WO2009000519A1 - Diaphragm arrangement for an air motion transformer (amt), and sound converter comprising such a diaphragm arrangement - Google Patents

Diaphragm arrangement for an air motion transformer (amt), and sound converter comprising such a diaphragm arrangement Download PDF

Info

Publication number
WO2009000519A1
WO2009000519A1 PCT/EP2008/005149 EP2008005149W WO2009000519A1 WO 2009000519 A1 WO2009000519 A1 WO 2009000519A1 EP 2008005149 W EP2008005149 W EP 2008005149W WO 2009000519 A1 WO2009000519 A1 WO 2009000519A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
membrane
segments
segment
arrangement according
frequency
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/005149
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Raimund Mundorf
Original Assignee
Mundorf Eb Gmbh
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 Mundorf Eb Gmbh filed Critical Mundorf Eb Gmbh
Priority to EP08773654A priority Critical patent/EP2158789B1/en
Priority to AT08773654T priority patent/ATE484923T1/en
Priority to DE502008001544T priority patent/DE502008001544D1/en
Publication of WO2009000519A1 publication Critical patent/WO2009000519A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/12Non-planar diaphragms or cones
    • H04R7/14Non-planar diaphragms or cones corrugated, pleated or ribbed
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/26Spatial arrangements of separate transducers responsive to two or more frequency ranges
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/323Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only for loudspeakers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02Details
    • H04R9/04Construction, mounting, or centering of coil
    • H04R9/046Construction

Definitions

  • FIGS. 1 to 3 shows an AMT sound transducer 15 with the membrane arrangement 1 shown in FIGS. 1 to 3.
  • the membrane arrangement 1 is arranged between two pole plates 7 and 8 in an air gap 9.
  • the membrane assembly 1 is clamped in a frame, wherein only the two frame parts 10a and 10b can be seen from the frame.
  • the frame with the frame parts 10a and 10b is connected to two side parts IIa and I Ib.
  • the side parts IIa and IIb in turn carry the pole plates 7 and 8.
  • FIG. 11 shows the sound transducer of FIG. 10 in a schematically greatly simplified side view, FIG.
  • the membrane segments a, b, c are formed and / or arranged so that the acoustic center is common for different frequencies or for the different frequency ranges.
  • the geometry of the membrane segments a, b and c, in particular the respective air pockets 59 and 60, is selected so that on the one hand the desired cutoff frequency is transferable and on the other hand, the frequency range of the membrane segments a and c is trimmed so that no further filtering measures are required ,

Landscapes

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

Abstract

The invention relates to a diaphragm arrangement (16, 26, 39, 47, 62) for an air motion transformer (AMT). Said diaphragm arrangement (16, 26, 39, 47, 62) comprises at least one substantially meander-shaped diaphragm (16a) as well as air pockets (23, 59, 60) for generating sound as a result of the meander-shaped design of the at least one diaphragm (16a). In order to improve the radiation behavior of the diaphragm arrangement and at least reduce the concentration of sounds, the diaphragm arrangement (16, 26, 39, 47, 62) encompasses several diaphragm segments (A, B, C; a, b, c) which are arranged and/or designed such that the diaphragm arrangement (16, 26, 39, 47, 62) has a substantially common acoustic center.

