ES2318864T3 - Frenado o atenuacion inductiva en una unidad de accionamiento de un altavoz de doble bobina. - Google Patents
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Abstract
UN ALTAVOZ ELECTROMAGNETICO, CON BOBINAS MOVILES DOBLES QUE FUNCIONAN EN CAMPOS MAGNETICOS CORRESPONDIENTES EN ENTREHIERROS ANGULARES ENTRE PIEZAS POLARES MAGNETICAS PERMANENTES, ESTA PROVISTO DE UNA SOLA BOBINA DE FRENO CORTOCIRCUITADA DE UNA O MAS ESPIRAS MONTADA SOBRE LA BOBINA MOVIL A MEDIO CAMINO ENTRE LAS DOS BOBINAS MOVILES. LA BOBINA DE FRENADO TIENE UN EFECTO MINIMO SOBRE EL FUNCIONAMIENTO NORMAL DEL ALTAVOZ, PERO INTRODUCE UN EFECTO DE FRENADO INDUCTIVO DESDE EL CONTRA-EMF, SIEMPRE Y CUANDO EL DESPLAZAMIENTO DE LA BOBINA MOVIL SE ACERQUE A UN LIMITE DE TRABAJO EN UNA U OTRA DIRECCION, PUESTO QUE LA BOBINA DE FRENADO INTRODUCE EL CORRESPONDIENTE ENTREHIERRO DE LOS DOS MAGNETIZADOS. ASI SE CONSIGUE UN FRENADO/VOLCADO BIDIRECCIONAL EN UN ALTAVOZ DE BOBINA DOBLE MEDIANTE LA ADICION DE UNA SOLA BOBINA DE FRENO, QUE PODRIA CONSISTIR SIMPLEMENTE EN UNA ESPIRA, MIENTRAS QUE EL FRENADO INDUCTIVO BIDIRECCIONAL EN UN ALTAVOZ, CON UNA SOLA BOBINA MOVIL, REQUIERE QUE DOS DE DICHAS BOBINAS DE FRENADO FLANQUEEN A LA BOBINA MOVIL. LA BOBINA SENCILLA DE FRENADO/VOLCADO PUEDE LLEVARSE A TERMINALES PARA CONECTAR UN EXCITADOR DE REALIMENTACION ACTIVA Y/O UNA RED DE UNO O MAS COMPONENTES REACTIVOS, PARA MODIFICAR Y MEJORAR LA ACCION DE FRENADO/VOLCADO.
Description
Frenado o atenuación inductiva en una unidad de
accionamiento de un altavoz de doble bobina.
El presente invento se refiere al campo de
altavoces de audio y, más particularmente, se refiere a una mejora
en un altavoz de doble bobina de audio que proporciona el frenado o
atenuación inductiva del conjunto de bobina de audio/diafragma
cuando se aproxima a sus límites del recorrido de trabajo en ambas
direcciones.
Ha habido una gran motivación para diseñar
altavoces con capacidad de manejar potencia aumentada. Los avances
en la tecnología han facilitado la generación de altos niveles de
potencia de audio, sin embargo las limitaciones mecánicas de los
altavoces establecen límites en el nivel de potencia acústica que
puede ser obtenida, particularmente los límites de recorrido del
conjunto de bobina/diafragma de audio.
El factor amortiguador magnético inherente
debido a la fuerza electro motriz (EMF) contraria, que caracteriza
el "ajuste" del sistema de accionamiento magnético, es
principalmente una función de densidad de flujo magnético, sin
embargo el factor amortiguador varía típicamente como una función de
la posición de la bobina de audio vibratoria cuando se mueve a
través del campo magnético: típicamente el factor amortiguador
disminuye cuando la bobina de audio se mueve hacia el límite del
recorrido en cualquier sentido. La rigidez de la suspensión del
sistema en movimiento hace una contribución al factor de
amortiguación que es también una función de la posición de la
bobina de audio dentro de su rango de recorrido; y como, al
contrario que la amortiguación magnética, la amortiguación de
suspensión aumenta hacia los límites del recorrido, comúnmente se
confía que es la principal protección contra tocar fondo, es decir
golpear una dura restricción o incluso estirar la suspensión hasta
sus límites, que, por supuesto, puede introducir una seria
distorsión y riesgo de daño físico o deterioro.
