Zusammenstellung 7_3 - Joliot-Curie

Übersicht zu wichtigen Ausgabegeräten
Ausgabegeräte gehören zur Hardware. Im EVA-Modell stehen sie für das "A wie Ausgabe". In den
meisten Fällen dienen sie dazu, dass Informationen vom Computer an den Menschen weitergeleitet
werden.
Wichtige Ausgabegeräte sind:
Bildschirm
Röhrenmonitor
LCD-Flachbildschirm
Wenn von LCD-Monitoren oder von TFT-Monitoren gesprochen wird, wird meistens von dem Gleichen
gesprochen. Beim LCD(Liquid Crystal Display oder Flüssigkristall Display) werden dabei Flüssigkristalle in
den einzelnen Bildpunkten des Bildschirms verwendet. Beim TFT(Thin Film Transistor oder DünnfilmTransistor)werden kleinste Transistoren verwendet, um die Ausrichtung der Flüssigkristalle und damit die
Lichtdurchlässigkeit zu steuern.
Beim LCD-Monitor werden optische die Eigenschaft kleiner Kristalle genutzt, das Licht in einem bestimmten
Winkel abzulenken. Bei einer LCD-Zelle sind zwei gegeneinander um 90°gedrehte Polarisationsfolien
angebracht. Durch diese Anordnung in der LCD-Zelle eines Monitors kann zunächst kein Licht dringen.
Zwischen diesen Polarisationsfolien des LCD-Monitors befindet sich eine dünne Schicht an Flüssigkristallen,
die die Lichtwellen um 90° drehen, so dass das Licht als helles Leuchten des LCD-Monitors wahrgenommen
wird. Die Flüssigkristalle können nun durch das Anlegen einer Spannung so beeinflusst werden, dass der
Ablenkwinkel sich verändert, so dass nicht mehr das gesamte Licht durch die zweite Polarisationsfolie
gelangen kann. Dadurch leuchtet der LCD-Monitor nicht mehr so hell. Dies kann stufenlos durchgeführt
werden, bis der Bildschirm des LCD-Monitors ganz dunkel ist.
Beim TFT-Monitor kommt zu der Möglichkeit, die Helligkeit der einzelnen Bildpunkte zu steuern, noch die
Möglichkeit dazu, die Farbwerte des Bildpunktes zu beeinflussen. Dazu durchlaufen beim TFT-Monitor im
Gegensatz zum LCD-Monitor die Lichtwellen noch drei Farbfilter für die Farben Rot, Gelb und Grün. Dise
Farbfilter lassen sich auch wieder separat ansteuern, um dadurch alle beliebigen Farben auf dem Bildpunk
des LCD-Monitors zu produzieren.
LCD MONITOR - Geschichte
Die Geschichte der LCD-Monitore reicht weit in die Vergangenheit. Da Flüssigkristalle die Grundlage von
LCD-Monitoren sind, kann die Arbeit von Otto Lehmann „Flüssige Kristalle“ von 1904 als Ausgangspunkt
angesehen werden. Diese Arbeit wurde durch den Beitrag von Charles Mauguin ergänzt, der die Struktur
und Eigenschaften von Flüssigkristallen erforschte.
Zu einer ersten Anwendung kam es als 1936 die Marconi Wireless Telegraph Company das FlüssigkristallVentil patentierte. Dr. George W. Gray veröffentlichte 1962 seine Publikation „Molecular Structure and
Properties of Liquid Crystals“. Ende der 60er Jahre wurden von der britischen Radar Research
Establishment anknüpfend an die Forschungsarbeit von George Gray entscheidende Forschungsarbeit zu
diesem Thema geleistet.
1968 gelang es einer Gruppe bei der Radio Corporation of America boons (RCA) erstmalig ein
funktionierendes LCD zu bauen. Diese LCDs basierte auf dem dynamischen Streumodus (Dynamic
scattering mode, DSM).
1971 erfolgte eine Patentanmeldung von James Fergason über den twisted nematic field effect in
Flüssigkristallen. Seine Firma ILIXCO stellte damals die ersten LCDs nach dieser Technologie her. Diese
waren besser als die DMS-Varianten und ersetzten diese bald.