Description

Membrananordnung für einen Air-Motion-Transformer (AMT) und Schallwandler mit einer solchen Membrananordnung Membrane arrangement for an air-motion transformer (AMT) and sound transducer with such a membrane arrangement
Die Erfindung betrifft eine Membrananordnung für einen Air-Motion- Transformer (AMT), wobei die Membrananordnung mindestens eine im wesentlichen mäanderförmig ausgebildete Membran aufweist und die Membrananordnung durch die mäanderförmige Ausbildung der mindestens einen Membran Lufttaschen zur Schallerzeugung aufweist. Ferner betrifft die Erfindung einen Schallwandler mit einer solchen Membrananordnung.The invention relates to a membrane assembly for an air-motion transformer (AMT), wherein the membrane assembly has at least one substantially meander-shaped membrane and the membrane assembly by the meandering formation of the at least one membrane air pockets for generating sound. Furthermore, the invention relates to a sound transducer with such a membrane arrangement.
Solche Membrananordnungen werden im Stand der Technik in Schallwandlern, insbesondere in sogenannten AMT-Lautsprechern eingesetzt. Der Air-Motion- Transformer (kurz AMT) ist ein ursprünglich von Dr. Oskar Heil entwickelter Schallwandler. Solch ein Air-Motion-Transformer weist eine mäanderförmig ausgebildete bzw. ziehharmonika-ähnlich gefaltete Membran auf. Durch diese Formgebung der Membran sind Lufttaschen gebildet. Diese Lufttaschen werden zum Herauspressen bzw. zum Ansaugen von Luft und damit zur Schallerzeugung geweitet und verengt. Hierzu steht die Membrananordnung vzw. mit einer geeigneten Vorrichtung in Wirkverbindung. Vzw. sind an den Flanken der Luft- taschen Leiterbahnen angeordnet. Die vorzugsweise in einem Magnetfeld angeordnete Membran bzw. die Lufttaschen werden zur Schallerzeugung angeregt, indem durch die Leiterbahnen ein Wechselstrom geleitet wird. Dabei werden die Flanken der Lufttaschen gegeneinander bewegt, wobei die Luft aus den Lufttaschen herausgedrückt bzw. in diese Lufttaschen hinein angesaugt wird.Such membrane arrangements are used in the prior art in sound transducers, in particular in so-called AMT loudspeakers. The Air-Motion-Transformer (abbreviated to AMT) is an original of Dr. med. Oskar Heil developed sound transducer. Such an air-motion transformer has a meandering or accordion-like folded membrane. By this shaping of the membrane air pockets are formed. These air pockets are widened and narrowed for pressing out or for sucking in air and thus for generating sound. For this purpose, the membrane arrangement is vzw. in operative connection with a suitable device. Vzw. are arranged on the flanks of the air pockets tracks. The preferably arranged in a magnetic field membrane or the air pockets are excited to generate sound by an alternating current is passed through the tracks. The flanks of the air pockets are moved against each other, wherein the air is forced out of the air pockets or sucked into these air pockets inside.
Air-Motion-Transformer können insbesondere in HiFi-Lautsprechern als Hochtonlautsprecher im Frequenzbereich von etwa 1 kHz bis maximal etwa 25 kHz eingesetzt werden. Air Motion Transformer zeichnen sich aufgrund der kleinen bewegten Masse der Membran durch ein exzellentes Impulsverhalten aus, da ein AMT-Lautsprecher ein impulsförmiges Signal mit nur sehr geringen Einbzw. Ausschwingvorgängen abbilden kann.Air-motion transformers can be used in particular in hi-fi speakers as a tweeter in the frequency range from about 1 kHz to a maximum of about 25 kHz. Air Motion Transformers are characterized by the small moving mass of the membrane by an excellent impulse response, as an AMT speaker a pulse-shaped signal with very little Einbzw. Can reflect decay processes.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine im Stand der Technik bekannte Membrananordnung 1 für einen nicht im einzelnen dargestellten, elektrodyna- mischen Schallwandler, hier einen Lautsprecher. Die hier mäanderförmig ausgebildete Membrananordnung 1, die hier eine einzelne Membran Ia aufweist, nimmt diese Form im wesentlichen in ihrem Betriebszustand ein, wobei diese Membrananordnung 1 dann vzw. zwischen zwei hier nicht dargestellten PoI- platten in einem Luftspalt angeordnet ist. Die Membrananordnung 1 wird zunächst als flächiges Element hergestellt, wobei die dargestellten Leiterbahnen 2 vzw. mittels entsprechender Atzverfahren auf der Membran Ia ausgebildet werden.FIG. 1 shows a schematic illustration of a membrane arrangement 1 known from the prior art for a not shown in detail, electrodynamic mix transducers, here a speaker. The here meander-shaped membrane assembly 1, which here has a single membrane Ia, takes this form substantially in its operating condition, said membrane assembly 1 then vzw. is arranged between two plates, not shown here, in an air gap. The membrane assembly 1 is first prepared as a sheet-like element, the illustrated interconnects 2 vzw. be formed by means of appropriate etching on the membrane Ia.
Deutlich erkennbar sind eine Mehrzahl von Wellenbergen 3 und Wellentälern 4 sowie die Wellenberge 3 und die Wellentäler 4 miteinander verbindende und sich gegenüberliegende Flanken 5, auf denen die Leiterbahnen 2 angeordnet sind. Wie aus Fig. 1 deutlich erkennbar ist, werden durch diese Anordnung eine Mehrzahl von Lufttaschen 6 gebildet. Durch die auf den Leiterbahnen darge- stellten Pfeile ist in Fig. 1 ein durch die Leiterbahnen 2 fließender Strom I angedeutet. Ferner ist durch die Pfeile B ein statisches Magnetfeld angedeutet.Clearly visible are a plurality of wave crests 3 and troughs 4 and the wave crests 3 and the wave troughs 4 interconnecting and opposite edges 5, on which the conductor tracks 2 are arranged. As can be clearly seen from Fig. 1, a plurality of air pockets 6 are formed by this arrangement. By means of the arrows illustrated on the printed conductors, a current I flowing through the printed conductors 2 is indicated in FIG. Furthermore, a static magnetic field is indicated by the arrows B.
Die Wirkungsweise der im Stand der Technik bekannten Membrananordnung 1 wird nun anhand der Fig. 2 und 3 erläutert. Die in Fig. 1 dargestellte Ruhelage der Membrananordnung 1 ist in den Fig. 2 und 3 jeweils gestrichelt dargestellt. Die Fig. 2 und 3 zeigen mit den durchgezogenen Linien den angeregten Zustand der Membran 2 bzw. die Lufttaschen 6 in geöffneter und geschlossener Lage. Im einzelnen:The operation of the known in the prior art membrane assembly 1 will now be explained with reference to FIGS. 2 and 3. The rest position of the membrane assembly 1 shown in FIG. 1 is shown in dashed lines in FIGS. 2 and 3. 2 and 3 show with the solid lines the excited state of the membrane 2 and the air pockets 6 in the open and closed position. In detail:
Fig. 2 zeigt, dass die Flanken 5 der Membrananordnung 1 sich in Richtung der Pfeile Ci bewegen. Die Lufttaschen 6a, 6b, 6c und 6d vergrößern sich in ihrer Breite, d.h. diese Lufttaschen 6a, 6b, 6c und 6d werden geöffnet, so dass Luft in diese Lufttaschen 6a bis 6d gemäß den Pfeilen E hineingesaugt wird. Zwischen den Lufttaschen 6a bis 6d sind - zu der anderen Seite offene - Lufttaschen 6e, 6f, und 6g angeordnet. Diese zu den Lufttaschen 6a bis 6d benachbarten Lufttaschen 6e bis 6g verringern sich entsprechend in ihrer Breite - bzw. werden geschlossen -, so dass gemäß den Pfeilen A die Luft aus diesen Lufttaschen 6e bis 6g herausgepresst wird. (Pfeile A: Luft -Austritt, Pfeile E: Luft-Einsaugen). Fig. 3 zeigt nun die Membrananordnung 1 in der umgekehrten Auslenkungslage der Flanken 5. Die Flanken 5 bewegen sich in entgegengesetzter Richtung, wobei dies durch die Pfeile C2 angedeutet ist. Die Flanken 5 der Lufttaschen 6a, 6b, 6c und 6d bewegen sich aufeinander zu, so dass sich diese Lufttaschen 6a bis 6d verengen und die Luft aus diesen Lufttaschen 6a bis 6d herausgedrückt wird (vgl. Pfeile A). Die Lufttaschen 6e, 6f und 6g werden geweitet, so dass in diese Lufttaschen 6e, 6f und 6g Luft eingesogen wird (vgl. Pfeile E).FIG. 2 shows that the flanks 5 of the membrane arrangement 1 move in the direction of the arrows C 1. The air pockets 6a, 6b, 6c and 6d increase in width, ie these air pockets 6a, 6b, 6c and 6d are opened, so that air is sucked into these air pockets 6a to 6d according to the arrows E. Air pockets 6e, 6f, and 6g are arranged between the air pockets 6a to 6d, open to the other side. These air pockets 6e to 6g adjacent to the air pockets 6a to 6d are correspondingly reduced in width - or are closed - so that, according to the arrows A, the air is forced out of these air pockets 6e to 6g. (Arrows A: air outlet, arrows E: air intake). 3 now shows the membrane assembly 1 in the reverse deflection position of the flanks 5. The flanks 5 move in the opposite direction, this being indicated by the arrows C2. The flanks 5 of the air pockets 6a, 6b, 6c and 6d move towards each other, so that these air pockets 6a to 6d narrow and the air is forced out of these air pockets 6a to 6d (see arrows A). The air pockets 6e, 6f and 6g are widened, so that air is sucked into these air pockets 6e, 6f and 6g (see arrows E).
Fig. 4 zeigt einen AMT-Schallwandler 15 mit der in den Fig. 1 bis 3 dargestell- ten Membrananordnung 1. Die Membrananordnung 1 ist zwischen zwei Polplatten 7 und 8 in einem Luftspalt 9 angeordnet. Die Membrananordnung 1 ist in einem Rahmen eingespannt, wobei von dem Rahmen nur die zwei Rahmenteile 10a und 10b erkennbar sind. Der Rahmen mit den Rahmenteilen 10a und 10b ist mit zwei Seitenteilen IIa und I Ib verbunden. Die Seitenteile IIa und IIb tragen wiederum die Polplatten 7 und 8.4 shows an AMT sound transducer 15 with the membrane arrangement 1 shown in FIGS. 1 to 3. The membrane arrangement 1 is arranged between two pole plates 7 and 8 in an air gap 9. The membrane assembly 1 is clamped in a frame, wherein only the two frame parts 10a and 10b can be seen from the frame. The frame with the frame parts 10a and 10b is connected to two side parts IIa and I Ib. The side parts IIa and IIb in turn carry the pole plates 7 and 8.
Fig. 5 zeigt, dass die Polplatte 8 mehrere Schallöffnungen 12 aufweist. Die Schallöffnungen 12 sind in Form von sich in horizontaler Richtung erstreckenden Schlitzen 12a ausgebildet. Durch die Schlitze 12a kann der von der Memb- rananordnung 1 erzeugte Schall aus dem Schallwandler 15 entweichen.FIG. 5 shows that the pole plate 8 has a plurality of sound openings 12. The sound holes 12 are formed in the form of slits 12a extending in the horizontal direction. Through the slots 12 a, the sound generated by the membrane arrangement 1 can escape from the sound transducer 15.
Durch periodisches Verengen und Weiten der Lufttaschen 6 werden von der Membrananordnung 1 Schallwellen ausgesandt. Die Schallwellen werden - wie alle Wellenformen — gebrochen und gebeugt. Die Stärke der Beugung der Schallwellen ist abhängig von ihrer Wellenlänge. Lange Wellen, also tiefe Töne, werden dabei weniger als kurze Wellen, hohe Töne, gebeugt und gebrochen. Dieses frequenzabhängige Verhalten wird unter dem Begriff Abstrahlverhalten zusammengefasst. Lautsprecher und damit auch Air-Motion-Transformer weisen bei verschiedenen Frequenzen daher ein unterschiedliches Abstrahlverhal- ten auf. Die tiefen Frequenzen werden eher kugelförmig abgestrahlt und breiten sich eher in alle Richtungen gleichermaßen aus. Mit steigender Frequenz zeigen die Schallwellen eine immer stärkere Bündelung. Hohe Frequenzen werden fast nur noch in eine bestimmte Richtung abgestrahlt. In Fig. 4 ist die horizontale Bündelung und in Fig. 6 ist die vertikale Bündelung der Schallwellen 13 und 14 einmal für Schallwellen 13 mit tiefer Frequenz und einmal für Schallwellen 14 mit einer hohen Frequenz dargestellt. Die Schallwellen 13 mit einer tiefen Frequenz werden in einem Abstrahlkegel mit einem Öff- nungswinkel relativ zur idealen Abstrahlachse S abgestrahlt. Die Abstrahlachse S erstreckt sich senkrecht und zentrisch zur Membrananordnung 1. Die Schallwellen 14 mit einer hohen Frequenz werden im wesentlichen nur in Richtung der Abstrahlachse S als plane und parallele Wellenfronten abgestrahlt.By periodically narrowing and widening the air pockets 6 are emitted from the membrane assembly 1 sound waves. The sound waves are - like all waveforms - broken and bent. The strength of the diffraction of the sound waves depends on their wavelength. Long waves, ie low notes, become less than short waves, high notes, bent and broken. This frequency-dependent behavior is summarized under the term radiation behavior. Loudspeakers and therefore also air-motion transformers have a different radiation behavior at different frequencies. The low frequencies are rather spherical radiated and tend to spread equally in all directions. With increasing frequency, the sound waves show an ever stronger concentration. High frequencies are almost only radiated in a certain direction. In Fig. 4, the horizontal bundling and in Fig. 6, the vertical bundling of the sound waves 13 and 14 is shown once for sound waves 13 at low frequency and once for sound waves 14 at a high frequency. The sound waves 13 with a low frequency are radiated in an emission cone with an opening angle relative to the ideal emission axis S. The emission axis S extends perpendicularly and centrally to the membrane arrangement 1. The sound waves 14 having a high frequency are radiated essentially only in the direction of the emission axis S as plane and parallel wavefronts.
In vielen Fällen ist diese Bündelung des Schalls bei hohen Frequenzen unerwünscht. Für den Höreindruck ist unter anderem entscheidend, wie der Schall abseits der idealen Abstrahlachse (Hörachse) abgegeben wird, weil sich nicht immer alle Hörer in Richtung der Hörachse befinden. Idealerweise sollte daher ein Lautsprecher in jede Raumrichtung alle Frequenzen identisch laut wieder- geben. In der Praxis tritt eine Bündelung des Schalls aber insbesondere im Mit- tel-/Hochtonbereich auf und ist abhängig von der Frequenz. Das Rundum- Abstrahlvermögen kann daher insbesondere bei Membran-Lautsprechern eingeschränkt sein. Mit zunehmender Frequenz tritt eine Bündelung des abgestrahlten Schalls bspw. in horizontaler und vertikaler Richtung ein, wie es in Fig. 4 und 5 dargestellt ist.In many cases, this bundling of the sound at high frequencies is undesirable. Among other things, it is crucial for the listening impression how the sound is emitted away from the ideal radiating axis (Hörachse), because not all listeners are always in the direction of the horn axis. Ideally, a loudspeaker should reproduce all frequencies identically loud in every direction. In practice, however, a bundling of the sound occurs, in particular in the mid / treble range, and is dependent on the frequency. The all-round radiation capability can therefore be limited, in particular in the case of membrane loudspeakers. With increasing frequency, a bundling of the radiated sound occurs, for example, in the horizontal and vertical directions, as shown in FIGS. 4 and 5.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Membrananordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass das Abstrahlverhalten der Membrananordnung verbessert ist und die Schallbündelung insbesondere für die ho- hen Frequenzen zumindest verringert ist.The invention is therefore based on the object to design and further develop a membrane arrangement such that the radiation behavior of the membrane arrangement is improved and the sound bundling is at least reduced, in particular for the high frequencies.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird nun dadurch gelöst, dass die Membrananordnung mehrere Membransegmente aufweist und dass die Membransegmente derart angeordnet und/oder ausgestaltet sind, so dass die Membrananordnung ein im wesentlichen gemeinsames akustisches Zentrum aufweist. Die Membransegmente sind dabei derart so angeordnet bzw. ausgebildet, so dass die von den Membransegmenten ausgesandten Schallwellen so überlagert werden, dass der Gesamtschall - für den Hörer - wie aus einem akustischen Zentrum kommend erscheint. Dadurch lässt sich eine präzise Abbildung des Klangbildes erreichen. Falls zwei Lautsprecher eingesetzt werden, lässt sich so auch eine präzise Stereoortung erreichen. Das akustische Zentrum liegt dabei vorzugsweise auf der Abstrahlachse bzw. in der hierzu korrespondierenden Abstrahlebene der Membrananordnung. Wie die folgenden Ausführungen zeigen werden, gibt es nun unterschiedliche Möglichkeiten die „Membran-Segmente" zu realisieren. Einerseits können die entsprechenden „Membran-Segmente" als Teilbereiche einer einzelnen Membran ausgebildet sein, andererseits ist aber auch möglich, dass mehrere einzelne vzw. mäanderförmig ausgebildete Membranen zu einer Membrananordnung entsprechend zusammengefasst sind. Entschei- dend ist, dass die dann so ausgebildeten Membransegmente derart angeordnet und/oder ausgestaltet sind - bzw. was ebenfalls die folgenden Ausführungen zeigen werden - dann so angesteuert werden, so dass die Membrananordnung an sich ein gemeinsames akustisches Zentrum aufweist.The previously indicated object is now achieved in that the membrane arrangement has a plurality of membrane segments and that the membrane segments are arranged and / or configured such that the membrane arrangement has a substantially common acoustic center. In this case, the membrane segments are arranged or formed in such a way that the sound waves emitted by the membrane segments are superimposed in such a way that the overall sound-for the listener-appears to come from an acoustic center. This allows a precise picture of the sound to reach. If two speakers are used, it can also achieve a precise stereo location. The acoustic center preferably lies on the emission axis or in the corresponding emission plane of the membrane arrangement. As the following statements will show, there are now different possibilities to realize the "membrane segments." On the one hand, the corresponding "membrane segments" may be formed as subregions of a single membrane, but on the other hand it is also possible that several individual vzw. Meander-shaped membranes are summarized to form a membrane assembly accordingly. The decisive factor is that the membrane segments thus formed are arranged and / or configured in this way - or which will also show the following statements - then be controlled so that the membrane arrangement itself has a common acoustic center.
Die einzelnen Membransegmente sind wiederum weiter vorzugsweise symmetrisch zur Abstrahlachse oder Abstrahlebene der Membrananordnung angeordnet. Bspw. kann ein mittleres Membransegment und beidseitig des mittleren Membransegments jeweils mindestens ein äußeres Membransegment angeordnet sein. Vorzugsweise sind das mittlere Membransegment zur Wiedergabe ei- nes Hochtonbereichs und die äußeren Membransegmente dann zur Wiedergabe eines Tieftonbereichs ausgebildet.The individual membrane segments are in turn preferably arranged symmetrically with respect to the emission axis or emission plane of the membrane arrangement. For example. For example, a middle membrane segment and at least one outer membrane segment can be arranged on both sides of the middle membrane segment. The middle membrane segment is preferably designed for reproducing a high-frequency range and the outer membrane segments are then designed for reproducing a low-frequency range.
