하기 때문에 "분산형 라우드스피커"라고 부르게 되었다. 기계적 공진에 의존하여 사운드를 발생하는 능력 외에, 이러한 분산형 라우드스피커는 굽힘파(bending wave)를 지속시킬 수 있는 재료를 사용하고 상기 굽힘파의 동작으로부터 사운드를 발생하는 능력이 있기 때문에 새로운 것이다. 이러한 재료들은 패널의 형태로 형성되고, 패널 크기에 독립적이고 출력을 크게 확산하여 고도로 호의적인 경계 상호작용을 산출하는 넓은 방향성으로 넓은 주파수 커버리지 및 강한 사운드 분포 및 크기(loudness) 능력을 제공하는 것으로 나타났다. 분산형 라우드스피커에서 사용하는 변환기로부터의 구동력, 그 패널의 구조, 및 관련 경계 조건은 패널이 훨씬 피스톤식이고 훨씬 모달 진동(modal vibration)으로 사운드 에너지를 방사하게 한다. 전형적으로, 최저 동작 주파수에서, 패널의 진동은 특성상 훨씬 피스톤식일 수 있고, 주파수가 증가함에 따라 점차적으로 더 모달로 된다.
비록 분산형 라우드스피커가 비교적 새로운 것이지만, 소정의 중요한 설계 원리가 이미 개발되었고 이 분야의 설계자에 의해 채용되어 왔다. 이러한 설계 원리의 기존 이해에도 불구하고, 특히 고출력 분산형 라우드스피커에는 중요한 설계 문제점이 잔존한다. 더 높은 동작 전력에서, 이러한 기존 설계 원리에 따라 설계된 라우드스피커에서 사용되는 변환기는 더 낮은 피스톤식 주파수에서 지속적인 로킹 모션(rocking motion)을 빈번하게 받는다. 이것은 피스톤식 동작 중의 고출력에서 오디오 변환기의 로킹 모션이 각 변환기에 제공된 음성 코일에 물리적 손상을 야기할 수 있기 때문에 문제가 된다. 전형적으로, 분산형 라우드스피커는 증가된 모달 분포 및 출력 취급을 위해 복수의 변환기를 활용한다. 이러한 공진 모드는 각 공진 모드가 공진 모드의 "안티노드"와 "노드"에 각각 대응하는 진동적으로 활성인 부영역과 진동적으로 비활성인 영역 사이의 범위를 가진 패널에 대한 굽힘파 진동 동작의 특정 성분에 기여하기 때문에 중요하다. 그러므로 그들의 전체 동작 주파수 범위에서 그들의 성능 이익을 희생시키지 않고 피스톤식 주파수 범위에서 동작하는 동안 분산형 라우드스피커가 고출력 응용으로 사용될 때 변환기의 물리적 로킹 모션에 의해 야기되는 문제의 해결을 위한 중요하고 급속히 성장하는 필요성이 존재한다.
비제한적이고 총망라적인 것이 아닌 실시형태를 하기 도면을 참조하면서 설명하고, 각 도면에서, 다르게 특정하지 않는 한, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 나타낸다.
도 1a는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커의 정면도이다.
도 1b는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커의 배면도이다.
도 1c는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커의 배면도이다.
도 1d는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커의 구성을 위해 사용되는 패널의 일부의 상면도이다.
도 1e는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 패널의 단면도이다.
도 2a는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기 코일 커플러 링의 상면도이다.
도 2b는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 코일 커플러 링의 측면도이다.
도 3a는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 코일 어셈블리의 투시도이다.
도 3b는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 코일 포머에 설치된 음성 코일의 단면도이다.
도 3c는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 코일 어셈블리의 측면도이다.
도 4는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 투시도이다.
도 5a는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 단면도이다.
도 5b는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 단면도이다.
도 5c는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 선대칭도이다.
도 5d는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 에어 갭에 있는 코일 어셈블리의 부분 단면도이다.
도 5e는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 단면도이다.
도 5f는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 단면 투시도이다.
도 5g는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 단면 투시도이다.
도 5h는 일 실시형태의 자속 분포 패턴을 보이는 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 단면도이다.
도 6a는 일 실시형태의 오디오 변환기 구동 주파수에 관한 코일 포머 변위를 나타내는 그래프이다.
도 6b는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 에어 갭에 있는 코일 어셈블리의 선대칭도이다.
도 6c는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 코일 포머에 설치된 변위된 음성 코일의 선대칭도이다.
도 6d는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 코일 어셈블리 비축 변위 지오메트리의 설명도이다.
도 7a는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커의 대칭으로 배치된 오디오 변환기를 보인 설명도이다.
도 7b는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커의 패널에 작용하는 힘 모멘트의 설명도이다.
도 7c는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 비대칭으로 배치된 오디오 변환기 및 상대적 거리를 보인 설명도이다.
도 7d는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커의 비대칭으로 배치된 오디오 변환기를 보인 설명도이다.
도 8a는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커의 패널에서 공진 진동 모드에 대한 속도 노드의 설명도이다.
도 8b는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커의 패널의 공진 진동 모드에 대한 마디 선의 설명도이다.
도 8c는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커의 패널로부터 소정 거리에서 사운드 주파수에 대한 음압 레벨 및 개별 공진 모드의 설명도이다.
도 8d는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커의 패널로부터 소정 거리에서 사운드 주파수에 대한 음압 레벨 및 개별 공진 모드의 설명도이다.
도 9a는 분산형 라우드스피커의 일 실시형태에서 사용되는 진동 주파수에 대한 오디오 변환기 내 코일 어셈블리의 축 방향 회유를 보인 그래프이다.
도 9b는 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 비교적인 비축 코일 어셈블리 변위를 보인 그래프이다.
도 10은 일 실시형태의 분산형 라우드스피커에서 사용되는 장착 프레임의 등각 투영도이다.
이하의 설명에서, 오디오 변환기 및 분산형 라우드스피커의 실시형태의 각종 양태가 설명되고, 구체적인 구성이 개시된다. 많은 구체적인 세부가 이 실시형태들의 이해를 위해 제공된다. 여기에서 개시되는 양태들은 하나 이상의 구체적인 세부 없이, 또는 다른 방법, 컴포넌트 또는 시스템과 함께 실시될 수 있다. 다른 사례로, 잘 알려진 구조 또는 기능들은 관련 발명 양태를 불명료하게 하는 것을 피하기 위해 자세하게 도시 또는 설명하지 않는다.
이 명세서 전반에 걸쳐 "일 실시형태" 또는 "실시형태"라고 인용하는 것은 그 실시형태와 관련하여 설명한 특정 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시형태에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 이 명세서의 여러 위치에서 "일 실시형태에서" 또는 "실시형태에서"라고 하는 구의 출현은 반드시 모두 동일한 실시형태를 인용하는 것이 아니다. 더 나아가, 특정 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시형태에서 임의의 적당한 방법으로 결합될 수 있다.
도 1a는 분산형 라우드스피커에서 사용하는 패널의 정면도이다. 예시된 패널(100)에서는 패널(100)의 외측면(102a)에 4개의 고무 장착 블록(104a, 104b, 104c, 104d)을 포함한 평평한 직사각형 패널이 도시된다. 패널(100)은 2개의 스킨 물질층으로 이루어지고, 각각의 스킨 물질층은 내측면과 외측면 및 코어 층을 갖는다. 패널(100)의 제1 스킨 물질층의 외측면(102a)이 도 1a에 예시된다. 패널(100)은 각종 응용에서 사용되는 상이한 형상의 분산형 라우드스피커에 대하여 각종 크기로 설계될 수 있다. 일부 경우에, 분산형 라우드스피커는 소비자에게 친숙한 옥내 기구(예를 들면, 개인용 홈 오디오 스피커, 각종 "스마트" 애플리케이션과 함께 사용하는 자동차용 스피커 등)에서 사용되고, 한편 다른 경우로서, 분산형 라우드스피커는 음파를 큰 공간 영역(예를 들면, 로비, 스포츠 경기장, 스타디움 등)에 전달하기 위해 사용된다. 일 실시형태에 있어서, 패널(100)은 A5 사이즈(A5는 1975년에 국제 표준 기구에서 개발한 종이 크기이고, 5.83 인치의 폭과 8.27 인치의 길이를 가진 종이와 같다)이고, 따라서 공간이 제한되는 자동차 또는 다른 한정된 위치에 배치되도록 구성된다. 대안적 실시형태에서, 패널(100)은 사운드 강화 시스템에서 사용되는 것과 같은 고출력 응용에서 사용하기 위해 실질적으로 더 클 수 있다. "사운드 강화 시스템"은 라이브 또는 미리 녹음된 사운드를 더 크게 하고 사운드를 더 많은 청중 또는 더 멀리 있는 청중(예를 들면, 스타디움에서 개최된 락 콘서트의 참석자 등)에게 전달할 수 있는, 마이크로폰, 신호 프로세서, 증폭기 및 라우드스피커의 조합으로 구성된 시스템이다. 사운드 강화 시스템에서 사용하기 위한 분산형 라우드스피커의 양호한 실시형태에 있어서, 패널(100)은 577밀리미터의 길이, 400밀리미터의 폭 및 3.8밀리미터의 두께를 갖는다. 일반적으로, 분산형 라우드스피커는 가볍고 딱딱해야 하며, 그래서 이러한 구성 목표를 달성하기 위해 전형적으로 합성 재료로 만들어진다. 패널의 강성은 역률에 의해 그 두께에 비례한다. 특히, 분산형 라우드스피커의 합성 패널의 경우에, 강성은 1.5의 역률로서 두께에 따라 증가한다. 따라서, 분산형 라우드스피커의 합성 패널(100)의 두께를 2배로 하면, 강성은 2.83배 증가할 것이다. 대안적 실시형태에 있어서, 모노리틱 패널이 분산형 라우드스피커에 사용될 수 있고, 그러한 패널에서 패널의 강성은 두께의 세제곱으로서 증가한다.
