Tonwiedergabegerät zur Anordnung in der Ecke eines Zimmers. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ton wiedergabegerät zur Anordnung in der Ecke eines Dimmers, welches aus einem in ein Gehäuse eingebauten Grossflächenmembran- La.utsprecher bestehlt. Das Gerät arbeitet mit grosser Wiedergabetreue und ist besonders zur Verwendung bei Rundfunkempfängern geeignet.
Von den wichtigen Faktoren, die bei be kannten Tonwiedergabeeinrichtungen die Wiedergabetreue verschlechtern, seien die nicht gleichförmige Frequenzcharakteristik der 11lembran, die infolge Pesonanzerschei- nungen nicht gleichförmige Frequenzcharak- teristik des Gehäuses oder der Umhüllung und Interferenzerscheinungen erwähnt,
wel che durch die von verschiedenen Teilen der Tonwiedergabeeinrichtung ausgehenden Wel lenzüge entstehen.
Die Verschlechterungen der Wiedergabe treue .durch eine nicht gleichförmige Fre- quenzchara.kteristik der Membran hat man in ziemlich befriedigender Weise durch Ver- wendung von genügend steifen und leichten Konusmembranen beseitigen können. Eine solche Konusmembran ist jedoch für sich allein noch nicht zu einer befriedigenden Schallabstrahlung geeignet, weil die strah lende Fläche selbst zu klein ist, und weil,
infolge der gegenphasigen Druckschwankun gen auf der Vorderseite und der Rückseite der Membran, insbesondere für tiefe Töne ein Druckausgleich um den Membranrand herum erfolgt.
M, an ist ,daher gezwungen, solche Membranen in Gehäuse einzubauen, die ent weder den Druckausgleich durch einen völ ligen Abschluss .der Membranrückseite oder durch genügend weit nach den .Seiten ge- führte Wände verhindern.
Bei beiden Lö sungen entstehen jedoch gewisse Schwierig keiten, und zwar bei den auf der Rückseite angeordneten abgeschlossenen Gehäusen die Schwierigkeit, eine Verzerrung der Wieder gabe durch Eigenresonanzen des eingeschlos senen Luftraumes zu verhindern und bei dem Schallwandprinzip die Schwierigkeit, eine genügend grosse Wandfläche unterzubringen.
Auch bei den Lautsprechern mit abgeschlos senem Gehäuse auf der Membranrückseite war es bei den bekannten Einrichtungen nicht möglich, eine für akustische Zwecke ausreichende Tonhöhle genügender Grösse vorzusehen.
Es wurde bereits auch vorgeschlagen, die strahlende Membran in der Ecke eines Rau mes anzuordnen und hinter der Membran, beispielsweise im Mauerwerk der Wand, eine abgeschlosseneTonhöhle anzubringen oder die Membran in einer der Ecke eines Raumes an gepassten Schallwand einzubauen, wobei der durch die Schallwand abgeschlossene Teil der Ecke als Tonhöhle dient.
Diese Anordnun gen sind in mancher Hinsicht nicht befrie digend, weil man in -der Grösse der Tonhöhle ausserordentlich beschränkt ist, und weil auch die Strahlungsrichtung der Membran durch die Art des Einbaues in der Raumecke von vornherein in ganz bestimmter Weise, bei spielsweise schräg aufwärts, festgelegt ist.
Es ist auch eine Anordnung bekannt gewor den, bei welcher ein Trichterlautsprecher in der Ecke eines Raumes mit aufwärts gerich teter Trichteröffnung angebracht war und wobei oberhalb der Trichtermündung eine Ablenkfläche angebracht war zu dem Zwecke, den abgestrahlten Schall in geeigneter Weise in den Raum zu werfen.
Dieser Einrich tung haften natürlich die bekannten Mängel eines Trichterlautsprechers an und sie kann hinsichtlich der Wiedergabequalität nicht mit Grossflächenkonus-Lautsprechern kon kurrieren.
Erwähnt sei noch, dass man auch vorgeschlagen hat, innerhalb eines Ton- wiedergabegerätes die strahlende Membran in einer horizontalen Trennwand einzubauen, wobei die Membran in vertikaler Richtung strahlt. Ferner ist es bereits bekannt,
die zum Abschluss der Membranrückseite vorge sehene Tonhöhle mit schallabsorbierendem Stoff auszukleiden. Diese Massnahme kann sich natürlich nur dann in dem. gewünsch ten Sinne auswirken, wenn die Tonhöhle eine ausreichende Grösse besitzt.