Die Unterteilung der Membrananordnung in mehrere Membransegmente hat ferner den Vorteil, dass das Rundstrahlverhalten verbessert ist, da die Grenze für ein akzeptables Rundstrahlverhalten dann gegeben ist, wenn die Ausdehnung eines Membransegments in einer Richtung kleiner ist als die halbe Wellenlänge der zu erzeugenden Frequenz. Bei steigender abzustrahlender Frequenz sind daher kleine Membranausdehnungen vorteilhaft. Die Unterteilung der Membrananordnung in Membransegmente kann in vertikaler und/oder ho- rizontaler Ausdehnung der Membrananordnung erfolgen (bei einer aufragend aufgestellten Membrananordnung). Zur Wiedergabe von tiefen Frequenzen weist die Membrananordnung vorzugsweise eine entsprechend große Fläche auf. Je tiefer die zu übertragende Frequenz gewählt ist, desto größer ist vorzugsweise die Gesamtmembranfläche zur Wiedergabe der tiefsten Frequenz. Näheres darf im folgenden anhand der Ausführungsbeispiele beschrieben werden. Im Ergebnis werden aber die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.The subdivision of the membrane assembly into a plurality of membrane segments also has the advantage that the omnidirectional behavior is improved since the limit for an acceptable omnidirectional behavior is given when the extent of a membrane segment in one direction is less than half the wavelength of the frequency to be generated. As the frequency to be radiated increases, therefore, small membrane expansions are advantageous. The division of the membrane arrangement into membrane segments can take place in vertical and / or horizontal extension of the membrane arrangement (in the case of a towering membrane arrangement). For reproducing low frequencies, the membrane arrangement preferably has a correspondingly large area. The deeper the frequency to be transmitted is selected, the larger is preferably the total membrane area for reproducing the lowest frequency. Details may be described below with reference to the embodiments. As a result, however, the aforementioned disadvantages are avoided and achieved corresponding advantages.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Membrananordnung oder einen Schallwandler in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 bzw. dem Patentanspruch 20 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der folgenden Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert.There are now a variety of ways to design the membrane assembly according to the invention or a sound transducer in an advantageous manner and further. For this purpose, reference may firstly be made to the patent claims 1 or claim 20 subordinate claims. In the following, several embodiments of the invention with reference to the following drawings and the associated description are explained in detail.
In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:
Fig. 1 in schematischer Darstellung den Aufbau einer im Stand der Technik bekannten Membrananordnung,1 shows a schematic representation of the structure of a membrane arrangement known in the prior art,
Fig. 2 die Membrananordnung aus Fig. 1 in schematischer Darstellung von der Seite mit den Bewegungen der Flanken in einer ersten Richtung,2 shows the membrane arrangement from FIG. 1 in a schematic representation from the side with the movements of the flanks in a first direction, FIG.
Fig. 3 die Membrananordnung aus Fig. 1 in schematischer Darstellung mit Bewegungen der Flanken in einer zweiten, entgegengesetzten Richtung,1 shows a schematic representation of the membrane arrangement from FIG. 1 with movements of the flanks in a second, opposite direction, FIG.
Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Schallwandler mit der montierten bekannten Membrananordnung aus Fig. 1 in Draufsicht,4 is a schematic representation of a sound transducer with the assembled known membrane assembly of FIG. 1 in plan view,
Fig. 5 den Schallwandler aus Fig. 4 in einer schematischen Vorderansicht,5 shows the sound transducer from FIG. 4 in a schematic front view, FIG.
Fig. 6 den Schallwandler aus Fig. 5 in einer schematisch stark vereinfachten Seitenansicht,6 shows the sound transducer from FIG. 5 in a schematically greatly simplified side view, FIG.
Fig. 7 in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schallwandler in Draufsicht,7 is a schematic representation of a first embodiment of a sound transducer according to the invention in plan view,
Fig. 8 den Schallwandler aus Fig. 7 in schematischer Vorderansicht, Fig. 9 den Schallwandler aus Fig. 7 in einer schematisch stark vereinfachten Seitenansicht,8 shows the sound transducer from FIG. 7 in a schematic front view, FIG. 9 shows the sound transducer from FIG. 7 in a schematically greatly simplified side view, FIG.
Fig. 10 in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schallwandlers in Vorderansicht,10 is a schematic representation of a second embodiment of a transducer according to the invention in front view,
Fig. IIa den Schallwandler aus Fig. 10 in einer schematischen Draufsicht,11 shows the sound transducer from FIG. 10 in a schematic plan view,
Fig. IIb den Schallwandler aus Fig. 10 in einer schematisch stark vereinfachten Seitenansicht,11 shows the sound transducer of FIG. 10 in a schematically greatly simplified side view, FIG.
Fig. 12 eine Detailansicht eines Teilbereichs eines ersten Membransegments in Draufsicht in schematischer Darstellung,12 is a detail view of a portion of a first membrane segment in plan view in a schematic representation,
Fig. 13 eine Detailansicht eines Teilbereichs eines zweiten Membransegments in maximal komprimiertem Zustand in schematischer Darstellung,13 is a detailed view of a portion of a second membrane segment in maximum compressed state in a schematic representation,
Fig. 14 eine weitere Detailansicht des Teilbereichs des zweiten Membransegments in einem der Fig. 13 nachfolgendem Zustand in schematischer Darstellung,14 shows a further detailed view of the subregion of the second membrane segment in a state following that of FIG. 13 in a schematic representation,
Fig 15 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schallwand- lers in schematischer Draufsicht,FIG. 15 is a schematic plan view of a third embodiment of a sound transducer according to the invention;
Fig 16 ein erstes, elektrisches Schaltbild für den Schallwandler aus Fig. 15,16 shows a first electrical circuit diagram for the sound transducer from FIG. 15, FIG.
Fig. 17 ein zweites, elektrisches Schaltbild für den Schallwandler aus Fig. 15,17 is a second, electrical circuit diagram for the transducer of FIG. 15,
Fig. 18a eine vierte Ausführungsform für einen erfindungsgemäßen Schallwandler in schematischer Draufsicht, Fig. 18b ein elektrisches Schaltbild für den Schallwandler aus Fig. 18a,18a shows a fourth embodiment of a sound transducer according to the invention in a schematic plan view, 18b shows an electrical circuit diagram for the sound transducer from FIG. 18a, FIG.
Fig. 19 eine fünfte Ausführungsform für einen erfindungsgemäßen Schallwandler in schematischer Draufsicht,19 shows a fifth embodiment of a sound transducer according to the invention in a schematic plan view,
Fig. 20 ein elektrisches Schaltbild für den Schallwandler aus Fig. 19FIG. 20 shows an electrical circuit diagram for the sound transducer from FIG. 19
Fig. 21 ein weiteres elektrisches Schaltbild für den Schallwandler aus Fig. 19,21 shows a further electrical circuit diagram for the sound transducer from FIG. 19, FIG.
Fig. 22a eine sechste Ausführungsform für einen erfindungsgemäßen Schallwandler in schematischer Draufsicht, undFig. 22a shows a sixth embodiment of a sound transducer according to the invention in a schematic plan view, and
Fig. 22b ein elektrisches Schaltbild für den Schallwandler aus Fig. 22a.Fig. 22b is an electrical circuit diagram for the transducer of Fig. 22a.
In Fig. 7 ist ein Schallwandler 15 mit einer Membrananordnung 16, nämlich hier mit einer einzelnen Membran 16a dargestellt. Der Schallwandler 15 ist ein sogenannter Air-Motion-Transformer (AMT), nämlich hier als Lautsprecher ausgebildet.FIG. 7 shows a sound transducer 15 with a membrane arrangement 16, namely here with a single membrane 16a. The sound transducer 15 is a so-called air-motion transformer (AMT), namely designed here as a speaker.
Die Membran 16a ist mäanderförmig ausgebildet und zwischen zwei Polplatten 17 und 18 in einem Luftspalt 19 angeordnet. Die Membran 16a wird vzw. zunächst als flächiges Element hergestellt, wobei die hier nicht dargestellten Leiterbahnen vzw. mittels entsprechender Ätzverfahren auf der Membran 16a ausgebildet werden und die Membran 16a vzw. in einer Ebene liegend zwischen den Polplatten angeordnet wird.The membrane 16a is meander-shaped and arranged between two pole plates 17 and 18 in an air gap 19. The membrane 16 a is vzw. initially produced as a sheet-like element, wherein the conductor tracks, not shown here vzw. be formed by means of appropriate etching on the membrane 16a and the membrane 16a vzw. lying in a plane between the pole plates is arranged.
Deutlich erkennbar sind eine Mehrzahl von Wellenbergen 20 und Wellentälern 21 sowie die Wellenberge 20 und Wellentäler 21 miteinander verbindende und sich gegenüberliegende Flanken 22, auf denen die hier nicht dargestellten Leiterbahnen angeordnet sind. Hierbei Hegt im wesentlichen zwischen zwei Wellenbergen 20 ein Wellental 21 und zwischen zwei benachbarten Wellentälern 21 jeweils ein Wellenberg 20, so dass eine entsprechende „Ziehharmonika-Form" wie in den jeweiligen Figuren angedeutet entsteht. Wie aus Fig. 7 deutlich er- kennbar ist, werden durch diese Anordnung eine Mehrzahl von Lufttaschen 23 zur Schallerzeugung gebildet.Clearly visible are a plurality of wave crests 20 and troughs 21 and the wave crests 20 and wave troughs 21 interconnecting and opposing flanks 22, on which the conductor tracks, not shown here are arranged. In this case, there is a corrugation valley 21 between two wave crests 20 and a corrugation peak 20 between two adjacent corrugation troughs 21, so that a corresponding "accordion shape" is created as indicated in the respective figures. is recognizable, a plurality of air pockets 23 are formed for generating sound by this arrangement.
Ferner ist durch die Polplatten 17 bzw. 18 ein vzw. statisches, nicht dargestell- tes Magnetfeld bzw. ein elektrostatisches Magnetfeld erzeugbar. Auf die nicht dargestellten Leiterbahnen wirken seitwärts gerichtete Kräfte, wenn die Leiterbahnen von einem Strom durchflössen sind. Der Strom kann insbesondere ein Wechselstrom sein, der insbesondere proportional zu einem Audiosignal sein kann. Durch die seitlichen Kräfte werden im Betriebszustand die Luftta- sehen 23 der hier dargestellten Membrananordnung 16 bzw. der Membran 16a komprimiert und geweitet — je nach Stromrichtung in den Leiterbahnen — wodurch von der Membrananordnung 16 Schallwellen 24 erzeugt werden. Benachbarte Flanken 22 der Membran 16a bewegen sich dabei entweder aufeinander zu oder voneinander weg.Further, by the pole plates 17 and 18, a vzw. static, not shown magnetic field or an electrostatic magnetic field generated. Sideways forces act on the printed conductors (not shown) when the printed conductors are traversed by a current. In particular, the current may be an alternating current, which may in particular be proportional to an audio signal. By the lateral forces in the operating state the Luftta- see 23 of the membrane assembly 16 shown here or the membrane 16 a compressed and widened - depending on the direction of current in the tracks - whereby 16 sound waves 24 are generated by the diaphragm assembly. Adjacent flanks 22 of the membrane 16a move either towards or away from each other.
Die eingangs beschriebenen Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass die Membrananordnung 16 mehrere Membransegmente - hier in Fig. 7, die drei Membransegmente - A, B und C aufweist, wobei die Membransegmente A, B und C derart angeordnet und/oder ausgestaltet sind, so dass die Membranan- Ordnung 16 ein im wesentlichen gemeinsames akustische Zentrum aufweist. Die Aufteilung der Membrananordnung 16 in drei Membransegmente A, B und C ist durch die beiden gestrichelten Linien in den Fig. 7 und 8 angedeutet. Die Ausgestaltung der einzelnen Membransegmente A, B und C bzw. auch deren genaue Ausbildung/Anordnung mit den dargestellten Wellenbergen, Wellentä- ler und Flanken, jedoch ohne dargestellte Leiterbahnen sowie auf deren „Ansteuerung" darf im folgenden noch näher eingegangen werden, vorab darf folgendes ausgeführt werden:The disadvantages described above are now avoided in that the membrane assembly 16 has a plurality of membrane segments - here in Fig. 7, the three membrane segments - A, B and C, wherein the membrane segments A, B and C are arranged and / or configured so the membrane arrangement 16 has a substantially common acoustic center. The division of the membrane assembly 16 into three membrane segments A, B and C is indicated by the two dashed lines in Figs. 7 and 8. The design of the individual membrane segments A, B and C or their exact training / arrangement with the illustrated wave crests, Wellentä- lers and flanks, but without illustrated interconnects and on their "control" may be discussed in more detail below, in advance may the following to be executed:
Die Membransegmente A, B und C sind dabei derart angeordnet, dass die von den Membransegmenten A, B und C ausgesandten Schallwellen 24 so überlagert werden, dass der Gesamtschall 24, wie aus einem akustischen Zentrum kommend erscheint. Das akustische Zentrum entspricht dabei einer - in Fig. 7 angedeuteten, vzw. punktförmigen — Schallquelle, wobei von dieser Schallquelle ausgehende, durch Kreisbögen angedeuteten Schallwellen ausgesandt werden. Unter einem gemeinsamen akustischen Zentrum ist hier zu verstehen, dass die jeweiligen Kreisbögenzentren der Schallwellen auf der Abstrahlachse S liegen und nicht seitlich versetzt zur Abstrahlachse. Solange die Kreisbögenzentren nahe genug auf der Abstrahlachse S beieinander liegen, erscheint der Klang als aus einem gemeinsamen akustischen Zentrum stammend. Dadurch lässt sich eine präzise Abbildung des Klangbildes erreichen. Anders ausgedrückt, den Kreisbögen 24a lässt sich eine geometrische erste punktförmige Schallquelle und den Kreisbögen 24b eine zweite geometrische punktförmige Schallquelle zuordnen, die einerseits jeweils auf der Abstrahlachse S liegen und andererseits so derart nahe beieinander liegen, dass für den Hörer ein gemeinsames akustisches Zentrum realisiert ist.The membrane segments A, B and C are arranged such that the emitted from the membrane segments A, B and C sound waves 24 are superimposed so that the total sound 24, as coming from an acoustic center appears. The acoustic center corresponds to a - indicated in Fig. 7, vzw. punctiform - sound source, being emitted from this sound source, indicated by circular arcs sound waves. A common acoustic center here means that the respective circular arc centers of the sound waves lie on the emission axis S and not laterally offset from the emission axis. As long as the circular arc centers are close enough to each other on the emission axis S, the sound appears as coming from a common acoustic center. This makes it possible to achieve a precise image of the sound image. In other words, it is possible for the circular arcs 24a to associate a geometrical first point-shaped sound source and the circular arcs 24b with a second geometrical point-shaped sound source, which on the one hand lie on the emission axis S and on the other hand are so close to each other that a common acoustic center is realized for the listener ,
Die Membransegmente A, B und C sind symmetrisch zur Abstrahlachse S bzw. zur Abstrahlebene der Membrananordnung 16 angeordnet. Das Membranseg- ment B ist in der Mitte zwischen den vorzugsweise gleich ausgestalteten äußeren Membransegmenten A und B angeordnet. Das mittlere Membransegment B ist zur Wiedergabe insbesondere eines Hochtonbereichs und die beiden äußeren Membransegmente A und C nur zur Wiedergabe eines Tieftonbereichs ausgebildet. Das Membransegment B erzeugt die Wellenfronten 24a des Hochtonbe- reichs und die beiden Membransegmente A und C erzeugen zusammen die Wellenfronten 24b des Tieftonbereichs. In anderer Ausgestaltung kann der Tieftonbereich auch durch alle Membransegmente zusammen wiedergegeben werden und der Hochtonbereich bspw. nur durch das mittlere Membransegment B.The membrane segments A, B and C are arranged symmetrically to the emission axis S or to the radiation plane of the membrane arrangement 16. The membrane segment B is arranged in the middle between the preferably identically designed outer membrane segments A and B. The middle diaphragm segment B is designed to reproduce in particular a high-frequency range and the two outer diaphragm segments A and C only to reproduce a low-frequency range. The membrane segment B generates the wavefronts 24a of the high-frequency range and the two membrane segments A and C together generate the wavefronts 24b of the low-frequency range. In another embodiment, the low frequency range can also be represented by all membrane segments together and the high frequency range, for example, only by the middle membrane segment B.
Das durch die Membrananordnung 16 wiederzugebende Frequenzspektrum kann bspw. von 700 Hz oder von lKhz bis bspw. 20 Khz, vzw. sogar bis 30KHz betragen. Falls eine Membranordnung mit einer entsprechend großen Gesamtmembranfläche eingesetzt wird, kann sich der zu übertragende Frequenzbereich auch auf weniger als lKhz, vzw auch weniger als 700 Hz erstrecken. Das Frequenzspektrum kann in einen Hochtonbereich, vzw. von 3000 Hz bis über 20.000 Hz, und einen Tieftonbereich, vzw. von unter 1000 Hz bis 3000 Hz oder darüber, eingeteilt sein. In anderer Ausgestaltung der Erfindung kann das Frequenzspektrum auch in mehr als zwei Frequenzbereiche eingeteilt sein, wobei für jeden Frequenzbereich mindestens ein Membransegment vorgesehen sein kann.The frequency spectrum to be reproduced by the membrane arrangement 16 can be, for example, from 700 Hz or from 1 kHz to, for example, 20 kHz, vzw. even up to 30KHz. If a membrane arrangement with a correspondingly large total membrane area is used, the frequency range to be transmitted can also extend to less than 1 kHz, or even less than 700 Hz. The frequency spectrum can be in a high frequency range, vzw. from 3000 Hz to over 20,000 Hz, and a low-frequency range, vzw. from below 1000 Hz to 3000 Hz or above. In another embodiment of the invention, the frequency spectrum can also be divided into more than two frequency ranges, with at least one membrane segment being provided for each frequency range can.
