ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВОЛЕГОВА В.Е. Российский патент 1999 года по МПК H04R9/00 H04R9/06 

Изобретение относится к области электроакустики, в частности к формированию акустической волны и конструкциям магнитных систем электромеханических преобразователей.

Известен электродинамический громкоговоритель с мембранодержателем, монтируемым на полюсном наконечнике, содержащий керн из постоянного магнита, полюсной наконечник и звуковую катушку [1].

Известны акустические излучатели содержащие магнитную цепь с зазором, звуковую катушку, размещенную в магнитном зазоре и соединенную с мембраной, излучающая поверхность которой находится в предрупорной камере, переходящей в рупор, при этом излучатель снабжен перегородкой, образующей компрессионную камеру, которая может быть открытой или закрытой [2].

Существенными недостатками упомянутых устройств является низкий коэффициент полезного действия, а также нелинейные искажения электроакустического излучателя. Это обстоятельство обусловлено тем, что электроакустические преобразователи имеют акустические камеры, которые поглощают значительную часть акустической энергии, а также являются резонаторами, ограничивающими частотный диапазон и вносящими нелинейные искажения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является "Электроакустический преобразователь" [3], содержащий центральный керн, два постоянных аксиально намагниченных кольцевых магнита, размещенных между верхними и нижними кольцевыми фланцами и направленных друг к другу одноименными полюсами, между которыми расположена кольцевая, магнитная, многослойная прокладка, средний слой которой выполнен из парамагнитного или динамического материала, а остальные слои размещены симметрично относительно среднего слоя и выполнены из магнитомягких анизотропных материалов, немагнитная прокладка вплотную прилегает к нижнему кольцевому фланцу, и звуковую катушку, механически соединенную с мембраной, установленную в рабочем зазоре соосно и симметрично кольцевой, магнитной, многослойной прокладке.

Недостатком устройства, как и аналогов, является низкий коэффициент полезного действия и нелинейные искажения преобразователя.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание электроакустического преобразователя с высоким КПД и малыми нелинейными искажениями акустических колебаний.

Задача решается тем, что предлагаемый электроакустический преобразователь снабжен мембранодержателем с центральным и рядами радиальных отверстий и крышкой, в центре которой, по оси, установлен квазиконус, острие которого входит в центральные отверстия мембранодержателя и керна, при этом центральный керн выполнен в виде двух кольцевых магнитов, размещенных между верхним и нижним кольцевыми фланцами, направленных друг к другу одноименными, но противоположными по отношению к внешним кольцевым магнитам, полюсами, между которыми размещена кольцевая, магнитная, многослойная прокладка, а мембранодержатель механически соединен с немагнитной кольцевой прокладкой, и с внешними краями крышки и мембраны.

Кроме того, электроакустический преобразователь отличается тем, что слои кольцевой, магнитной, многослойной прокладки выполнены тороидальными, из ленты, изготовленной из магнитомягких анизотропных парамагнитных или диамагнитных материалов.

Конструкция и принцип работы электроакустического преобразователя поясняются чертежами, где на фиг.1 показан один из вариантов электроакустического преобразователя в разрезе и на фиг. 2 показана проекция на мембранодержатель преобразователя.

Электроакустический преобразователь содержит два постоянных аксиально намагниченных кольцевых магнита 1, размещенных между верхним и нижним кольцевыми фланцами 2 и направленных друг к другу одноименными полюсами, между которыми расположена кольцевая магнитная многослойная прокладка 3, средний слой 4 которой выполнен из парамагнитного или диамагнитного материала, а остальные слои 5 размещены симметрично относительно среднего слоя 4 и выполнены из магнитомягких анизотропных материалов, немагнитная прокладка 6 вплотную прилегает к нижним кольцевым фланцам 2 и 13, и звуковую катушку 7, механически соединенную с мембраной 8, установленную в рабочем зазоре соосно и симметрично кольцевым магнитным многослойным прокладкам 3 и 14, мембранодержатель 9 с крышкой 10, в центре которой по оси, установлен квазиконус 11, острие которого входит в центральное отверстия по оси центрального керна и мембранодержателя 9, два кольцевых фланца 13, два кольцевых магнита 12 и кольцевая, магнитная, многослойная прокладка 14 размещены коаксиально, с рабочим зазором к внешним кольцевым магнитам 1, два кольцевых магнита 12 находятся между верхним и нижним кольцевыми фланцами 13 и направлены друг к другу одноименными, но противоположными по отношению к внешним кольцевым магнитам 1, полюсами. Между магнитами 12 размещены кольцевая магнитная многослойная прокладка 14. Мембранодержатель 9 изготовлен с центральным отверстием 15 и с радиальными отверстиями 16 и механически соединен с немагнитной кольцевой прокладкой 6, и с внешними краями крышки 10 и мембраны 8.

