Электроакустический преобразователь для головных телефонов Советский патент 1992 года по МПК H04R9/02 

Изобретение относится к электроакустике и может использоваться в качестве головки головных телефонов.

Известны электроакустические преобразователи, содержащие упругую мембрану из диэлектрического материала, по крайней мере на одной из ее поверхностей расположен проводник звуковой катушки зигзагообразной формы. Мембрана расположена между двумя рядами постоянных магнитов, которые создают магнитное поле, перпендикулярное траектории движения тока в проводнике.

В связи с взаимодействием тока в проводнике звуковой катушки с магнитным полем возникает сила, которая воздействует на мембрану перпендикулярно ее поверхности. Недостаток известных преобразователей - ограниченный диапазон воспроизводимых частот вследствие малой гибкости подвижной системы (ограничение в низкочастотной области).

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому является элект-.

роакустический преобразователь, состоящий из мембраны, выполненной из диэлектрического материала с плоской спиральной звуковой катушкой, двух соосно расположенных цилиндрических магнитных дисков, выполненных со звукопроводящими отверстиями и имеющими противоположную полярность центральных и периферийных участков.

Мембрана расположена в зазоре между магнитными дисками и зажата по краям. Чувствительность электродинамического преобразователя прямопропорциональна длине звуковой катушки. Однако, увеличение ее длины приводит к увеличению массы подвижной системы, что снижает чувствительность преобразователя в высокочастотной области, следовательно, ограничивает диапазон воспроизводимых частот.

Таким образом, известная мембрана не позволяет получить высокую чувствительность и широкий диапазон воспроизводимых частот одновременно, что является недостатком преобразователя.

И

VI

Ю О

м со

Кроме того, для неискаженной передаи первичного звукового поля амплитудно- астотная характеристика головных елефонов должна содержать пики на частоах 2 и 5 кГц, причем уровень должен превышать средний уровень в низкочастотном иапазоне на 6-10 дБ.

Цель изобретения -улучшение качества звуковоспроизведения.

Для достижения поставленной цели в электроакустическом преобразователе, содержащем плоскую магнитную систему, состоящую из цилиндрических фронтальной и тыльной части, выполненных со звукопроводящими отверстиями и имеющих противоположную полярность центральных и периферийных участков, а также мембрану из диэлектрического материала с плоской звуковой катушкой, расположенную между фронтальной и тыльной частями, фронтальная .часть магнитной системы выполнена в виде.диска и кольца, намагниченных по оси, установленных коаксиально с зазором, в котором размещен магнитопровод в виде Стакана, дно которого жестко соединено с тыльной стороной диска и находится в состоянии магнитного насыщения, венец стакана жестко соединен с фронтальной стороной кольца, а между венцом стакана и диском помещена цилиндрическая звуковая катушка дополнительной высокочастотной подвижной системы,

. В результате введения дополнительной высокочастотной подвижной системы, а также магнитолровода, обеспечивающего прохождение магнитного потока как через плоскую, так и через дополнительную цилиндрическую звуковые катушки, и выполненного в виде стакана, дно которого находится в состоянии магнитного насыщения, увеличивается чувствительность преобразователя в высокочастотной области и расширяется диапазон воспроизводимых частот.

На чертеже представлена конструкция электроакустического преобразователя. .

Электроакустический преобразователь содержит мембрану 1 с плоской звуковой катушкой 2, расположенной в зазоре 3 между двумя соосными цилиндрическими фронтальной 4 и тыльной 5 частями магнитной системы. В магнитной системе имеются звукопроводящие отверстия 6. В фронтальной и тыльной частях магнитной системы центральные 7 и периферийные 8 участки имеют противоположную полярность и намагничены по оси.

Фронтальная часть магнитной системы содержит магнитопровод 9 в виде стакана,

дно 10 которого соединено с тыльной стороной центрального участка 7. Венец стакана 11 жестко соединен с фронтальной стороной периферийного участка 8. Между

венцом стакана 11 и центральным участком 7 расположена цилиндрическая звуковая катушка 12 дополнительной подвижной системы 13. Плоская звуковая катушка 2 подключена к источнику 14 сигнала через

фильтр 15 низких частот, а цилиндрическая звуковая катушка 12 дополнительной подвижной системы - через фильтр 16 высоких частот. Общая площадь сечения S звукопроводящих отверстий 6 во фронтальной части

магнитной системы 4, длина звукопроводящего отверстия I и обьем V. заключенный между мембраной и фронтальной магнитной системой, связаны соотношением

20

О г

4л2

vtS

где с - скорость звука в воздухе;

fo верхняя граничная частота рабочего диапазона мембраны 1.