Jedes Membransegment einer Membrananordnung bzw. einer Membran bildet daher eine für sich separate "schwingungsfähige Einheit" mit mehren diesen Membransegmenten zugeordneten Wellenbergen und Wellentälern, wobei jedem Membransegment vzw. ein bestimmter Frequenzbereich zugeordnet ist. Hierbei sind die Membransegmente dann so angeordnet und/oder ausgebildet, dass das akustische Zentrum gemeinsam für verschiedene Frequenzen bzw. für die verschiedenen Frequenzbereiche ist. Vzw. ist daher die Richtcharakteristik der Membrananordnung bzw. der Membran unabhängig von der Frequenz.Each membrane segment of a membrane assembly or a membrane therefore forms a separate "oscillatory unit" with several of these membrane segments associated wave crests and wave troughs, each membrane segment vzw. a certain frequency range is assigned. Here, the membrane segments are then arranged and / or formed so that the acoustic center is common for different frequencies or for the different frequency ranges. Vzw. Therefore, the directivity of the membrane assembly and the membrane is independent of the frequency.
Vzw. ist aber nun jedes Membransegment für einen bestimmten Frequenzbereich vorgesehen, bspw. für einen Hochtonbereich oder auch nur für einen Tieftonbereich.Vzw. But now every membrane segment for a particular frequency range is provided, for example. For a high-frequency range or even for a low frequency range.
Die Unterteilung der Membrananordnung 16 in die drei Membransegmente A,The subdivision of the membrane assembly 16 into the three membrane segments A,
B und C hat ferner den Vorteil, dass das Rundstrahlverhalten der Membrananordnung 16 verbessert ist. Die Grenze für ein akzeptables Rundstrahlverhalten ist vzw. dadurch festgelegt, dass die Ausdehnung der Membransegmente A, B und C in einer Richtung kleiner als die halbe Wellenlänge der zu erzeugenden Frequenz ist. Diese Bedingung ist für die der Tieftonwiedergabe zugeordneten Membransegmente A und C meist unkritisch. Für die Abstrahlcharakteristik der hohen Frequenzen ist nur die Ausdehnung des mittleren Membransegments B entscheidend. Da mit steigender abzustrahlender Frequenz die Membranausdehnung klein sein sollte, beträgt vzw. die Ausdehnung des Membransegments B zumindestens in horizontaler Richtung im wesentlichen weniger als die halbeB and C also has the advantage that the omnidirectional behavior of the membrane assembly 16 is improved. The limit for an acceptable omnidirectional behavior is vzw. characterized in that the extension of the membrane segments A, B and C in one direction is less than half the wavelength of the frequency to be generated. This condition is for the low-frequency reproduction associated membrane segments A and C usually not critical. For the emission characteristics of the high frequencies, only the extent of the central membrane segment B is crucial. Since with increasing frequency to be radiated membrane expansion should be small, is vzw. the extent of the membrane segment B at least in the horizontal direction substantially less than half
Wellenlänge der oberen Grenzfrequenz des Hochtonfrequenzbereichs. Die Unterteilung der Membrananordnung 16 in ihre Membransegmente A, B und C ist hier in horizontaler Ausdehnung der Membrananordnung 16 erfolgt (Gesehen aus der Perspektive der aufragend aufgestellten Membrananordnung 16).Wavelength of the upper limit frequency of the high frequency range. The subdivision of the membrane assembly 16 in its membrane segments A, B and C is here in a horizontal extension of the membrane assembly 16 is carried out (seen from the perspective of the towering erected membrane assembly 16).
Zur Wiedergabe von tiefen Frequenzen weist die Membrananordnung 16 vorzugsweise eine entsprechend große Fläche auf, insbesondere die Gesamtfläche der Membransegmente A und C ist hinreichend groß gewählt. Je tiefer die zu übertragende Frequenz der Membrananordnung 16 gewählt ist, desto größer ist vorzugsweise die Gesamtmembranfläche zur Wiedergabe der tiefsten Frequenz zu wählen. Bei geeigneter Wahl der Abmessungen ergibt sich eine in horizontaler Ebene bündelungsfreie Wiedergabe über den gesamten gewünschten Frequenzbereich.To reproduce low frequencies, the membrane arrangement 16 preferably has a correspondingly large area, in particular the total area of the membrane segments A and C has been chosen to be sufficiently large. The deeper the frequency of the diaphragm assembly 16 to be transmitted is selected, the greater preferably to choose the total membrane area for the reproduction of the lowest frequency. With a suitable choice of dimensions results in a horizontal plane bundle-free playback over the entire desired frequency range.
Wie aus Fig. 9 gut erkennbar ist, bleibt durch die Segmentierung der Membrananordnung 16 nur in der Breite (als horizontale) und nicht in der Höhe (vertikal) eine Bündelung des hochfrequenten Schalls 24a bestehen, während die tieferfrequenten Schallwellen kegelförmig abgestrahlt werden.As can be clearly seen from FIG. 9, the bundling of the high-frequency sound 24a remains only in the width (as horizontal) and not in the height (vertically) due to the segmentation of the membrane arrangement 16, while the low-frequency sound waves are radiated cone-shaped.
Es sei angemerkt, dass die hier an drei Membransegmenten A, B und C angestellten Überlegungen analog auch für eine größere Anzahl von Membransegmenten, insbesondere auch für die folgenden Ausführungsbeispiele gelten, die noch beschrieben werden.It should be noted that the considerations made here on three membrane segments A, B and C analogously apply to a larger number of membrane segments, in particular for the following embodiments, which will be described.
Es gibt nun verschiedene Arten eine Membrananordnung in mehrere Membransegmente einzuteilen. Beispielsweise können die Membransegmente - wie bereits in den Fig. 7 bis 9 dargestellt - als Teilbereiche einer einzigen Membran ausgebildet sein. Hierbei können die Teilbereiche, also die entsprechenden Membransegmente bspw. die Membransegmente A, B und C in ihren Rand- /Grenzbereichen durch separat angeordnete Stege fixiert werden, so dass die Membransegmente „schwingungstechnisch" voneinander entkoppelt sind. Denkbar ist auch, dass zwischen den Membransegmenten „Pufferzonen" ausgebildet sind, also bspw. die entsprechende Lufttasche 23, die genau den Grenzbe- reich zwischen zwei Membransegmenten bildet, eben nicht mit Leiterbahnen versehen wird. Denkbar ist auch, dass entsprechende „Pufferzonen" durch mit Klebstoffen entsprechend aufgefüllten Lufttaschen realisiert bzw. fixiert werden. Dies ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall.There are now several ways to divide a membrane assembly into several membrane segments. For example, as already shown in FIGS. 7 to 9, the membrane segments may be formed as partial regions of a single membrane. In this case, the partial regions, that is to say the corresponding membrane segments, for example the membrane segments A, B and C, can be fixed in their marginal / border regions by separately arranged webs, so that the membrane segments are "decoupled" from one another in terms of oscillation "Buffer zones" are formed, that is, for example, the corresponding air pocket 23, which forms exactly the border region between two membrane segments, just not provided with conductor tracks. It is also conceivable that corresponding "buffer zones" can be realized or fixed by air pockets filled with adhesives, depending on the particular application.
Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen besteht also die Membrananordnung 16 bzw. 26 aus einer einzigen Membran, bspw. der Membran 16a, wobei die einzige Membran 16a in entsprechende Membransegmente, vzw. die Membransegmente A, B, C unterteilt ist. Hierbei wird ein Membransegment A, B bzw. C im wesentlichen definiert durch eine bestimmte Anzahl von Wellenber- gen und Wellentälern, sowie insbesondere aus Fig. 7 ersichtlich dargestellt. Hierbei bildet jedes Membransegment A, B, C eine im wesentlichen separate "schwingungsfähige Einheit", wobei die Membransegmente A, B und C vzw. durch hier in den Fig. nicht dargestellte Elemente, insbesondere Stege, Leisten etc. begrenzt sind, um die Membransegmente A, B, C vzw. schwingungstechnisch voneinander zu entkoppeln. So können bspw. in der Fig. 7 an den gestrichelt dargestellten Grenzbereichen zwischen den Membransegmenten A und B bzw. den Membransegmenten B und C derartige Stege/Leisten im Bereich des hier im jeweiligen Grenzbereich dargestellten Wellenberges vorgesehen werden, um die schwingungstechnische Entkopplung zu realisieren. Dies bedeutet, dass jedem Membransegment eine bestimmte Anzahl an Wellenbergen und Wellentälern sowie Flankenseiten zugeordnet sind, wobei die Wellentäler, Wellenberge und Flanken eines ersten Membransegments, bspw. des Membransegmentes A, auf andere Art und Weise schwingen können, als die Wellenberge und Wellen- täler eines anderen zweiten Membransegmentes, bspw. des Membransegmentes B. Bei den hier dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die Membrananordnung 16 bzw. die Membran 16a im wesentlichen in einer Ebene liegend zwischen zwei Polplatten 17 und 18 angeordnet.In the preferred embodiments, therefore, the membrane assembly 16 and 26 consists of a single membrane, for example. The membrane 16 a, wherein the single membrane 16 a in corresponding membrane segments, vzw. the membrane segments A, B, C is divided. In this case, a membrane segment A, B or C is essentially defined by a specific number of wave components. gene and troughs, and in particular from Fig. 7 shown. Here, each membrane segment A, B, C forms a substantially separate "oscillatory unit", wherein the membrane segments A, B and C vzw. by elements not shown here in the figures, in particular webs, strips, etc. are limited to the membrane segments A, B, C vzw. to decouple vibration from each other. Thus, for example, in FIG. 7, at the boundary regions between the membrane segments A and B or the membrane segments B and C shown in dashed lines, such webs / strips can be provided in the region of the wave crest shown here in the respective boundary region in order to realize the vibration-related decoupling. This means that each membrane segment is assigned a certain number of wave crests and wave troughs as well as flank sides, wherein the wave troughs, wave crests and flanks of a first membrane segment, for example of the membrane segment A, can oscillate in a different way than the wave crests and wave valleys In the case of the preferred exemplary embodiments illustrated here, the membrane arrangement 16 or the membrane 16a is arranged substantially in one plane between two pole plates 17 and 18.
Ferner können auch mehrere einzelne vzw. näanderförmig ausgebildet Membranen vorgesehen sein, die dann entsprechende jeweilige Membransegmente bilden und beispielsweise in einem oder mehreren Rahmen zu einer Einheit als „Membranordnung" zusammengefasst sind. Dies ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall.Furthermore, several individual vzw. Diaphragm-shaped membranes are provided, which then form corresponding respective membrane segments and, for example, are combined in one or more frames into a unit as a "membrane arrangement." This depends on the particular application.
In den Fig. 10, IIa und IIb ist ein zweites Ausführungsbeispiel für einen AMT- Schallwandler 25 dargestellt. Bezüglich des Aufbaus des Schallwandlers 25 - mit Ausnahme der Segmentierung der Membrananordnung 26 - wird auf die obenstehende Beschreibung zu den Fig. 7 bis 9 verwiesen, da der grundsätzliche Aufbau mit den Polplatten 27 und 28 sowie mit einem Luftspalt 29 dem vorstehenden, ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen entspricht.FIGS. 10, IIa and IIb show a second exemplary embodiment of an AMT sound transducer 25. With regard to the construction of the sound transducer 25 - with the exception of the segmentation of the membrane assembly 26 - reference is made to the above description of FIGS. 7 to 9, since the basic structure with the pole plates 27 and 28 and with an air gap 29, the above first embodiment in essentially corresponds.
Wie in Fig. 10 gut erkennbar ist, ist im Unterschied zu dem in den Fig. 7 bis 9 dargestellten Schallwandler 15 die Membrananordnung 26 hier nun zusätzlich auch in vertikaler Richtung segmentiert.As can be clearly seen in FIG. 10, in contrast to the sound transducer 15 shown in FIGS. 7 to 9, the membrane arrangement 26 is here in addition also segmented in the vertical direction.
Die Membrananordnung 26 weist ein mittleres Membransegment B und seitlich dieses Membransegments B zwei äußere Membransegmente A und C auf. Zu- sätzlich sind ober- und unterhalb des Membransegments B und vorzugsweise auch ober- und unterhalb der seitlichen Membransegmente A und C zwei Membransegmente E und D angeordnet. Sowohl die äußeren, seitlichen Membransegmente A und C als auch die äußeren Membransegmente D und E sind symmetrisch zum mittleren Membransegment B angeordnet, so dass die gesam- te Membrananordnung 26 eine gemeinsames akustisches Zentrum auf der Abstrahlachse S aufweist. Dieses akustische Zentrum ist in dieser Ausgestaltung für den Hörer - wie oben bereits zu den Fig. 7 bis 9 erläutert - vzw. punktförmig ausgebildet. Während in Fig. 7 die Unterteilung der Membran 16a in horizontaler Richtung in drei Membransegmente A, B, C dargestellt ist, die in ver- tikaler Richtung, also über die gesamte Höhe ausgebildet sind, so zeigt Fig. 10 eine andere Aufteilung einer einzigen Membran 26, wobei hier im mittleren Bereich die drei Membransegmente A, B, C und jeweils im oberen und unteren Bereich - in Vertikalrichtung gesehen - weitere Membransegmente D und E ausgebildet sind. Die schwingungstechnische Entkopplung der Membransegmente A, B, C, D und E kann hier wieder über entsprechende Elemente, insbesondere Stege/Leisten und/oder separate Rahmen realisiert werden, also die entsprechenden Membransegmente A bis D können mit Hilfe derartiger Elemente begrenzt werden. Auch dies ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall.The membrane assembly 26 has a central membrane segment B and laterally of this membrane segment B two outer membrane segments A and C. In addition, two membrane segments E and D are arranged above and below the membrane segment B and preferably also above and below the lateral membrane segments A and C. Both the outer, lateral membrane segments A and C and the outer membrane segments D and E are arranged symmetrically to the middle membrane segment B, so that the entire membrane assembly 26 has a common acoustic center on the emission axis S. This acoustic center is in this embodiment for the listener - as already explained above with reference to FIGS. 7 to 9 - vzw. punctiform. While in FIG. 7 the division of the membrane 16a in the horizontal direction into three membrane segments A, B, C is shown, which are formed in the vertical direction, ie over the entire height, FIG. 10 shows a different division of a single membrane 26, wherein in the middle region, the three membrane segments A, B, C and in each case in the upper and lower region - seen in the vertical direction - further membrane segments D and E are formed. The vibrational decoupling of the membrane segments A, B, C, D and E can be realized here again via corresponding elements, in particular webs / strips and / or separate frame, so the corresponding membrane segments A to D can be limited by means of such elements. This also depends on the particular application.
Dieses in den Fig. 10 bzw. IIa und IIb gezeigte zweite Ausführungsbeispiel für den Schallwandler 25 lässt sich daher als Ergänzung des ersten Ausführungsbeispiels (des Schallwandlers 15) um die zwei zusätzlichen Membransegmente D und E auffassen.This second exemplary embodiment of the sound transducer 25 shown in FIGS. 10 or IIa and IIb can therefore be regarded as a supplement to the first exemplary embodiment (of the sound transducer 15) about the two additional membrane segments D and E.
Diese beiden Membransegmente D und E geben vzw. nur den Tieftonbereich wieder und verhalten sich damit insbesondere wie die Membransegmente A und C. Das mittlere Membransegment B ist vzw. wieder für die Wiedergabe des Hochtonbereichs zuständig. Durch die Segmentierung der Membrananordnung 26 in horizontaler und nun auch in vertikaler Ebene wird ein in beiden Ebenen verbessertes Rundstrahlverhalten erreicht, wie es für die horizontale Ebene aus Fig. IIa und für die vertikale Ebene aus Fig IIb ersichtlich ist.These two membrane segments D and E give vzw. only the low frequency range again and thus behave in particular as the membrane segments A and C. The middle membrane segment B is vzw. again responsible for the reproduction of the treble range. By segmenting the membrane assembly 26 in the horizontal and now also in the vertical plane becomes one in both planes improved omnidirectional behavior is achieved, as can be seen for the horizontal plane of Fig. IIa and for the vertical plane of Fig IIb.
Zur möglichen unteren Grenzfrequenz einzelner Membransegmente folgendes:For the possible lower limit frequency of individual membrane segments the following:
Fig. 12 zeigt in einer Detailansicht einen Teilbereich 30 eines Membransegmentes einmal im Ausgangszustand 31 und einmal im ausgelenkten Zustand 32, wobei die Bewegungsrichtung des Membransegments 30 im ausgelenkten Zustand 32 durch die nach außen weisenden Pfeile angedeutet ist. Im ausgelenk- ten Zustand 32 ist die Lufttasche 33 um die doppelte Strecke a verbreitert. ImFIG. 12 shows in a detailed view a partial region 30 of a membrane segment once in the initial state 31 and once in the deflected state 32, wherein the direction of movement of the membrane segment 30 in the deflected state 32 is indicated by the outward-pointing arrows. In the deflected state 32, the air pocket 33 is widened by twice the distance a. in the
Ausgangszustand 31 sind die nicht näher bezeichneten Wellenberge und Wellentäler mit dem Radius R gekrümmt. Im ausgelenkten Zustand sind die Wellentäler mit dem Radius rl und die Wellenberge mit dem Radius r2 gekrümmt. In dieser ausgelenkten Lage 32 ist der Radius rl kleiner als der Radius r2. Die maximale Auslenkung von a, also „amax" ist vzw. nun so gewählt, dass die durch die Eigensteifigkeit des Membranmaterials wirkenden Federkräfte in den Radien rl und r2 näherungsweise proportional zur Auslenkung sind. Je niedriger die zu erzeugende Frequenz ist, desto größer ist vzw. die Auslenkung der Membran, um einen hinreichenden Schalldruck zu erzeugen. Die untere Grenz- frequenz ist vzw. durch die Proportionalitätsbedingung der auftretenden Federkräfte im Verhältnis zur Auslenkung gewählt. Die untere Grenzfrequenz ist daher auch abhängig von den spezifischen Materialeigenschaften des Membransegments 30.Initial state 31, the unspecified wave peaks and troughs with the radius R are curved. In the deflected state, the wave troughs with the radius rl and the wave peaks with the radius r2 are curved. In this deflected position 32, the radius rl is smaller than the radius r2. The maximum deflection of a, that is to say "a m ax", is now chosen such that the spring forces acting in the radii r 1 and r 2 due to the inherent rigidity of the membrane material are approximately proportional to the deflection The lower limit frequency is selected by the proportionality condition of the spring forces occurring in relation to the deflection, and the lower limit frequency is therefore also dependent on the specific material properties of the membrane segment 30.
