DE1167897B - Anordnung zur Frequenzgangverbesserung fuer elektroakustische Wandler - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 04 m

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 21 a2 -14/01

S 69544 VIII a / 21 a2

22. Juli 1960

16. April 1964

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Frequenzgangverbesserung für elektroakustische Wandler, bei der im Raum vor der Membran mindestens ein Resonator angeordnet ist.

Bei den bekannten Anordnungen dieser Art sind vor der Membran verstellbare Platten in solchem Abstand angeordnet, daß dadurch regelbare Resonanzräume gebildet werden. Diese Resonanzräume werden auf der einen Seite durch die Platte, auf der anderen Seite durch die Membran begrenzt. Als Resonatoröffnung ist der Spalt längs des Plattenumfangs zwischen der betreffenden Platte und der Membran wirksam.

Derartige Anordnungen haben wesentliche Nachteile. Die Resonatoröffnung und das Resonatorvolumen sind nicht unabhängig voneinander verstellbar. Das bedeutet, daß sich auch jeweils die Dämpfung des Resonators wesentlich verändert, wenn die Resonanzfrequenz durch Vergrößerung oder Verringerung des Plattenabstandes verändert wird. Darüber hinaus setzt diese Art der Anordnung eine konstante Lage der Membran voraus. Ändert sich die relative Lage der Membran gegenüber den Platten — dies ist bei der kleinen Wandstärke der Membran im Laufe der Zeit sehr wahrscheinlich —, dann ändert sich auch die Abstimmung der Resonatoren. Bei Anordnungen dieser Art muß deshalb zwangläufig eine Abstimmöglichkeit vorgesehen sein, die wiederum einen entsprechenden konstruktiven Aufwand bedingt.

Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg, wie diese Nachteile zu überwinden sind.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anordnung der einleitend genannten Art der Resonator als akustische Pfeife mit kreisförmiger Längsachse ausgebildet ist. Die Pfeife läßt sich in konstruktiv besonders einfacher Weise an der Schutzkappe oder an der Membran des elektroakustischen Wandlers anbringen. Im zweiten Fall besteht hierbei noch die Möglichkeit, damit Stellen an der Membran zu versteifen, die im Sinn eines guten Frequenzganges bei hohen Frequenzen eine große Festigkeit haben sollen.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung eignet sich besonders in elektroakustischen Wandlern, die neben den diskreten Resonanzstellen, welche durch die erfindungsgemäße Anordnung beseitigt werden, einen möglichst ebenen Frequenzgang aufweisen. Der ebene Frequenzgang kann hierbei durch andere Korrekturmaßnahmen erzielt worden sein. So ist die erfindungsgemäße Anordnung eine besonders vorteilhafte Ergänzung bei Wandlern, bei Anordnung zur Frequenzgangverbesserung für
elektroakustische Wandler

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Franz Beil,
Otto Brünnert, München

denen zur Beseitigung anderer Resonanzstellen im Übertragungsbereich an den Raum hinter der Membran ein Absorptionsresonator mit vorzugsweise rohrförmigen Resonatoröffnungen angekoppelt ist. In diesem Fall wird zweckmäßig durch den Absorptionsresonator hinter der Membran eine Resonanzstelle bei tiefen und mittleren Frequenzen des Übertragungsbereichs und durch die erfindungsgemäße Anordnung eine Resonanzstelle bei mittleren und vor allen Dingen höheren Frequenzen des Übertragungsbereichs beseitigt. Die verschiedenen Korrekturmaßnahmen am Frequenzgang wirken hierbei im wesentlichen selektiv, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung gewinnt auch eine besondere Bedeutung bei elektroakustischen Wandlern, bei denen zur Erweiterung des Übertragungsbereichs bei tiefen Frequenzen der Raum vor der Membran mit dem Raum hinter der Membran durch mindestens ein, im freischwingenden Teil der Membran angeordnetes Rohr verbunden ist.

