Elektrodynamischer Lautsprechertreiber – Wikipedia

Lautsprecher für den Heimgebrauch mit drei Arten von dynamischen Treibern

1. Mitteltöner
2. Hochtöner
3. Tieftöner

EIN Lautsprechertreiber ist ein einzelner Lautsprecherwandler, der ein elektrisches Audiosignal in Schallwellen umwandelt. Der Begriff wird zwar manchmal synonym mit dem Begriff verwendet Lautsprecher (Lautsprecher) wird es normalerweise auf spezialisierte Wandler angewendet, die nur einen Teil des hörbaren Frequenzbereichs wiedergeben. Für eine klangtreue Wiedergabe werden oft mehrere Lautsprecher im selben Gehäuse montiert, von denen jeder einen anderen Teil des hörbaren Frequenzbereichs wiedergibt. In diesem Fall werden die einzelnen Sprecher als Fahrer und die gesamte Einheit heißt a Lautsprecher. Treiber für die Wiedergabe hoher Audiofrequenzen werden als Hochtöner bezeichnet, diejenigen für mittlere Frequenzen werden als Mitteltöner bezeichnet und diejenigen für tiefe Frequenzen werden als Woofer bezeichnet, während diejenigen für den sehr tiefen Bassbereich als Subwoofer bezeichnet werden. Weniger verbreitete Treibertypen sind Superhochtöner und Rotary-Woofer.

Der in Lautsprechern am häufigsten verwendete Mechanismus zur Umwandlung des elektrischen Stroms in Schallwellen ist der dynamisch oder elektrodynamisch Treiber, der 1925 von Edward W. Kellogg und Chester W. Rice erfunden wurde und mit einer Drahtspule, der sogenannten Schwingspule, die zwischen den Polen eines Magneten aufgehängt ist, einen Klang erzeugt. Es gibt andere, die weit weniger verbreitet sind: unter anderem elektrostatische Treiber, piezoelektrische Treiber, planare magnetische Treiber, Heil-Luftbewegungstreiber und Ionentreiber.^[1]

Komponenten[edit]

Schnittdarstellung eines dynamischen Lautsprechers

Lautsprechertreiber enthalten eine Membran, die sich hin und her bewegt, um Druckwellen in der Luftsäule vorne und je nach Anwendung in einem gewissen Winkel zu den Seiten zu erzeugen. Die Membran hat typischerweise die Form eines Kegels für tiefe und mittlere Frequenzen oder einer Kuppel für höhere Frequenzen oder seltener eines Bandes und besteht normalerweise aus beschichtetem oder unbeschichtetem Papier oder Polypropylen-Kunststoff.^[2] Bei einigen Treibern werden exotischere Materialien verwendet, wie z. B. gewebte Glasfaser, Kohlefaser, Aluminium, Titan, reines Cross-Carbon und sehr wenige verwenden PEI, Polyimid, PET-Folien-Kunststofffolie als Konus, Kuppel oder Kühler.

Alle Lautsprechertreiber verfügen über die Möglichkeit, eine elektrische Hin- und Herbewegung zu induzieren. Normalerweise ist eine eng gewickelte Spule aus isoliertem Draht (bekannt als Schwingspule) am Hals des Treiberkonus befestigt. Bei einem Bändchenlautsprecher kann die Schwingspule auf ein Blatt aus sehr dünnem Papier, Aluminium, Glasfaser oder Kunststoff gedruckt oder aufgeklebt werden. Dieser Konus, Dom oder andere Strahler ist an seinem äußeren Rand durch eine flexible Einfassung an einem starren Rahmen befestigt, der einen Permanentmagneten in unmittelbarer Nähe der Schwingspule trägt. Aus Effizienzgründen sind die relativ leichte Schwingspule und der Konus die beweglichen Teile des Treibers, während der viel schwerere Magnet stationär bleibt. Andere typische Komponenten sind ein Spider oder Dämpfer, der als hinteres Aufhängungselement verwendet wird, einfache Klemmen oder Klemmen zum Anschluss des Audiosignals und möglicherweise eine nachgiebige Dichtung, um die Verbindung zwischen Chassis und Gehäuse abzudichten.

Gehäuse und akustische Isolierung[edit]

Treiber werden fast überall in einem starren Gehäuse aus Holz, Kunststoff oder gelegentlich Metall montiert. Dieses Lautsprechergehäuse oder diese Lautsprecherbox isoliert die akustische Energie von der Vorderseite des Konus von der von der Rückseite des Konus. Ein Horn kann verwendet werden, um die Effizienz und die Direktionalität zu erhöhen. Ein Gitter, ein Gewebenetz oder ein anderer akustisch neutraler Schirm wird im Allgemeinen bereitgestellt, um die Treiber und die Hardware kosmetisch zu verbergen und den Treiber vor physischer Beschädigung zu schützen.

Betrieb[edit]

Im Betrieb wird ein Signal über elektrische Drähte an die Schwingspule geliefert, vom Verstärker über das Lautsprecherkabel und dann über einen flexiblen Flitterdraht zur Schwingspule. Der Strom erzeugt ein Magnetfeld, das bewirkt, dass die Membran abwechselnd in die eine oder andere Richtung durch das Magnetfeld, das durch den in der Schwingspule fließenden Strom erzeugt wird, gegen das im Magnetspalt durch die feste Magnetstruktur aufgebaute Feld als elektrisches Signal gezwungen wird variiert. Die resultierende Hin- und Herbewegung treibt die Luft vor die Membran, was zu Druckunterschieden führt, die sich als Schallwellen fortpflanzen.

Die Spinne und die Einfassung wirken als Federrückstellmechanismus für die Bewegung weg von der ausgewogenen Position, die beim Zusammenbau des Treibers im Werk festgelegt wurde. Darüber hinaus trägt jeder dazu bei, die Schwingspule und den Konus sowohl konzentrisch innerhalb der Magnetanordnung als auch von vorne nach hinten zu zentrieren, wodurch die Schwingspule in eine kritische Position innerhalb des Magnetspalts, weder zu einem Ende noch zum anderen, zurückgebracht wird.

Schwingspule und Magnet bilden im Wesentlichen einen Linearmotor, der gegen die zentrierende “Federspannung” von Spider und Sicke arbeitet. Gäbe es keine Beschränkung der Bewegungsstrecke durch die Spinne und den Rahmen, könnte die Schwingspule mit hoher Leistung aus der Magnetbaugruppe ausgeworfen werden oder sich tief genug nach innen bewegen, um mit der Rückseite der Magnetbaugruppe zu kollidieren. Die meisten Lautsprechertreiber arbeiten nur gegen die Zentrierkräfte von Spider und Surround und überwachen die Position des Treiberelements nicht aktiv und versuchen nicht, es präzise zu positionieren. Einige Lautsprechertreiber-Designs haben entsprechende Vorkehrungen (üblicherweise als Servomechanismen bezeichnet); diese werden im Allgemeinen nur in Tieftönern und insbesondere Subwoofern verwendet, da bei diesen Frequenzen in einem Treiber, dessen Kegelgröße deutlich unter der Wellenlänge einiger der Töne liegt, die er reproduzieren soll, stark erhöhte Konusauslenkungen erforderlich sind (dh Bassfrequenzen unter vielleicht 100 Hz oder so).

Leistungsmerkmale[edit]

Lautsprechertreiber können so ausgelegt sein, dass sie in einem breiten oder schmalen Frequenzbereich arbeiten. Kleine Membranen sind nicht gut geeignet, um das große Luftvolumen zu bewegen, das zum Befriedigen des Niederfrequenzgangs erforderlich ist. Umgekehrt können große Treiber schwere Schwingspulen und Membranen aufweisen, die ihre Bewegungsfähigkeit bei sehr hohen Frequenzen einschränken. Treiber, die über ihre Auslegungsgrenzen hinaus gedrückt werden, können hohe Verzerrungen aufweisen. In einem Mehrwege-Lautsprechersystem werden spezielle Treiber bereitgestellt, um bestimmte Frequenzbereiche zu erzeugen, und das eingehende Signal wird durch eine Frequenzweiche geteilt.^[2] Treiber können in verschiedene Typen unterteilt werden: Vollbereich, Hochtöner, Super-Hochtöner, Mitteltöner, Tieftöner und Subwoofer.

Anwendungen[edit]

Lautsprechertreiber sind das primäre Mittel zur Tonwiedergabe. Sie werden unter anderem in Audioanwendungen wie Lautsprechern, Kopfhörern, Telefonen, Megaphonen, Instrumentenverstärkern, Fernseh- und Monitorlautsprechern, Beschallungsanlagen, tragbaren Radios, Spielzeugen und in vielen elektronischen Geräten verwendet, die Ton abgeben sollen.

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]