Zur möglichen oberen Grenzfrequenz einzelner Membransegmente folgendes:For the possible upper limit frequency of individual membrane segments the following:
Die Fig. 13 und 14 zeigen eine Detailansicht eines Membransegments 34 in maximal komprimiertem Zustand 35 und dem Ausgangszustand 36. Die Luft in der Lufttasche 37 ist in Fig. 13 komprimiert (komprimierte Luft „VK"), was durch den schwarzen Balken graphisch dargestellt sein soll, und wird daher aus der Lufttasche 37 herausgedrückt, was durch den unteren Pfeil in Fig. 13 angedeutet ist. Die dadurch entstehende Druckwelle braucht in Abhängigkeit von dem in der Lufttasche zurückzulegenden Weg s eine bestimmte Zeit t um diesen Weg s zurückzulegen. Diese Zeit ist durch die Schallgeschwindigkeit und dem Weg bestimmbar.13 and 14 show a detailed view of a membrane segment 34 in maximum compressed state 35 and the initial state 36. The air in the air pocket 37 is compressed in Fig. 13 (compressed air "VK"), which is represented graphically by the black bar is, and is therefore pushed out of the air pocket 37, which is indicated by the lower arrow in Fig. 13. The resulting pressure wave needs in dependence on the travels in the air bag s way a certain time t to cover this path s is by the speed of sound and the Way determinable.
Bei fortschreitender Membranbewegung, die in Fig. 14 durch die nach außen gerichteten Pfeile angedeutet ist, erzeugen die Flanken 38 und 39 einen Unter- druck Vu. Bei steigender Frequenz kann ein Teil der komprimierten Luft, also ein Teil von Vk die Lufttasche 37 bzw. die Falte nicht verlassen bevor diese Druckwelle durch den entstehenden Unterdruck Vu wieder kompensiert wird, der hier ebenfalls mit Hilfe schwarzer Balken schematisch dargestellt ist. Die Stärke dieses Effekts ist abhängig von der Frequenz mit der die Lufttasche 37 geweitet und komprimiert wird und dem Verhältnis des Radius zur Flankenlänge der Lufttasche 37. Je länger der Weg in der Lufttasche 33 bzw. 37 - bzw. die Tiefe der Lufttasche — im Verhältnis zum Radius des Wellenbergs bzw. des Wellentals ist, desto niedriger ist die obere Grenzfrequenz des Membransegments 34. Vzw. ist die Tiefe der Lufttaschen - insbesondere für den Hochtonbe- reich - daher auf den Radius im Hinblick auf die obere Grenzfrequenz abgestimmt.As the membrane movement progresses, which is indicated in FIG. 14 by the outward-pointing arrows, the flanks 38 and 39 generate a negative pressure Vu. With increasing frequency, a portion of the compressed air, ie a part of Vk, the air pocket 37 and the fold not leave before this pressure wave is compensated by the resulting negative pressure Vu again, which is also shown schematically here by means of black bars. The strength of this effect is dependent on the frequency with which the air pocket 37 is expanded and compressed and the ratio of the radius to the edge length of the air pocket 37. The longer the path in the air pocket 33 or 37 - or the depth of the air pocket - in proportion is the radius of the wave crest or the wave trough, the lower is the upper limit frequency of the membrane segment 34. Vzw. Therefore, the depth of the air pockets - especially for the high-frequency range - is adjusted to the radius with regard to the upper frequency limit.
Fig. 15 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für einen Schallwandler 38 mit einer Membrananordnung 39. Die Membrananordnung 39 weist drei Membran- Segmente a, b und c auf. Die Membransegmente a, b und c weisen im wesentlichen dieselbe Geometrie, d.h. Größe, Faltung und Ausdehnung, auf. Die Geometrie der Membransegmente a, b und c ist dabei entsprechend der vorstehenden Überlegungen so gewählt, dass die Membransegmente a, b und c den gesamten gewünschten Frequenzbereich übertragen können.FIG. 15 shows a third exemplary embodiment of a sound transducer 38 with a membrane arrangement 39. The membrane arrangement 39 has three membrane segments a, b and c. The membrane segments a, b and c have substantially the same geometry, i. Size, convolution and expansion, up. The geometry of the membrane segments a, b and c is chosen in accordance with the above considerations so that the membrane segments a, b and c can transmit the entire desired frequency range.
Fig. 16 zeigt ein elektrisches Schaltbild (Ersatzschaltbild) für den Schallwandler 38. Die Widerstände Ra, Rb und Rc repräsentieren die Widerstände der Leiterbahnen auf den entsprechenden Membransegmenten a, b und c. Die Widerstände Ra, Rb und Rc repräsentieren den ggf. komplexen Wechselstromwider- stand der Membransegmente a, b und c. Der induktive Anteil der entsprechenden Leiterbahnen kann klein sein, weshalb der komplexe Wechselstromwiderstand hier im wesentlichen ohmschen Widerständen entsprechen kann.16 shows an electrical circuit diagram (equivalent circuit diagram) for the sound transducer 38. The resistances Ra, Rb and Rc represent the resistances of the conductor tracks on the corresponding membrane segments a, b and c. The resistances Ra, Rb and Rc represent the possibly complex alternating current resistance of the membrane segments a, b and c. The inductive component of the corresponding strip conductors can be small, which is why the complex alternating current resistance here can correspond essentially to ohmic resistances.
Gut erkennbar ist, dass die Widerstände Ra, Rb und Rc in Serie geschaltet sind. An den Kontaktanschlüssen 40 und 41 kann ein Wechselstromsignal angelegt werden. Zu dem Widerstand Ra ist ein Kondensator Ca parallel geschaltet und zu dem Widerstand Rc ist entsprechend ein Kondensator Cc parallel geschaltet. Durch die Parallelschaltung der Kondensatoren Ca und Cc wird der Hochtonan- teil des Wechselstromsignals an den Membransegmenten a und c vorbeigeleitet und daher nur von dem Membransegment b wiedergegeben. Durch diese Be- schaltung ist der Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung an den Membransegmenten a, b und c im Bereich der Übergangsfrequenz zwischen dem Hoch- und dem Tieftonbereich gleich. Dieser konstante Phasenwinkel garan- tiert, das keine Phasensprünge zwischen Hoch- und Tieftonsegmenten an derIt can be clearly seen that the resistors Ra, Rb and Rc are connected in series. At the contact terminals 40 and 41, an AC signal can be applied. To the resistor Ra, a capacitor Ca is connected in parallel, and to the resistor Rc, a capacitor Cc is connected in parallel. Due to the parallel connection of the capacitors Ca and Cc, the high-ton part of the alternating-current signal is conducted past the membrane segments a and c and is therefore reproduced only by the membrane segment b. As a result of this connection, the phase angle between current and voltage at the membrane segments a, b and c is the same in the region of the transition frequency between the high and the low-frequency range. This constant phase angle guarantees no phase jumps between high and low tone segments on the
Übergangsfrequenz auftreten, was vom Gehör deutlich wahrgenommen werden könnte.Transition frequency occur, which could be clearly perceived by the ear.
Der Tieftonanteil wird von den Kondensatoren vzw. nicht übertragen und fließt durch die elektrisch in Reihe geschalteten Segmente a, b und c. In diesem Tieftonbereich ist daher vzw. die ganze Membrananordnung aktiv und trägt zur Impedanz bei. Die Gesamtimpedanz der Schaltung ist frequenzabhängig. Für tiefe Frequenzen entspricht die Gesamtimpedanz im wesentlichen Ra+Rb+Rc. Bei gleichgroßen Membransegmenten a, b und c gilt Ra=Rb=Rc, d.h. die Ge- samtimpedanz im Tieftonbereich ist gleich 3*Rb. Im Hochtonbereich tragen die Widerstände Ra und Rc nicht bei, da diese durch die Kondensatoren Ca und Cc überbrückt sind. Der Gesamtwiderstand im Hochtonbereich entspricht daher im wesentlichen nur Rb und beträgt damit nur ein Drittel der Gesamtimpedanz 3*Rb im Tieftonbereich.The bass frequency is vzw from the capacitors. not transmitted and flows through the electrically connected in series segments a, b and c. In this low frequency range is therefore vzw. the whole membrane arrangement is active and contributes to the impedance. The overall impedance of the circuit is frequency dependent. For low frequencies, the total impedance is essentially Ra + Rb + Rc. For equally sized membrane segments a, b and c, Ra = Rb = Rc, i. the total impedance in the low frequency range is equal to 3 * Rb. In the high-frequency range, the resistors Ra and Rc do not contribute, since they are bridged by the capacitors Ca and Cc. The total resistance in the high-frequency range therefore essentially corresponds only to Rb and thus amounts to only one third of the total impedance 3 * Rb in the low-frequency range.
Der Signalanteil, der nur über das Membransegment b, bzw den Widerstand Rb, wiedergegeben wird, erzeugt daher bei gleicher Amplitudenspannung einen dreifach höheren Strom durch Rb und übt damit eine dreifach höhere Kraft auf das Membransegment b aus. Dadurch wird im linearen Bereich der Wiedergabe eine dreifach höhere Membranauslenkung herbeigeführt. Hierdurch ist kompensiert, dass für den Hochtonbereich nur das Membransegment b vorgesehen ist, d.h. nur ein Drittel der Gesamtmembranfläche für die Hochtonwiedergabe eingesetzt wird. Für andere Verhältnisse der Membransegmente a und b zu c gelten analoge Überlegungen, da durch das reziproke Verhältnis von Membranfläche F zur ImpedanzThe signal component, which is reproduced only via the membrane segment b, or the resistor Rb, therefore generates at the same amplitude voltage a threefold higher current through Rb and thus exerts a threefold higher force on the membrane segment b. As a result, a threefold higher diaphragm deflection is brought about in the linear region of the reproduction. This compensates for the fact that only the membrane segment b is provided for the high-frequency range, ie only one third of the total diaphragm area is used for high-frequency reproduction. For other ratios of the membrane segments a and b to c analogous considerations apply, as by the reciprocal ratio of membrane area F to impedance
(Ra+Rb+Rc)/Rb=Fb/(Fa+Fb+Fc) ein linearer Frequenzgang erzeugbar ist.(Ra + Rb + Rc) / Rb = Fb / (Fa + Fb + Fc) a linear frequency response can be generated.
Vorzugsweise werden diese Schallwandler mit Verstärkern betrieben, wobei die Verstärker vzw. an den auftretenden, unterschiedlichen Impedanzen in Abhängigkeit von dem zu übertragenden Frequenzspektrum laststabil arbeiten.Preferably, these transducers are operated with amplifiers, the amplifiers vzw. at the occurring, different impedances depending on the frequency spectrum to be transmitted work stable.
Fig. 17 zeigt eine alternative Schaltung für den in Fig 15 dargestellten Schallwandler 38. Die durch die Widerstände Ra und Rc repräsentierten Membransegmente a und c sind hierbei in Reihe zu einer nicht näher bezeichneten Tieftoneinheit geschaltet. An diese Tieftoneinheit kann an den Kontaktanschlüssen 42 und 43 ein Tieftonsignal eingespeist werden. Das Membransegment b, bzw der Widerstand Rb, ist separat von der Tieftoneinheit ausgebildet und kann an seperaten Anschlüssen 44 und 45 mit einem weiteren Signal kontaktiert werden. Dieses Signal kann entweder nur Hochtonanteile oder zusätzlich zu Hochtonanteilen auch Tieftonanteile enthalten. Die unterschiedliche Ansteuerung der Tieftoneinheit und von Rb kann bspw. über eine aktive oder eine passiveFIG. 17 shows an alternative circuit for the sound transducer 38 shown in FIG. 15. The membrane segments a and c represented by the resistors Ra and Rc are in this case connected in series to a woofer unit which is not described in greater detail. At this woofer unit can be fed to the contact terminals 42 and 43, a low-frequency signal. The membrane segment b, or the resistor Rb, is formed separately from the woofer unit and can be contacted at separate terminals 44 and 45 with a further signal. This signal can either contain only high-frequency components or, in addition to high-frequency components, also low-frequency components. The different control of the woofer unit and Rb can eg. Via an active or a passive
Frequenzweiche erfolgen. In diesem Fall ist das Verhältnis von Membranflächen und ohmschen Widerstand vzw. ebenfalls umgekehrt proportional:Crossover made. In this case, the ratio of membrane areas and ohmic resistance vzw. also inversely proportional:
(Ra+Rc)/Rb=Fc/(Fa+Fb), so dass ein linearer Frequenzgang erzeugbar ist.(Ra + Rc) / Rb = Fc / (Fa + Fb), so that a linear frequency response can be generated.
Fig. 18a zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines Schallwandlers 46 mit einer Membrananordnung 47, wobei die Membrananordnung 47 in drei Membransegmente a, b und c aufgeteilt ist. Die Membransegmente a und c sind wiederum vzw. baugleich ausgebildet und insbesondere symmetrisch zum mittleren Membransegment b angeordnet. Hierbei gibt das mittlere Membransegment b nur den Hochtonbereich wieder und ist dementsprechend angepasst. Die Membransegmente a und c sind zur Wiedergabe nur des Tieftonbereichs angepasst. Das Membransegment b weist eine Faltung mit einer geringeren Lufttaschentiefe auf, so dass dieses Membransegment b eine sehr hohe, obere Grenz- frequenz aufweisen kann (vgl. Fig. 13 und 14 und die dazugehörige Beschreibung). Die Lufttaschen der Membransegmente a und c weisen also eine grossere Tiefe auf als die Lufttaschen des Membransegmentes b.FIG. 18 a shows a fourth exemplary embodiment of a sound transducer 46 with a membrane arrangement 47, wherein the membrane arrangement 47 is divided into three membrane segments a, b and c. The membrane segments a and c are in turn vzw. constructed identical and in particular arranged symmetrically to the central membrane segment b. In this case, the middle diaphragm segment b only reproduces the high-frequency range and is adapted accordingly. The membrane segments a and c are adapted to reproduce only the low frequency range. The membrane segment b has a fold with a lower air pocket depth, so that this membrane segment b has a very high, upper limit frequency may have (see Figures 13 and 14 and the accompanying description). The air pockets of the membrane segments a and c thus have a greater depth than the air pockets of the membrane segment b.
Ferner ist vzw. die Höhe Hb des Luftspalts 48 im Bereich des Hochton Membransegments b kleiner als die Höhe Ha/c der Luftspalte 49 im Bereich der Tiefton-Membransegmente a und c. Der Luftspalt 49 ist durch zwei Polplatten 50 und 51 begrenzt. Der Luftspalt 48 ist hier bspw. einerseits durch die Polplatte 51 und andererseits durch ein zusätzliches Polplattenelement 52 begrenzt. Durch die geringere Ausdehnung der Faltung des Membransegmentes b inFurthermore, vzw. the height Hb of the air gap 48 in the region of the tweeter membrane segment b is smaller than the height Ha / c of the air gaps 49 in the region of the woofer membrane segments a and c. The air gap 49 is bounded by two pole plates 50 and 51. The air gap 48 is limited here, for example, on the one hand by the pole plate 51 and on the other hand by an additional pole plate element 52. Due to the smaller extent of the folding of the membrane segment b in
Richtung Hb, kann hier mit einem gegenüber der Höhe Ha/c reduzierten Luftspalt 48 gearbeitet werden. Vorzugsweise ist das im Luftspalt 48 des Hochton- Membransegments b wirkende Magnetfeld Bb stärker als das im Luftspalt 49 der Tiefton-Membransegmente a und c wirkende Magnetfeld Ba/c. Durch das stärkere Magnetfeld sind höhere Flankenauslenkungen erzeugbar. Hierdurch ist eine kompakte Bauform des mittleren Membransegments b erzielbar bei gleichzeitig genügendem zur Verfügung stehendem Schalldruck durch das Membransegment b. Die senkrecht zur Membrananordnung 47 orientierten Magnetfelder Bb und Ba/c sind durch Pfeile in der Fig. 18a angedeutet.Direction Hb, can here with a relation to the height Ha / c reduced air gap 48 are worked. Preferably, the magnetic field Bb acting in the air gap 48 of the high-tone membrane segment b is stronger than the magnetic field Ba / c acting in the air gap 49 of the low-frequency membrane segments a and c. Due to the stronger magnetic field, higher edge deflections can be generated. As a result, a compact design of the central membrane segment b can be achieved while at the same time having sufficient sound pressure through the membrane segment b. The magnetic fields Bb and Ba / c oriented perpendicular to the membrane arrangement 47 are indicated by arrows in FIG. 18a.
Fig. 18b zeigt eine Schaltung für den in Fig 18a dargestellten Schallwandler 46. Die durch die Widerstände Ra und Rc repräsentierten Membransegmente a und c sind hierbei in Reihe zu einer nicht näher bezeichneten Tieftoneinheit geschaltet. An diese Tieftoneinheit kann an den Kontaktanschlüssen 53 und 54 ein Tieftonsignal eingespeist werden. Das Membransegment b bzw der Widerstand Rb ist separat von der Tieftoneinheit ausgebildet und kann an seperaten Anschlüssen 55 und 56 mit einem Hochtonsignal versorgt werden. Die unterschiedliche Ansteuerung der Tieftoneinheit und des Membransegments b bzw. des Widerstands Rb kann bspw. über eine aktive oder eine passive Frequenz- weiche erfolgen.FIG. 18b shows a circuit for the sound transducer 46 shown in FIG. 18a. The membrane segments a and c represented by the resistors Ra and Rc are in this case connected in series to a woofer unit which is not described in greater detail. At this woofer unit can be fed to the contact terminals 53 and 54, a low-frequency signal. The membrane segment b or the resistor Rb is formed separately from the woofer unit and can be supplied at separate terminals 55 and 56 with a high frequency signal. The different activation of the woofer unit and of the membrane segment b or of the resistor Rb can, for example, take place via an active or a passive frequency sweep.
