Lautsprecheranlage mit elektrostatischen Lautsprecherelementen. Die Wiedergabe der extrem tiefen Töne ebenso wie der extrem hohen des akustischen Bereiches stiess bisher bei den elektrosta tischen Lautsprechern auf grosse Schwierig keiten. Man versuchte, die einwandfreie Wiedergabe der tiefen Töne durch Ver grösserung der Fläche zu erzielen; dadurch wuchs aber die Kapazität der Anordnung, wodurch wiederum ein zusätzlicher kapazi- tiver Kurzschluss für die hohen Frequenzen ";eschaffen wurde, der der Wiedergabe der hohen Töne abträglich war.
Obwohl durch die Verwendung grosser, hochelastischer, freischwingender und von beiden Seiten er regter Membranen schon ein grosser Fort schritt in qualitativer und quantitativer Hinsicht erreicht wurde, liess der elektro akustische Wirkungsgrad derartiger Ein richtungen doch noch zu wünschen übrig, ganz abgesehen davon, dass die genannten Mängel, bedingt durch Parallelkapazität und räumliche Begrenzung der Membranamplitu- den, grundsätzlich noch weiter bestanden. Teilweise sind die obengenannten Schwie rigkeiten auch schon beseitigt durch Ver wendung von Einrichtungen, die aus einer Mehrzahl Lautsprecher bestehen, von denen jeder einen bestimmten Teil des akustischen Frequenzbereiches beherrscht.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung dieser Lautsprecheranlagen und besteht darin, dass jeder akustische Teil bereich von einzelnen Lautsprecherelementen beherrscht wird, die hinsichtlich des Abstan des zwischen schwingender und ruhender Kapazitätsfläche untereinander verschieden sind. Die Elemente können gegebenenfalls konstruktiv in einem einzelnen Lautsprecher vereinigt sein, dessen ruhender Belag bezw. ruhende Beläge unterschiedliche Abstände vom schwingenden Belag aufweisen.
Die einzelnen Elemente erhalten zweck mässig in an sich bekannter Weise Wechsel spannungen, die von einzelnen Spannungs quellen, zum Beispiel Verstärkerröhren, ge- liefert werden. Die Gitter dieser Röhren sind vorzugsweise parallel geschaltet.
Die Verwendung von getrennten Wechsel spannungsquellen für die einzelnen Teil-, Bereiche hat sich gewissermassen als notwen dig erwiesen, um die gegenseitige Beeinflus sung und Abhängigkeit zu vermeiden, die sich in der Ausbildung elektrischer Resonanz lagen, kapazitiver Kurzschlüsse und der gleichen bemerkbar macht.
Zur Erzeugung grosser Schallmengen, wie es zum Beispiel bei der Vorführung von Tonfilmen und dergleichen notwendig ist, kann eine grosse Anzahl von Lautsprecher elementen zu Gruppen zusammengeschaltet werden. Hierbei werden zweckmässig für die Wiedergabe der tiefen Töne Lautsprecher mit grossen Luftabständen, für die Wieder gabe der hohen Töne solche mit kleinen Luftabständen verwendet. Dementsprechend wird mit Zunahme des Luftabstandes die Energie den Lautsprecherelementen mit zu nehmender Spannung zugeführt.
Dem Ele ment, das die tiefen Frequenzen abzustrahlen hat, wird nun, um annähernd gleiche Feld dichten zu bekommen, eine etwa zehnmal so grosse Wechselspannung zugeführt als dem Element, dass für die Abstrahlung der hohen Frequenzen vorgesehen ist. Da sich bei glei cher Kapazität der kapazitive Widerstand bei der Frequenz 100 zu dem bei der Fre quenz 10,000 wie 1:100 verhält, muss dieser Tatsache mit Rücksicht auf den Wirkungs grad der Einrichtung Rechnung getragen werden.
Dies geschieht zum Beispiel dadurch, dass man die Lautsprecherelemente kapazitzv oder galvanisch an die Verstärkerröhren an koppelt und dabei mit Zunahme der Luft zwischenräume zwischen den Elektroden die Anodenwiderstände der zugehörigen Ver- stärkerröhren ebenfalls zunehmen lässt.
Für die Wiedergabe der tiefen Frequenzen wer den daher zweckmässig Verstärkerröhren mit hohem innerem Widerstand und hohen Anodenspannungen und für die Wiedergabe der hohen Frequenzen Verstärkerröhren mit gerade umgekehrten Merkmalen verwendet. Man kann aber auch -. was schaltungstech nisch mit Rücksicht auf gleichmässige Gitter und Anodenpotentiale zweckmässig ist - ein ander gleiche Verstärkerröhren benutzen und die Anpassung durch besondere Transforma toren vornehmen.
Die Übersetzungsverhält- nisse dieser Transformatoren werden vorzugs weise so gewählt, dass der kapazitive Wider stand jedes Lautsprecherelementes in dem ihm zugewiesenen Frequenzgebiet im Mittel dem mittleren Widerstand des Anodenkreises der zugehörigen Verstärkerröhre gleich ist.
In diesem Falle wird man für die Laut sprecherelemente mit grossem Luftabstand vorwiegend auf Spannung transformieren, da gegen bei den Lautsprecherelementen, die die hohen Frequenzen abstrahlen, zweckmässiger weise auf Strom transformieren, beziehungs weise sie direkt galvanisch oder kapazitiv an den Verstärker ankoppeln.