Con alta potencia de audio fácilmente
disponible, junto con una gran influencia de diferentes recintos y
tabiques en el rendimiento del alto nivel de potencia y propiedades
de sobrecarga de los altavoces especialmente a frecuencias bajas de
bajos, hay una necesidad ampliamente extendida y en aumento de
innovaciones de un diseño de altavoces que preserven la fidelidad y
rendimiento bajo niveles de accionamiento de potencia extremadamente
altos y en una variedad de recintos, y que protegerá mejor contra
el riesgo de tocar fondo.
La amortiguación/frenado/atenuación inductiva se
ha aplicado a altavoces de una sola bobina de audio introduciendo
un bobinado cortocircuitado situado de tal manera que entra en un
fuerte campo magnético a través de un hueco de aire, típicamente
entre polos magnéticos permanentes que forman el hueco de aire de
trabajo de la bobina de audio, cuando el conjunto vibratorio se
acerca a su límite de recorrido de trabajo; la fuerza
electromagnética contraria desde la corriente inducida tiende a
amortiguar o frenar el movimiento de la bobina de audio como una
función de su velocidad relativa al campo magnético.
La patente de EEUU número 4.160.133 para Wiik
ejemplifica el principio anterior de amortiguación magnética,
reivindicando "... un anillo de cortocircuito (en) al menos un
extremo de" la "bobina de audio," el "anillo... situado
fuera del hueco de aire cuando... la bobina de audio está en su
posición neutra". Esta patente enseña que con una sola bobina
de audio, se requieren dos de dichos anillos para introducir
amortiguación/frenado/atenuación inductiva en los límites de
carrera en ambos sentidos.
La patente de EEUU número 4.598.178 para
Rollins, que utiliza el principio anterior de amortiguación
magnética, lleva los extremos del bobinado auxiliar fuera a un par
de terminales que pueden estar cortocircuitados o alternativamente
ser utilizados para introducir reactancia al conectar componentes
inductivos y/o capacitivos para introducir efectos de frecuencia
selectiva. El documento de Rollins enseña como se aplica a la
amortiguación/frenado/atenuación solo en un extremo del rango de
carrera. En sentido hacia delante.
La patente de EEUU número 4.628.154 para Kort
configura el sistema magnético para proporcionar un campo magnético
auxiliar para el hueco de aire que actúa en la bobina de audio para
proporcionar amortiguación/frenado/atenua-
ción inductiva en un extremo del rango de carrera; el extremo hacia atrás.
ción inductiva en un extremo del rango de carrera; el extremo hacia atrás.
La patente alemana número
92-218457/27 y la patente europea número
492142-A2 para Fleischer muestra
amortiguación/frenado/atenuación inductiva que utiliza dos
bobinados auxiliares cortocircuitados que flanquean a una sola
bobina de audio.
Para mejorar el rendimiento general de los
altavoces, se ha propuesto utilizar bobinados dobles de bobina de
audio que funciona cada uno en un hueco magnético anular separado.
Como ejemplos, la patente británica número 705.100 para Wolff y la
patente francesa número 1.180.456 para Kritter, describen dichas
soluciones de bobina de audio doble o dual.
Es un objeto primario del presente invento
proporcionar amortiguación/frenado/atenuación inductiva en un
altavoz de bobina de audio doble o dual.
Es un objeto adicional proporcionar dicha
amortiguación/frenado/atenuación inductiva de manera bidireccional,
es decir en ambos sentidos en regiones de máxima carrera de la
bobina de audio.
Es todavía un objeto adicional proporcionar
dicha amortiguación inductiva bidireccional con mínima complejidad,
coste y masa añadida en el sistema vibratorio.
Es todavía un objeto adicional implementar dicha
amortiguación/frenado/atenuación bidireccional de una manera que
pueda ser modificada por la introducción de una red pasiva que tenga
uno o más componentes reactivos en un circuito en bucle que incluye
un solo elemento de amortiguación/frenado/atenuación.
Es todavía un objeto adicional implementar dicha
amortiguación/frenado/atenuación bidireccional de una manera que
pueda ser modificada por la introducción de una retroacción activa
en un circuito en bucle que incluye un solo elemento de
amortiguación/frenado/atenuación.
Los objetos mencionados anteriores se han
conseguido con el presente invento de
frenado/atenuación/amortigua-
ción inductiva en un altavoz de bobina de audio doble o dual introduciendo un bobinado auxiliar cortocircuitado de al menos una vuelta, situado generalmente a medio camino entre dos bobinas de audio de un altavoz de bobina de audio doble o dual, y configurando y disponiendo las estructuras del sistema magnético y de bobina de audio de tal manera que la bobina auxiliar entra en un primer hueco magnético de dos al aproximarse a la máxima carrera de bobina de audio en un primer sentido y entrar en el segundo de los dos huecos magnéticos al aproximarse a la máxima carrera de la bobina de audio en un segundo sentido opuesto al primer sentido. Por tanto con solo un bobinado auxiliar cortocircuitado, se consigue amortiguación/frenado/atenuación inductiva bilateral en un altavoz de bobina de audio doble o dual.
ción inductiva en un altavoz de bobina de audio doble o dual introduciendo un bobinado auxiliar cortocircuitado de al menos una vuelta, situado generalmente a medio camino entre dos bobinas de audio de un altavoz de bobina de audio doble o dual, y configurando y disponiendo las estructuras del sistema magnético y de bobina de audio de tal manera que la bobina auxiliar entra en un primer hueco magnético de dos al aproximarse a la máxima carrera de bobina de audio en un primer sentido y entrar en el segundo de los dos huecos magnéticos al aproximarse a la máxima carrera de la bobina de audio en un segundo sentido opuesto al primer sentido. Por tanto con solo un bobinado auxiliar cortocircuitado, se consigue amortiguación/frenado/atenuación inductiva bilateral en un altavoz de bobina de audio doble o dual.
Un documento científico titulado "Metodologías
de Diseño de Circuitos Magnéticos para Transductores de Doble
Bobina", estructurado para la presentación por el inventor como
autor en la 103 Convención de la Sociedad de Ingeniería de Audio en
Nueva York, N.Y. el 26 de septiembre de 1997, dirige la tecnología
de doble bobina e incluye una descripción de aspectos del presente
invento.
Los objetos, características y ventajas
adicionales del presente invento se entenderán más completamente de
la siguiente descripción tomada con los dibujos que se acompañan, en
los que:
La Figura 1 es una sección transversal que
representa un altavoz de la bobina de audio doble o dual con el
conjunto de bobina de audio/diafragma en su posición central
quieta.
La figura 2 muestra el altavoz de la figura 1
con el conjunto de bobina de audio desplazado en un primer sentido
suficientemente para invocar a la atenuación/frenado/amortiguación
inductiva
La figura 3 muestra el altavoz de la figuras 1 y
la figura 2 con el conjunto de bobina de audio desplazado en un
segundo sentido, opuesto al mostrado en la figura 2,
suficientemente para invocar al frenado/atenuación/amortiguación
inductivo
La figura 4 muestra el conjunto de bobina de
audio/diafragma de un altavoz similar al de las figuras
1-3 excepto porque los extremos de la bobina de
frenado o atenuación llevan a un panel de terminales, mostrado con
un puente de cortocircuito conectado a través de los terminales
La figura 5 muestra el conjunto de bobina de
audio/diafragma y el panel de terminales como en la figura 4, pero
con un condensador conectado a través de los terminales.
La figura 6 muestra el conjunto de bobina de
audio/diafragma y el panel de terminales como en la figura 4 pero
con un accionador de retroacción conectado a través de los
terminales, mostrando también un primer accionador conectado a las
bobinas dobles de audio.
La figura 1 es una sección transversal que
representa un altavoz 10 de bobina de audio doble o dual con el
conjunto 12 de bobina de audio/cono en su posición central quieta,
en la que se ve que las bobinas de audio 14 y 16 cada una tiene una
parte situada en un hueco magnético correspondiente 18 y 20,
polarizado como se indica por N y S, y cada una de estas partes es
accionada por toda la longitud del hueco magnético. Mientras que
las bobinas de audio 14 y 16 pueden estar cada una desviada, como se
muestra, con relación a los huecos correspondientes magnéticos 18 y
20, las dos desviaciones tienden a cancelarse entre sí de manera que
las bobinas 14 y 16 funcionan de una manera complementaria que
proporciona una gran carrera de recorrido por la que la fuerza de
accionamiento y el amortiguamiento permanecen relativamente
constantes. Una bobina de frenado o atenuación cortocircuitada 22
que tiene una o más vueltas está situada a medio camino entre las
bobinas 12 y 14, fijadas al molde 24 de la bobina de audio.
La figura 2 muestra el altavoz 10 de la figura 1
con el conjunto 12 de bobina de audio desplazado en un primer
sentido (hacia arriba, como se muestra) y que se aproxima al límite
del rango de recorrido. El frenado/atenuación/amorti-
guación inductivo es invocado por la bobina de frenado o atenuación 22 que se mueve dentro del hueco de aire magnetizado 18 indicado por la línea de flujo a trazos. El movimiento de la bobina de frenado o atenuación 22 con relación al campo magnético induce una corriente en la bobina de frenado o atenuación 22, y la fuerza electro magnética contraria ejerce una fuerza de frenado/atenuación/amortiguación en el conjunto 12 de bobina de audio por medio de la bobina de frenado o atenuación 22, actuando para disminuir la velocidad del recorrido (hacia arriba) y limitar así la carrera suavemente en oposición a tocar el fondo abruptamente debido al golpe mecánico o alcance del límite de la deformación de suspensión que podría ocurrir de otra manera.
guación inductivo es invocado por la bobina de frenado o atenuación 22 que se mueve dentro del hueco de aire magnetizado 18 indicado por la línea de flujo a trazos. El movimiento de la bobina de frenado o atenuación 22 con relación al campo magnético induce una corriente en la bobina de frenado o atenuación 22, y la fuerza electro magnética contraria ejerce una fuerza de frenado/atenuación/amortiguación en el conjunto 12 de bobina de audio por medio de la bobina de frenado o atenuación 22, actuando para disminuir la velocidad del recorrido (hacia arriba) y limitar así la carrera suavemente en oposición a tocar el fondo abruptamente debido al golpe mecánico o alcance del límite de la deformación de suspensión que podría ocurrir de otra manera.
La figura 3 muestra el altavoz 10 de la figura 1
con el conjunto 12 de bobina de audio desplazado en un segundo
sentido (hacia abajo, como se muestra), con la bobina de frenado o
atenuación 22 moviéndose dentro de un hueco magnetizado 20 e
invocando así a la acción de frenado/atenuación/amortiguación
inductivo de la misma manera que se ha descrito antes con relación
a la figura 2.
Por tanto, el presente invento proporciona
amortiguación/frenado/atenuación simétrica en un altavoz 10 de
bobina de audio doble o dual en combinación con una sola bobina 22
de frenado o atenuación cortocircuitada.
La figura 4 muestra un conjunto 12A de bobina de
audio/diafragma de un altavoz como en las figuras anteriores pero
con los extremos de la bobina de frenado o atenuación 22A llevados a
un panel 26 de terminales, mostrado con un puente 28 conectado a
través de los terminales, cortocircuitando efectivamente la bobina
de frenado o atenuación 22A y permitiendo así que funcione de la
misma manera que la bobina de frenado o atenuación 22 directamente
cortocircuitada descrita antes con relación a las figuras
1-3.
La figura 5 muestra el conjunto 12A de bobina de
audio/diafragma como en la figura 4 pero con el panel 26 de
terminales conectado a un condensador 30 como un ejemplo de
componente reactivo o red de componentes que puede estar conectado
así en un bucle de circuito que incluye la bobina de frenado o
atenuación 22A para introducir una modificación dependiente de la
frecuencia para el efecto básico de frenado o atenuación.
La figura 6 muestra un sistema de frenado o
atenuación inductiva activamente mejorado en el que el conjunto 12A
de bobina de audio/diafragma está configurado como en la figura 4
excepto porque los terminales del panel 26 están conectados a un
accionamiento de retroacción 32. Un accionador/amplificador 34, que
acciona las bobinas de audio dobles 16 y 18, recibe entrada desde
una fuente de audio 36. El accionamiento de retroacción está
precedido por un procesador especial 38 que puede recibir una
entrada de la fuente de audio 36 como se muestra o alternativamente
la entrada podría ser obtenida en cualquiera de los nodos de señal
en el recorrido principal de señal de amplificador a través de
accionamiento/amplificador 34. La respuesta de frecuencia y
amplificador del procesador 38 puede ser modificado flexiblemente
para proporcionar una corriente de retroacción en la bobina de
frenado o atenuación 22A que coopera con corriente inducida de una
manera para aumentar y mejorar la acción de frenado o atenuación de
una manera deseada.
Con referencia de nuevo a la figura 1, el
invento puede ser practicado con polaridades magnéticas N y S
invertidas comparadas con las mostradas.
Las presentes realizaciones han de ser
consideradas por lo tanto en todos aspectos como ilustrativas y no
restrictivas, el alcance del invento se indica en las
reivindicaciones adjuntas en vez de por la descripción
anterior.
Claims (8)
1. Un sistema de frenado o atenuación inductiva
bidireccional en un altavoz (10) de audio electromagnético de
bobina de audio doble o dual que tiene bobinas de audio dobles (14,
16) en un conjunto diafragma/bobina de audio vibratorio, que
comprende:
una estructura de dicho altavoz;
un conjunto vibratorio (12) de diafragma que
tiene un molde (24) cilíndrico de bobina de audio
medios de suspensión para montar dicho conjunto
de diafragma en dicha estructura; una primera bobina de audio (14)
fijada a la forma de bobina de audio dispuesta dentro de un primer
campo magnético que atraviesa un primer hueco anular (18);
una segunda bobina de audio (16), fijada al
molde de la bobina de audio separada de la primera bobina de audio
por una dimensión de separación de bobina de audio, dispuesta dentro
de un segundo campo magnético que atraviesa un segundo hueco anular
(20) separado del primer hueco anular por una dimensión de
separación de hueco; y
una bobina de frenado o atenuación
cortocircuitada (22A) que comprende al menos una vuelta situada en
la forma de bobina de audio substancialmente a medio camino entre
dicha primera bobina de audio y dicha segunda bobina de audio;
las bobinas de audio y los campos magnéticos
están dimensionados relativamente y dispuestos para provocar que
dicha bobina de frenado o atenuación, (a) tras aproximarse al primer
límite de desplazamiento de trabajo, entre en el primer campo
magnético, y ejerza así una fuerza de frenado o atenuación en el
conjunto de diafragma/bobina de audio, y (b) tras aproximarse a un
segundo límite de desplazamiento de trabajo opuesto al primer límite
de él, entre en el segundo campo magnético y ejerza así una fuerza
de frenado o atenuación en el conjunto de diafragma/bobina de
audio; así se permite a dicha bobina de frenado o atenuación
restringir bilateralmente carreras del conjunto de diafragma/bobina
de audio.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El sistema de frenado o atenuación inductiva
bidireccional según la reivindicación 1, en el que el molde de
bobina de audio vibratoria y cilíndrica está dispuesto dentro de
campos magnéticos primero y segundo en regiones de hueco primera y
segunda entre correspondientes polos magnéticos permanentes, y la
bobina de frenado o atenuación cortocircuitada está dispuesta en la
forma de bobina de audio a medio camino entre la primera bobina de
audio y la segunda bobina de audio.
3. El sistema de frenado o atenuación inductiva
bidireccional según la reivindicación 1, en el que dicha bobina de
frenado o atenuación cortocircuitada comprende una sola bobina
configurada como un anillo.
4. El sistema de frenado o atenuación inductiva
bidireccional según al reivindicación 1, en el que dicha bobina de
frenado o atenuación cortocircuitada comprende una bobina de varias
vueltas que tiene dos extremos de cable conectados juntos para
cortocircuitar dicha bobina de frenado o atenuación.
5. El sistema de frenado o atenuación inductiva
bidireccional según la reivindicación 1, en el que dicha bobina de
frenado o atenuación está configurada y dispuesta para tener dos
extremos eléctricos y
el sistema de frenado o atenuación comprende
además:
un par de terminales, conectados respectivamente
a los dos extremos de dicha bobina de frenado o atenuación; y
los medios que permiten la bobina de frenado o
atenuación tienen dos nodos conectados a dicho par de terminales
para formar un circuito en bucle que incluye dicha bobina de frenado
o atenuación y dichos medios que permiten la bobina de frenado o
atenuación.
\vskip1.000000\baselineskip
6. El sistema de frenado o atenuación inductiva
bidireccional según la reivindicación 5, en el que dichos medios
que permiten la bobina de frenado o atenuación comprenden un puente
conductivo (28) conectado a través de dicho par de terminales para
cortocircuitar dicha bobina de frenado o atenuación.
7. El sistema de frenado o atenuación inductiva
bidireccional según la reivindicación 5, en el que dichos medios
que permiten la bobina de frenado o atenuación comprenden al menos
un componente electrónico reactivo pasivo (30) en una red conectada
a través de dicho par de terminales para influir en la corriente
inducida en el bucle de una manera que implemente una
característica predeterminada de frenado/atenuación/amortiguación
dependiente de la
frecuencia.
frecuencia.
\newpage
8. El sistema de frenado o atenuación inductiva
bidireccional según la reivindicación 5, en el que dichos medios
que permiten la bobina de frenado o atenuación comprenden un
accionador de retroacción (32), conectado a través de dicho par de
terminales, configurado y dispuesto para aplicar a él una señal
activa de retroacción, derivada en una relación predeterminada de
la fuente de audio (36), para interactuar con corriente inducida en
la bobina de frenado o atenuación de una manera predeterminada para
mejorar la acción de frenado/atenuación/amortiguación de dicha
bobina de frenado o atenuación.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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