Слои 5 и 4 кольцевых, магнитных, многослойных прокладок 3 и 14, при больших мощностях излучателя и значительных размерах звуковой катушки 7, оптимально, по затратам и технологии, выполнены тороидальными, витыми из ленты, изготовленной из магнитомягких анизотропных и диамагнитных или парамагнитных материалов.

В преобразователе образованы две акустических камеры. Внутренняя камера образована внутренней, излучающей поверхностью мембраны 8, внутренней поверхностью крышки 10, поверхностью квазиконуса 11, острие которого входит в отверстие центрального керна и центральное отверстие 15 мембранодержателя 9, которое является выходным отверстием акустической камеры. Акустическое излучение камеры направлено к центру, через центральное отверстие 15.

Внешняя камера образована внешней, излучающей поверхностью мембраны 8, внутренней поверхностью мембранодержателя 9 и поверхностью магнитной системы. Радиальные отверстия 16 являются выходным отверстием акустической камеры. Акустическое излучение камеры направлено от центра через радиальное отверстие 16.

Электроакустический преобразователь работает следующим образом. При подаче электроакустического сигнала в звуковую катушку 7 ее электромагнитное поле взаимодействует с магнитными потоками магнитной системы, состоящей из постоянных кольцевых магнитов 1 и 12, магнитных фланцев 2 и 13 и многослойных магнитных, прокладок 3 и 14. Катушка 7 совершает продольные колебания в рабочем зазоре, в магнитном поле, создаваемом двумя коаксиально размещенными магнитными системами, в зависимости от направления электрического тока.

При движении катушки 7 к торцу одного из полюсов магнитов 1, 12 она попадает в рассеянное магнитное поле и тормозится, так как основное магнитное поле, формируемое магнитными прокладками 3 и 14, направлено в другую сторону. Рабочий ход катушки 7 и мембраны 8 рассчитывается таким образом, что катушка 7 при максимальной амплитуде движений не доходит до торцов магнитов 1 и 12. Благодаря открытым акустическим камерам мембрана 8 симметрично подвешена и нагружена, а магнитная система ограничивает выход в области нелинейных искажений акустических излучений.

Предлагаемая конструкция позволяет значительно увеличить КПД и при больших мощностях акустических излучений, до 0,3 кВт акустической мощности, обеспечивать незначительные нелинейные искажения.

Литература
1. Пат. США N 3930129, М.Кл. H 04 R 9/02, 12.30.75 г.

2. Пат. Франции N 7321059, М. Кл. H 04 R 1/22, 03.01.75 г.

3. Пат. России N 2018211, М.Кл. H 04 R 9/00, 28.02.92 г.

Изобретение относится к области электроакустики, в частности к формированию акустического излучения и конструкциям магнитных систем электроакустических преобразователей. Электроакустический преобразователь характеризуется тем, что снабжен мембранодержателем с центральным и рядами радиальных отверстий с крышкой, в центре которой установлен квазиконус, острие которого входит в центральные отверстия мембранодержателя и керна, при этом коаксиально с зазором размещены два кольцевых магнита между верхним и нижним кольцевыми фланцами, направленных друг к другу одноименными, но противоположными по отношению к внешним кольцевым магнитам полюсами, между которыми размещена кольцевая магнитная многослойная прокладка, а мембранодержатель механически соединен с немагнитной кольцевой прокладкой, с внешними краями крышки и мембраны. Благодаря такому исполнению электроакустический преобразователь имеет высокий КПД и незначительные нелинейные искажения. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Электроакустический преобразователь, содержащий центральный керн, два постоянных аксиально намагниченных кольцевых магнита, размещенных между верхним и нижним кольцевыми фланцами и направленных друг к другу одноименными полюсами, между которыми расположена кольцевая магнитная многослойная прокладка, средний слой которой выполнен из парамагнитного или диамагнитного материала, а остальные слои размещены симметрично относительно среднего слоя и выполнены из магнитомягких анизотропных материалов, немагнитная прокладка вплотную прилегают к нижнему кольцевому фланцу, и звуковую катушку, механически соединенную с мембраной, установленную в рабочем зазоре соосно и симметрично кольцевой магнитной многослойной прокладке, отличающийся тем, что преобразователь снабжен мембранодержателем с центральным и радиальными отверстиями, с крышкой, в центре которой установлен квазиконус, острие которого входит в центральные отверстия мембранодержателя и керна, при этом центральный керн выполнен в виде двух кольцевых магнитов, размещенных между верхним и нижним кольцевыми фланцами, направленных друг к другу одноименными, но противоположными по отношению к внешним кольцевым магнитам полюсами, между которыми размещена кольцевая магнитная многослойная прокладка, а мембранодержатель механически соединен с немагнитной кольцевой прокладкой и с внешними краями крышки и мембраны. 2. Электроакустический преобразователь по п.1, отличающийся тем, что слои кольцевой магнитной многослойной прокладки выполнены тороидальными из ленты, изготовленной из магнитомягких анизотропных, парамагнитных или диамагнитных материалов.