Pro und Contra
Pro:
- LCD-Monitore und Fernseher produzieren eine gute Helligkeit
- LCD-Monitoren liegt eine robuste Technik zugrunde
- Die LCD-Technik weist eine perfekte Bildgeometrie auf
- Es treten bei der LCD-Technik keine Konvergenzfehler auf
- Eine Wandmontage ist bei LCD-Fernsehern möglich
- LCD Monitore und LCD Fernseher weisen über wenig Gewicht
- Ein wesentlichen Vorteil von LCD-Monitoren ist ihr geringer Stromverbrauch
Contra:
- LCD-Monitore sind häufig gekennzeichnet durch träge Schaltzeiten
- Das Bild ist zum Teil vom Blickwinkel abhängig
- Das Schwarz sieht bei LCD-Fernsehern eher dunkelgrau aus
- Gerade LCD-Fernseher sind noch durch einen hoher Preis gekennzeichnet
- Eingeschränkte Farbwiedergabe
- Die Farben bei LCD-Monitoren wirken häufig weniger gesättigt als beim Plasma
- Begrenzte Lebensdauer der Leuchtstoffröhre in Hintergund
- Mögliche Pixelfehler
Quellen:
http://www.monitor-lcd.de/contra.html , http://www.monitor-lcd.de/pro..html , http://www.monitorlcd..de/geschichte.html , http://www.monitor-lcd.de/lcd..html
Autor der Zusammenstellung: Julius Hindemith
TFT-Flachbildschirm
Die Abkürzung Tft bedeutet:Thin-film transistor
Dies ist ein spezieler Feldeffekttransitor welcher auf den TFT-Bildschirmen basiert.
Der Thin Film Transistor ist eine moderne Art der Bilddarstellung.
Ein Flüssigkristallbildschirm oder eine Flüssigkristallanzeige (englisch liquid crystal display, LCD),
ist ein Bildschirm oder eine Anzeige (englisch display), dessen Funktion darauf beruht, dass
Flüssigkristalle die Richtung von Licht beeinflussen .
TFT-Flachbildschirme sind Monitore welche sehr dünn oder "flach" sind.
So sind diese sehr leicht zu tranzportieren und beanspruchen nicht so viel Platz wie normale
Monitore.Diese haben innen Flüssigkristalröhren.Die Tft-Bildschirme wie auch andere Bildschirme
benötigen keine Glasröhren das bedeutet sie sind um einiges kompakter.
Dadurch ist die Entsorgung auch unproblematischer.
Die TFT Technik ist mittlerweile eine der günstigsten Techniken für mobile Anzeigen überhaupt, so
das sie ihren Einsatz auch in Mobiltelefonen findet.
Im Bereich der Unterhaltungselektronik wurde lange auf TFT Displays gesetzt, diese Technik eignet
sich jedoch nicht für große Monitore und Fernseher, und so wurde dasPlasmaBildschirmverfahren
entwickelt.
Quellenangabe:
Autor: Moritz Schmidt
Touchscreen
Ein Touchscreen, Tastschirm bzw. Sensorbildschirm ist ein Computereingabegerät, bei dem durch Berührung
von Teilen eines Bildes der Programmablauf eines technischen Gerätes, meist eines Computers, direkt
gesteuert werden kann. Die technische Umsetzung der Befehlseingabe ist für den Nutzer gleichsam
unsichtbar, und erzeugt so den Eindruck einer unmittelbaren Steuerung eines Computers per Fingerzeig.
Das Bild, welches durch den Touchscreen berührungsempfindlich gemacht wird, kann auf verschiedene
Weise erzeugt werden: entweder dynamisch mittels Monitoren oder über Projektion.
Statt einen Cursor per Maus oder Ähnlichem zu steuern, kann der Finger oder ein Zeigestift verwendet
werden. Die Anzeige eines Cursors wird damit überflüssig.
Touchscreens finden als Info-Monitore, zum Beispiel auf Messen, zur Orientierung in großen Kaufhäusern
oder für die Fahrplanauskunft auf Bahnhöfen Verwendung. Hin und wieder sind auch in den Schaufenstern
von Apotheken oder Reiseveranstaltern Touchscreens zu finden, über die detaillierte Informationen
abgerufen werden können. Darüber hinaus werden Touchscreens bei Spielautomaten und Arcade-Spielen
eingesetzt. Oft werden sie auch für die Steuerung von Maschinen in der Industrie eingesetzt (Industrie-PCs),
hier insbesondere da sie weniger schmutzanfällig sind als andere Eingabegeräte wie Tastaturen. Bei
manchen Banken gibt es Geldautomaten mit Touchscreen-Display.
