SE505752C2

SE505752C2 - Speaker

Info

Publication number: SE505752C2
Application number: SE9504600A
Authority: SE
Inventors: Tore Fors
Original assignee: Tore Fors
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1997-10-06
Also published as: NO982800D0; AU1217597A; KR19990076660A; NO982800L; EP0864246A1; WO1997024013A1; SE9504600L; SE9504600D0; JP2000505256A

Abstract

The present invention concerns an electrostatic loudspeaker in which the membranes and stators have charges of the same polarity. It is hereby possible for great forces to work in the loudspeaker without causing a risk for sparking-over between stator and membrane. A loudspeaker according to the invention has two membranes (19, 20), each having a corresponding stator (2, 9) shaped as a grid or the like made from electrically conductive material. The two membranes are parallel to each other and joined together by a firm, hard or stiff material (6). Membranes (19, 20) and stators (2, 9) of a pair always have the same potential and repel each other with a force which varies when the potential varies.

Description

sos íàz 1 Föreliggande uppfinning avser elektrostathögtalare, i vilka membran och stator har laddningar av samma polaritet. Härigenom blir det möjligt att stora krafter kan verka i högtalaren utan risk för överslag mellan stator och membran. Detta medför att mycket högt ljudtryck kan uppnås med bibehållen kvalitet och med högtalare med väsentligt mindre yttre dimensioner än tidigare kända konstruktioner. Uppfinningen avser även transformator med signalåterföring för drift av högtalare av detta slag. The present invention relates to electrostatic speakers in which diaphragms and stators have charges of the same polarity. This makes it possible for large forces to act in the speaker without the risk of an overflow between the stator and the diaphragm. This means that very high sound pressure can be achieved with maintained quality and with speakers with significantly smaller external dimensions than previously known constructions. The invention also relates to a transformer with signal feedback for operating loudspeakers of this kind.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i anslutning till det utföringsexempel, som visas i den bifogade figuren. Denna visar dels en högtalare i genomskärning och dels en till högtalaren ansluten transformatorenhet.The invention will be described in more detail below in connection with the exemplary embodiment shown in the accompanying figure. This shows both a speaker in section and a transformer unit connected to the speaker.

Den i figuren visade högtalaren har två membran 19, 20, vilka vardera motsvaras av en stator 2, 9 i form av ett galler eller liknande av elektriskt ledande material. De två membranen är parallella med varandra och förenade med ett fast hårt eller styvt material 6 med mycket låg volymvikt. Detta material har väsentligen samma tvärsnitt som membranen och dessa är fästade på vardera sidan av materialet. Företrädesvis är membranen förenade med matrialet över hela ytan eller punktvis i över ytan jämnt fördelade punkter. Lämpligt material kan vara poluretanskum eller annat polymermaterial med 95 - 99% luftinnehåll och en volymvikt som understiger 40 kg/m _ Membran och stator är monterade i en ram 3, så att stator och membran parvis är i elektrisk ledande kontakt med varandra medan paren av membran-stator är elektriskt isolerade från varandra i den bärande och samanhållande konstruktionen. Den elektriskt ledande infästningen i ramen 3 med fästelement l är flexibel och lufttät för att högtalaren skall kunna byggas in till exempel i en låda med tät baksida utan att problem uppstår med akustisk kortslutning och blåsljud orsakade av ljudvågaor som passerar genom spalten 25. Via tilledningar från en 3 jsos 752 transformator överförs förstärkarens utsignal till högtalaren vid anslutningarna ll, 12.The loudspeaker shown in the figure has two diaphragms 19, 20, each of which corresponds to a stator 2, 9 in the form of a grid or the like of electrically conductive material. The two membranes are parallel to each other and connected to a solid hard or rigid material 6 with a very low bulk density. This material has essentially the same cross section as the membranes and these are attached to each side of the material. Preferably, the membranes are joined to the material over the entire surface or pointwise at points evenly distributed over the surface. Suitable material may be polyurethane foam or other polymeric material with 95 - 99% air content and a bulk density of less than 40 kg / m. Membranes and stator are mounted in a frame 3, so that stator and diaphragm in pairs are in electrically conductive contact with each other while the pairs of diaphragm-stator are electrically insulated from each other in the supporting and cohesive structure. The electrically conductive attachment in the frame 3 with fastening element 1 is flexible and airtight so that the speaker can be built in, for example, in a box with a tight back without problems with acoustic short circuit and wind noise caused by sound waves passing through the column 25. Via leads from a 3 jsos 752 transformer transmits the amplifier's output signal to the speaker at terminals 11, 12.

Sammanhörande membran 19, 20 och stator 2, 9 har alltid samma potential och repellerar varandra med varierande kraft då potentialen varierar. Vid signal ändras alla spänningar på höger respektive vänster sida lika. Då spänningen på vänster sida ökar, minskar den på höger sida och membranen förskjuts åt höger.Associated diaphragms 19, 20 and stator 2, 9 always have the same potential and repel each other with varying force as the potential varies. When signaling, all voltages on the right and left sides change equally. As the tension on the left side increases, it decreases on the right side and the diaphragms shift to the right.

