ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ ФЕБ Российский патент 1995 года по МПК H04R9/06 

Изобретение относится к области электроакустики, в частности к изодинамическим громкоговорителям, и предназначено для использования в акустических системах высокочастотного воспроизведения звука для бытовых и профессиональных целей.

В электроакустике известны изодинамические громкоговорители [1] в которых в качестве излучающего звук элемента используется тонкая мембрана из диэлектрической пленки, на которую нанесен проводник тока в виде прямоугольной или круглой спирали, выполняющей роль звуковой катушки. В таких громкоговорителях магнитное поле создается таким образом, чтобы звуковая катушка мембраны находилось между полюсами постоянных магнитов. Существующий способ расположения магнитов не обеспечивает достаточно высокой равномерности магнитного поля в рабочей зоне, что не позволяет улучшить характеристики изодинамических громкоговорителей.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является громкоговоритель Касаткина-Фельдмана [2] в котором используются постоянные магниты, расположенные по разомкнутому контуру с тыльной и фронтальной стороны излучающего звук элемента, чем достигается высокая равномерность магнитного поля в рабочей зоне. В качестве излучающего звук элемента используется электропроводная ленточка, помещенная в рабочей зоне.

Однако известный громкоговоритель Касаткина-Фельдмана имеет следующие недостатки:
1. Между боковыми кромками ленточек, излучающих звук, и магнитами имеются зазоры, которые при работе громкоговорителя создают акустическое короткое замыкание между массой воздуха перед фронтальной стороной и массой воздуха перед тыльной стороной ленточки. Это приводит к снижению акустической мощности, особенно в области низких частот звукового диапазона.

2. Низкое электрическое сопротивление громкоговорителя не позволяет напрямую подключать громкоговоритель к стандартным усилителям низкой частоты [1]
3. Для подключения громкоговорителя к стандартным усилителям низкой частоты необходим понижающий согласующий трансформатор, который снижает передаваемую мощность, вносит искажения передаваемого звукового сигнала [1]
Перечисленные недостатки усложняют использование указанного громкоговорителя.

Целью настоящего изобретения является расширение полосы рабочих частот, уменьшение нелинейных искажений, увеличение мощности выходного сигнала и обеспечение возможности работы громкоговорителя от стандартного усилителя низкой частоты без использования согласующего трансформатора.

Поставленная цель достигается тем, что громкоговоритель содержит магнитную систему, состоящую из двух постоянных магнитов, представляющих собой продольно намагниченные пластины, обращенные друг к другу своими плоскостями и одноименными полюсами. Магниты образуют собой рабочий зазор, в который помещена звуковая мембрана с нанесенными на нее электропроводными полосками. Электропроводные полоски являются элементами звуковой катушки, которая запитывается током звуковой частоты и при размещении в постоянном магнитном поле, образованном в рабочем зазоре между магнитами, обеспечивает звуковой мембране колебания со звуковой частотой. Электропроводные полоски, образующие звуковую катушку, можно соединять между собой параллельно или последовательно и тем самым оптимизировать электрическое сопротивление громкоговорителя.

На фиг. 1 представлен громкоговоритель, в котором используются магниты в виде плоских пластин с продольной намагниченностью; на фиг. 2 показано распределение силовых линий постоянных магнитов громкоговорителя, изображенного на фиг. 1.

На фиг. 3 представлен громкоговоритель, в котором используются магниты в виде плоских пластин сложной формы с радиальной намагниченностью; на фиг. 4 показано распределение силовых линий постоянных магнитов громкоговорителя, изображенного на фиг.3.

На фиг.5 представлен громкоговоритель, в котором используются магниты в виде пластин с продольной намагниченностью, оснащенные полюсными концентраторами магнитного потока, выполненными из магнитомягкого материала.

На фиг. 6 представлен громкоговоритель, в котором функции магнитов выполняют две группы продольно намагниченных стержней. В пределах каждой группы стержни расположены в ряд, с произвольными зазорами, и ориентированы к смежным стержням одноименными полюсами.

На фиг. 7 представлен громкоговоритель, в котором функции магнитов выполняют две группы продольно намагниченных стержней. В пределах каждой группы стержни расположены радиально, с произвольными зазорами, и ориентированы к смежным стержням одноименными полюсами.