Die Erfindung wird durch zwei Ausführungsbeispiele an Hand der F i g. 1 bis 4 näher erläutert. In den F i g. 1 und 2 ist hierbei eine Anordnung des als Pfeife ausgebildeten Resonators an der Schutzkappe eines elektroakustischen Wandlers und in den F i g. 3 und 4 eine Anordnung an der Membran gezeigt.

Um die besondere Bedeutung der Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung bei einem elektroakustischen Wandler mit ebenem Frequenzgang hervorzuheben, ist als Ausführungsbeispiel ein elektroakustischer Wandler gewählt, bei dem bereits zur Unterdrückung eir>«r Resonanzstelle im Raum hinter

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der Membran ein Absorptionsresonator angeordnet ist und dessen Membran zur Erweiterung des Übertragungsbereichs bei tiefen Frequenzen eine rohrartige Verbindung zwischen dem Raum vor der Membran und dem Raum hinter der Membran besitzt.

Fig. 1 zeigt in bekannter Anordnung das topfförmige Gehäuse 1, den Dauermagneten 2, den Polschuh 3 und die ringförmige Polplatte 4 eines Wandlers mit Ringspaltmagnetsystem. In dem durch den Polschuh 3 und die Polplatte 4 gebildeten ringförmigen Spalt 5 ist die Schwingspule 6 angeordnet, die mit einer Membran 7 mechanisch verbunden ist. Das System ist durch eine Schutzkappe 8 mit akustisch unwirksamen Öffnungen 9 abgeschlossen. In dem durch die Membran 7 und das Gehäuse 1 abgeschlossenen Raum ist ein Absorptionsresonator angeordnet, dessen Volumen 10 begrenzt ist durch einen Teil des Bodens und der Wandung des topfförmigen Gehäuses 1, den Dauermagneten 2 und eine ringförmige Trennwand 11. Die Trennwand 11 ist dünnwandig ausgeführt und besitzt zwei rohrartige Resonatoröffnungen 12 und 13, die mit einem so großen Querschnitt ausgebildet sind, daß der akustische Reibungswiderstand vemachlässigbar ist und die mit Folien 14 und 15 aus akustischem Dämpfungsmaterial abgeschlossen sind. Die ringförmige Polplatte 4 ist mit so großen Durchbrüchen 16 versehen, daß der Absorptionsresonator durch die Öffnungen 12 und 13 unmittelbar an das Volumen hinter der Membran angekoppelt ist. Die ringförmige Trennwand 11 besteht bei dem Ausführungsbeispiel aus einem elastischen Kunststoff und ist durch eine ringförmige Rille 17 konstruktiv so ausgestaltet, daß sie sich gegen die Gehäusewandung und den Außendurchmesser des Dauermagneten akustisch dichtend anpaßt. Es sind demnach zur Abdichtung des Resonatorraums keine weiteren Maßnahmen mehr erforderlich. Zur Fixierung der Lage dieser Trennwand ist in der Gehäusewandung ein ringförmiger Ansatz 18 vorgesehen. Durch den beschriebenen Absorptionsresonator wird bereits eine unerwünschte Resonanzstelle im Übertragungsbereich des elektroakustischen Wandlers unterdrückt.

In der Membran 7 ist im freischwingenden Teil ein Rohr 19 angeordnet. Querschnitt und Länge dieses Rohres sind so dimensioniert, daß an der unteren Frequenzgrenze des Übertragungsbereichs eine Resonanz von solcher Größe entsteht, daß dadurch der Frequenzbereich für ein konstantes Übertragungsmaß nach unten erweitert wird. Diese Resonanzwirkung erstreckt sich bei geeigneten Abmessungen des Rohres nur auf einen Frequenzbereich, für den eine Korrektur des Übertragungsmaßes erwünscht ist. Sie wirkt sich also bei höheren Frequenzen nicht aus.