Genom att närliggande membran och stator har samma potential och membran md olika potential befinner sig på ett konstant förhållandevis stort avstånd från varandra, kan höga potentialer, upp till ca 140 kV, utnyttjas i ett membran- statorpar.Because adjacent membranes and stators have the same potential and membranes with different potentials are at a constant relatively large distance from each other, high potentials, up to about 140 kV, can be utilized in a pair of membrane stator.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen finns mellan mmbran och tillhörande stator mellanlägg i form av tunna, lätta nät eller liknande 7, 8, vilka företrädesvis är utförda av textilt material, som är elektriskt ledande eller genom behandling gjorts ledande. I figuren visas endast två sådana nät på högtalarens vänstra sida. De två sidorna bör dock vara lika utförda och antalet nät kan variera beroende på den aktuella tillämpningen. Om exempelvis fyra nät placeras på varje sida, delas utrymmet mellan membran och stator upp i fem lika delar. Avståndet mellan lika laddningar minskas till 1/5 och kraften mellan membran och stator ökar därigenom 25- faldigt .In a preferred embodiment of the invention, there are gaps between the membrane and the associated stator in the form of thin, light nets or the like 7, 8, which are preferably made of textile material which is electrically conductive or made conductive by treatment. The figure shows only two such networks on the left side of the speaker. However, the two sides should be equally designed and the number of networks may vary depending on the current application. For example, if four nets are placed on each side, the space between the diaphragm and the stator is divided into five equal parts. The distance between equal charges is reduced to 1/5 and the force between the diaphragm and the stator thereby increases 25-fold.

I figuren visas även en till högtalaren hörande transformator- enhet, varvid riktningen för överförda signaler markerats med pilar. Den via ledningen 16 inkommande signalen från en i anläggningen ingående förstärkare tillförs en transformator- lindning, på vars motsvarande sekundärsida finns ett mittuttag med förspänning med konstant potential, s.k. bias 17. Den inkommande signalen tillförs högtalaranslutningarna ll, 12 via resistorer 13, 14. Via ytterligare transformatorlindningar 21, sos ísz 4 22 som är parallellkopplade med resistorerna 13, 14 erhålles en korrigeringssignal i form av en utspänning från sekundärlindningen 23, som via ledningen 15 som àterkopplingssignal àterförs till förstärkaren, företrädesvis till en kompenserande styrenhet före förstärkarens slutsteg.The figure also shows a transformer unit belonging to the loudspeaker, in which the direction of transmitted signals is marked with arrows. The signal coming in via the line 16 from an amplifier included in the system is supplied to a transformer winding, on the corresponding secondary side of which there is a central socket with bias with constant potential, so-called bias 17. The incoming signal is applied to the speaker connections 11, 12 via resistors 13, 14. Via further transformer windings 21, sos ísz 4 22 which are connected in parallel with the resistors 13, 14, a correction signal is obtained in the form of an output voltage from the secondary winding 23, which via line 15 as a feedback signal is fed back to the amplifier, preferably to a compensating control unit before the final stage of the amplifier.

Denna signal ger information om membranrörelserna till förstärkaren, vars utsignal korrigeras. I figuren visas två alternativa möjligheter 18, 24 att ansluta sekundärlindningen 23 till jord, varvid alternativet med jordning mitt på sekundärlindningen används för att erhålla balanserad återkoppling.This signal provides information about the diaphragm movements of the amplifier, the output of which is corrected. The figure shows two alternative possibilities 18, 24 to connect the secondary winding 23 to earth, the alternative with earthing in the middle of the secondary winding being used to obtain balanced feedback.

Claims

5 pfsots 752 PATENT REQUIREMENTS

1.) Electrostatic speaker, characterized in that it comprises two stators (2, 9), a diaphragm (19, 20) corresponding to each stator, the diaphragms (19, 20) being mechanically connected to each other and thereby simultaneously performing equal movement during effect of repellent forces between membrane and stator in respective stator membrane pairs, each stator and its associated membrane are electrically connected to each other so that they always have the same potential, and a controlled, varying potential difference may exist between the two electrically insulated stator membrane pairs.

2.) Electrostatic speaker according to claim 1, characterized in that the membranes (19, 20) are connected to each other by means of an intermediate body (6) of solid, hard or rigid material of low volume weight and whose cross section parallel to the plane of the diaphragms has substantially the same extent as the membranes.

Electrostatic speaker according to Claim 2, characterized in that the intermediate cup (6) has a low bulk density, preferably less than 40 kg / m 2.

Electrostatic speaker according to one of the preceding claims, characterized in that one or more electrically conductive networks (7, 8) or the like are arranged between the associated diaphragm and the stator, whereby the space between the diaphragm and the stator is divided into several, substantially equal parts.