In Heimsystemen sind Touchscreens kaum verbreitet, einzig im Bereich der PDAs, Tablet PCs, Smartphones
und bei der Spielkonsole Nintendo DS sind sie in größerem Einsatz. Die hier zur Vermeidung von auf dem
kleinen Bildschirm störenden Fingerabdrücken eingesetzten Eingabestifte (auch: Stylus) sind aber recht
unergonomisch und führen oft bei stärkerem Gebrauch zu einem Verkratzen des Touchscreens. Das
Problem lässt sich bisher nur mit einem besonders weichen Eingabestift oder Aufkleben einer Schutzfolie
lösen.
Ein Touchscreen muss nicht zwingend vor ein Display montiert werden, auch die Verwendung als Ersatz
einer Folientastatur ist möglich. Hierzu wird hinter dem Touchscreen (an der Stelle an der normalerweise der
Computerbildschirm sitzt) eine bedruckte (Polyester-) Folie aufgebracht. Es gibt verschiedene Ansätze
Touchscreens komplett von physikalischen Monitoren zu lösen, um auch Projektionen von
Benutzeroberflächen interaktiv nutzbar zu machen. Beispiel hierzu ist das inzwischen wieder eingestellte
„Virtual Touchscreen“ von Siemens, oder verschiedene Systeme des Fraunhoferinstituts.
Drucker
Nadeldrucker
Ein Nadeldrucker ist ein Computerdrucker, der beim Druckvorgang eine Reihe einzeln angesteuerter Nadeln
durch ein Farbband auf das Papier schlägt und somit Farbe vom Farbband auf das dahinterliegende Papier
überträgt.
Dies ist die geöffnete Farbband-Kassette ERC-38 aus einem Bondrucker (EPSON TM-U210)
Das Schriftbild eines Bondruckers (CITIZEN CBM-910) mit nachgetränktem („nachgefülltem“) Farbband
Das Schriftbild eines Bondruckers (EPSON TM-U210) mit originalem Farbband Nadeldrucker waren in den
1980er Jahren im Heim- und Kleinbürobereich (SOHO) weit verbreitet und wurden später durch Tintenstrahlund Laserdrucker verdrängt, sind aber immer noch vereinzelt anzutreffen (Arztpraxen, Fahrkartendrucker).
Insgesamt sind sie wegen ihres hohen Geräuschpegels und ihrer geringen Auflösung nicht mehr zeitgemäß,
werden aber als Nischenprodukt (z. B. für Durchschläge und Lieferscheine im Transport- und
Logistikbereich) noch verwendet und auch noch produziert.
Technik:
Beim Druckvorgang schlagen einzeln angesteuerte Nadeln (8, 9, 12, 18, 24 oder 48 Stück) auf ein Farbband
zwischen Papier und Druckkopf, wodurch die Bildpunkte abgebildet werden, aus denen sich die Zeichen
zusammensetzen. Je höher die Anzahl der Nadeln ist, desto enger können die Punkte gesetzt werden und
desto besser wird das Druckbild. Mit dieser Technik erreicht man je nach Typ und Druckqualität eine
Druckgeschwindigkeit von bis zu 1000 Zeichen pro Sekunde (auch CPS für Characters per second). Jedoch
verringert sich die Qualität der Durchschläge mit einer höheren Nadelanzahl. Daher werden bei
Anwendungen mit bis zu 6 Durchschlägen oft noch 9-Nadel-Drucker eingesetzt.
Die heutige Verwendung
Während Typenraddrucker kaum noch Verwendung finden, findet man den ebenso zuverlässigen und
robusten Nadeldrucker noch häufig in Firmen, Arztpraxen und in Banken und Sparkassen im
Kassengeschäft. Nadeldrucker werden auch in Fahrscheinentwertern, Kaufhauskassen und Parkautomaten
verwendet, da sie wenig Wartung erfordern und die Ausdrucke beständig sind. Für diese Einsatzgebiete
werden allerdings auch sehr häufig Thermodrucker verwendet, weil bei diesen Geräten das
Verbrauchsmaterial Farbband nicht mehr notwendig ist. Des Weiteren werden Nadeldrucker wegen ihrer
Robustheit in staubigen Werkshallen oder auf Baustellen eingesetzt.
