Lautsprecher, der in einem mit einem akustischen Widerstand versehenen Kasten eingebaut ist. Die Erfindung bezieht sich auf einen Lautsprecher, der in einem Kasten mit starren Wänden ,eingebaut ist, von denen ein Teil, z. Py. die Hinterwand, luftdurchlässig ist und einen akustischen Widerstand bildet.
Es ist bekannt, dass bei derartigen Ap- paraten: die im Kasten hinter der Membran hefindliiche Luftsäuleeinen ungünstigen Ein- flu:
ss! auf die Güte des wiedergegebenen Schalles ausübt. Zur Erklärung dieser Er scheinung wurde wohl angenommen, dass die von der Membran ausgesandten Schallwellen teilweise von den starren Kastenwänden nach der Membran hin. zurückgeworfen werden,
und zwar in Phasse mit Iden Bewegungen (der ver- schiedenen Membranteile oder in der Phase ver schoben in bezug auf diese Bewegungen. Es entsteht hierdurch: ,eine ungleichmässige Wie- dergabecharakteristik. Zum Beseitigung die ses Übelstandes wurde vorgeschlagen, :
die Wände des Kastens auf -der Innenseite mit ,einem, schal1,dämpfend@en StQff zu. bekleiden. Ein weiterer Vorschlag bestand darin, die Wände ödes Kaistenss in. der Nähe der Mem bran mit,Öffnungen zu versehen,
durch wel che die SchaJsw-ellen in unmittelbarer Ver- bindung mit der Aussenluft standen, so,dass die schädliche Rückwirkung der im Kasten vorhandenen Luft auf die Membranbewe- gung vollkommen oder teilweise aufgehoben wurde.
Es trat dabei jedoch der Nachteil auf, dass die abschirmende Wirkung des Kastens für die niedrigen Aequenzen unaus- reichend wuxde und ein Mangel -au tiefen Tönen eintrat.
Da der Lautsprecher sein aperodisches System ist, schwingt das System nach Ab lauf deg Antriebstosses während einer ge wissen Zeit aus, was eine :störende Art eines Nachhalleffektes zur Folge hat.
Um das Ausschwingen der Membran zu" vermeiden, wurde auch bereits vorgeschlagen, den Kasten durch ,einen akustissehen Widerstand in Form einer mit Hilfe von Spalten luftdurchlämi.g gemachten Platte abzuschliessen und die und die Anzahl der Spalte in
Vereini- gung mit den Abmessungen des Kastens der art zu wählen, dass der Schallverlust hei der niedrigsten wiederzugebenden wiehti gen Fre quenzen einen bestimmten erwünschten )Wert nicht überschreitet.
Die vorliegende Erfindung, die sieh gleichfalls auf einen Lautsprecher mit einem Kasten mit starren Wänden bezieht, von denen ein Teil luftdurohlässig ist, gründet sich auf die Erkenntnis, dass das Vorhanden sein des Kastens, .dessen Tiefe von der glei chen Grössenordnung oder grösser wie die an dern Abmessungen ist,
in erster Linie zu einer ungenauen Wiedergabe Anlass gibt, da, die Volumengeschwindigkeit der Luft am Ende des Kastens, wenn dieser zum Beispiel an .der Hinteiseite offen ist, in bezub auf die Zrnlumenggeschwindibheit in der Nähe der D1em@bra-n bei bestimmten Frequenzen viel zu gross sein kann,
wodurch die akustisnhe Wiederga.becharaliteristik unzulässig verzerrt wird.
Unter "@rolumengeschwindigheit" der Luft ist hier, wie üblich, das Produkt der Luftgeschwindigkeit und der von der Luft durchströmten Oberfläche zu verstehen.
Der Lautsprecher mit Kasten gemäss der Erfindung weist folgende Merkmale auf: Der akustische Widerstand indem. liiftd,urchlä@ei- gen Teil des Kastens muss wenigstens so gross sein,
dass das Verhältnis zwischen der @'olü- mengeschwindigkeit der Luft im Kasten in der bähe des akustischen Widerstandes und derjenigen in der Nähe der Ta@utspreeh:
e@r- membra.n über d em ganzen wiederzugebenden Frequenzgebiet höchstens 1Y , zweckmässig kleiner als 1 ist.
Hierdurch können die durch die Kastenresonanz hervorgerufenen stören- rIen Unregelmässigkeiten in der akustischen Wiedergabecharakteristik, die bei einem ge- tvöhnliahen Radiokasten in der Nähe:
von 200 Hertz liegen, g-rundsätzlieli vermieden werden. \ Unter dem Begriff "alzustiseher Wider- stand" ist hier eine akusti@sehe Impedanz zii -Verstehen. derer; Recktanz bei den. bei reffen- den Frequenzen praktisch vernaehlässigbar ist.