Im, allgemeinen ist es erwünscht, für jedes Frequenzgebiet einen besonderen Transfor mator zu verwenden. Würde man dies zum Beispiel nicht tun und sämtliche Lautspre cherelemente ohne weiteres von einem ge meinsamen Transformator speisen, dann würde in manchen Fällen die erforderliche grosse Kapazität des Lautsprecherelementes für die Abstrahlung der tiefen Frequenzen eine kapazitive Belastung des Transforma tors darstellen, wodurch sekundärseitig die Ausbildung der Wechselspannungen für die hohen Frequenzen geschwächt würde.
Es kann jedoch ein einziger besonders kon struierter Transformator verwendet werden, bei welchem ein gemeinsamer Eisenkern für den hohen und tiefen Frequenzbereich vor gesehen ist, bei welchem aber die verschiede nen Wicklungen derart angeordnet sind, dass die magnetischen Kraftlinienkreise für die beiden Frequenzgebiete getrennt sind, so dass kein Übergreifen der Induktion der zu jedem Frequenzgebiet ' gehörenden primären und sekundären Wicklungen auf das andere Gebiet stattfindet.
Der praktische Vorteil eines derartigen Transformators ist die Er sparung eines zweiten Eisenkernes, was von wirtschaftlicher Bedeutung, besonders bei hochlegierten und teuren Transformatoren blechen ist.
In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen veran schaulicht.
Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist der akustische Bereich in drei Teile zerlegt. Die Lautsprecherelemente, die als einzelne Laut sprecher h, h und 1;s ausgebildet sind, unter scheiden sich hinsichtlich der Grösse ihrer strahlenden Fläche, der Luftdämpfung und vor allem hinsichtlich der Grösse ihres Luft spaltes zwischen Membrane und Kapazitäts fläche. Lautsprecher 1, ist für die Abstrah lung der hohen, h für die der mittleren und l3 für die tiefen Frequenzen vorgesehen.
Die Vorspannungseinrichtung für die Mem brane ist nicht mitgezeichnet. An Stelle der Einzellautsprecher können auch Gruppen gleichartiger Lautsprecher verwendet wer den. Die einzelnen Lautsprechergruppen wer den über die entsprechend ausgebildeten Transformatoren<I>t,,</I> t= und<B>1,</B> durch die Ver- stärkeranordnung <I>r,,</I> r. und r2 erregt. Die Gitter der Verstärkerröhen sind parallel ge schaltet und werden gemeinsam betätigt.
In der Figur sind nur einzelne Röhren ge zeichnet; es können aber selbstverständlich auch mehrere, zum Beispiel in Gegentakt arbeitende Röhrengruppen für jede Stufe vorgesehen sein. Die Energieaufnahme der Lautsprecher kann je nach Wunsch ver schieden gehalten werden; jedoch dürfte es sich empfehlen, jeder einzelnen Frequenz gruppe ungefähr die gleiche Wattleistung aufzudrücken.
Die Fig. 2 veranschaulicht eine Anord nung, wobei nur zwei Teilbereiche vorgesehen sind, ausserdem nur ein Lautsprecher, dessen ruhende Belege aber in verschiedene Zonen <I>b,</I> und b. unterteilt sind, die sich in unter schiedlichen Abständen von der Membrane befinden. Die zu verstärkende Spannung Eg wird den Gittern der Verstärkerröhren r, und r2 zugeführt.
In den Anodenkreisen der beiden Röhren liegen die auf einen ge- meinsamen Eisenkern t aufgebrachten Pri märwicklungen P, und P2 und Sekundär wicklungen ,S', und S, der zu den einzelnen Teilbereichen gehörigen Transformatoren. Wie aus den in der Figur angegebenen Pf eil- richtungen ersichtlich ist, sind die Wick lungen derart auf den Eisenkern angeordnet, dass die in den einzelnen Frequenzbereichen angeordneten Wicklungen sich gegenseitig in ihrer Wirkung nicht stören.
Die ausgezoge nen Pfeile stellen dabei schematisch den Ver lauf des in dem Transformator P1 S1 be stehenden Kraftflusses dar, während die gestrichelten Pfeile den Verlauf des Kraft flusses in dem andern Transformator P2 S2 angeben.
Eine Wirkung des aus dem Mittel schenkel des Eisenkernes T kommenden magnetischen Flusses auf die Wicklungen auf dem äussern Schenkel kann nicht ein treten, denn die eingezeichneten punktierten Pfeile lassen ersehen, dass auf der Primär seite P, eine magnetische Gegenkomponente auftritt von der gleichen Grösse wie bei der Sekundärspule S,, so dass sich also diese Flüsse gegenseitig aufheben und keine zu sätzliche Spannung induzieren. Die Sekun därwicklung S, erzeugt hohe Spannungen. Diese Spannungen werden den mittleren Be legen<I>b,</I> des Lautsprechers d zugeführt. Die Sekundärwicklung<B>8,</B> ist mit den äussern Belegen b2 des gleichen Lautsprechers ver bunden.
Unter dem Einfluss der sich ändern den Anodenspannungen werden an den Laut sprechern Wechselspannungen erzeugt, und zwar hohe Spannungen an den Belegen b, und niedrigere Spannungen an den Belegen b2. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass unter Benutzung eines einheitlichen Trans formators und einer einzigen Membrane die Vorteile der Erfindung verwirklicht wer den, die in einer vollkommenen Beherrschung des gesamten Frequenzbereiches und damit einer einwandfreien Wiedergabe der ganzen Tonskala liegen.