Ein weiteres wichtiges Problem, welches
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schon <SEP> beiläufig <SEP> erwähnt <SEP> wurde, <SEP> ist <SEP> die <SEP> rich tige <SEP> Verteilung <SEP> der <SEP> Tonwellen <SEP> auf <SEP> den <SEP> Zu hörerraum. <SEP> Die <SEP> frei <SEP> oder <SEP> in <SEP> einer <SEP> Schallwand
<tb> strahlende <SEP> I%onusmembran <SEP> strahlt <SEP> bekannt lich <SEP> die <SEP> Töne <SEP> höherer <SEP> Frequenz <SEP> in <SEP> einem
<tb> ziemlich <SEP> engen <SEP> Bündel <SEP> in <SEP> achsialer <SEP> Richtung
<tb> a.us, <SEP> so <SEP> dass <SEP> es <SEP> notwendig <SEP> ist, <SEP> durch <SEP> geeignete
<tb> Schallführungen <SEP> das <SEP> Strahlungsdiagramm <SEP> zu
<tb> verbessern.
<tb> Die <SEP> Erfindung <SEP> bezweckt <SEP> nun, <SEP> eine <SEP> Ton wiedergabeeinrichtung <SEP> zu <SEP> schaffen,
<SEP> bei <SEP> wel cher <SEP> die <SEP> besprochenen <SEP> Mängel <SEP> der <SEP> bekannten
<tb> Anordnungen <SEP> in <SEP> weitem <SEP> Masse <SEP> beseitigt <SEP> oder
<tb> wesentlich <SEP> herabgesetzt <SEP> sind <SEP> und <SEP> welche <SEP> die
<tb> Tonwellen <SEP> mit <SEP> einer <SEP> überraschenden <SEP> Wieder gabetreue <SEP> und <SEP> hohem. <SEP> Wirkungsgrad <SEP> wieder gibt.
<SEP> Ausserdem <SEP> wird <SEP> durch <SEP> die <SEP> Einrichtung
<tb> nach <SEP> der <SEP> Erfindung <SEP> eine <SEP> gleichmässige <SEP> Ver teilung <SEP> der <SEP> Tonwellen <SEP> verschiedener <SEP> Fre quenz <SEP> über <SEP> den <SEP> Wiedergaberaum <SEP> erzielt, <SEP> wo bei <SEP> das <SEP> Entstehen <SEP> von <SEP> Interferenzen <SEP> prak tisch <SEP> verhindert <SEP> wird.
<tb> Beim <SEP> erfindungsgemässen <SEP> Tonwiedergabe gerät, <SEP> das <SEP> zur <SEP> Anordnung <SEP> in <SEP> der <SEP> Ecke <SEP> eines
<tb> Zimmers <SEP> bestimmt <SEP> ist, <SEP> ist <SEP> die <SEP> Grossflächen membran <SEP> des <SEP> Lautsprechers <SEP> im <SEP> wesentlichen
<tb> mit <SEP> lotrechter <SEP> Abstrahlungsrichtung <SEP> inner halb <SEP> eines <SEP> der <SEP> Zimmerecke <SEP> angepassten <SEP> Ge häuses <SEP> angeordnet;
<SEP> das <SEP> Gehäuse <SEP> ist <SEP> dabei
<tb> durch <SEP> eine <SEP> die <SEP> Membran <SEP> aufnehmende
<tb> Schallwand <SEP> derartig <SEP> unterteilt, <SEP> dass <SEP> auf <SEP> der
<tb> Rückseite <SEP> der <SEP> Membran. <SEP> ein <SEP> akustisch <SEP> abge schlossener <SEP> und <SEP> unter <SEP> Ausnutzung <SEP> des <SEP> ver fügbaren <SEP> Raumes.
<SEP> in <SEP> der <SEP> Zimmerecke <SEP> geräu miger <SEP> Gehäusehohlraum <SEP> gebildet <SEP> wird, <SEP> wäh rend <SEP> gegenüber <SEP> der <SEP> Membranvorderseite <SEP> zur
<tb> Umlenkung <SEP> der <SEP> lotrechten <SEP> Schallabstrahlung
<tb> eine <SEP> schräggestellte <SEP> Ablenkfläche <SEP> angeordnet
<tb> ist.
