Der Hochton-Lautsprecher, Grundlagen

Dr.-Ing. Peter Strassacker
Email: peter@lautsprechershop.de

die Kalotte: ein dynamischer Tauchspulen-Lautsprecher

Der Tauchspulen-Lautsprecher hat den gängigsten Antrieb für HiFi- und PA-Anwendungen. Das Antriebssystem besteht aus einem Magneten und einer Spule. Prinzipbild Hochton-Lautsprecher

- Das Magnetfeld wird in einem Luftspalt konzentriert (grün). Dazu verlängern die Polplatten und der Polkern (grau) den Magneten (schwarz).
- Im Luftspalt sitzt die Antriebsspule (rot).

Wird die Spule von Strom durchflossen (senkrecht zum Bild: rote Punkte), dann bildet sich durch das Magnetfeld (grün, horizontal gerichtet) eine Kraft, die senkrecht zum Strom und senkrecht zum Magnetfeld läuft - also nach oben oder nach unten.

Die Membran (schwarz) wird nach oben oder unten ausgelenkt (blaue Pfeile).

Piezo-Lautsprecher

Im LowCost Bereich - insbesondere auch für Auto-HiFi oder PA-Anwendungen - werden gerne Piezo-Antriebssysteme eingesetzt. Hier wird der Piezo-Effekt ausgenutzt: Wird ein Piezo-Kristall verformt, so entsteht eine elektrische Spannung - oder umgekehrt: der Kristall verformt sich beim Anlegen einer elektrischen Spannung. Da ziemlich hohe Spannungen über kurze Weglängen benötigt werden, sind die Piezo-Kristalle oft sehr dünn und werden oft zweifach geschichtet. Piezo-Antriebe werden auch für Ultraschallbäder und Spezialantriebe (Mikroantriebe) benutzt.

Prinzipbild Hochton-Lautsprecher Der meist dünne Piezo-Kristall ist mit Elektroden (elektrisch leitfähige Zonen) auf den flächigen Seiten kontaktiert. Seine geringe Auslenkung wird auf eine Membran (die blaue, gebogene Linie im Bild) übertragen. Der Piezokristall ist relativ hochohmig und wirkt auf den Verstärker ähnlich wie ein Kondensator, weswegen er viele Verstärker zum Schwingen bringt, falls keine weiteren Lautsprecher angeschlossen sind. Bei niederen Frequenzen ist er hochohmig, nimmt also keine Leistung auf und für höhere Frequenzen (1-10 kHz) wird er niederohmig und erzeugt Schall; wegen dieser Eigenschaft benötigt er keine Frequenzweiche.

Bändchen-Lautsprecher

Baendchen Der Bändchenlautsprecher arbeitet wie der Tauchspulen-Lautsprecher (oben) mit einem Magnetfeld, das hier durch zwei oder mehr Magnete (im Bild links mit N und S gekennzeichnet) entsteht. Zwischen den Magneten stellt sich ein magnetisches Feld H (grüne Pfeile) ein. Das bewegliche Bändchen selbst (grau), das oben und unten fixiert ist, wird durch einen Strom i (roter Pfeil) durchflossen. Da es selbst niederohmig ist (so dass jeder Verstärker überfordert wäre), wird die Impedanz um einen Faktor n (Wicklungsverhältnis) hochtransformiert, so dass man am Eingang eine gängige Impedanz um 6-8 Ohm erhält.

Wird das Bändchen nun durch den Strom i durchflossen (roter Pfeil), dann bildet sich durch das Magnetfeld (grüne Pfeile, horizontal gerichtet) eine Kraft, die senkrecht zum Strom und senkrecht zum Magnetfeld läuft - also senkrecht zur Bildebene. Die Membran (grau) wird senkrecht zur Bildebene, also auf uns zu oder von uns weg (je nach Stromrichtung) bewegt.

Das Prinzip ist das gleiche wie beim Konuslautsprecher: Nur ist es hier keine Spule, sondern ein sehr leichtes Bändchen, das beispielsweise aus Aluminium besteht. Das Bändchen ist Stromleiter und Membran zugleich. Da das Bändchen einen sehr geringen Widerstand hat, wird es über einen Übertrager/Transformator, der im Bändchenlautsprecher bereits eingebaut ist, an den Verstärker bzw. an die Frequenzweiche angeschlossen.
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