На фиг.8 представлен громкоговоритель, в котором используются несколько пар магнитов в виде плоских пластин с продольной намагниченностью, снабженных полюсными концентраторами магнитного потока, выполненными из магнитомягкого материала; на фиг.9 показано распределение силовых линий постоянных магнитов громкоговорителя, изображенного на фиг.8.

На фиг. 10 представлен громкоговоритель, в котором магниты выполнены в виде изогнутых пластин с продольной намагниченностью и расположены относительно рабочего зазора выпуклыми частями наружу.

На фиг. 11 представлен громкоговоритель, в котором магниты выполнены в виде изогнутых пластин с продольной намагниченностью и расположены так, что одна пластина обращена к рабочему зазору выпуклой стороной, а другая пластина вогнутой стороной.

На фиг. 12 представлен громкоговоритель, в котором магниты выполнены в виде плоских пластин с продольной намагниченностью, а в рабочий зазор установлены неэлектропроводные зажимы, которые локально фиксируют звуковую мембрану; на фиг. 13 показано расположение неэлектропроводных зажимов в поперечном разрезе громкоговорителя, показанного на фиг.12.

На фиг.14 представлен громкоговоритель, выполненный с использованием магнитов в виде двух плоских продольно намагниченных пластин, снабженных полюсными концентраторами магнитного потока, зажимающими локально звуковую мембрану.

Громкоговоритель (фиг. 1) имеет постоянные магниты 1, представляющие собой продольно намагниченные пластины, и звуковую мембрану 2. В магнитах имеются отверстия или окна 4, через которые проходит звук в окружающее пространство. Звуковая мембрана выполнена из неэлектропроводного материала с нанесенными на нее электропроводными дорожками 3 и помещена в сквозной рабочий зазор между магнитами. Ширина рабочего зазора позволяет звуковой мембране 2 свободно совершать колебательные движения. Для обеспечения синхронного движения всех частей звуковой мембраны 2 направление тока звуковой частоты в дорожках 3 мембраны 2 должно быть одинаковым, а полоски могут электрически соединяться между собой параллельно или последовательно в зависимости от требуемого оптимального сопротивления.

На фиг. 3 показан второй вариант громкоговорителя, в котором постоянные магниты выполнены в виде двух одинаковых однотипно намагниченных в радиальном направлении пластин многолучевой конфигурации, образующих между собой сквозной рабочий зазор, в котором размещена звуковая мембрана 2, имеющая электропроводную дорожку 3 в виде спирали. Излучаемые звуковые колебания от звуковой мембраны 2 передаются в окружающее пространство через проемы 4 постоянных магнитов.

На фиг. 5 показан третий вариант громкоговорителя, в котором постоянные магниты 1 выполнены в виде продольно намагниченных пластин, снабженных полюсными концентраторами 5 магнитного поля, ориентирующими магнитное поле в рабочий зазор громкоговорителя, в который помещена звуковая мембрана 2 с электропроводными дорожками 3.

На фиг.6 показан четвертый вариант громкоговорителя, в котором постоянные магниты изготовлены из отдельных элементов. Магниты образованы группами расположенных рядами продольно намагниченных стержней 6 произвольного сечения. В пределах каждой группы стержни расположены с произвольными промежутками и ориентированы друг к другу одноименными полюсами. Способ взаимного крепления стержней в группах не показан. Между группами стержней 6 образован рабочий зазор, в который помещена звуковая мембрана 2 с токопроводящими дорожками 3. Звуковые колебания от мембраны 2 излучаются в окружающее пространство через промежутки между стержнями.

На фиг.7 показан пятый вариант громкоговорителя, отличающийся от варианта на фиг.6 тем, что в пределах каждой группы стержни 6 расположены радиально, а звуковая мембрана 2 имеет спиральную электропроводную дорожку 3.

На фиг. 8 показан шестой вариант громкоговорителя, на фиг. 9 распределение силовых магнитных полей в громкоговорителе.