도 1b는 실시형태에 따른 분산형 라우드스피커의 패널(100)의 배면도이다. 이 예시된 실시형태에 있어서, 패널(100)의 배면도는 제2 스킨 물질층의 외측면(102b)을 포함하고, 그 위에 4개의 다른 변환기 커플러 링이 위치된다. 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 분산형 라우드스피커는 소정의 설계 목적을 달성하기 위해 하나 이상의 오디오 변환기로 구성될 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 전기 역학 변환기를 이용하여 구성된 라우드스피커가 양호하다. 변환기 커플러 링(106, 108, 110, 112)은 소정의 음향 출력을 발생하도록 패널(100)을 구동하기 위해 사용되는 4개의 다른 변환기의 코일 포머(coil former)를 수용하기 위해 스킨 물질층의 외측면(102b)에 제공된다(접착제로 패널의 표면에 부착된다). 이 외측면(102b)은 4개의 추가적인 고무 장착 블록(104e, 104f, 104g, 104h)을 또한 포함하고, 상기 고무 장착 블록은 패널의 매달림 장착을 제공하는 외에, 변환기를 분산형 라우드스피커의 제위치에 밀봉하기 위해 장착 프레임과 꼭 맞게 하는 적당한 높이를 갖는다.
도 1c는 일 실시형태에서 추가의 지지 요소를 구비한 패널(100)의 외측면(102b)을 예시하는 분산형 라우드스피커의 배면도이다. 이 실시형태에서는 4개의 폼 스트립(foam strip)이 패널(100)의 제2 스킨 물질층의 외측면(102b)에 제공되고, 상기 4개의 폼 스트립은 장착 프레임의 매칭 홈에 삽입식으로 접속될 수 있다. 폼 스트립(114a, 114b, 114c, 114d)은 최적 경계 조건을 가진 가볍고 적당히 딱딱한 분산형 라우드스피커를 생성하는데 도움이 되는 발포 고무(예를 들면, Poron®)를 사용하는 개방 셀 또는 폐쇄 셀 폼 소재로 구성된다. 이 실시형태에서 외측면(102b)은 4개의 다른 오디오 변환기에 각각 코일 포머를 수용하기 위한 4개의 변환기 커플러 링(106, 108, 110, 112)을 또한 포함한다.
도 1d는 실시형태에 따른 분산형 라우드스피커의 패널(100)의 구성에서 사용되는 코어 층의 일부의 상면도이다. 예시된 부분에는 패널(100)의 코어 구성을 나타내는 3개의 육각형 셀(116, 118, 120)이 도시되어 있고, 코어 층은 제조 공정 중에 스킨 층이 용융되는 벌집형 구조를 생성하도록 그러한 셀들의 통합 네트워크로 구성된다. 벌집형 코어 구조에서 사용되는 각 셀의 직경은 생성되는 패널(100)의 크기 및 라우드스피커의 원하는 용도에 따라 크게 변할 수 있다. 양호한 실시형태에서 각각의 육각형 셀의 반대측 코너들 간의 거리는 3.5밀리미터이다. 코어 층을 포함한 벌집형 구조의 두께는 0.1밀리미터 내지 10밀리미터의 범위이다. 양호한 실시형태에서 코어 층의 벌집형 구조의 최대 두께는 대략 7밀리미터이다. 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 육각형 셀의 직경과 코어 층의 두께는 내부 구조 및 라우드스피커의 컴포넌트에서 열 응력 및 기계적 응력을 생성하는 중대한 위험성이 있는 고출력 응용에서 사용될 때 분산형 라우드스피커에 대한 물리적 손상을 최소화하는 목표를 달성함에 있어서 상기 범위로 제한될 필요가 없다.
도 1e는 실시형태에 따른, 스킨 물질층과 코어 층 둘 다를 보인 분산형 라우드스피커의 패널(100)의 단면도이다. 예시된 실시형태에서, 패널(100)은 제1 스킨 물질층(122), 제2 스킨 물질층(128) 및 코어 층으로 구성된다. 제1 스킨 물질층(122)은 (도 1a에 도시된 것과 같은) 외측면(102a)과, 열경화성 접착제 스크림으로 코어 층에 접착된 내측면(124)을 갖는다. 코어 층은 주로 공기로 이루어진 벌집형 구조 또는 발포 폼으로 구성되고, 이 구성은 패널 또는 격막의 낮은 전체 질량을 유지하는데 도움이 된다. 코어 층의 벌집형 구조에 사용되는 물질 중에는 도핑된 종이, 노멕스(Nomex®) 및 알루미늄이 있다. 코어 층의 벌집형 구조는 일반적으로 각 벌집형 셀의 높이를 나타내는 1밀리미터 내지 10밀리미터 범위의 전형적인 두께를 갖는다. 예시된 실시형태에서 각 벌집형 셀의 벽은 이 단면도에서 수직 지주(130a, 130b, 130c, 130d)로서 보여진다. 코어 층은 내측면(126)과 외측면(102b)(도 1b에 도시됨)을 포함한 제2 스킨 물질층(128) 위에 배치된다. 코어 층의 벌집형 구조는 예시된 실시형태에서 열경화성 접착제 스크림으로 제2 스킨 물질층(128)의 내측면(126)에 접합된다. 제1 스킨 물질층(122)과 제2 스킨 물질층(128)은 경량 물질들의 그룹 중의 임의의 하나로 구성될 수 있다. 전형적인 실시형태에서, 이러한 물질들은 도핑된 종이, 탄소, 유리 섬유 또는 플라스틱 라미네이트가 있는 평평한 도핑된 종이를 포함한다. 플라스틱 라미네이트는 제1 스킨 물질층(122)의 외측면(102a)에 매력적인 표면 마무리(예를 들면, 브러싱된 알루미늄 효과)를 제공하기 위해 사용된다. 제1 스킨 물질층과 제2 스킨 물질층은 각각 양호한 실시형태에서 0.1밀리미터 내지 0.25밀리미터 범위의 두께를 갖는다.
도 2a는 실시형태에 따른 오디오 변환기의 코일 커플러 링의 상면도이다. 커플러 링(200)은 상부면(202), 및 커플러 링을 오디오 변환기의 음성 코일 포머에 결합하기 위해 사용되는 복수의 하부면을 포함한다. 예시된 실시형태에서는 커플러 링(200)의 하부 표면에 5개의 연장부(204a, 204b, 204c, 204d, 204e)가 제공된다. 당업자라면 알고 있는 바와 같이, 오디오 변환기에서 사용되는 커플러 링은 이 구조의 성과 목표를 제한하거나 다른 식으로 영향을 주지 않고 커플러 링의 하부면으로부터 더 많은 수 또는 더 적은 수의 연장부를 가질 수 있다. 이 연장부들은 종래의 접착제 또는 다른 접합 물질을 이용하여 오디오 변환기의 음성 코일 포머에 접합될 수 있다. 양호한 실시형태에서, 각각의 커플러 링(200)은 알루미늄으로 제조된다. 대안적인 실시형태에서, 커플러 링은 폴리카보네이트 또는 ABS 플라스틱 물질로 생성될 수 있다. 예시된 실시형태에서 커플러 링(200)의 직경은 30밀리미터 내지 32밀리미터의 범위이다.