<tb> Bei <SEP> einer <SEP> bevorzugten <SEP> Ausführungsform
<tb> des <SEP> Tonwiedergabegerätes <SEP> nach <SEP> der <SEP> Erfin dung <SEP> ist <SEP> der <SEP> Ablenkkörper <SEP> als <SEP> xonusfläehe
<tb> ausgebildet;
<SEP> zur <SEP> Verbesserung <SEP> der <SEP> Tonfüh rung <SEP> kann <SEP> ein <SEP> zweiter <SEP> konischer <SEP> Ablenk körper <SEP> in <SEP> Form <SEP> eines <SEP> Segmentes <SEP> parallel <SEP> zu
<tb> dem <SEP> ersten <SEP> Ablenkkörper <SEP> angeordnet <SEP> sein,
<tb> und <SEP> dazwischen <SEP> können <SEP> sieh <SEP> vorzugsweise
<tb> mehrere <SEP> zusätzliche, <SEP> lotrechte <SEP> Flossen <SEP> be- finden, die von einem Punkt im Innern der Höhle, der ungefähr auf der Achse der Mem bran liegt. ausgehen, um eine noch gleich- förmigere Winkelverteilung der Tonwellen in dem Wiedergaberaum zu erzielen.
Die nachfolgende Beschreibung behandelt unter Bezugnahme auf :die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel :der Erfindung.
In den Fig. 1 bis 4 ist ein Tonwiedergabe- gerät gemäss der Erfindung gezeigt.
Fig. 1. ist eine perspektivische Ansicht: Fig. 2 ist ein Längsschnitt nach Linie 2 ? der Fig. 4; Fig. 3 und 4 sind Querschnittansichten. geschnitten entlang den Linien 3--3 und 4-:4 der Fig. 2,;
Fig. .5 stellt verschiedene Arbeitscharak- teristiken des Gerätes entspreehen4 den Fig. 1 bis 4 dar.
In den Fig. 1 bis 4 ist ein Tonwieder- gabegerät gezeigt, das ein Gehäuse 10 ent hält, welches in seinem untern Ende in einer Tonhöhle 11 endet, die von dem obern Teil des.. Kastens durch die Scheidewand 12 ge trennt bist. Eine Öffnung 12a ist in der Scheidewand vorgesehen, über welcher ein Iri.utsprecher 13 mit Grossflächenmembrait montiert ist.
Damit .ist ein Lautsprecher ge meint, der eine relativ grosse schwingende Membran enthält, gewöhnlich von konischer Form, welche wegen ihrer Grösse Tonwellen von hinreichender Intensität für gewöhnliche Zwecke direkterzeugt, zum Unterschied von Typen mit kleiner Membran, welche nur in Verbindung mit einer Tonverstärkungsein- richtung, wie zum Beispiel einen Schalltrich ter, verwendbar sind.
Die Tonhöhle 1.1 ist vorn offen, während ihre zwei hintern Sei ten in der Ecke lla enden; :die Ecke ist so gebildet"dass sie sich nachdem Scheitelpunkt eines Trihedralwinkel@s, wie zum Beispiel der<B>Ei</B> eke eines Raumes, richtet; der Schnitt punkt der Wände eines solchen Raumes ist schematisch durch die Linien 14 der Fig. 1 dargestellt.
Bei einer solchen Anordnung bil den die Wände und der Boden oder die Decke tatsächlich eine Fortsetzung und Ver grösserung der Tonhöhle 11 und verbessern die Wirksamkeit der Tonwiedergabeeinrich- tung.
Um die Tonwellen, die durch den Laut sprecher 1,3 :erzeugt werden, geeignet zu rich- ten und gleichförmig zu verteilen, ist in der Tonhöhle 11 ein konischer Ablenker 15 an geordnet, dessen Achse in der .Senkrechten durch :den Scheitelpunkt der Tonhöhle 11 liegt und dessen Basis im wesentlichen gleich gross ist wie :die Basis der Tonhöhle 11.
Zu diesem Zweck und auch für die Zwecke, die später beschrieben werden, kann es wiln- schenswert sein, die Vordereckkante des Ge häuses 10 abzuschneiden, wie es durch 10a angedeutet ist.
Der .Scheitelwinkel des koni schen Ablenkers 15 ist nicht kritisch, ist jedoch ausser durch andere Rücksichten durch die Höhe der Seheidewand 12 über der Basis der Höhle 11 bestimmt und sollte vor zugsweise so sein, dass die Tonwellen, die durch den Lautsprecher 13 erzeugt werden, im wesentlichen auf :den Kopf :
des Hörers ge richtet werden, der sich in der Mitte des' Raumes befindet, in welchem die Einrich tung benutzt wind. Dieser Scheitelwinkel ist vorzugsweise 1,30', .er kann jedoch innerhalb der Grenzen von ungefähr 20 verändert werden. Der Ablenker 15 dient hauptsäch lich dazu, die abwärts gerichteten Ton wellen nach aussen in den Raum hinein zu reflektieren.