Der weitaus häufigste Einsatzbereich auch heute noch sind sogenannte Protokolldrucker in großen Firmen
oder in Systemen mit hohen Sicherheitsanforderungen. Die einzelnen Protokolle z. B. von Schaltzuständen
in Schaltanlagen werden nicht nur digital gesichert, sondern auch gegen nachträgliche Veränderung immun
als sofortiger Ausdruck.
Vorteile:
Drucken mit Durchschlägen möglich
jede Art von Papier bedruckbar
geringe Verbrauchskosten (Farbband)
wartungsarm
dokumentenecht
kann Endlospapier bearbeiten
wasserfester Ausdruck
hohe Lebensdauer
zeilenweiser Druck möglich
Drucken mit Endlosschleifen
Nachteile:
Lärmbelästigung
geringe Druckgeschwindigkeit
wechselnde Druckqualität (vom Zustand des Farbbandes abhängig)
typisches gerastertes "Computer"-Druckbild
schlechte Farbwiedergabe
durch die geringen Fertigungszahlen mittlerweile hoher Anschaffungspreis
nicht alle Zeichen und Grafiken werden gedruckt
keine Folien bedruckbar
Wärmeentwicklung des Druckkopfes bei Dauerbetrieb
DANIEL TSCHÜTER
QUELLE:de wikipedia org/wiki/Nadeldrucker
Tintenstrahldrucker
Laserdrucker
Der Laserdrucker ist ein Drucker zur Produktion von Ausdrucken auf Papier oder Folien im Laserbelichtungsund Tonerpartikel-Druckverfahren. Laserdrucker gehören im Gegensatz zu Nadel- oder Tintenstrahldruckern
zu den Seitendruckern. Belichtung und Druck erfolgen in einem Durchlauf.
Der Physiker Chester F. Carlson (1906-1968) meldete im Jahre 1937 die Elektrofotographie zum Patent an.
Diese Erfindung war ein Grundstein des heutigen Laserdruckers unter Ausnutzung positiver und negativer
elektrischer Ladung. Carlson war zu jener Zeit in der Patentabteilung einer Elektrofirma tätig und fertigte
manuell Kopien von Patentanmeldungen. Es gab bis dato noch kein maschinelles VervielfältigungsVerfahren. Der Tüftler und Bastler machte sich ans Werk und schaffte es am 22. Oktober 1938 mit Hilfe des
Physikers Otto Kornei die erste Fotokopie mit Bärlappsamen auf einer Glasplatte anzufertigen. Der heutige
Laserdrucker basiert auf demselben Prinzip.
Der Photoleiter dreht sich weiter und wird in der Entwicklereinheit in unmittelbare Nähe des elektrostatisch
gegensätzlich zum Photoleiter aufgeladenen Toners gebracht. Der Toner ist negativ geladen und haftet nur
an den (neutralisierten) Stellen der Bildtrommel, an denen der Laserstrahl aufgetroffen ist.
Welche Nachteile haben Farb-Laserdrucker?
Höherer Anschaffungspreis: Für einen Farb-Laser müssen Sie mindestens 200 Euro hinblättern. Günstige
Tintendrucker gibt’s bereits für unter 50 Euro. • Schlechtere Foto-Druckqualität: Fotodruck in Labor-Qualität
schafft in der Regel keines der Geräte in diesem Preissegment. Das können Tintenstrahler deutlich besser.
Hoher Stromverbrauch: Die Geräte verbrauchen im Betrieb bis zu 500 Watt, im Bereitschaftsmodus bis zu
16 Watt. Zum Vergleich: Tintenstrahldrucker sind mit durchschnittlich 13 Watt beim Drucken und rund 2 Watt
in Bereitschaft deutlich sparsamer.
Lautes Betriebsgeräusch: Laserdrucker machen beim Drucken viel mehr Krach als Tintenstrahler. Wenn das
Gerät in der Nähe des Schreibtischs steht, kann einem der Lärm gehörig auf die Nerven gehen.
Schadstoffe: Laserdrucker sind nicht nur laut, sondern belasten zudem die Raumluft mit Emissionen. Zwar
entsteht in modernen Geräten so gut wie kein Ozon mehr, aber die Drucker blasen zum Beispiel Feinstaub in
die Raumluft. Das ergaben Untersuchungen des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR). Außerdem fand
COMPUTER BILD in den Tonern mehrerer Modelle wieder Giftstoffe.