도 2b는 코일 커플러 링(200)의 측면도이다. 이 도에서, 커플러 링(200)의 하부면(206)이 노출되고, 5개의 연장부(204a, 204b, 204c, 204d, 204e)가 더 명확히 보여진다. 이 연장부(204a, 204b, 204c, 204d, 204e)들은 별개로 생성되어 하부면(206)에 접합되거나, 또는 더 일반적으로 하나의 물체로서 커플러 링(200)의 일부로서 형성될 수 있다. 이 연장부들의 외측면은 종래의 접착제 본드 또는 다른 적당한 접합제를 이용하여 음성 코일 포머에 접합될 것이다.
도 3a는 실시형태에 따른 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 코일 어셈블리의 투시도이다. 코일 어셈블리(215)는 코일 포머(208), 커플러 링(200)과 그 노출된 상부면(202), 및 코일 포머(208)의 하부 주위를 감싸는 구리 도체 권선으로 구성된 음성 코일(210)을 포함한다. 커플러 링(200)은 종래의 접착제를 이용하여 코일 포머(208)의 상단에 접합된다. 코일 포머(208)에는 통풍을 위해 및 오디오 변환기에서 압력이 형성되는 것을 방지하기 위해 복수의 작은 구멍들이 제공된다. 통풍은 변환기로부터 열을 소산시키고 고출력 동작 중에 딱딱해짐을 방지하기 위해 압력을 완화하는데 도움이 된다. 코일 포머(208)의 하부의 음성 코일(210)은 코일 포머(208)의 내측면과 외측면에 감겨지는 복수의 구리 도체 권선으로 구성된다. 이러한 내측 코일과 외측 코일은 병렬 또는 직렬 전기 접속으로 함께 접속될 수 있다. 이 실시형태에서 코일들은 직렬로 접속된다. 증폭기로부터의 오디오 신호에 응답하여, 넓은 방향성으로 원하는 커버리지 영역에 음파를 발생하여 전달하기 위해 목표 동작 주파수 범위에서 패널(100)을 구동하기 위해 사용되는 국부 링 자석으로부터 생성된 시불변 자기장의 존재하에 상기 구리 권선에는 전류가 흐른다. 본 실시형태에서, 음성 코일(210)의 구리 권선은 코일 포머의 외측면에 단일 층으로 및 코일 포머(208)의 내측면에 별도의 단일 층으로 코일 포머(208)에 배치된다. 대안적인 실시형태에서, 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 유도 전류의 발생을 위한 동일하거나 더 높은 전자기 결합을 달성하기 위해 내측면 및/또는 외측면에서 2층 이상의 구리 도체 권선 층을 사용할 수 있다.
도 3b는 실시형태에 따른 분산형 라우드스피커에서 사용되는 코일 포머에 장착된 음성 코일의 단면도이다. 이 도에서, 코일 포머(208)는 측면도로 보이고 구리 도체 권선(210)이 고착된 2개의 평행한 수직면으로서 나타난다. 코일 포머(208)는 커플러 링(200)의 일련의 연장부에 접합된다. 이 단면도는 코일 포머(208)가 위에 부착된 커플러 링(200)의 다른 연장부들을 각각 나타내는, 커플러 링(200)의 2개의 부분을 보이고 있다. 커플러 링(200)은 패널(100)의 내측면(102b)(도 1b에 도시됨)에 부착되고, 다른 경우에 코일 포머(208)만으로 달성될 수 없는 강화된 접합 영역을 제공한다.
도 3c는 실시형태에 따른 분산형 라우드스피커에서 사용되는 코일 어셈블리(300)의 단면도이다. 코일 어셈블리(300)는 코일 포머(302)의 외측면에 제1의 복수의 구리 도체 권선(210)을 구비하고 코일 포머(302)의 내측면에 제2의 복수의 구리 도체 권선(211)을 구비한 음성 코일을 포함한다. 외측면에서, 제1의 복수의 구리 도체 권선(210)은 적어도 단일 권선 층을 접합하고 유지하기에 충분한 제1 아교 층(308)을 이용하여 코일 포머(302)에 접합된다. 내측면에서, 제2의 복수의 구리 도체 권선(211)은 코일 포머(302)의 내측면에 도포된 제2 아교 층(304)을 이용하여 코일 포머(302)에 접합된다. 이 도면은 도 3a에 예시된 코일 포머의 하부의 확대도를 제공하고, 음성 코일의 구리 도체 권선이 코일 포머(302)에 어떻게 결합되는지를 더 잘 보이기 위해 제공된다. 구리 도체 권선에서 사용되는 권수는 원하는 설계 목적에 따라서 변할 것이다. 본 실시형태에서, 외측 구리 도체 권선은 33 권수를 이용하여 0.14밀리미터의 게이지를 갖는다. 외측면(210)에서 제1의 복수의 권선의 높이는 5.52밀리미터이고 그 내경은 32.2밀리미터이며 그 외경은 36.62밀리미터이다. 마찬가지로 내측 구리 도체 권선은 33 권수를 이용하여 0.14밀리미터의 게이지를 갖는다. 내측면(211)에서 제2의 복수의 권선의 높이는 5.52밀리미터이다. 그러나 제2의 복수의 권선(211)의 내경은 31.66밀리미터이며 그 외경은 32.0밀리미터이다. 코일 포머(302)는 유리 섬유로 구성되고 20.25밀리미터의 높이, 32.0밀리미터의 내경 및 32.2밀리미터의 외경을 갖는다.
도 4는 실시형태에 따른 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 투시도이다. 이 통합된 뷰에서 커플러 링(200)은 오디오 변환기(400)의 보디 내에 배치된 코일 포머(208)에 부착된 것으로 도시된다. 본 실시형태에서 양호한 유형의 오디오 변환기(400)는 전기역학 변환기이다. 전기역학 변환기에서, 시변 전류는 음성 코일 및 이 음성 코일에 접속된 부품에서 기전력을 생성하는 시불변 자기장 내에 떠있는 도전성 코일을 통해 흐른다. 이 기전력은 그 다음에 상기 접속된 부품이 (예를 들면, 패널(100)을) 진동시켜서 사운드를 방사하게 한다. 예시된 오디오 변환기(400)에서는 코일 포머(208) 및 전기 장착 베이스(407)에 접속하는 2개의 리드아웃 와이어(406, 408)가 제공된다. 전기 장착 베이스(407)는 2개의 전기 단자(402, 404)를 포함하고, 이 단자에서 오디오 증폭기(도시 생략됨)가 분산형 라우드스피커의 동작을 위해 시변 구동 전류를 전송하는 오디오 변환기(400)에 전기적으로 결합된다. 양호한 실시형태에서, 오디오 증폭기는 분산형 라우드스피커의 각 패널에 최대 200와트의 전기 입력을 전달하고, 각 패널은 최대 4개의 다른 오디오 변환기를 포함할 수 있다. 전력은 오디오 증폭기로부터 변환기에 전달되는 전력량에 따라서 각 변환기가 최대 50와트를 수신하도록 4개의 변환기에 분배되고 동일하게 공유된다.
도 5a는 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 단면도이다. 예시된 것처럼, 코일 커플러(200)는 복수의 통풍 구멍이 있는 코일 포머(208)에 부착된 것으로 도시된다. 코일 포머(208)의 하부는 제1의 복수의 구리 도체 권선(210) 및 제2의 복수의 구리 도체 권선(211)으로 구성된 음성 코일을 포함한다. 오디오 변환기는 또한 본 실시형태에서 물결 모양으로 혼합형 면직물/노멕스 직조 천으로 이루어진 스파이더 서스펜션 요소(510)를 포함한다. 스파이더 서스펜션 요소(510)는 아교 또는 대안적인 종래의 접착제를 이용하여 코일 포머(208)에 접속되고, 패널(100)을 구동하도록 자신에게 힘이 인가된 때 코일 포머(208)를 지지한다. 동작시에 스파이더 서스펜션 요소(510)는 코일 포머(208)가 그 평형 위치로부터 변위된 양에 비례하는 복원력을 부여하고, 패널(100)이 원치 않는 방식으로 진동하는 것을 방지하기 위해 사용되는 움직임의 속도에 비례하는 감쇠력을 또한 제공한다. 억제하는 지지를 제공하는 스파이더 지지 링(512)이 스파이더 서스펜션 요소(510) 주위에 제공된다. 일 실시형태에 있어서, 이 스파이더 지지 링(512)은 플라스틱으로 구성되지만, 스파이더 서스펜션 요소(510)에 의해 소용되는 억제성 지지를 제공하는 다른 유사한 재료를 사용할 수 있다. 스파이더 서스펜션 요소(510) 아래에는 제1의 복수의 구리 도체 권선(210)을 포함한 코일 포머(208)의 부분을 감싸는 강(steel)으로 구성된 앞판(front plate)이 있다. 음성 코일의 구리 도체 권선(210, 211)은 자극편(pole piece)(520)의 외측면을 감싸는 구리 차폐물(525)과 상기 앞판(514) 사이에 형성되고 자극편(520) 위의 구리 차폐물(525)과 링 자석(516) 사이에서 계속되는 에어 갭 내에 배치된다. 링 자석(516)은 앞판(514) 아래에 위치되고, 링 자석(516)과 자극편(520)은 둘 다 뒤판(518) 위에 놓이며, 뒤판(518)은 분산형 라우드스피커의 장착 프레임에 놓인 때 오디오 변환기의 기초 베이스로서 자기 회로를 완성하기 위해 소용되는 강으로 또한 구성된다. 뒤판(518)의 중심에는 변환기를 나사에 의해 장착 프레임에 단단히 부착할 수 있도록 나삿니가 형성된 구멍이 있다. 나삿니가 형성된 구멍의 직경은 전형적으로 4밀리미터 내지 6밀리미터일 수 있다.