Fig 19 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel für einen Schallwandler 57 mit einer Membrananordnung 58. Die Membrananordnung 58 ist wiederum entsprechend den vorhergehenden Ausführungsbeispielen in drei Membransegmente a, b und c unterteilt. Die zur Tieftonübetragung vorgesehenen Membransegmente a und c sind dabei so ausgestaltet, dass diese eine obere Grenzfrequenz aufweisen, wobei diese obere Grenzfrequenz gleichzeitig im wesentlichen der unteren Grenzfrequenz des Hochtonbereichs entspricht, wobei der Hochtonbereich von dem Membransegment b übertragbar ist. Vzw. weisen die Membransegmente a und c hierzu eine entsprechende Tiefe T der Lufttaschen 59 und einen entsprechenden Radius R der Krümmung der nicht näher bezeichneten Wellenberge und Wellentäler der Lufttaschen 59 auf. Das Hochton-Membransegment b weist Lufttaschen 60 mit einer geringeren Tiefe T' und Wellenberge und WeI- lentäler mit einem kleineren Radius R' auf. Daher können die Lufttaschen jedes Membransegment a, b, c je nachdem welcher Frequenzbereich dem jeweiligen Membransegment a, b, c zugeordnet ist unterschiedliche Tiefen, vzw. die Tiefe T bzw. T' aufweisen. Vzw. ist dann das Hochton-Membransegment b bzw. die Tiefe T' der Lufttaschen 60 geringer als die Tiefe T der Lufttaschen 59. Die je- weiligen Membransegmente a, b und c sind daher im bevorzugten Falle mit unterschiedlichen Tiefen vzw. T/T' der Lufttaschen 59 bzw. 60 ausgebildet. Hierbei sind die Membransegmente a, b, c so ausgebildet und/oder angeordnet, dass das akustische Zentrum gemeinsam für verschiedene Frequenzen bzw. für die verschiedenen Frequenzbereiche ist. Die Geometrie der Membransegmente a, b und c, insbesondere der jeweiligen Lufttaschen 59 und 60, ist so gewählt, dass einerseits die gewünschte Grenzfrequenz übertragbar ist und andererseits der Frequenzbereich der Membransegmente a und c so beschnitten ist, dass ggf. keine weiteren Filtermaßnahmen erforderlich sind.FIG. 19 shows a fifth exemplary embodiment of a sound transducer 57 with a membrane arrangement 58. The membrane arrangement 58 is in turn corresponding to the preceding embodiments in three membrane segments a, divided b and c. The diaphragm segments a and c provided for low-frequency transmission are designed such that they have an upper cutoff frequency, this upper cutoff frequency simultaneously corresponding substantially to the lower cutoff frequency of the high tone range, wherein the high frequency range of the membrane segment b is transferable. Vzw. For this purpose, the membrane segments a and c have a corresponding depth T of the air pockets 59 and a corresponding radius R of the curvature of the undefined peaks and troughs of the air pockets 59. The high-tone membrane segment b has air pockets 60 with a smaller depth T 'and peaks and valleys with a smaller radius R'. Therefore, the air pockets of each membrane segment a, b, c depending on which frequency range is assigned to the respective membrane segment a, b, c different depths, vzw. have the depth T or T '. Vzw. is then the high-tone membrane segment b and the depth T 'of the air pockets 60 is less than the depth T of the air pockets 59. The respective membrane segments a, b and c are therefore in the preferred case with different depths vzw. T / T 'of the air pockets 59 and 60, respectively. Here, the membrane segments a, b, c are formed and / or arranged so that the acoustic center is common for different frequencies or for the different frequency ranges. The geometry of the membrane segments a, b and c, in particular the respective air pockets 59 and 60, is selected so that on the one hand the desired cutoff frequency is transferable and on the other hand, the frequency range of the membrane segments a and c is trimmed so that no further filtering measures are required ,
Die Membrangeometrie ist durch die Membrananordnung 58 so gewählt, dass das Membransegment b nur den Hochtonbereich wiedergeben kann, der jenseits der oberen Grenzfrequenz der Membransegmente a und c liegt.The membrane geometry is selected by the membrane arrangement 58 so that the membrane segment b can only reproduce the high-frequency range which lies beyond the upper limit frequency of the membrane segments a and c.
In Fig. 20 ist eine Schaltung für die Membrananordnung 58 dargestellt, wobei die Membransegmente a und c, bzw. die entsprechenden Widerstände Ra und Rc zu einer Tieftoneinheit in Reihe geschaltet sind und das Hochton- Membransegment separat bspw. durch eine nicht dargestellte aktive Frequenzweiche ansteuerbar ist (vgl. bspw Fig. 18b). Fig. 21 zeigt eine weitere Schaltung für die Membrananordnung 58. Hier sind die Membransegmente a, b und c in Reihe geschaltet, wobei ein induktiver Widerstand L das Hochton-Membransegment b bzw. den Widerstand Rb überbrückt. Der induktive Widerstand L ist für tiefe Frequenzen klein und für hohe Frequenzen groß. Da der Widerstand Rb parallel zu dem induktiven Widerstand Rb liegt, fällt an beiden die gleiche Spannung ab. Für tiefe Frequenzen fällt daher nur wenig des Signals an dem Membransegment Rb ab. Für hohe Frequenzen fällt vorzugsweise die Spannung im wesentlichen an dem Hochton- Membransegment b ab.In Fig. 20, a circuit for the diaphragm assembly 58 is shown, wherein the membrane segments a and c, and the corresponding resistors Ra and Rc are connected in series to a woofer unit and the high-tone membrane segment separately, for example, by an active crossover not shown controlled is (see, for example, Fig. 18b). Fig. 21 shows another circuit for the diaphragm assembly 58. Here, the diaphragm segments a, b and c are connected in series, wherein an inductive resistor L bridges the high-tone membrane segment b and the resistor Rb. The inductive resistor L is small for low frequencies and large for high frequencies. Since the resistor Rb is in parallel with the inductive resistor Rb, the same voltage drops at both. For low frequencies, therefore, only a small amount of the signal on the membrane segment Rb drops off. For high frequencies, preferably the voltage drops substantially at the high-tone membrane segment b.
Fig 22a zeigt einen weiteren Schallwandler 61 mit einer Membrananordnung 62. Wie bei dem in Fig. 18a gezeigten Ausführungsbeispiel ist hier die Höhe des Luftspalts im Bereich des Hochton Membransegments b kleiner als die Höhe der Luftspalte im Bereich der Tiefton-Membransegmente a und c. Der Luftspalt ist durch zwei Polplatten 50 und 51 teilweise begrenzt. Der Luftspalt ist zusätzlich durch eine nicht näher bezeichnete Polplatte im Bereich des Hochton- Membransegments verengt. Hierdurch fällt die Ausdehnung der Faltung des Membransegments b - bzw. die Lufttaschentiefe - im Bereich des Hochtonsegments klein aus, um eine hohe obere Grenzfrequenz dieses Membransegments b zu ermöglichen. Vorzugsweise ist das im Luftspalt des Hochton- Membransegments b wirkende Magnetfeld stärker als das im Luftspalt der Tiefton-Membransegmente a und c wirkende Magnetfeld. Durch das stärkere Magnetfeld sind höhere Flankenauslenkungen erzeugbar.FIG. 22a shows a further sound transducer 61 with a membrane arrangement 62. As in the embodiment shown in FIG. 18a, the height of the air gap in the region of the tweeter membrane segment b is smaller than the height of the air gaps in the region of the woofer membrane segments a and c. The air gap is partially bounded by two pole plates 50 and 51. The air gap is additionally narrowed by an unspecified pole plate in the region of the tweeter membrane segment. As a result, the extent of the folding of the membrane segment b - or the depth of the air pocket - in the region of the high-tone segment drops to allow a high upper cut-off frequency of this membrane segment b. Preferably, the magnetic field acting in the air gap of the tweeter membrane segment b is stronger than the magnetic field acting in the air gap of the woofer membrane segments a and c. Due to the stronger magnetic field, higher edge deflections can be generated.
Ferner ist in dieser Ausgestaltung die Geometrie des Membransegments b so gewählt, dass das Membransegment b auch die untere Grenzfrequenz der Membransegmente a und c wiedergeben kann. Insbesondere ist der Radius R der Wellenberge und Wellentäler im Membransegment b entsprechend ange- passt. Vzw. weisen die Membransegmente a, b und c eine Faltung mit dem glei- chen Radius R auf, auch wenn die Tiefe der nicht näher bezeichneten Lufttaschen in den Membransegmenten a und c von der Tiefe der Lufttaschen des Membransegments abweicht. Wie bereits ausgeführt wird die untere Grenzfrequenz durch den Radius der Wellenberge und Wellentäler bestimmt. Hierdurch kann auf eine Frequenzweiche ganz verzichtet werden. Die Membransegmente a, b und c sind, wie in Fig. 22b gezeigt ist, vzw. in Reihe geschaltet ohne Überbrückungs- oder Filterglieder. In dieser Ausgestaltung fließt das Signal bzw. der Strom vollständig durch alle Membransegmente a, b und c - bzw. die Widerstände Ra, Rb und Rc. Der Tieftonbereich wird von allen Membransegmenten a, b und c wiedergegeben. Das elektrische Signal des Hochtonbereichs fließt ebenfalls durch die Widerstände Ra, Rb und Rc, wird aber aufgrund der oben geschilderten Zusammenhänge von den Membransegmenten a und c nicht wiedergegeben. Vzw. ist der Hochtonsignalanteil im Vergleich zum Tieftonsignalanteil verstärkt. Dies kann bspw. auf elektronischem Wege insbesondere mit einem Equalizer geschehen, insbesondere bevor das Gesamtsignal verstärkt wird. Diese Verstärkung des Hochtonsignalanteils kann insbesondere auf digitalem oder analogem Wege angehoben/verstärkt werden, vzw ohne dass eine wesentliche oder hörbare Phasenverschiebung zwischen dem Hochtonsig- nalanteil und dem Tieftonsignalanteil auftritt. Auf eine aktive oder passive Frequenzweiche, die die Signalanteile für die Membransegmente a/c und b separiert, kann so verzichtet werden.Furthermore, in this embodiment, the geometry of the membrane segment b is selected so that the membrane segment b can also reproduce the lower limit frequency of the membrane segments a and c. In particular, the radius R of the wave crests and troughs in the membrane segment b is adjusted accordingly. Vzw. The membrane segments a, b and c have a convolution with the same radius R, even if the depth of the unspecified air pockets in the membrane segments a and c deviates from the depth of the air pockets of the membrane segment. As already stated, the lower limit frequency is determined by the radius of the wave crests and wave troughs. This makes it possible to dispense with a crossover completely. The membrane segments a, b and c are, as shown in Fig. 22b, vzw. connected in series without bridging or filter links. In this embodiment, the signal or the current flows completely through all membrane segments a, b and c - or the resistors Ra, Rb and Rc. The bass range is represented by all membrane segments a, b and c. The electrical signal of the high-frequency range also flows through the resistors Ra, Rb and Rc, but is not reproduced due to the above-described relationships of the membrane segments a and c. Vzw. the high-frequency signal component is amplified compared to the low-frequency signal component. This can happen, for example, by electronic means, in particular with an equalizer, in particular before the overall signal is amplified. This amplification of the high-frequency signal component can be boosted / amplified, especially without a significant or audible phase shift between the high-frequency signal component and the low-frequency signal component, in particular in a digital or analog way. On an active or passive crossover, which separates the signal components for the membrane segments a / c and b, can be dispensed with.
Die in den Fig. 7 bis 22 im wesentlichen schematisch dargestellten Schallwand- ler, die insbesondere als AMT-Lautsprecher ausgebildet sind, weisen entsprechende Membrananordnungen 16, 26, 47 bzw. 58 und 62 auf, die gemäß den o- ben beschriebenen Erläuterungen ausgebildet sind, vzw. jeweils eine einzelne Membran aufweisen. Für den Fall, dass diese Membrananordnungen eine einzelne Membran aufweisen, sind die entsprechende Teilbereiche, also die ent- sprechende Membransegmente A, B, C, D, E bzw. a, b und c vzw. entsprechend dadurch abgegrenzt bzw. unterteilt, dass an den Randbereichen bzw. in den Übergangsbereichen vzw. hier nicht dargestellte Stegelemente angeordnet werden können, um die entsprechenden Membransegmente voneinander schwingungstechnisch zu trennen. Denkbar sind aber auch in den entsprechenden U- bergangsbereichen ausgebildete „Pufferzonen", bspw. dadurch, dass hier vorgesehen Lufttaschen eben keine Leiterbahnen aufweisen oder diese entsprechenden Lufttaschen möglicherweise mit Klebstoff entsprechend befestigt und/oder teilweise aufgefüllt sind. Dies ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall. Aufgrund der unterschiedlichen Ansteuerungsmöglichkeiten der einzelnen Membransegmente A, B, C bzw. a, b, c, wie beschrieben, existiert vzw. ein Hochtonsegment und vzw. mehrere Niedrigtonsegmente, die entsprechend zueinander angeordnet sind, um insbesondere für den Zuhörer ein gemeinsames akustisches Zentrum zu bilden. Insbesondere können die einzelnen Membransegmente mit Hilfe einer elektrisch/elektronischen Steuereinheit entsprechend unterschiedlich angesteuert werden, vzw. weil die jeweiligen Leiterbahnen eines Membransegmentes anders elektrisch angesteuert werden als die jeweiligen Leiterbahnen eines anderen Membransegmentes. Auch durch die unter- schiedliche Lufttaschentiefe der den jeweiligen Membransegmenten zugeordneten Lufttaschen kann die Zuordnung der Frequenzbereiche erfolgen bzw. so gesteuert werden. Denkbar ist auch, dass die einzelnen Membransegmente durch eine Mehrzahl, also von mehreren einzelnen Membranen gebildet werden, die in unterschiedlichen Rahmen entsprechend angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die entsprechende Membrananordnung nicht, wie bei hier in den Fig. dargestellten bevorzugten Ausführungsformen aus einer einzigen Membran bestehen muss, sondern die Membrananordnung auch durch mehrere einzelne Membranen gebildet werden kann, wobei jede einzelne Membran dann ein entsprechendes einzelnes Membransegment bildet, und diese Membransegmente wiederum so ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass - korrespondierend zu den obigen Ausführungen - die gesamte Membrananordnung ein im wesentlichen gemeinsames akustisches Zentrum aufweist. Auch dies ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall.The sound transducers shown substantially schematically in FIGS. 7 to 22, which are designed in particular as AMT loudspeakers, have corresponding membrane arrangements 16, 26, 47 or 58 and 62, which are designed in accordance with the above-described explanations , vzw. each having a single membrane. In the event that these membrane assemblies have a single membrane, the corresponding subregions, ie the corresponding membrane segments A, B, C, D, E or a, b and c vzw. according demarcated or divided by that at the edge areas or in the transition areas vzw. web elements not shown here can be arranged to separate the respective membrane segments from each vibration technology. However, it is also conceivable to design "buffer zones" formed in the corresponding transitional areas, for example by virtue of the fact that air pockets provided here have no conductor tracks or if these corresponding air pockets are possibly fastened with adhesive and / or partially filled in. This depends on the particular application. Due to the different control possibilities of the individual membrane segments A, B, C or a, b, c, as described, exists vzw. a tweeter segment and vzw. a plurality of low tone segments arranged corresponding to one another to form a common acoustic center, particularly for the listener. In particular, the individual membrane segments can be correspondingly controlled differently with the aid of an electrical / electronic control unit, vzw. because the respective interconnects of a membrane segment are electrically driven differently than the respective interconnects of another membrane segment. The allocation of the frequency ranges can also be effected or controlled by the different air pocket depth of the air pockets assigned to the respective membrane segments. It is also conceivable that the individual membrane segments are formed by a plurality, that is, by a plurality of individual membranes, which are arranged correspondingly in different frames. This means that the corresponding membrane arrangement does not have to consist of a single membrane, as in the preferred embodiments shown here in the figures, but the membrane arrangement can also be formed by a plurality of individual membranes, each individual membrane then forming a corresponding individual membrane segment, and these membrane segments are in turn designed and / or arranged such that - corresponding to the above statements - the entire membrane arrangement has a substantially common acoustic center. This also depends on the particular application.
Aufgrund der Anordnung der Membransegmente zueinander sowie auch aufgrund der Ausbildung der unterschiedlichen Lufttaschen werden die entsprechenden Nachteile im Stand der Technik vermieden und insbesondere AMT- Lautsprecher mit einem optimalen Rundstrahlverhalten realisiert. Bezugszeichenliste:Due to the arrangement of the membrane segments to each other and also due to the formation of the different air pockets, the corresponding disadvantages are avoided in the prior art and in particular realized AMT speakers with an optimal omnidirectional behavior. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Membrananordnung1 membrane arrangement
Ia MembranIa membrane
2 Leiterbahn2 trace
3 Wellenberg3 wave mountain
4 Wellental4 wave valley
5 Flanken5 flanks
6 Lufttasche6 air pocket
6a Lufttasche6a air pocket
6b Lufttasche6b air bag
6c Lufttasche6c air pocket
6d Lufttasche6d air pocket
6e Lufttasche6e air bag
6f Lufttasche6f air pocket
6g Lufttasche6g air pocket
7 Polplatte7 pole plate
8 Polplatte8 pole plate
9 Luftspalt9 air gap
10a Rahmenteil10a frame part
10b Rahmenteil10b frame part
IIa SeitenteilIIa side panel
IIb SeitenteilIIb side panel
12 Schallöffnungen12 sound openings
12a Schlitze12a slots
13 Schallwellen 14 Schallwellen13 sound waves 14 sound waves
15 Schallwandler15 transducers
16 Membrananordnung 16a Membran 17 Polplatten16 membrane assembly 16a membrane 17 pole plates
18 Polplatten18 pole plates
19 Luftspalt19 air gap
20 Wellenberg20 wave mountain
21 Wellental 22 Flanken21 wave trough 22 flanks
23 Lufttaschen23 air pockets
24 Schallwellen 24a Wellenfronten 24b Wellenfronten 25 Schallwandler24 sound waves 24a wavefronts 24b wavefronts 25 sound transducers
26 Membrananordnung26 membrane arrangement
27 Polplatten27 pole plates
28 Polplatten28 pole plates
29 Luftspalt 30 Teilbereich29 Air gap 30 subarea
31 Ausgangszustand31 initial state
32 Auslenkungszustand32 deflection state
33 Lufttasche33 air pocket
34 Teilbereich 35 maximal komprimierter Zustand34 section 35 maximum compressed state
36 Ausgangszustand 37 Lufttasche36 initial state 37 air pocket
38 Schallwandler38 sound transducers
39 Membrananordnung39 membrane arrangement
40 Kontaktanschlüsse 41 Kontaktanschlüsse40 contact connections 41 contact connections
42 Kontaktanschlüsse42 contact connections
43 Kontaktanschlüsse43 contact connections
44 Kontaktanschlüsse44 contact connections
45 Kontaktanschlüsse 46 Schallwandler45 contact connections 46 sound transducers
47 Membrananordnung47 membrane arrangement
48 Luftspalt48 air gap
49 Luftspalt49 air gap
50 Polplatten 51 Polplatten50 pole plates 51 pole plates
52 Polplattenelement52 pole plate element
53 Kontaktanschlüsse53 contact connections
54 Kontaktanschlüsse54 contact connections
55 Kontaktanschlüsse 56 Kontaktanschlüsse55 contact connections 56 contact connections
57 Schallwandler57 sound transducers
58 Membrananordnung58 membrane arrangement
59 Lufttaschen59 air pockets
60 Lufttaschen 61 Schallwandler60 air pockets 61 sound transducers
62 Membrananordnung I Strom62 membrane arrangement I electricity
A, B, C, D, E bzw. a, b, c Membransegmente Vu Unterdruck Vk komprimierte Luft A, B, C, D, E and a, b, c membrane segments Vu negative pressure Vk compressed air