Um die Verteilung der Tonwellen. in senk rechter Richtung zu verbessern, sind ein oder mehrere zusätzliche, segmentartige, konische Ablenker 16 im wesentlichen parallel zum Ablenker 1:
5 und mitten zwischen ihm und der Scheidewand 1.2 angeordnet. Der Ab lenker 16 erstreckt sich vorzugsweise im wesentlichen bis zur Mitte der Tonhöhle 1.1 oder bis zur Mitte,des Lautsprechers 1,3. Um die Winkelverteilung der Tonwellen zu-ver- bes.sern, ist ausserdem eine Mehrzahl von ver tikalen Flossen vorgesehen, in diesem Bei spiel die zwei Flossen 17 und 18, :
die sich zwischen dem konischen Ablenker 15 und der Scheidewand 1,2 erstrecken und sich im wesentliehen von der Mitte der Tonhöhle oder der Mitte des Lautsprechers 1ss. nach aussen ausdehnen. Die Flossen 17 und 18 können vereinigt sein durch die Flosse 19, die sich bis zur hintern Ecke der Tonhöhle 11 erstreckt.
Die konischen Ablenker 15 und 16 und die senkrechten Flossen 17. 18 und 19 müs sen von hinreichender Steifheit sein, um nicht in wesentliche mechanische Vibrationen im Hörfrequenzbereich zu kommen, und sie können zu diesem Zweck Blätter von mässig schwerem ga.uge metal, die gelötet oder ge schweisst sind, enthalten.
Der 'feil des Gehäuses 10 oberhalb der Scheidewand<B>12</B> bildet eine geschlossene, ton- absorbierende Kammer, um Interferenzen der Tonwellen, die an der Hinterseite des Diaphragmas des Lautsprechers 13 erzeugt werden, mit den Haupttonwellen zu ver hindern.
Dieser Teil des Gehäuses ist eben falls mit relativ schweren. steifen, resonanz verhindernden Wänden konstruiert und kann absteifende Bauelemente enthalten, um .diese Eigenschaften sicherzustellen. Dieser Teil des Gehäuses ist im wesentlichen vo:llstä.ndig mit tonabsorbierenden Platten 240 ausgeklei det, die im Handel unter dein \ amen Acousti-Celotex erhältlich sind.
Zusätzlich trennt ein Schirm oder eine andere ton durchlässige Platte 21 von dem obern Teil des Gehäuses eine Pyramide ab. Diese Kam mer 22 ist mit einem tonabsorbierenden Material, wie z. B. Wolle, gefüllt. Wenn es gewünscht wird. kann.eine ',Stoffhedecl_uno; für .den Schirm 21l vorgesehen werden, um Staub. Schmutz und kleine Teilchen des ton- absorbierenden Materials zurückzuhalten.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Tonwiedergabeeinrichtung ist kurz gesagt folgende: Die Tonwellen, die durch die Ein richtung 13 erzeugt und abwärts in die Tonhöhle 11 hineingeworfen werden. wer den durch den konischen Ablenk.er 15 in den Aussenraum gelenkt. Die konische Ausbil dung des Ablenkers 15 erzeugt im wesent lichen eine gleichförmige Winkelverteilung der Tonwellen.
Wie oben festgestellt. sollte die Neigung des Ablenkers 15 eine solche sein, dass sie clie Tonwellen aufwärts in einem solchen Winkel ablenkt, dass sie den Kopf eines Ilörers erreicht, der sich unge fähr im Mittelpunkt eines Raumes befindet, in welchem das Gerät benutzt wird. Dieses Ergebnis wird erzielt, wenn der Anst-ellwin- kel des konischen Ablenkers 15 von der Grössenordnung<B>130'</B> = 20 ist.
Mit der Verwendung des konischen Ab lenkers 15 allein können indessen verschie dene Interferenzwege in den Tonwellen. die durch die Einrichtung 13 abwärts gestrahlt werden, durch .den plötzlichen Wechsel in der Richtung hervorgerufen werden.
Der segmentartige Ablenker 16 verhindert zu sammen mit den senkrechten Flossen 17, 18 und 19 irgendwelche .solche Interferenzen. Der Ablenker 16 bewirkt aber auch eine Verbesserung der vertikalen Verteilung der Tonwellen. Es ist gefunden worden, da.ss die Flossen 17 und 1.8 und Ablenker 16 beson ders wirksam über einen Hörfrequenzbereich von 600 bis 1200 Hertz sind.
Der Teil des Gehäuses 10 über der Ton höhle 11 bewirkt eine Absorption der Ton wellen, die durch die Rückseite des Dia pbragma.s der Einrichtung 13 erzeugt wer- rIen, und diese Absorption soll ohne mecha nische Vibration irgend eines Teils des Ge häusebaues bewirkt werden.