Vorteile von Farb-Laserdruckern
Hohe Druckgeschwindigkeit: Egal, welche Druckqualität Sie einstellen – die getesteten Geräte liefern
Textdrucke und vor allem farbige Seiten viel schneller als Tintenstrahlmodelle.
Niedrigere Druckkosten: Eine Farbseite kostete im Test zwischen 15 und 23 Cent. Bei Tintendruckern waren
für Tinte und Papier zwischen 50 und 96 Cent pro Seite fällig. Fotos drucken Laser-Geräte ebenfalls
günstiger, aber mit schlechterer Qualität als Tintenstrahler. Sind die Tonerpatronen leer, wird Ersatz aber
richtig teuer: Ein kompletter Satz Patronen kann schon mal mehrere Hundert Euro kosten. Allerdings reichen
die Patronen in der Regel für einige Tausend Text- und mehrere Hundert Farbseiten.
Quelle:Wikipedia Laserdrucker;Geschichte,
Thermosublimationsdrucker
Datenprojektor ("Beamer")
LCD-Projektor
-funktioniert wie ein Diaprojektor
-aber kein Dia sondern Flüssigkristallelemente
-für jede der 3 Grundfarben wird 1 LCD-Element verwendet
-diese werden dann mit einem Spiegel zu einem Bild zusammen gefügt
-hochwertige Geräte besitzen 4 LCD- Panels um das gelb besser darzustellen
Funktion/Aufbau:
-Licht wird auf eines Spiegel geworfen
-leitet das Licht weiter durch Linsen
-durch weitere Spiegel wird das Licht dann durch ein Prisma
-danach durch 2 Optiken
-danach auf eine Leihn-/Wand geworfen um das Bild sichtbar zumachen
Vorteile:
-relativ preiswert
-gute Lesbarkeit bei Texten und Grafiken
-klein und leicht
Nachteile:
-ausbleichen der Farbstoffe von organischen LCDs
-nach einigen 1000 Stunden Betriebsdauer sind die Farbstoffe ausgeblichen.
-Geräuschentwicklung durch Lüfter
-Empfindlichkeit gegenüber Staub und Rauch
Einsatzmöglichkeiten:
-zu Hause
-für Presentationen
http://de.wikipedia.org/wiki/Beamer
http://www.dma.ufg.ac.at/assets/13848/intern/3_chip_lcd.jpg
Verena Höhne
DLP-Projektor
DLP-Projektor ist eine abkürzung und heißt Digital Light Processing
Vorteile :
der DLP-Projektor hat eine sehr hohe Geschwindigkeit, dadurch ist kein Nachleuchten/Nachziehen des
Bildes.Es gibt ein höherer Kontrast als beim LCD-Projektor.
Die Pixelstruktur ist weniger stark ausgeprägt als bei LCD-Projektoren .
Nachteile :
manchmal sind Regenbogeneffekte bei einigen Geräten mit Farbrad, dies passiert wen das Farbrad keine
hohe Umdrehungsgeschwindigkeit hat.
Bei der Darstellung bestimmter, einzelner Grau-/Farbwerte kann es zu einem sichtbaren Flimmern kommen.
Insbesondere haben DLP-Projektoren ein Problem, sattes Grün darzustellen und auch alle Rot- und OrangeFarbtöne.
Die Lichtleistung der Lampe lässt schon innerhalb der ersten 100 Stunden um ca. 25% nach .
Aufbau/Funktion :
Die noch junge DLP-Technik arbeitet mit Lichtreflektion. Das Kernstück eines DLP-Projektors ist das "Digital
Mirror Device" (DMD): Auf einer Platine befinden sich Tausende von kleinen Spiegeln, die sich durch das
Anlegen einer Spannung einzeln ansteuern lassen. Jeder der Spiegel auf dem DMD lässt sich in zwei
Positionen bewegen. Die Lichtquelle des Projektors wird auf das DMD gerichtet. Durch das Kippen der
Spiegel kann man bestimmen, ob das Licht in Richtung Leinwand reflektiert wird oder nicht. Auf diesem
Wege lässt sich mit einem solchen Spiegelchip ein Schwarz/Weiß-Bild produzieren. Je besser das DMD und
je genauer der Projektorenhersteller dieses ansteuern kann, um so weniger fällt dieser Effekt auf.Zwischen
Lichtquelle und Spiegelfläche wird ein Farbrad mit den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau installiert. Durch
die Drehung des Rades wird entsprechend abwechselnd ein rotes, ein grünes und ein blaues Bild
dargestellt. Für die Farbprojektion wird die Ansteuerung des DMD-Chips mit der Drehbewegung des
Farbrades synchronisiert. Sensoren auf dem Farbrad ermöglichen es, Farbrad und Spiegel so anzugleichen,
dass keine Falschfarben dargestellt werden.