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Membrananordnung (16, 26, 39, 47, 62) für einen Air-Motion-TransformerA diaphragm assembly (16, 26, 39, 47, 62) for an air-motion transformer
(AMT), wobei die Membrananordnung (16, 26, 39, 47, 62) mindestens eine im wesentlichen mäanderförmig ausgebildete Membran (16a) aufweist und die Membrananordnung (16, 26, 39, 47, 62) durch die mäanderförmige Ausbildung der mindestens einen Membran (16a) Lufttaschen (23, 59, 60) zur Schallerzeugung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrananordnung (16, 26, 39, 47, 62) mehrere Membransegmente (A, B, C; a, b, c) aufweist und dass die Membransegmente (A, B, C; a, b, c) derart angeordnet und/oder ausgestaltet sind, so dass die Membrananordnung (16, 26, 39, 47, 62) ein im wesentlichen gemeinsames akustische Zentrum aufweist.(AMT), wherein the membrane assembly (16, 26, 39, 47, 62) at least one substantially meander-shaped membrane (16a) and the membrane assembly (16, 26, 39, 47, 62) by the meandering formation of the at least one Membrane (16a) has air pockets (23, 59, 60) for generating sound, characterized in that the membrane arrangement (16, 26, 39, 47, 62) has a plurality of membrane segments (A, B, C; a, b, c) and in that the membrane segments (A, B, C; a, b, c) are arranged and / or configured in such a way that the membrane arrangement (16, 26, 39, 47, 62) has a substantially common acoustic center.
2. Membrananordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrananordnung (16, 26, 39, 47, 62) eine Abstrahlachse (S) aufweist und die Membransegmente (A, B, C; a, b, c) symmetrisch zur Abstrahlachse (S) angeordnet sind.2. Membrane arrangement according to claim 1, characterized in that the membrane arrangement (16, 26, 39, 47, 62) has a radiation axis (S) and the membrane segments (A, B, C, a, b, c) symmetrical to the emission axis ( S) are arranged.
3. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittleres Membransegment (B) und beidseitig des mittleren Membransegments (B) jeweils mindestens ein äußeres Membransegment (A, C, D, E) angeordnet ist.3. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a central membrane segment (B) and on both sides of the central membrane segment (B) in each case at least one outer membrane segment (A, C, D, E) is arranged.
4. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mittlere Membransegment (B) zur Wiedergabe eines ersten Frequenzbereichs und die äußeren Membransegmente (A, C) zur Wiedergabe mindestens eines zweiten Frequenzbereichs ausgebildet sind.4. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the middle membrane segment (B) for reproducing a first frequency range and the outer membrane segments (A, C) are formed for reproducing at least a second frequency range.
5. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mittlere Membransegment (B) zur Wiedergabe eines Hochtonbereichs und eines Tieftonbereichs ausgebildet sind und die äußeren Membransegmente (A, B) zur Wiedergabe eines Tieftonbereichs ausgebildet sind.5. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the middle membrane segment (B) are formed for reproducing a high-frequency range and a low-frequency range and the outer membrane segments (A, B) are formed for reproducing a low frequency range.
6. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der Membransegmente (A, B, C) im wesentlichen kleiner als die halbe Wellenlänge der oberen Grenzfrequenz der Frequenzbereiche ist.6. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the extension of the membrane segments (A, B, C) is substantially smaller than half the wavelength of the upper limit frequency of the frequency ranges.
7. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Membransegmente (A, B, C) an die untere zu übertragende Grenzfrequenz der Membrananordnung (16, 26, 39, 47, 62) angepasst ist.7. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the surface of the membrane segments (A, B, C) is adapted to the lower limit frequency to be transmitted of the membrane assembly (16, 26, 39, 47, 62).
8. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Lufttaschen insbesondere auf den Radius des Wellenberges bzw. Wellentales der Lufttasche abgestimmt ist.8. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the depth of the air pockets is tuned in particular to the radius of the wave crest or wave trough of the air pocket.
9. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Tiefe (T') der Lufttaschen des zur Hochtonübertra- gung vorgesehenen Membransegments (B) geringer ist als die Tiefe (T) der9. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the depth (T ') of the air pockets of the membrane provided for Hochtonübertra- tion segment (B) is less than the depth (T) of
Lufttaschen der zur Tiefton-Übertragung vorgesehenen Membransegmente (A, C).Air pockets of the diaphragm segments (A, C) provided for low-frequency transmission.
10. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich des mittleren Membransegments (B) äußere10. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the side of the middle membrane segment (B) outer
Membransegmente (A und C) angeordnet sind.Membrane segments (A and C) are arranged.
11. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb und unterhalb des mittleren Membran- segments (B) äußere Membransegmente (D, E) angeordnet sind.11. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that above and below the central membrane segment (B) outer membrane segments (D, E) are arranged.
12. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membransegmente (A, B, C, D, E) im wesentlichen rechteckig oder quadratisch ausgebildet sind. 12. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane segments (A, B, C, D, E) are formed substantially rectangular or square.
13. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Membranfläche eines einzelnen Membransegments zur Gesamtmembranfläche sich reziprok verhält zu dem Verhältnis aus Impedanz des einzelnen Membransegments zur Gesamtimpedanz aller Membransegmente.13. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of the membrane area of a single membrane segment to the total membrane area is reciprocal to the ratio of impedance of the individual membrane segment to the total impedance of all membrane segments.
14. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrananordnung (16) durch eine einzelne Membran (16a) gebildet ist und die Membransegmente (A, B, C) durch die14. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane assembly (16) by a single membrane (16 a) is formed and the membrane segments (A, B, C) through the
Unterteilung der Membran (16a) in Teilbereiche realisiert ist.Subdivision of the membrane (16 a) is realized in partial areas.
15. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere einzelne Membranen vorgesehen sind, wo- bei jede einzelne Membran ein bestimmtes Membransegment bildet.15. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of individual membranes are provided, wherein each individual membrane forms a specific membrane segment.
16. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede einzelne Membran in einem separaten Rahmen angeordnet ist.16. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that each individual membrane is arranged in a separate frame.
17. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Membransegmente (A, B, C; a, b, c) schwingungstechnisch voneinander entkoppelt sind.17. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the individual membrane segments (A, B, C; a, b, c) are decoupled from each other in terms of vibration technology.
18. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur schwingungstechnischen Entkopplung der Membransegmente (A, B, C) stegförmige Elemente am Boden der jeweilige Lufttaschen in den Übergangsbereichen angeordnet sind.18. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the vibration-technical decoupling of the membrane segments (A, B, C) web-shaped elements are arranged at the bottom of the respective air pockets in the transition areas.
19. Membrananordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung der schwingungstechnischen Entkopplung der Membransegmente (A, B, C) in den Übergangsbereichen „Pufferzonen" dadurch realisiert sind, dass hier Lufttaschen keine Leiterbahnen aufweisen. 19. Membrane arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that for the realization of the vibration control decoupling of the membrane segments (A, B, C) in the transition areas "buffer zones" are realized in that here air pockets have no traces.
20. Schallwandler, insbesondere AMT-Lautsprecher, dadurch gekennzeichnet, durch eine Membrananordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19.20. Sound transducer, in particular AMT loudspeaker, characterized by a membrane arrangement according to one of claims 1 to 19.
21. Schallwandler nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Membransegmente (A, B, C) zumindest teilweise in Reihe geschaltet sind und ein Hochtonanteil mittels eines Überbrü- ckungsglieds an den zur Tiefton-Übertragung vorgesehenen Membransegmenten (A, C) vorbeileitbar ist.21. Acoustic transducer according to the preceding claim, characterized in that the membrane segments (A, B, C) are at least partially connected in series and a Hochtonanteil by means of a bridging member at the provided for deep-tone transmission membrane segments (A, C) is vorbeleitbar ,
22. Schallwandler nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Membransegmente (A, B, C) in einem Luftspalt zwischen Polplatten (50, 51) angeordnet sind.22. Sound transducer according to one of claims 20 or 21, characterized in that the membrane segments (A, B, C) in an air gap between pole plates (50, 51) are arranged.
23. Schallwandler nach einem der Ansprüche 20 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Hochtonwiedergabe bestimmte Membransegment (B) in einem Luftspalt geringerer Höhe angeordnet ist als die Membransegmente (A, C) die Niedrigtonwiedergabe. 23. A sound transducer according to any one of claims 20 to 21, characterized in that the diaphragm segment (B) intended for high-frequency reproduction is arranged in an air gap of lesser height than the diaphragm segments (A, C) the low-tone reproduction.
PCT/EP2008/005149 2007-06-26 2008-06-25 Diaphragm arrangement for an air motion transformer (amt), and sound converter comprising such a diaphragm arrangement WO2009000519A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08773654A EP2158789B1 (en) 2007-06-26 2008-06-25 Diaphragm arrangement for an air motion transformer (amt), and sound converter comprising such a diaphragm arrangement
AT08773654T ATE484923T1 (en) 2007-06-26 2008-06-25 MEMBRANE ARRANGEMENT FOR AN AIR MOTION TRANSFORMER (AMT) AND SOUND TRANSDUCER HAVING SUCH A MEMBRANE ARRANGEMENT
DE502008001544T DE502008001544D1 (en) 2007-06-26 2008-06-25 MEMBRANE ASSEMBLY FOR AN AIR MOTION TRANSFORMER (AMT) AND SOUND CONVERTER WITH SUCH A MEMBRANE ASSEMBLY