Устройство работает таким образом. Фронтальная 4 и тыльная 5 части магнитной системы создают магнитное поле,

перпендикулярное направлению тока в плоской звуковой катушке 2. При взаимодействии магнитного поля с электрическим током, проходящим в плоской звуковой катушке, создается сила, которая воздействует на

мембрану 1 перпендикулярно ее поверхности.

Магнитопровод 9 в виде стакана концентрирует магнитное поле центрального участка 7 фронтальной части магнитной системы в зазоре, силовые линии в котором направлены перпендикулярно движению тока в проводнике цилиндрической звуковой катушки 12 дополнительной подвижной системы 13. Сила, создаваемая при взаимодействии магнитного поля с током в провод- нике, действует на дополнительную подвижную систему. Таким образом, при подключении входного сигнала к выводам звуковых катушек переменное напряжение

вызывает одновременное возвратно-поступательное перемещение всех витков звуковых катушек и, следовательно, колебания мембраны 1 и дополнительной подвижкой системы 13, что приводит к излучению звука. За счет насыщения дна стакана 10 ход силовых линий магнитного поля, создаваемого фронтальной частью магнитной системы в зазоре 3, аналогичен ходу силовых линий тыльной .части магнитной системы. Tat им образом, симметрия магнитного поля

относительно плоскости мембраны 1 сохраняется.

Фильтры низких 15 и высоких 16 частот имеют частоту среза frp. Сигнал частотой ниже frp проходит через фильтр 15 и поступает на плоскую звуковую катушку 2, сигнал частотой выше frp проходит через фильтр 16 и поступает на цилиндрическую звуковую катушку 12 дополнительной подвижной системы 13.

Объем воздуха V, находящийся между мембраной 1 и фронтальной частью магнитной системы, совместно со звукопроводящими отверстиями 6 образуют фильтр низких частот. Таким образом, до частоты fo работает мембрана 1, выше fo - дополнительная подвижная система 13, что исключает нежелательное взаимодействие волн от обоих излучателей в высокочастотном диапазоне.

На низких частотах преобразователь имеет равномерную частотную характери- ст,ику. На высоких частотах для достижения эффекта, присутствия необходимо осуществить подьем АЧХ в интервале 1 -5 кГц приблизительно на 10 дБ, что достигается за счет дополнительной подвижной системы, расположенной во фронтальной части магнитной системы. Цилиндрическая звуковая катушка, представляющая собой витки плотно намотанных проводников, находится в узком зазоре, обеспечивающем высокое значение магнитной индукции. Благодаря этому достигается высокое значение произведения В I (коэффициент электромеханической связи) и, как следствие, увеличивается отдача преобразователя

на высоких частотах. Изменяя толщину дна стакана и его стенок, меняется степень насыщенности материала, что приводит к распределению магнитной индукции в зазорах, 5 в которых находятся плоская и цилиндрическая звуковые катушки. Это позволяет получить необходимый уровень давления в высокочастотной области и сформировать требуемую АЧХ.

0 Формула изобретения

Электроакустический преобразователь для головных телефонов, содержащий плоскую магнитную систему, состоящую из со- осных цилиндрических фронтальной и

5 тыльной частей, выполненных со звукопроводящими отверстиями и имеющих противоположную полярность центральных и периферийных участков, а также мембрану, выполненную из диэлектрического матери0 ала с плоской звуковой катушкой и расположенную между фронтальной и тыльной цилиндрическими частями, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения качества звуковоспроизведения за счет расширения

5 диапазона воспроизводимых частот, фронтальная цилиндрическая часть выполнена в виде диска и кольца, намагниченных по оси и установленных коаксиально с зазором, в котором размещен введенный магнитопро0 вод в виде стакана, магнитонасыщенное дно которого жестко соединено с тыльной стороной диска, венец стакана жестко соединен с фронтальной стороной кольца, а между венцом стакана и диском размещена

5 введенная цилиндрическая звуковая катушка с дополнительной высокочастотной мембраной.

6 К SO 7 К 9 6 // f

Изобретение может быть использовано в электроакустике в качестве головки головных телефонов. Устройство содержит плоскую магнитную систему, состоящую из со- осных цилиндрических фронтальной и тыльной частей, при этом фронтальная часть выполнена в виде диска и кольца, намагниченных по оси и установленных коак- сиально с зазором, в котором размещен магнитопровод в виде стакана. Венец стакана жестко соединен с фронтальной стороной кольца, а между венцом стакана и диском размещена цилиндрическая звуковая катушка с заполнительной высокочастотной мембраной. 1 ил.