Einsatzmöglichkeiten:
man kann ihn in schulen oder bei präsentationen einsetzen.
Oder zu hause um einen Film zu gucken.
http://www.hifi-regler.de/special/dlp-lcd-videoprojektionstechnik.php?
SID=bcb9c6bd2aa63a20b4c2a05ffaeb437d
http://www.amazon.de/Acer-X1213-DLP-Projektor-Kontrast-Lumen/dp/B0045F8QES
http://de.wikipedia.org/wiki/Beamer#DLP-Projektoren
Bild : http://www.itwissen.info/bilder/dlp-projektor-mit-einem-dmd-chip.png
LED-Projektor
-Bei LED-Projektoren kommen LEDs als Lichtquelle zum Einsatz; bildgebend ist wie bei den DLPProjektoren ein DLP-Element.
Vorteile:
-LEDs besitzen eine höhere Energergieeffizienz als herkömmliche Projektorlampen
LEDs besitzen im Vergleich zu herkömmlichen Projektorlampen eine höhere Energieeffizienz: Bei
gleicher Lichtleistung wird weniger Energie in Wärme umgesetzt, wodurch der Kühlbedarf sinkt.
- geringere Kühlbedarf erlaubt kleinere Gehäuse und geringere Lüftergeräusche (im Extremfall
Passivkühlung)
-Der geringere Energiebedarf ermöglicht den Betrieb mit einem Akku.
LEDs halten mehr als 20.000 Stunden, während herkömmliche Projektorlampen rund 4.000
Stunden halten.
-Da die Farben durch sequenzielles Aufleuchten der RGB-LEDs gebildet werden, fällt auch das
normalerweise bei DLP-Projektoren notwendige Farbrad weg.
-Nachteile:
- Vor allem günstige Geräte besitzen teilweise nur 1/100 der Lichtleistung herkömmlicher
Projektoren
-Ein permanenter Lichtstromrückgang der LEDs lässt das Bild stetig dunkler werden. Ein LEDWechsel ist teils nicht ohne weiteres möglich.
-Die Geräte erreichen nur geringe Auflösungen (800×600 Bildpunkten, Stand 11. September 2007).
Im Sommer 2009 erreichte jedoch ein Projektor der Firma projectiondesign eine Auflösung von
1920×1080 Bildpunkten.[3]
-Auch ohne Farbrad kommt es zum Regenbogeneffekt, da die Grundfarben nacheinander projiziert
werden
http://de.wikipedia.org/wiki/Beamer#LED-Projektor
http://www.big-screen.de/deutsch/image/produktbilder/news/news-2008/dlp-led.jpg
http://www.itwissen.info/bilder/led-projektor-in-a4-format-foto-toshiba.png
Robert Wilk
Tonausgabe
Kopfhörer
Kopfhörer sind kleine Schallwandler, die an oder in den Ohren getragen werden. In der Frühzeit des
Radios wurde nur über Kopfhörer gehört; allerdings in Mono, d. h., es war auf beiden Hörkapseln
das gleiche Signal. Es gibt auch Kopfhörer, die nur eine Hörkapsel haben.
Der Erfinder des Kopfhörers wurde bis heute nicht eindeutig festgestellt. Seit Erfindung der
Telefonie als auch des Radios wurden kopfhörer-ähnliche Geräte verwendet. Einige Quellen deuten
auf den US-Amerikaner Nathaniel Baldwin als Erfinder des Kopfhörers. Baldwin (1878–1961),
Gründer und Inhaber der Baldwin Radio Company in Salt Lake City, brachte 1910 seine „Baldy
Phones“ genannten Kopfhörer auf den Markt.
Dynamisch beziehungsweise elektrodynamisch
Das Funktionsprinzip besteht aus zwei
Komponenten: Erstens aus einem
Festmagneten, welcher am Rahmen des
Kopfhörers befestigt ist und ein statisches
Magnetfeld erzeugt. Er besteht in den meisten
Fällen aus Ferrit oder Neodym. Zweitens aus
der Tauchspule, ein unterhalb der Membran
befestigter, spiralförmig aufgewickelter dünner
Draht. Bei Stromdurchfluss bewegt sich die
Tauschspule wie bei einem dynamischen
Lautsprecher im ringförmigen Luftspalt des
Festmagneten. Dadurch treibt sie die mit ihr
verbundene Membran an, wodurch Schall
entsteht. Die Membran besteht aus einem
leichten Material mit hoher Steifigkeit, z. B.
Zellulose, Plastik, Metall oder dergleichen.
Diese Bauform ist heute am meisten verbreitet
und bietet hohe Wiedergabequalität.
Gefahr durch Kopfhörer
Häufig wird die Gefahr der Verschlechterung des Hörvermögens unterschätzt oder nicht beachtet.
Viele Leute neigen dazu, mit Kopfhörern Musik in einer wesentlich höheren Lautstärke zu hören,
als sie das üblicherweise mit Lautsprechern tun würden, da lautes Hören über Kopfhörer nur selten
von Mitmenschen beanstandet wird. Hierdurch riskieren viele eine Verschlechterung ihres
Hörvermögens.
Bei Kopfhörern und besonders bei Ohrhörern sitzt der Schallwandler nah am Trommelfell, sodass
ein Pegel von 120 dB(A) erreicht werden kann.[4] Schall mit dieser Intensität kann bereits bei
kurzfristiger Einwirkung Gehörschäden verursachen (siehe Schalldruck). Wird das Ohr mit 85
dB(A) längere Zeit beschallt, führt dies zur irreversiblen Schädigung des Gehörs (siehe
Lärmschwerhörigkeit).
Quellen:http://de.wikipedia.org/w/index.php?
title=Datei:Kopfhoerer_antrieb_bewegte_spule.png&filetimestamp=20101017213321;
http://de.wikipedia.org/wiki/Kopfh%C3%B6rer; http://de.wikipedia.org/w/index.php?
title=Datei:Hd600_klein.jpg&filetimestamp=20080331142247
Dennis Weiß
Lautsprecher
Einsatzmöglichkeiten
Einsatzmöglichkeiten
Lautsprecher haben verschiedene Anwendungsbereiche, sie dienen der Abgabe von Schallwellen mit Musik,
Sprache oder Geräuschen bzw. Tönen. Der häufigste Anwendungsbereich ist die Wiedergabe von
Tonkonserven sowie das Verstärken von Liveübertragungen (Veranstaltungen, Werbung usw.). Außerdem
dienen Lautsprecher auch für Durchsagen (Bahnhöfe, Züge, Flughäfen, Supermärkte usw.) sowie zur
Lockung oder Abschreckung (Vergrämung) von Tieren.
Neben den regulären Lautsprechern verfügen auch Mobiltelefone, Kopf- und Ohrhörer sowie Telefonhörer
über (verkleinerte) Lautsprecher.
Aufbau eines Lautsprechers
Wie kann man Strom in Schall umwandeln? Dazu muß man zunächst einmal wissen, was Schall überhaupt
ist. Schall ist nichts anderes als Luftdruckschwankungen mit einer bestimmten Häufigkeit pro Zeiteinheit und
mit einer bestimmten Amplitude. Diese Luftdruckschwankungen versetzen wiederum das Trommelfell im Ohr
in Bewegung, so daß diese Druckschwankungen hörbar werden. Der Hörvorgang selbst ist recht komplex,
weshalb hier nicht weiter darauf eingegangen werden soll. Die Frage nach der Umwandlung von Strom in
Schall reduziert sich auf das Problem, wie man mit Strom Luftdruckschwankungen produziert.
Da man ja nicht irgendwelche Geräusche produzieren will, müssen die erzeugten Luftdruckschwankungen
stets der Stärke des Stroms entsprechen. Es bieten sich hierfür mehrere Methoden an, denen allen
gemeinsam ist, daß eine sogenannte Membran im Rhythmus der Musik nach vorne oder hinten bewegt wird.
Bewegt man die Membran schnell nach vorne, herrscht an der Vorderseite ein höherer und auf der
Rückseite ein niedrigerer Luftdruck. Den Effekt kennen Sie sicherlich, wenn Sie z.B. eine Tür sehr schnell
auf- und zumachen. Da für den Menschen hörbarer Schall eine Frequenz zwischen 16 und 16.000 Hz (Hz =
Hertz = Schwingungen pro Sekunde) besitzt, muß diese Membran extrem schnell bewegt werden. Dies
gelingt in der heute gängigen Ausführung eines Lautsprecherchassis dadurch, daß man als Antrieb für die
Membran eine Spule benutzt, die sich in einem von einem Permanentmagneten erzeugten Magnetfeld
befindet. Durch Stromfluß in der Spule wirkt diese als Elektromagnet. Da sich ungleiche Pole anziehen und
gleiche abstoßen, bewegt sich dieser Mini-Elektromagnet bei sich änderndem Stromfluß in diesem
Magnetfeld hin und her. Man braucht jetzt nur noch die Membran geeignet mit der Spule mechanisch zu
verbinden, und schon hat man ein Lautsprecherchassis, wie in Bild 1 dargestellt. Die Proportionen stimmen
nicht ganz mit der Realität überein; die Spule mit dem Spulenträger und damit auch der Topfmagnet wurden
deutlich größer gezeichnet, damit Sie den Aufbau erkennen können. Das Blechchassis ist übrigens nicht
luftdicht geschlossen sondern besitzt aus Gründen, die nachfolgend noch erörtert werden, viele Öffnungen.
Bei einem realen Lautsprecherchassis muß man dafür sorgen, daß die Spule im Magnetfeld zentriert wird,
was die sogenannte Zentrierspinne erledigt. Leider wirkt sie bei Bewegung der Spule incl. Membran
geringfügig wie eine Feder, die beides in die Ruhestellung zurückziehen will. Weiterhin muß man die sich
bewegende Membran am Rand mit dem Blech- oder Gußchassis verbinden, damit der Rand der Membran
stabilisiert wird und sich nicht bewegt, wie er will. Dies geschieht üblicherweise durch einen gewölbten
Gummiring, auch Sicke genannt. Auch dieser wirkt wie eine schwache Feder. Das Dumme an der
Geschichte ist, daß die Spule und die Membran ein bestimmtes (niedriges) Gewicht besitzen. Zusammen mit
den besagten Federn ergibt sich dadurch ein Feder-Masse-System, welches eine bestimmte
Resonanzfrequenz besitzt.
Dies können Sie sehr leicht in der Praxis nachvollziehen, indem Sie einen im Büro üblichen Gummiring an
einer Stelle auftrennen und daran ein relativ schweres Gewicht hängen. Das so entstandene Gummiband
repräsentiert die Feder, das Gewicht die Masse von Membran und Spule. Fassen Sie nun das Gummiband
ganz oben und bewegen es um eine immer gleichbleibende Amplitude nach oben und unten und beobachten
Sie dabei das Gewicht. Bei sehr langsamer Bewegung wird das Gewicht der Bewegung folgen, bei höherer
außer Takt geraten und bei einer bestimmten Frequenz mit einer größerer Amplitude schwingen als Sie das
Gummiband bewegen. Das System befindet sich in Resonanz.
Und genau diese Schweinereien macht prinzipiell auch jeder Lautsprecher! Die Physik verhindert, daß man
einem Lautsprecher dieses Verhalten abgewöhnen kann. Man ist daher bestrebt, durch geschickte Wahl von
Federkonstante und Masse eine möglichst niedrige Resonanzfrequenz zu erreichen und den Lautsprecher
nur im darüberliegenden Frequenzbereich zu betreiben. Die naheliegende Möglichkeit, die
Resonanzfrequenz durch eine hohe Federkonstante und geringe Masse zu hohen Frequenzen zu
verschieben und den Lautsprecher im darunterliegenden Frequenzbereich zu betreiben, in dem er
besonders gut der durch die Spule erzeugten Kraft folgt, funktioniert leider nicht. Denn einerseits kann man
Membran und Schwingspule nicht unendlich leicht bauen, und andererseits müßte man sehr große Kräfte
aufwenden, um trotz der hohen Federkonstante einen großen Hub zu erreichen, der erforderlich ist, um eine
akzeptable Lautstärke zu erreichen.
Quellen:http://www.elektronikinfo.de/audio/lautsprecher.htm
http://de.wikipedia.org/wiki/Lautsprecher
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3c/Lautsprecher_Schema.svg/330pxLautsprecher_Schema.svg.png
Autor: Mueljoh