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007029560.1 2007-06-26
DE102007029560A DE102007029560B4 (en) 2007-06-26 2007-06-26 Membrane arrangement for an air-motion transformer (AMT) and sound transducer with such a membrane arrangement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009000519A1 true WO2009000519A1 (en) 2008-12-31

Family

ID=40010707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/005149 WO2009000519A1 (en) 2007-06-26 2008-06-25 Diaphragm arrangement for an air motion transformer (amt), and sound converter comprising such a diaphragm arrangement

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2158789B1 (en)
AT (1) ATE484923T1 (en)
DE (2) DE102007029560B4 (en)
WO (1) WO2009000519A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012000499B4 (en) 2011-06-03 2013-01-31 Mundorf Eb Gmbh Sound transducers, namely air-motion transformers
GB2524550A (en) * 2014-03-27 2015-09-30 Nokia Technologies Oy An apparatus and method of providing an acoustic signal
KR102349453B1 (en) 2015-07-24 2022-01-10 삼성전자주식회사 Speaker apparatus and electronic apparatus including the same
DE102019111578A1 (en) 2019-05-03 2020-11-05 HEDD Audio GmbH Diaphragm for sound transducers

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3832499A (en) * 1973-01-08 1974-08-27 O Heil Electro-acoustic transducer
WO1999007183A1 (en) * 1997-07-30 1999-02-11 Glenn Ronald Alsop Electro-acoustic transducer
WO2001013678A1 (en) * 1999-08-16 2001-02-22 American Technology Corporation Electroacoustic transducer with diaphragm securing structure and method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3636278A (en) * 1969-02-19 1972-01-18 Heil Scient Lab Inc Acoustic transducer with a diaphragm forming a plurality of adjacent narrow air spaces open only at one side with the open sides of adjacent air spaces alternatingly facing in opposite directions

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3832499A (en) * 1973-01-08 1974-08-27 O Heil Electro-acoustic transducer
WO1999007183A1 (en) * 1997-07-30 1999-02-11 Glenn Ronald Alsop Electro-acoustic transducer
WO2001013678A1 (en) * 1999-08-16 2001-02-22 American Technology Corporation Electroacoustic transducer with diaphragm securing structure and method

Also Published As

Publication number Publication date
EP2158789A1 (en) 2010-03-03
EP2158789B1 (en) 2010-10-13
DE102007029560B4 (en) 2010-02-18
DE502008001544D1 (en) 2010-11-25
DE102007029560A1 (en) 2009-01-02
ATE484923T1 (en) 2010-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10042185B4 (en) Piezoelectric electroacoustic transducer
DE2164083C3 (en) Electrodynamic converter, in particular loudspeakers
DE102007020847B4 (en) Membrane arrangement for an electrodynamic sound transducer and loudspeaker with such a membrane arrangement
DE3525724C2 (en)
DE2150194C3 (en) Electrostatic speaker
DE3404655A1 (en) Device for transmitting pressure waves
DE2502424A1 (en) DYNAMIC ELECTROACOUSTIC CONVERTER
DE2922216A1 (en) ACOUSTIC CONVERTER
DE2520838A1 (en) PIEZOELECTRIC SPEAKER SYSTEM
DE3008638A1 (en) CONDENSER MICROPHONE
DE3224614A1 (en) ELECTRIC HOURER
EP2158789B1 (en) Diaphragm arrangement for an air motion transformer (amt), and sound converter comprising such a diaphragm arrangement
DE3143027C2 (en) Piezoelectric converter
WO2001026412A2 (en) Multiple speaker
DE60208245T2 (en) Speaker System
DE1921347C3 (en) Electrostatic speaker arrangement
DE102005043664B4 (en) condenser microphone
DE2936981C2 (en) Warning signal generator with a high proportion of harmonics to feed a pressure chamber loudspeaker
DE2938938C2 (en) Sound reproducing device
EP1142445B1 (en) Low-frequency diaphragm speaker
DE2431554C3 (en) Circuit arrangement for loudspeaker combinations
DE3918654C2 (en)
DE2703979C3 (en) Loudspeaker arrangement
EP2023651B1 (en) Loudspeaker
DE3443690C2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08773654

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008773654

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE