[0001] Verstärker, die unstetig im Schalterbetrieb arbeiten, können wesentliche größere
Leistungen als in einem stetigen Verstärkerbetrieb verarbeiten. Verstärkt werden dabei
Rechteckimpulse, die entsprechend der Amplitude des zu verstärkenden Signals moduliert
sind. Solche Verstärker lassen sich auch zur NF-Verstärkung verwenden, wobei z.B.
pulsbreitenmodulierte Signale verstärkt werden, die in einem Tiefpaßfilter demoduliert
werden, bevor sie einem Lautsprecher zugeführt werden. Ein solches Tiefpaßfilter,
für das man normalerweise mindestens zwei Induktoren und einen Kondensator verwenden
würde, ist allerdings relativ kostspielig und nimmt viel Platz in Anspruch.
[0002] Aus der DE 39 00 038 A1 ist ein Lautsprecher bekannt, dessen Spulenwicklungen durch
einen Wickel aus Metallfolien und dazwischenliegenden Isolationsschichten gebildet
wird. Dieser Lautsprecher erweist sich als wenig EMV-Störungsgesichert.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lautsprecher zu schaffen, der wenig
störempfindlich ist, möglichst wenig EMV-Störungen generiert und dabei möglichst ohne
Verwendung eines separaten Tiefpaßfilters unmittelbar von einem Verstärker angesteuert
werden kann, der im Schalterbetrieb arbeitet.
[0004] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Lautsprecher nach Anspruch 1 gelöst.
Die einander abwechselnden Lagen aus leitendem und dielektrischem Material verleihen
dem Spulenkörper und damit der Schwingspule eine wesentlich größere Streukapazität
als herkömmliche Schwingspulen. Diese Streukapazität bildet zusammen mit der Induktivität
der Schwingspule ein Tiefpaßfilter zweiter Ordnung. Durch die Integration eines Tiefpaßfilters
zweiter Ordnung in die Schwingspule werden keine externen Filterelemente benötigt,
um den Lautsprecher an einem Verstärker zu betreiben, der im Schalterbetrieb arbeitet.
[0005] Ohne die Tiefpaßwirkung der Schwingspule wurde der Lautsprecher außerdem auf Grund
der Flankensteilheit der Rechteckimpulse eine erhebliche elektromagnetische Störstrahlung
im Radiofrequenzbereich erzeugen. Gemäß der Erfindung stellt der Schwingspulenkörper
für diese hohen Frequenzen praktisch einen Kurzschluß dar. Auf diese Weise wird in
der Schwingspule selbst verhindert, daß Störstrahlung entsteht. Durch die Integration
eines Kondensator - Schwingspulenkörper - in die Schwingspule entsteht wesentlich
weniger Störstrahlung als bei Verwendung eines externen Tiefpaßfilters aus diskreten
Induktoren und Kondensatoren.
[0006] Im Prinzip würde man zwar sogar ohne irgendein Tiefpaßfilter zwischen Verstärker
und Lautsprecher auskommen, da der Lautsprecher den Rechteckimpulsen nicht unmittelbar
folgen kann, sondern sich auf den Mittelwert einer Anzahl von aufeinanderfolgenden
Impulsen einstellt, der dem Augenblickswert der Signalamplitude entspricht. Gewisse
Tiefpaßeigenschaften sind aber dennoch vorteilhaft und lassen sich gemäß der Erfindung
mit geringen Aufwand herstellen, vorzugsweise durch einen Schwingspulenkörper aus
einer Bahn aus einem leitenden Material und einer Bahn aus einem isolierenden Material,
die übereinandergelegt und gemeinsam aufgewickelt sind.
[0007] In Fällen, in denen sich dennoch ein gewisser Rest an Störstrahlung nicht vermeiden
läßt, kann dieser durch eine Abschirmung unterdrückt werden, welche die Schwingspule
nach Art eines Faraday-Käfigs vollständig umgibt. Der maximale Öffnungsdurchmesser
bzw. die maximale Maschenweite eines solchen Faraday-Käfigs werden so gewählt, daß
sie kleiner als die kleinste Wellenlänge der abzuschirmenden Störstrahlung ist.
[0008] Innerhalb einer solchen Abschirmung können außerdem der Verstärker, der im Schalterbetrieb
arbeitet, und gegebenenfalls weitere elektronische Schaltungen untergebracht werden.
Diese Schaltungen sind dann erstens wesentlich vor Störstrahlung von der Schwingspule
geschützt und geben zweitens keine eigene Störstrahlung nach außen ab. Auf diese Weise
erhält man einen äußerst kompakt aufgebauten, störstrahlungsarmen und rückwirkungsfreien
Lautsprecher.
[0009] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer Lautsprecherschwingspule nach dem
Stand der Technik;
Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht einer Lautsprecherschwingspule mit vergrößerter
Streukapazität; und
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Schwingspulenkörper von Fig. 2.
[0010] Die in Fig. 1 gezeigte herkömmliche Schwingspule enthält einen zylindrischen Schwingspulenkörper
1 mit einer Schwingspulenwicklung 2 und Zuleitungen 3. Der Schwingspulenkörper 1 besteht
aus einer Lage eines normalerweise homogenen Materials, beispielsweise Pappe, Karton,
Kunststoff oder ähnliche Materialien.
[0011] Die in Fig. 2 und 3 gezeigte Schwingspule weist einen Schwingspulenkörper 4 auf,
der aus einer Bahn 5 aus einem leitendem Material wie Kupfer, Aluminium usw. und einer
Bahn 6 aus einem dielektrischen Material wie Kunststoff-Folie oder -Film, Elektrolyt
usw. besteht. Die Bahnen 5 und 6 sind übereinandergelegt und gemeinsam zu dem zylindrischen
Schwingspulenkörper 4 gewickelt. Wie in Fig. 3 gezeigt, bilden die Bahnen 5 und 6
eine Spirale, in der sich zwischen jeweils zwei leitenden Lagen eine dielektrische
Lage befindet. Alternativ könnte der Schwingspulenkörper 4 aus mehreren schalenförmig
übereinandergelegten Lagen aus abwechselnd leitendem bzw. dielektrischem Material
bestehen, wobei die leitenden Lagen elektrisch miteinander verbunden sind.
[0012] Die Schwingspule mit dem Schwingspulenkörper 4 weist eine Streukapazität oder Eigenkapazität
auf, die durch geeignete Wahl des dielektrischen Materials, der Dicke der dielektrischen
Bahn 6 und der Zahl der Lagen nach Bedarf einstellbar ist.
[0013] Die Streukapazität dieser Schwingspule bildet zusammen mit der Induktivität der Schwingspule
ein Tiefpaßfilter zweiter Ordnung. Die Streukapazität kann so gewählt werden, daß
sich erstens die gewünschten Tiefpaßeigenschaften ergeben, ohne irgendwelche externen
Induktoren und Kondensatoren zu benötigen, und daß zweitens hochfrequente Komponenten
des über die Zuleitungen 3 zugeführten Signals kurzgeschlossen werden, ohne daß das
NF-Signal wesentlich beeinträchtigt wird. Dadurch wird wirksam verhindert, daß die
Schwingspule elektromagnetische Störstrahlung im Radiofrequenzbereich aussendet, wenn
der Lautsprecher unmittelbar an einem Verstärker betrieben wird, der im Schalterbetrieb
arbeitet.
1. Lautsprecher mit einer Schwingspule, die Schwingspulenwicklungen und Zuleitungen enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingspule einen Schwingspulenkörper (4) mit mehreren
einander abwechselnden Lagen aus einem leitenden Material (5) und einem dielektrischen
Material (6) aufweist und daß die Schwingspulenwicklungen (2) den Schwingspulenkörper
(4) umgeben.
2. Lautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingspulenkörper
(4) aus einer Bahn (5) aus einem leitenden Material und einer Bahn (6) aus einem isolierenden
Material besteht, die übereinandergelegt und gemeinsam aufgewickelt sind.
3. Lautsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingspule
eine vordefinierte Streukapazität aufweist.
4. Lautsprecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Streukapazität zusammen
mit der Induktivität der Schwingspule ein Tiefpaßfilter zweiter Ordnung bildet.
5. Lautsprecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abschirmung
für elektromagnetische Strahlung im Radiofrequenzbereich, wobei die Abschirmung die
Schwingspule vollständig umgibt.
6. Lautsprecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung ein Faraday-Käfig
ist, dessen maximale Maschenweite kleiner als die kleinste Wellenlänge der abzuschirmenden
elektromagnetischen Strahlung ist.
7. Lautsprecher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich innerhalb der
Abschirmung außerdem ein Verstärker, der im Schalterbetrieb arbeitet, und/oder weitere
elektronische Schaltungen befinden.