В этом варианте громкоговорителя возможно использование звуковой мембраны большой площади. Громкоговоритель имеет четное количество магнитов 1, расположенных попарно по разные стороны мембраны 2. С каждой стороны мембраны 2 смежные магниты 1 обращены друг к другу одноименными полюсами. Между магнитами 1 установлены полюсные концентраторы магнитного поля 5, ориентирующие суммарное магнитное поле в рабочий зазор громкоговорителя и образующие там реверсное магнитное поле с достаточно высокой степенью равномерности индукции. Каждая группа электропроводных полосок 3 звуковой мембраны 2 запитывается током звуковой частоты с учетом полярности магнитных полей, что обеспечивает синхронность перемещения звуковой мембраны 2 на всех ее участках. Общий сквозной рабочий зазор между концентраторами 5 образует рабочую зону, в которую помещена звуковая мембрана 2. Звуковые колебания от мембраны передаются в окружающее пространство через отверстия или окна 4 магнитов 1.

На фиг. 10 показан седьмой вариант громкоговорителя, аналогичный варианту, изображенному на фиг.1, отличающийся тем, что изгиб пластин 1 позволяет увеличить магнитную индукцию в рабочем зазоре.

На фиг.11 показан восьмой вариант громкоговорителя, в котором сочетание магнитов в виде вогнутой и выпуклой относительно рабочего зазора пластин позволяет использовать звуковую мембрану с цилиндрическим изгибом, что обеспечивает более широкую диаграмму направленности излучаемого звука.

На фиг. 12 показан девятый вариант громкоговорителя, в котором используются, в отличие от громкоговорителя на фиг.1, неэлектропроводные зажимы 7, помещенные в рабочий зазор и локально фиксирующие звуковую мембрану 2. Такая фиксация необходима для устранения провисания звуковой мембраны. На фиг.14 показан десятый вариант громкоговорителя, в котором звуковая мембрана 2 локально зажата полюсными концентраторами 5, что позволяет одновременно увеличить магнитную индукцию в рабочей зоне и использовать концентраторы 5 для крепления мембраны 2.

Использование: электроакустика, в частности изодинамические громкоговорители. Сущность изобретения: громкоговоритель ФЕБ содержит постоянные магниты, представляющие собой продольно намагниченные пластины, обращенные друг к другу своими плоскостями и одноименными полюсами. Магниты, в которых выполнены звуковые окна, образуют между собой сквозной рабочий зазор с высокой степенью однородности поля, в который помещена звуковая мембрана с нанесенными на нее электропроводными полосками, являющимися элементами звуковой катушки. 6 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Громкоговоритель, содержащий магнитную систему, состоящую из расположенных по разомкнутому контуру со сквозным рабочим зазором друг относительно друга постоянных магнитов, в которых выполнены звуковые окна, и звуковую мембрану, размещенную в рабочем зазоре, отличающийся тем, что звуковая мембрана выполнена из неэлектропроводного материала с нанесенными на нее электропроводными дорожками, магнитная система выполнена в виде двух одинаковых однотипно намагниченных соответственно продольно или радиально пластин произвольной формы, ориентированных друг к другу одноименными полюсами. 2. Громкоговоритель по п. 1, отличающийся тем, что постоянные магниты снабжены полюсными концентраторами магнитного потока произвольной формы и произвольного сечения, выполненными из магнитомягкого материала. 3. Громкоговоритель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что каждая пластина собрана из соединенных друг с другом продольно намагниченных стержней произвольного сечения, расположенных параллельно или радиально с произвольными промежутками друг относительно друга. 4. Громкоговоритель по пп.1 3, отличающийся тем, что в него введены дополнительные пары однотипно намагниченных соответственно продольно или радиально пластин, при этом смежные пары ориентированы друг к другу одноименными полюсами. 5. Громкоговоритель по пп.1 4, отличающийся тем, что пластины выполнены относительно рабочего зазора обе выпуклыми или одна выпуклой, а другая вогнутой. 6. Громкоговоритель по пп.1 5, отличающийся тем, что в него введены неэлектропроводные зажимы, установленные в рабочем зазоре, локально фиксирующие звуковую мембрану. 7. Громкоговоритель по пп.1 6, отличающийся тем, что полюсные концентраторы магнитного потока выполнены с возможностью обеспечения локальной фиксации звуковой мембраны.