University thesis:
Bachelorarbeit, Technische Universität Ilmenau, 2021
Footnote:
Description:
Von modernen Lautsprechern wird erwartet, dass sie klein und leicht sind und dennoch hohe Klangqualität und Pegel liefern. Hohe Pegel können zu einem thermischen Versagen des Lautsprechers führen, was die Verwendung eines thermischen Limiters erforderlich macht. Um den thermischen Sicherheitsspielraum des Limiters zu minimieren und den Schallpegel zu maximieren, muss die Schwingspulentemperatur während der Wiedergabe gemessen werden. Die Schwingspulentemperatur kann durch die Beziehung zwischen Temperatur und Gleichstromwiderstand gemessen werden (etablierte DC-Methode). Die von Gautama und Anazawa eingeführte Hochfrequenz-Methode (HF-Methode) verwendet stattdessen die Beziehung zwischen Temperatur und Impedanz bei einer Ultraschallfrequenz. Dies ermöglicht ein geringeres Rauschen und eine höhere Bandbreite im Vergleich zur DC-Methode, was in dieser Arbeit durch Theorie und Experiment verifiziert wird. Neben der Schwingspulentemperatur hängt die HF-Impedanz von der Auslenkung und der Oberflächentemperatur der Polplatten ab. Diese Abhängigkeiten werden an einem Mikrolautsprecher gemessen und modelliert. Schließlich werden DC- und HF-Methode mit verschiedenen Audiosignalen verglichen und eine gute Übereinstimmung festgestellt. Die Anforderungen an die Messung der Schwingspulentemperatur können sowohl mit der DC- als auch mit der HF-Methode erfüllt werden. Die HF-Methode lässt sich möglicherweise besser mit einer aktiven Auslenkungs-Stabilisierung verbinden, ist jedoch komplexer als die DC-Methode. Zusätzlich ermöglicht die HF-Methode die Oberflächentemperatur der Polplatten zu messen. Obwohl die Oberflächentemperatur der Polplatten durch hochfrequente Audiosignale mittels Induktionserwärmung beeinflusst wird, könnte die Polplatten-Temperatur zur besseren Initialisierung prädiktiver Wärmemodelle verwendet werden. In Zukunft dürfte die Kombination von prädiktiven Wärmemodellen und Temperaturmessung das Risiko eines thermischen Versagens verringern und gleichzeitig den maximalen Schalldruckpegel erhöhen.