Bei einem elektroakustischen Wandler der vorstehend erläuterten Art ist es besonders zweckmäßig, die erfindungsgemäße Anordnung zur Frequenzgangverbesserung vorzusehen. Wandler dieser Art haben nämlich im allgemeinen außer einer oder auch ein paar Resonanzstellen einen sehr ebenen Frequenzgang. Die Resonanzstellen befinden sich bei höheren Frequenzen des Übertragungsbereichs bei Frequenzen, bei denen eine Korrektur durch einen Absorptionsresonator hinter der Membran nicht mehr auf einfache Weise möglich ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung besteht bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 darin, daß im Raum vor der Membran 20 zwei als Pfeifen mit kreisförmiger Längsachse ausgebildete Resonatoren und 22 angeordnet sind.

In Fig. 2 ist die Draufsicht des in Fig. 1 im Schnitt gezeichneten Wandlers dargestellt. Aus dieser Darstellung sind die Öffnungen 23 und 24 der Resonatoren 21 und 22 sowie die ringförmige Gestaltung der Resonatoren ersichtlich. Die Längen 25 und 26 der beiden Resonatoren sind so gewählt, daß sie der halben Wellenlänge von unerwünschten Resonanzfrequenzen des Wandlers entsprechen. Der Querschnitt der Pfeifen ist so groß, daß durch den Strömungswiderstand für die sich in dem Resonator ausbildende Schwingung diese in einem vorgegebenen Maß gedämpft wird. In der Pfeife ist zur Erzielung einer vorgegebenen Dämpfung der sich in ihr ausbildenden Eigenschwingung eine Einlage aus akustischem Dämpfungsmaterial vorgesehen. Durch den Resonator wird somit einer Schwingung im Übertragungsbereich soviel Energie entzogen und vernichtet, daß damit eine Resonanzstelle des Ubertragungssystems ausgeglichen und der Frequenzgang eingeebnet werden kann.

In den F i g. 3 und 4 ist die erfindungsgemäße Anordnung zur Frequenzgangverbesserung bei einer Membran gezeigt. Es ist hier nur ein einziger Resonator 27 vorgesehen mit einer Öffnung 28. Diese Anordnung hat noch den besonderen Vorteil, daß sich dadurch die Membran an einer Stelle versteifen läßt, für die im Hinblick auf eine gute Übertragung hoher Frequenzen eine große Festigkeit nötig ist.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Frequenzgangverbesserung für elektroakustische Wandler, bei der im Raum vor der Membran mindestens ein Resonator angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (21, 22) als akustische Pfeife mit kreisförmiger Längsachse ausgebildet ist.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeife an der Schutzkappe (8) des Wandlers angeordnet ist (Fig. 1, 2).

3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeife an der Membran (7) angeordnet ist (Fig. 3, 4).

4. Wandler nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (25) der Pfeife (21) der halben Wellenlänge einer Schwingung, die durch die Pfeife absorbiert werden soll, vorzugsweise im oberen Teil des Ubertragungsbereiches, entspricht.

5. Wandler nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer vorgegebenen Dämpfung der sich in der Pfeife ausbildenden Eigenschwingung die Pfeife (21) einen so engen Querschnitt aufweist, daß sie einen den Erfordernissen entsprechenden akustischen Reibungswiderstand aufweist.

6. Anordnung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Pfeife (21) zur Erzielung einer vorgegebenen Dämpfung der sich in der Pfeife ausbildenden Eigenschwingung eine Einlage aus akustischem Dämpfungsmaterial vorgesehen ist.

7. Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in einem elektroakustischen Wandler, bei dem an den Raum hinter der Membran ein Absorptionsresonator (10) mit vorzugsweise rohrförmigen Resonatoröffnungen (12, 13) angekoppelt ist, die mit Folien aus akustischem Dämpfungsmaterial (14,15) abgeschlossen sind und/oder bei dem der Raum vor der Membran mit dem Raum hinter der Membran durch mindestens ein im freischwingenden Teil der Membran angeordnetes Rohr (19) verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 554 098; deutsche Auslegeschrift Nr. 1076182; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 677711; französische Patentschrift Nr. 1036 501.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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