도 5b는 도 5a에 도시된 오디오 변환기의 일부 작동 컴포넌트들을 더 잘 보이게 한 단면도이다. 이 도면에서 패널(100)은 커플러 링(200)에 부착된 것으로 도시된다. 커플러 링은 복수의 구리 도체 권선(210, 211)이 배치된 코일 포머(208)를 수용하여 제위치에 유지한다. 자극편(520), 앞판(514) 및 링 자석(516)은 이 실시형태에서 오디오 변환기의 원형 에어 갭을 규정한다. 이 예시된 실시형태에서, 자극편(520)은 자극편(520)의 외측면에 접착식으로 장착되어 그 외측면을 둘러싸는 구리 차폐물(525)을 포함한다. 시변 구동 전류가 코일 포머(208)에 인가된 때, 구리 도체 권선(210, 211)을 포함한 음성 코일은 시변 자기장을 생성할 것이다. 이 양태에서, 구동 전류가 흐르는 음성 코일은, 전기 회로 관점에서, 저역통과 필터 응답 특성을 나타내는 인덕터가 될 것이다. 구리 차폐물은 음성 코일의 인덕턴스 특성이 감소되도록 음성 코일로부터 반대되는 시변 자기장의 전기 효과를 갖는 "전류 차폐물"을 형성하는 유도 와전류를 쉽게 지지할 수 있는 매체로서 자극편(520)에 적용된다. 음성 코일의 인덕턴스를 감소시킴에 있어서, 그러한 변환기를 포함한 패널은 더 넓은 신호 주파수 대역에서 동작할 수 있을 것이다. 본 실시형태에서 사용하는 것으로 규정된 오디오 변환기는 원형 에어 갭의 사용으로 제한될 필요가 없고, 당업자라면 유사한 성과 목표를 달성하는 대안적인 디자인을 쉽게 설계하고 구현할 수 있을 것이다. 그러나 오디오 변환기의 개선된 기계적 안정성은 원형 에어 갭을 사용할 때 가장 바람직하게 구현된다. 뒤판(518)은 자기 회로를 완성하고 링 자석(516) 및 자극편(520)이 배치되는 베이스이다. 스파이더 지지 링(512)과 스파이더 서스펜션 요소(510)는 도 5a와 관련하여 설명한 것과 같다.
도 5c는 실시형태에 따른 오디오 변환기의 우반부의 선대칭도이다. 이 실시형태에서 자극편(520)의 우반부는 자극편(520)의 외측면에 배치된 구리 차폐물(525)과 함께 뒤판(518)의 우반부 위에 놓인 것으로 도시된다. 앞판(514)의 우반부와 링 자석(516)의 가장 우측부는 뒤판(518) 위에 배치된 것으로 도시된다. 이 구조에 의해 생성된 에어 갭은 자극편(520)과 앞판(514) 사이의 이 구조의 상부 사이와, 자극편(520)과 링 자석(516) 사이의 하부 사이에 도시된다. 코일 포머 위의 복수의 구리 도체 권선이 이 에어 갭에 삽입될 것이다.
도 5d는 실시형태에 따른 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 에어 갭 내에 있는 코일 어셈블리의 부분 단면도이다. 이 실시형태에서, 에어 갭의 상부는 구리 차폐물(525)과 앞판(514) 사이에 확립된다. 에어 캡의 하부는 링 자석(516)과 자극편(520) 사이에 확립된다. 복수의 구리 도체 권선을 가진 코일 포머(208)는 에어 갭 내에서 구리 차폐물(525)과 앞판(514) 사이에 개재되고, 이 에어 캡은 규정된 여러 공간적 치수들을 가진다. 에어 갭의 공간적 치수는 중요하고 양호한 실시형태에서 3개의 별도의 구역으로 구성된다. 제1 구역(A1)은 구리 차폐물(525)의 외벽과 내측 음성 코일(211)의 내경 사이의 거리이고, 이 구역은 오디오 변환기의 고출력 동작 중에 코일 어셈블리(300)의 잠재적 로킹 모션을 고려한 안전 여백을 제공한다. 고출력 동작 중에, 증폭기에 의해 구동된 오디오 변환기는 가끔 이러한 고출력 동작의 상당한 열응력 및 기계적 응력을 받을 것이다. 이 고출력 동작 중에, 음성 코일은 상당한 축 방향 변위를 받을 수 있고, 일반적으로 수반되는 이러한 축 방향 변위는 로킹 움직임으로서 나타나는 비축(non-axial) 변위이다. 이 로킹 모션은 에어 갭 내의 코일 포머 및 여기에 부착된 음성 코일의 위치를 이동 또는 변위시킬 수 있다. 음성 코일과 자기장 간의 적절한 정렬은 변환기의 효율 및 안전한 동작을 위해 중요하다. 더 나아가, 더 강한 축 방향 회유가 저주파수 동작 중에 고출력에서 생성될 때, 변환기에는 상당한 기계적 응력이 부여되고, 이로써 물리적 손상 위험성을 조성한다. 코일 어셈블리(300)가 구동 신호에 의해 축 방향에서 전후로 움직일 때, 코일 어셈블리(300)는 코일 포머(208)가 패널을 Z 방향(즉, 진동 패널의 표면에 수직한 방향)으로 구동하는 동안 X 방향 또는 Y 방향으로 비축의 물리적 변위 또는 오프셋을 받을 수 있다. 여기에서 사용하는 용어 "X 방향"은 패널(100)의 평면도에서 수평 방향의 변위를 의미한다. 용어 "Y 방향"은 패널(100)의 평면도에서 수직 방향의 변위를 의미한다. 이러한 변위의 위험성은 사운드 강화 시스템(즉, 높은 전기 입력 전력을 필요로 하는 넓은 지역에 사운드를 전달하기 위해 생성된 시스템)에서 고출력 동작 중에 특히 심각하다. 제2 구역(A2)은 단부 대 단부 기반으로(즉, 내측면에 있는 권선의 외측 에지로부터 외측면에 있는 권선의 외측 에지까지) 음성 코일의 코일 포머(208)와 그 부착된 구리 도체 권선(210)의 두께를 규정한다. 제3 구역(A3)은 음성 코일의 외측면(코일 포머(208)의 외측면에 있는 단일 층의 구리 도체 권선의 직경은 제외함)과 앞판(514)의 측벽 간의 거리를 규정하고 적당한 안전 여백을 제공한다. 양호한 일 실시형태에 있어서, 구체적인 설계 연구에 의해, 100 Wrms 입력이 0.48밀리미터의 코일 및 포머 두께(즉, 구역(A2)의 두께)와 함께 제공되고, 구역(A1)과 구역(A3) 각각의 적당한 거리는 각각 0.41 및 0.46밀리미터인 것으로 결정되었다. 높은 입력 전력에서 음성 코일의 열팽창을 수용하기 위해 약간 더 큰 여유가 외측 갭(구역(A3))에 대하여 만들어진다. 이러한 변환기 설계 분야의 당업자에 대한 공지된 양호한 관례는 이러한 열팽창을 고려하여 외측 갭에 추가의 0.05mm의 여유를 주는 것이고, 이 치수가 이 실시형태에서 사용되었다.
도 5e는 분산형 라우드스피커의 실시형태에서 사용되는 오디오 변환기의 제2 단면도이다. 이 실시형태에서는 변환기의 전체 단면도가 도시되고, 자극편(520), 앞판(514), 링 자석(516), 구리 차폐물(525) 및 베이스 판(518)을 포함한다. 앞판(514)과 구리 차폐물(525) 사이 및 링 자석(516)과 구리 차폐물(525) 사이의 에어 갭은 변환기의 상부에서 좁은 에어 갭을 나타내고, 링 자석(516)과 자극편(520) 사이에는 더 넓은 에어 갭이 있다. 변환기의 조립 중에, 컴포넌트들의 구축 높이는 평형 상태인 휴지 상태에 있는 음성 코일(201, 211)의 구리 도체 권선이 링 자석(516)에 의해 생성된 자기장 흐름의 방향에 수직한 방향으로 에어 갭의 상부에서 수직으로 중심이 맞추어지도록 조심스럽게 조절된다. 이 구조의 투시도를 도 5f에 도시하였고, 완전한 원형 영역으로서 제시되는 에어 갭의 확대도를 도 5g에 도시하였다. 예시된 실시형태에서, 오디오 변환기의 양호한 치수는 다음과 같다.
구조 요소 높이(밀리미터) 내경(밀리미터) 외경(밀리미터)
뒤판 8 n/a 65
링 자석 8 35 64
자극편 12.5 n/a 30.2
앞판 3.5 33.5 64
구리 차폐물 12.5 30.2 30.8
도 5h는 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 실시형태에서 나타나는 정적 자기장의 단면도이다. 예시된 것처럼, 코일 포머(208)는 앞판(514)과 구리 차폐물(525) 사이의 에어 갭에 배치되어 코일 포머(208)에 설치된 복수의 구리 도체 권선이 상기 2개의 구조 요소 사이에 배치되게 한다. 링 자석(516)은 앞판(514)과 자극편(520) 사이에 규정된 환상 에어 갭을 가로질러 흐르는 자기장을 발생한다(정적 자기장에서 구리는 공기와 구분되지 않는다). 링 자석(516)은 앞판을 통하여 자극편과 뒤판이 에어 갭을 가로지르는 정적 자기장을 생성하는 자기 회로를 형성하는 영구 자석이다. 전기 신호(즉, 시변 전압)가 변환기의 단자들에 인가되고 시변 전류가 코일 포머(208) 주위를 감싸는 복수의 구리 도체 권선(즉, 음성 코일)을 통해 흐르며, 시변 전류는 에어 갭 내에서 자기장과 상호작용하여, 코일 포머(208)와 커플러(도시 생략됨)를 통해 패널(100)(도시 생략됨)을 소정의 오디오 주파수로 진동시키는 음성 코일에 시변 기전력이 인가되게 한다. 링 자석은 각종 재료로 구성될 수 있지만, 몇 가지 재료가 분산형 라우드스피커에 응용할 때 유리한 특성을 나타낸다. 본 실시형태에서, NdFeB(네오디뮴 철 붕소)로 구성된 링 자석이 이 유형의 응용을 위한 링 자석(516)에서 사용되는 가장 양호한 유형의 자석 재료이다. 이 유형의 자석은 "네오 마그넷"이라고 부르고, 이 유형의 자석의 양호한 등급은 N42-H 또는 N40-H이다. 여기에서 -H는 이 유형의 자석을 고온 수행 자석(즉, 섭씨 120도까지 영구자석 특성을 제공할 수 있는 자석)으로서 식별한다. 더 일반적으로, 예시된 실시형태에서 사용하기 위한 수용 가능한 자석 저장형 에너지 밀도 등급은 N30 내지 N50의 범위이고, 수용 가능한 온도 등급은 -H, -SH(즉, 섭씨 150도까지의 영구자석 특성) 및 -UH(즉, 섭씨 180도까지의 영구자석 특성)를 포함한다. 온도 등급 없이 기본 자석 저장형 에너지 밀도 등급(즉, N30, N40 또는 N50)을 가진 자석은 본 실시형태에서 효과적으로 또한 사용될 수 있다. 대안적으로, 페라이트 자석은 비록 그 에너지 밀도가 훨씬 더 낮고 자석의 크기가 훨씬 더 커야 하지만 사용 가능하다. 네오디뮴형 자석은 임의의 자석 유형 중에서 최고 에너지 밀도를 제공하고 분산형 라우드스피커에서 사용되는 유형의 전기역학적 오디오 변환기에서와 같이 공간이 주요 제약 사항인 경우에 일반적으로 사용된다. 예시된 실시형태에서, 자기장은 앞판(514)과 자극편(520) 사이에 형성된 에어 갭에서 음성 코일을 가로질러 흐르고, 20Hz-30kHz의 주파수 범위(양호한 동작 범위는 100Hz로부터 6kHz-20kHz 사이의 높은 범위까지임)에서 분산형 라우드스피커의 패널(100)을 진동시키도록 제어되고 사용될 수 있는 로렌쯔 힘이라고 부르는 잘 알려진 원리에 따라 시변 전류와 상호작용한다. 이 모터 구조의 양호한 실시형태에서, 역률(일반적으로 BL이라고도 부름)은 9.5 테슬라 미터(또는 뉴튼/암페어)이다.
도 6a는 분산형 라우드스피커의 실시형태에서 주파수에 대한 코일 어셈블리 변위를 보인 그래프이다. 이 그래프(600)에서, 제1 영역(602)은 최대 변위 레벨을 생성하는 동작 주파수가 분산형 라우드스피커의 오디오 변환기에서 발생하는 영역이다. 음영으로 표시된 영역은 분산형 라우드스피커의 패널이 우세적으로 피스톤 방식으로 진동할 때 최고 변위 구역이 비교적 낮은 주파수 동작 중에 발생한다는 것을 표시한다. 제2 영역(604)은 더 높은 주파수 동작의 영역을 표시하고, 이에 대응하여 오디오 변환기에서 코일 포머의 훨씬 더 낮은 물리적 변위가 있는 구역을 표시한다. 고주파수 동작과 저주파수 동작 간의 이러한 구별은 라우드스피커, 특히 분산형 라우드스피커가 고출력 저주파수 동작 중에 음성 코일의 상당한 이축 변위를 받을 가능성이 있기 때문에 중요하다. 이것은 많은 스피커에서 문제가 될 수 있지만, 고출력 오디오 전송이 필요한 때 사운드 강화를 위해 사용되는 라우드스피커에서 특히 중요한 문제이다.
도 6b는 실시형태에 따른, 분산형 라우드스피커에서 사용되는 오디오 변환기의 에어 갭에서 코일 어셈블리의 선대칭도이다. 예시된 실시형태에서, 에어 갭은 내측면(211)과 외측면(210)에 구리 도체 권선이 있는 코일 포머(208)를 포함한 구리 차폐물(525)과 앞판(514) 사이에 도시된다. 앞판(514)은 링 자석(516) 위에 배치되고, 링 자석(516), 구리 차폐물(525) 및 자극편(520)은 뒤판(518)의 상부에 놓인다. 이 예시된 구조적 배열은 음성 코일이 링 자석(516)으로부터 나오는 현존 자기장에 수직하기 때문에 강한 모터 효율에 충분하다. 동작시에, 이러한 라우드스피커는, 특히 라우드스피커가 사운드 강화 시스템에서 사용될 때 상당한 축 방향 변위를 일으키는 고출력 구동 신호에 의해 구동되기 때문에 비축의 물리적 변위의 위험성이 생성된다. 코일 어셈블리(300)의 이러한 비축 변위(도 6c에 그래픽적으로 도시됨)는 구리 권선이 구리 차폐물(525)과 앞판(514) 중의 어느 하나 또는 둘 다와 접촉하는 경우 내측 및/또는 외측 구리 권선에 물리적 손상을 야기할 수 있다. 도 6c에 도시된 변위된 코일 어셈블리의 비대칭도에서, 에어 갭(구리 차폐물과 앞판 사이의 공간)의 폭의 증가는 이러한 비축(로킹) 움직임에 의해 야기되는 에어 갭을 형성하는 금속 세공품과 코일 어셈블리(300) 사이에 잠재적으로 손상을 주는 접촉의 가능성을 감소시킨다는 것을 알 수 있다. 그러나 이 에어 갭의 폭은 더 큰 갭이 자기 회로에 의해 받는 유효 임피던스를 증가시켜서 회로를 흐르는 자기장의 강도를 감소시키도록 에어 갭 내의 정적 자기장의 강도에 크게 영향을 준다. 반대로, 더 작은 에어 갭은 자기 회로가 받는 유효 임피던스를 감소시켜서 회로를 흐르는 자기장의 강도를 증가시킨다. 코일 어셈블리(300)의 비축(로킹) 모션의 진폭을 감소시킴으로써, 에어 갭의 폭은 최소화될 수 있고 음성 코일의 구리 도체 권선을 통해 흐르는 자기장의 강도 증가를 야기하여 변환기의 효율을 개선한다.
도 6d는 실시형태에 따른 코일 어셈블리의 단순화한 설명도이다. 코일 어셈블리는 코일 포머(208)와 음성 코일(210)을 포함한다. 이 도에 도시된 코일 포머(208)는 코일 포머(208)의 외측면에 복수의 구리 도체 권선을 포함한 음성 코일(210)이 제공된다. 제2의 복수의 구리 도체 권선은 이 도면에서 도시 생략된 코일 포머(208)의 내측면에 제공된다. 이 단순화한 설명도에서, 코일 포머(208)의 수직 거리는 21밀리미터이고 폭은 32밀리미터이다. 상당한 고출력 동작이 수행될 때, 음성 코일의 상당한 비축 물리적 변위(즉, X 방향 및/또는 Y 방향으로 성분을 가진 변위)가 발생할 수 있다. 두번째 도면은 변환기 동작 중에 비축 물리적 변위가 발생한 때 어떤 일이 발생할 수 있는지를 나타낸다. 2개의 도면에서 축 방향 변위는 나타나지 않는다. 패널 내 변환기들의 그룹이 특히 우세한 피스톤 체제의 저주파에서 구동된 때, 만일 변환기가 패널 위 최적 위치에 있지 않으면 패널 회전을 야기하는 일련의 힘 모멘트가 생성된다. 만일 힘 모멘트가 상쇄되지 않으면, 결과적인 패널 회전은 음성 코일이 비축 변위를 받게 하고, 이것은 음성 코일의 손상 및 궁극적으로 음성 코일의 고장을 야기할 것이다. 여기에서 알 수 있는 것처럼, "X-시프트"라고 표시된 X 방향으로의 변위와 Z-시프트 변위라고 표시된 수직 방향의 대응하는 시프트가 있다. X-시프트 변위는 커플러 링(200)에 부착하는 코일 포머(208)의 상부의 주변에서 Z-시프트의 피크 최대치와 최소치를 측정하고 코일 포머(208)의 직경 및 높이에 대한 사전 지식을 이용함으로써 결정된다.
도 7a는 실시형태에 따른 분산형 라우드스피커의 패널의 내측면에 대칭으로 배치된 변환기들을 보인 도이다. 4개의 오디오 변환기의 위치는 대칭 배치 레이아웃으로 도시되어 있고 소정의 동작 주파수 범위에서 패널(100)을 구동하는데 사용하기 위해 제공된다. 비록 여기에서 설명하는 실시형태가 4개의 오디오 변환기를 포함한 구성을 인용하지만, 이 설명은 3개의 오디오 변환기와 같이 적은 수의 오디오 변환기 또는 5개 이상의 변환기를 가진 시스템에서 발생된 힘의 최소화 및 감소를 위해 동일하게 적용할 수 있다. 이 예시된 실시형태에서 패널(700)은 제1 위치(702)에서의 제1 오디오 변환기, 제2 위치(704)에서의 제2 오디오 변환기, 제3 위치(706)에서의 제3 오디오 변환기 및 제4 위치(708)에서의 제4 오디오 변환기를 포함한다. 변환기 배치를 결정할 때, 분산형 라우드스피커 설계의 몇 가지 규칙이 적용된다. 그 규칙들 중의 하나는 방사 패널의 고르게 분포된 모달 여기(modal excitation)를 보장하는 구동 엑사이터(즉, 변환기)의 배치를 선택하는 것이다.
도 7b는 실시형태에 따른, 구동력이 인가된 패널의 개념 설명도이다. 이 개념 설명도에서 패널(100)과 그 중심점(점선으로 표시됨)은 가설적으로 배치된 변환기의 2개의 위치이다. 2개의 변환기 각각에 대한 이 이차원 도에서 중심점으로부터의 거리는 X1과 X2로 표시되어 있다. 각 변환기의 위치에서 패널에 인가된 구동력은 F1과 F2로 표시된 화살표로 나타내었다. 패널의 중심점과 관련해서, 각 변환기는 구동 전력의 증가에 따라 코일 포머의 바람직하지 않은 비축 변위를 야기하는 경향이 있는 힘 모멘트를 발생한다. 변위는 고출력 동작 중에, 특히 저주파수 동작 중에 구동될 때 패널에 작용하는 결합된 기계적 힘의 부산물이다. 패널에 작용하는 힘 모멘트는 하기 관계식에 의해 분석적으로 설명할 수 있다: 모멘트 = 힘×거리. 실제로, 각 변환기는 특정 거리에서 작용하는 힘인 힘 모멘트를 생성한다. 인가된 힘이 동일할 때 대칭 배치로 배열된 각 변환기에 의해 발생된 모멘트는 집합적으로 그 합이 0이어야 하고, 그래서 감지할만한 영향이 없다. 비록 변환기의 대칭 배치가 주로 피스톤식 진동 범위에서 저주파수 동작 중에 분산형 라우드스피커를 구동하는데 일반적으로 최적이지만, 대칭 배치는 최적으로 분포된 복수의 공진 모드가 패널로부터 생성되어야 하는 경우에는 일반적으로 바람직하지 않다. 이 도면에 표시된 것처럼 그래픽 분석을 이용하여 넓은 주파수 스펙트럼에서 공진 방사 모드를 생성할 필요성의 이해 및 힘 모멘트의 분석은 변환기의 비대칭 배치가 소정의 모달 분포 결과를 생성할 수 있고 변환기들이 대칭 방식으로 정렬된 패널로부터 기대되는 것과 같은 저주파수 동작을 여전히 달성한다는 것을 나타낸다.
도 7c는 실시형태에 따른 분산형 라우드스피커의 패널(100)에서의 변환기의 비대칭 레이아웃을 보인 도이다. 변환기들은 X 방향 및 Y 방향에서 그 중심으로부터 상이한 거리에서 패널(100)의 내측면상에 배치된다. 패널의 중심은 원점이고 원점의 좌측으로 모든 수평 거리 및 원점 아래로 모든 수직 거리는 음의 수로 표현된다. 제1 변환기(712)는 패널의 중심과 관련하여 수평 거리 X1 및 수직 거리 Y1에 있다. 제2 변환기(714)는 패널의 중심과 관련하여 수평 거리 X2 및 수직 거리 Y2에 있다. 제3 변환기(716)는 패널의 중심으로부터 수평 거리 X3 및 수직 거리 Y3에 배치된다. 제4 변환기(718)는 패널의 중심과 관련하여 수평 거리 X4 및 수직 거리 Y4에 있다. X1, Y4, X4 및 Y3는 음수이고 나머지 수들은 양수이다. 힘 분석 관점에서의 최종 결과는 힘 모멘트가 0인 시스템을 여전히 생성해야 하고, 이것은 이제 효율적인 분산형 라우드스피커의 설계를 위한 추가 기준이다. 이 점에서, 분산형 라우드스피커 설계를 위해 만족되어야 하는 주 설계 필요조건은 다음과 같다.
설계 규칙 필요조건
규칙 1 고주파수에서 음향 간섭 효과를 최소화하기 위해 엑사이터들의 적절히 긴밀한 군집을 유지한다.
규칙 2 속도 마디 선, 특히 분포가 희소할 것 같은 낮은 모드 차수의 선들로부터 떨어져서 엑사이터를 위치시키는 여자 위치를 선택한다.
규칙 3 더 높은 모드 차수에서 모달 여자의 고른 확산을 보장하기 위해 패널 경계로부터의 간격이 다른 엑사이터의 패널 경계로부터의 간격과 가능한 한 다르게 되도록 각 엑사이터를 위치시킨다.
도 7d는 실시형태에 따른, 변환기를 비대칭 배치 패턴으로 구비한 분산형 라우드스피커의 패널(100)의 설명도이다. 이 비대칭 패턴은 전술한 설계 규칙들과 더 강하게 호환되고 4개의 변환기(722, 724, 726, 728) 각각에 의해 발생된 상대적 힘 모멘트를 고려할 필요성을 더 잘 다룬다. 변환기 위치들은 이제 비대칭 배치 패턴으로 배치된 것에 추가하여 긴밀하게 군집된다.
그 설계에 있어서, 분산형 라우드스피커의 패널은 하나 이상의 변환기로부터의 여자가 적용되는 한정 범위(finite extent)의 것이다. 이러한 여자는 각 변환기로부터 방사상 외향으로 진행하는 굽힘파(굴곡파라고도 부름)를 발생한다. 발생된 각각의 입사파에 대하여, 반사파가 패널의 한정 범위의 측면으로부터 나오는 입사파의 반사로부터 생성된다. 패널 및 변환기 위치들의 지오메트리는 집합적으로 이 폐쇄 환경에서 정재파 패턴을 생성한다. 입사파와 반사파 사이의 보강 간섭과 상쇄 간섭은 "앤티 노드"라고 부르는 높은 면외(out-of-plane) 진동의 위치 및 "노드"라고 부르는 비 면외 진동의 위치를 생성하는 정재파 패턴을 야기한다. 노드들은 그 주위에서 회전이 허용되지만 면외 진동이 허용되지 않는 선으로서 규정될 수 있다. 이차원 시스템에서, 노드 점들은 집합적으로 비 면외 진동이 존재하는 선인 "마디 선"(nodal line)을 형성한다. 본질적으로, 이 선들은 축 방향 변환기 여자로부터의 에너지 입력이 유리하지 않은 패널 내 고 임피던스의 선들이다. 분산형 라우드스피커의 패널의 공진 진동 모드에 대한 속도 노드를 나타내는 도 8a에 도시된 파형(802)에서, 상쇄적으로 간섭하는 파에서의 비 면외 진동의 점들을 나타내는 2개의 노드(802a, 802b)가 식별되었다. 보강 간섭의 점(즉, 앤티 노드)들과 상쇄 간섭의 점(즉, 노드)들이 더 많이 나타나는 더 큰 수의 파장은 파형(804)에 나타난다. 예시된 노드(804a, 804b, 804c, 804d)들은 상쇄 간섭의 점에서 생성된다. 이차원 환경에서, 이 노드 점들은 비 면외 진동이 존재하는 "마디 선" 또는 위치이다.
도 8b는 실시형태에 따른 분산형 라우드스피커에서 사용하는 패널의 공진 진동 모드에 대한 속도 마디 선들의 설명도이다. 예시된 실시형태에서는 대략 2.5 옥타브의 주파수 대역폭을 커버하는 제1의 10개의 속도 마디 선들이 도시되어 있다. 이 주파수 범위에서, 엑사이터는 임의의 속도 마디 선 위에 직접 위치되지 않고, 이것은 전술한 효율적인 분산형 라우드스피커의 설계를 위한 필요조건들 중의 하나이다. 그러나 긴밀하게 군집되고 속도 마디 선으로부터 떨어져 있다 하더라도 분산형 라우드스피커의 패널에서의 오디오 변환기의 최적 배치는 오디오 변환기의 고출력 동작으로부터 야기되는 기계적 응력으로부터 발생하는 물리적 손상을 크게 감소시킬 수 있는 안정된 시스템을 달성하는 데는 충분하지 않다. 패널의 우세적 피스톤식 동작 중에 생성된 힘 모멘트가 최소화되는 것을 요구하는 추가적인 필요조건이 존재한다. 이 필요조건은 변위 좌표들이 집합적으로 패널의 중심에서 원점에 대하여 평균화하는 변환기 위치를 X 방향 및 Y 방향에서 선택함으로써 만족된다. 이 필요조건은 하기의 설계 제약으로서 요약된다.
X 방향 제약 Y 방향 제약
Figure pct00001
Figure pct00002
더 일반적으로, 상기 제약들은 다음과 같이 하나의 일반적인 형태로 표현될 수 있다.
Figure pct00003
여기에서 Fn은 변환기(n)(4 변환기 실시형태에서 n은 1~4이다)로부터의 인가된 힘을 나타내고, Xn은 일반화된 좌표이다.
도 8c는 실시형태에 따른 분산형 라우드스피커의 2개의 특성을 보인 합성 그래프이다. 예시된 제1 특성은 분산형 라우드스피커의 패널의 표면으로부터 소정 거리에서의 음압 레벨이다. 제2 특성은 분산형 라우드스피커의 패널에서 주파수 대 모달 분포이다. 음압 레벨 응답 윤곽(822)은 고도의 대칭으로 구성되고 오디오 변환기의 높은 대칭 배치를 이용하여 구동된 때 분산형 라우드스피커의 패널의 표면으로부터 소정 거리에서의 음압 레벨을 표시한다. 이 구성에서 공진 모드는 함께 군집되고 분산형 라우드스피커의 패널의 목표 주파수 대역폭 전역에 고르게 분산되지 않는다. 이러한 6개의 공진 모드(832, 834, 828, 830, 824, 826)는 3개의 별도의 클러스터((832, 834), (828, 830), (824, 826))로서 관측된다. SPL 응답 윤곽(822)은 높은 구성 및 변환기 위치 대칭인 이 경우에 분산형 라우드스피커의 패널로부터 소정 거리에서의 음압 레벨 응답을 나타낸다. 이것은 패널의 가장 긴 치수의 적어도 3배인 지점에서 시작하는 패널로부터 패널에 대한 투사된 사운드가 더 정확하게 측정될 수 있는 무한대까지의 거리인 "원시야"에서 음압 레벨이 전형적으로 측정되는 것을 구별하기 위해 중요하다. 도시된 예에서, 공진 모드의 군집은 일반적으로 "평활"하지 않은 것으로 인지되고 라우드스피커는 인간의 귀에 실질적으로 불쾌한 사운딩 주파수 응답을 가질 것이다.
도 8d는 오디오 변환기의 비대칭 지오메트리 및 배치를 이용하여 구성된 분산형 라우드스피커로부터의 음압 레벨 및 공진 모드를 보인 것이다. 이 배치 구성에서, 패널 모드는 이제 동작 주파수 범위에서 더 고르게 분산되고, 그 결과 SPL 응답(842)은 "평활"하게 보이고 인간 수신자에게 더 편안한 사운딩 주파수 응답으로서 인지될 것이다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, SPL 응답은 더 고르게 분산된 것으로 보이고 방사된 공진 모드(844, 846, 848, 850, 851, 852)의 더 고르게 분산된 계열로부터 야기된다. 도 8c 및 도 8d에서, 목표 대역폭 전역에서 모드의 총 수는 동일하지만(이 예에서는 6개), 도 8d에서 상기 모드들의 분포가 더 고르게 이격된다는 점에 주목한다.
도 9a는 분산형 라우드스피커의 실시형태에서 사용되는 진동 주파수에 대한 오디오 변환기에서 코일 어셈블리의 축 방향 회유를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에 나타낸 바와 같이, 분산형 라우드스피커의 오디오 변환기는 일반적으로 우세적 피스톤식 진동 범위와 우세적 모달 진동 범위로 나누어지는 넓은 주파수 범위에서 동작할 수 있다. 우세적 피스톤식 진동 범위는 이 예에서 200Hz 이하인 저주파수 동작에 대응한다. 모달 진동 범위는 200Hz보다 더 큰 동작 주파수에 속하고, 이 범위는 일반적으로 "중간 이상 고주파수" 동작 범위로 간주된다. 축 방향 회유는 분산형 라우드스피커에서 사용되는 패널의 평면에 수직한 방향으로 코일 포머의 물리적 변위의 측정치이다. 축 방향 회유는 미터 단위로 수직 축에서 측정된다(즉, 0.0004는 0.4밀리미터이다). 이 그래프로 예시된 곡선(902)은 코일 포머의 축 방향 회유가 1와트의 입력 구동 신호 전력의 사용에 기초한 동작 주파수 범위에서 어떻게 변하는지를 보여준다. 일부 동작 주파수 레벨에서는 어느 정도의 회유가 있겠지만, 고주파수 동작에서 코일 어셈블리는 저주파수 범위에서보다 훨씬 적은 낮은 진폭의 축 방향 회유를 경험한다. 저주파수 범위에서 축 방향 회유는 코일 어셈블리의 더 높은 물리적 움직임이다.
도 9b는 실시형태에 따른, 오디오 변환기의 동작 주파수에 관한 코일 어셈블리의 최대 비축 변위를 나타내는 그래프이다. 이 예에서 사용하는 입력 전력은 스피커의 사운드 강화 시스템에서 일반적으로 사용되는 고출력 동작을 대표하는 100와트이다. 종래 기술에 따른 종래의 설계에 의해 구축된 라우드스피커는 제1 곡선(905)으로 나타낸 바와 같이 실질적으로 더 높은 비축 변위를 갖는다. 제2 곡선(907)은 여기에서 설명하는 안정화 구조 및 방법에 의해 설계된 패널 내 오디오 변환기의 비축 변위를 나타낸다. 이 장점은 중요하고 각각의 변환기에 의해 발생된 힘 모멘트의 실질적인 감소 또는 최종적인 소거에 의해 설계를 개선함으로써 달성된다. 이러한 감소 또는 최종적 소거는 각 변환기에서 작용하는 힘 모멘트가 집합적으로 상쇄되도록 각 변환기를 패널의 중심과 관련하여 X 방향 및 Y 방향으로 적당한 위치 좌표에서 비대칭 패턴으로 배치함으로써 달성된다. 이 방식으로, 패널은 저주파수 피스톤식 진동 범위에서 여전히 구동될 수 있고, 목표 대역폭 전역에서 모드의 고르고 평활한 분포를 위해 바람직한 비대칭을 유지하면서 대칭 변환기 레이아웃의 성능을 달성할 수 있다. 이 그래프에서 특히 주목할 점은 대략 300Hz 이하의 비축 변위에서 제1 곡선(905)과 제2 곡선(907) 간의 실질적인 차이다. 이 점 이하에서, 분산형 라우드스피커에서 사용되는 종래 기술의 설계를 가진 변환기는 설계 최적화 변환기와 비교할 때 비축 변위에서 대략 50% 더 큰 진폭을 경험할 것이다. 이 차는 실질적인 것이고, 더 좁은 에어 갭을 가진 더 효율적인 변환기를 생성하기 위해 사용되며, 상기 더 좁은 에어 갭은 그 다음에 분산형 라우드스피커의 패널 내 변환기에서 사용되는 자극편과 앞판 사이에 배치된 음성 코일(즉, 구리 도체 권선)을 가로지르는 더 효율적인 자기 결합을 생성한다.