Eine solebe mechanische Vibration wird im wesentlichen durch die oben beschriebene Verwendung relativ steifer Wände mit oder ohne Stützen und durch Umhüllung der @Ä'ä.nde mit einem tonabsorbierenden Material vermieden. Die Resonanzeigenschaften des Gehäuses. die durch diese Mittei ausgeschaltet werden.
müssen indessen von den Pesonanzeigen- schaften des umgebenden Luftkörpers unter schieden werden. Die Resonanz des Luftkör pers -wird durch die pyramidenförmige Masse tonabsorbierenden Materials 22 verringert, welche den Teil des Gehäuses oberhalb der Schallwand 12: von nicht gleichförmiger Tiefe macht.
Diese Wirkung wird noch durch die Qnerschnittsfläche des Gehäuses unterstützt, denn die Abschrägung der Vor derkante des Gehäuses eliminiert im wesent- liehen irgendwelche parallelen Oberflächen in diesem Teil des Gehäuses, und eliminiert dadurch im wesentlichen Resonanzeffekte c>der stehende Wellen, erleichtert eine Re- flektion in spitzem Winkel und unterstützt die bessere Ausnutzung .der Ecke eines Raumes.
Die relativen und absoluten Ausmasse des oben beschriebenen Gerätes werden im wesentlichen durch .die Erfordernisse jeder einzelnen Aufstellungsart bestimmt, jedoch stellen die folgenden Beziehungen ,diejenigen dar, die in einem besonderen Falle befriedi gend waren.
Der eingeschlossene Winkel zwischen den Seitenwänden ist natürlich durch den Trihedralwinkel bestimmt, der von der Ecke des Raumes gebildet wird, in wel chem das Gerät benutzt werden soll, und ist gewöhnlich<B>90'.</B> Die vertikale Öffnung der Tonhöhle 11 ist vorzugsweise von der Grössenordnung des Membrandurchmessers des Lautsprechers 13.
Die totale Höhe des Gehäuses 10 ist nicht kritisch, jedoch ist sie vorzugsweise wenigstens fünf- oder sechsmal so gross wie der Membrandurchmesser und sollte ein hinreichend grosses Volumen haben, um den Aufbau der tiefen Töne, die durch den Lautsprecher erzeugt werden, nicht zu beeinträchtigen.
Die Membran des Lautspre chers 13 ist vorzugsweise mit ihrer Achse senkrecht zum Baden gerichtet, sie kann je doch auch leicht dazu geneigt sein; die Nei gungen der Ablenker 15 und 16 müssen dann entsprechend verändert werden.
Obgleich das Gehäuse 10 und besonders die Tonhöhle 11 so dargestellt worden sind, als bildeten sie im wesentlichen einen rich tigen Trihedralwinkel, so kann natürlich auch irgend ein Polyhedralwinkel oder ganz allgemein irgendwelche konische Gestalt ver wendet werden im Falle, dass das Gerät in einem Raum aufgestellt werden soll, in welchem eine Ecke von anderer Form ist.
Es wird ebenfalls klar sein, dass das Gerät umgekehrt werden kann, so dass die Ton höhle unmittelbar nahe ,der Decke sich be findet. Die Frequenzcharakteristik des oben be schriebenen Tonwiedergabegerätes, aufge nommen durch ein wie bei normalen Ar- beitsbedingungen zum Gerät orientiertes Mikrophon, ist durch Kurve A in Fig. 5 ge zeigt.
Aus dieser Kurve ist zu ersehen, dass die Wiedergabe ziemlich gleichförmig über den Frequenzbereich von 100 bis 4000<B>Hertz</B> ist. In der gleichen Figur stellt die Kurve B eine Korrektionskurve dar, welche in Kom bination mit dem Gerät, .dessen Charakteri stik durch die Kurve A dargestellt wird, absolut gleichförmiges Frequenzansprechen hervorbringen würde.
Die Kurve B ist die Spiegelung,der Kurve A. Kurve C in dieser Figur stellt eine Korrektionskurve dar, idie durch eine F'requenzselektionsschaltung eines elektrischen Übertragungssystems erzielbar ist. Man sieht, dass die Kombination der Kurven A und C eine sehr gute Annähe rung an die ideale Korrektionskurve B dar stellt.
Die Resultierende der Kurven A und C ist in Kurve D nach oben verschoben ge zeigt. blan sieht, dass die Kurve D sich nicht mehr als ungefähr 3 Dezibel von ihrem Durchschnittswert entfernt.