도 10은 실시형태에 따른 분산형 라우드스피커에서 사용되는 장착 프레임의 등각 투영도이다. 장착 프레임(1000)은 이 예에서 4개의 상이한 오디오 변환기를 유지하는 중심판(1004) 주위에 조직된 일련의 지지 구조물들을 포함한다. 이 중심판에 도시된 공간적 위치들은 분산형 라우드스피커의 패널의 내측면에서 변환기의 비대칭 변위에 대응한다. 예시된 실시형태에서 중심판(1004)은 4개의 별도의 공간 영역(1006, 1008, 1010, 1012)을 포함하고, 각각의 공간 영역은 4개의 상이한 변환기 중의 하나를 수용하도록 의도된다. 이 전체적인 구조는 지지 프레임(1002) 내에 유지되고, 그 다음에 4개의 오디오 변환기가 장착 프레임의 각각의 위치에 배치되고 패널의 내측면에 접착된 후에 패널에 고정된다.
비록 특정 실시형태를 여기에서 예시하고 설명하였지만, 당업자에게는 각종의 대안적인 및/또는 등가적인 구현이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 여기에서 도시하고 설명한 특정 실시형태를 대체할 수 있다는 것이 명백할 것이다. 이 출원은 여기에서 설명한 실시형태의 그러한 임의의 개작 또는 변화를 커버하는 것으로 의도된다.

Claims (21)

  1. 오디오 변환기 안정화 방법에 있어서,
    3개 이상의 오디오 변환기로부터 수신된 복수의 힘 입력(force input)에 응답하여 오디오 음파 전송을 위한 사운드 발생 패널을 제공하는 단계와;
    상기 사운드 발생 패널에 결합하기 위한 장착 프레임 - 이 장착 프레임은 오디오 변환기를 수용하기 위한 3개 이상의 미리 규정된 위치를 갖는 것임 - 을 제공하는 단계와;
    상기 3개 이상의 오디오 변환기를 상기 미리 규정된 위치 - 이 미리 규정된 위치는 오디오 변환기가 입력 구동 신호를 이용하여 구동된 때 복수의 힘 모멘트를 감소시키도록 최적화된 것임 - 에 배치하는 단계와;
    상기 장착 프레임의 상기 미리 규정된 위치에 배치된 각 오디오 변환기의 커플러 링을 상기 사운드 발생 패널의 외측면에 접속하는 단계와;
    상기 각 오디오 변환기를 오디오 증폭기로부터의 입력 구동 신호를 이용하여 구동하는 단계
    를 포함한 오디오 변환기 안정화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오디오 변환기를 상기 미리 규정된 위치에 배치하는 단계는 상기 오디오 변환기를 상기 사운드 발생 패널의 중심점과 관련하여 비대칭 배치 배열로 배치하는 단계를 포함한 것인 오디오 변환기 안정화 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 힘 모멘트의 합은 상기 오디오 변환기를 비대칭 배치 배열로 배치함으로써 대략 0으로 감소되는 것인 오디오 변환기 안정화 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 입력 구동 신호는 적어도 100Wrms의 입력 전력을 갖는 것인 오디오 변환기 안정화 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 3개 이상의 오디오 변환기는 각각 자극편, 앞판 및 코일 포머를 포함하고, 상기 코일 포머에는 음성 코일이 접속되며, 상기 자극편과 앞판은 상기 음성 코일이 배치되는 원형 에어 갭을 규정하는 것인 오디오 변환기 안정화 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 사운드 발생 패널은 20헤르쯔 내지 30킬로헤르쯔의 주파수 범위에서 음파를 발생하는 것인 오디오 변환기 안정화 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 사운드 발생 패널은 폭이 577밀리미터이고 높이가 400밀리미터이며 두께가 3.8밀리미터인 것인 오디오 변환기 안정화 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 사운드 발생 패널은 사운드 강화 시스템의 일부로서 제공된 것인 오디오 변환기 안정화 방법.
  9. 분산형 라우드스피커의 기계적 안정화 시스템에 있어서,
    제1 스킨 층 및 제2 스킨 층 - 상기 제1 스킨 층 및 제2 스킨 층은 오디오 음파 전송을 위한 외측면을 각각 갖는 것임 - 을 구비한 분산형 라우드스피커의 사운드 발생 패널과;
    상기 제2 스킨 층의 상기 외측면에 결합되고, 상기 제1 스킨 층 및 상기 제2 스킨 층의 각 외측면으로부터 오디오 음파의 전송을 위한 복수의 힘 입력을 발생하는 적어도 3개의 오디오 변환기와;
    상기 각 오디오 변환기에 전기적으로 결합되고, 입력 구동 신호를 이용하여 상기 각 오디오 변환기를 구동시키도록 동작하는 오디오 증폭기와;
    상기 사운드 발생 패널에 결합되고, 상기 적어도 3개의 오디오 변환기를 수용하기 위한 적어도 3개의 미리 규정된 위치 - 이 미리 규정된 위치는 상기 오디오 변환기가 상기 입력 구동 신호를 이용하여 구동된 때 상기 복수의 힘 입력으로부터 발생된 복수의 힘 모멘트를 감소시키도록 최적화된 것임 - 를 갖는 장착 프레임
    을 포함한 안정화 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 사운드 발생 패널의 폭은 577밀리미터이고, 상기 사운드 발생 패널의 높이는 400밀리미터이며, 상기 사운드 발생 패널의 두께는 3.8밀리미터인 것인 안정화 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 스킨 층 및 제2 스킨 층 각각의 두께는 0.1밀리미터 내지 0.25밀리미터인 것인 안정화 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 사운드 발생 패널은 코어 층을 더 포함하고, 상기 코어 층은 두께가 0.1밀리미터 내지 10밀리미터인 것인 안정화 시스템.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제1 스킨 층 및 제2 스킨 층은 본질적으로 도핑된 종이, 탄소 및 유리 섬유로 이루어진 그룹으로부터의 물질을 각각 포함한 것인 안정화 시스템.
  14. 제9항에 있어서, 상기 적어도 3개의 오디오 변환기는 각각,
    코일 포머 및 이 코일 포머에 접착식으로 장착된 음성 코일을 구비한 음성 코일 어셈블리와;
    상기 코일 포머에 접착식으로 장착된 스파이더 서스펜션 요소(spider suspension element)와;
    링 자석에 장착된 앞판과;
    자극편
    을 포함하고,
    상기 자극편과 상기 링 자석은 뒤판에 장착되고, 상기 음성 코일 어셈블리는 상기 자극편과 상기 앞판 사이에 형성된 원형 에어 갭 내에 배치되고 상기 접착식으로 장착된 스파이더 서스펜션 요소에 의해 상기 원형 에어 갭 내에서 제위치에 유지되는 것인 안정화 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 링 자석은 네오디뮴 철 붕소를 포함하고, 상기 링 자석의 자석 유형은 N42-H와 N40-H 중의 적어도 하나인 것인 안정화 시스템.
  16. 제9항에 있어서, 상기 링 자석은 저장된 에너지 밀도 등급이 N30 내지 N50이고 온도 등급이 -H, -SH 및 -UH 중의 적어도 하나인 네오디뮴 철 붕소를 포함한 것인 안정화 시스템.
  17. 제9항에 있어서, 상기 링 자석은 저장된 에너지 밀도 등급이 N30 내지 N50인 네오디뮴 철 붕소를 포함한 것인 안정화 시스템.
  18. 제9항에 있어서, 상기 오디오 음파는 20헤르쯔 내지 30킬로헤르쯔 범위의 전송 주파수를 갖는 것인 안정화 시스템.
  19. 제9항에 있어서, 상기 입력 구동 신호는 적어도 100Wrms의 입력 전력을 갖는 것인 안정화 시스템.
  20. 제9항에 있어서, 상기 미리 규정된 위치는 상기 사운드 발생 패널의 중심점과 관련한 비대칭 배치 배열을 포함한 것인 안정화 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 비대칭 배치 배열로 된 오디오 변환기로부터의 복수의 힘 입력으로부터 발생된 감소된 복수의 힘 모멘트는 상기 복수의 힘 모멘트의 합이 대략 0일 때 달성되는 것인 안정화 시스템.
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