Obwohl der spezifische akustische Wider stand einen oben angegebenen bestimmten Mindestwert fitzen mu ss, kann dieser Wi- dersia.nd anderseits nicht unbeschränkt hoch gewählt werden, da.
sonst die Rückwirkung der Tauft im Kasten auf -die Lautsprecher- inembra,n zu gross wird, was wieder eine uti- zulii.ssig hohe Grundresonanz des ganzen schwingenden Systems verursacht.
Zwecks einer .guten Wiedergalx@ ist der Widerstand nicht so hoch zu wählen, dass der Scheitel- wert der letztgenannten Resonanz in der stisehen Wiedergabekurve. höher als 4 <B>t</B> akw Decibel über dem Mittelwert im Frequenz gebiet von 100 bis 800 Hertz dieser Kurve zu liegen kommt.
Der akustis ehe Widerstand- darf siele wei- ter nicht auf einen zii kleinen Teil der be- treffenden Wand beschränken:
er soll sich über wenigstens 20 % der Sämtlichen Wan dungen erstrecken. Die beiden oben erwähn ten Bedingungen können sonst nämlich nicht mehr bleichzeitig erfüllt werden.
Wenn die schalldurchlässige Oberfläche des akustischen Widerstandes auf einen zu kleinen Teil der betreffenden Wand beschränkt und so hoch "wählt wird, dass der ersten Anforderung betreffs des Mindestwert Genüge betan wird, wird die Rückwirkung auf die Mem bran wieder zii gross', was auf einen vergrösser ten Einfluss der Starrheit der Luft hinter der Membran zurückzuführen ist.
Die geringste Grösse des luftdurchlässigen Teils lässt sich am einfachsten experimentell aus der akusti- sehen Frequenzcharakte@ristik ermitteln.
Eis wurde hei der vorstehenden Erör- terung angenommen. da,ss die Recktanz kleiner ist als der Widerstand-. das he isst ,d'ass da,s Material des Widerstandes bei den<B>be-</B> treffenden Frequenzen an der Bewegung praktisch nicht teilnimmt.
Dieser Anford@e- run:b kann unter anderem Genüge getan wer den. indem man den akustischen Widerstand aus der Vereinigung- einer oder mehrerer Sch.iehten. eines an sich biegsamen Stoffes, wie z.
R. einen Gewebe oder diinnem porösem Papier, und eines mit Öffnungen versehenen ,starren Körpers, z. B. einer grob durchlö cher- teii starren Platte, die als Stütze des bieg samen Stoffes dient, herstellt.
Diese Kombi- nation lä.sst sieh auf billige und einfache Weise herstellen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeich nung näher erläutert, in der ein Ausfüh rungsbeispiel sowie akustische Frequenz- cha.rakteristiken von einigen Ausführungs formen schematisch ,darges,tollt sind.
In Fig. 1 ist ein in einen Kasten. einge- bauter Lautsprecher dargestellt, beidem die Hinterseite des Kastens durch eine Wand mit einem akustischen Widerstand abgeschlossen ist.
In Fig. .2 sind gemessene Charakteristiken für einen Kasten mit,dem :genannten akus:ti- sohen Widerstand und ahne diesen Wider- stand, das heisst ohne diegenannte Wand dar gestellt.
Die Fig. .3 und 4 zeigen weitere akusti@s,che Frequenizcharakbeinstiken. In. Fig. 1 ist der Lautsprecher auf gie- eignete Weise in einer Ö@ffnung in .der Vor derwand eines Kastens 2 angeordnet, dar etwa 43 cm breit,
etwa 34 cm .hoch und etwa 2:7 cm tief isst. Die Hinterseite des Kastens ist durch eine aus Holz oder Pappe beste hende starre Wand 3 von der Grösse von etwa 114 dm' und einer Dicke von etwa 2,1/2 mm abgeschlossen.
Diese Wand weist mehrere Löcher 4 mit einem Durchmesser von 6 mm auf, die über einen grossen Teil ,der gesamten Wandoberfläche verbreitet sind und per Flächeneinheit 20 bis 7,5 % (der Fläche, z. B. 40 %, einnehmen.
Die Löcher nehmen also insgesamt etwa 0,4.14 = 5,6 dm2 ein. Auf der Innenseite oder Wand ist eine Schicht- aus biegsamem Stoff, wie porösem Papier oder ein Lappen eines Textilgewebes, festgeklebt,
und zwar an seiner ganzen Berührungs fläche mit der Wand. Das Ganze wird in folge der Starrheit der Wand durch die Luftschwingungen praktisch nicht bewegt. Das Nichtteilnehmen ,der Wand an,den Luft- seh-win,gungen kann, wie oben ei-vähnt,,
durch eine genügende Starre oder aber durch ein ausreichendes Gewicht,der Wand oder durch Kombination von beiden erzielt werden.
In. dem. gasten kann ausser dem Laut sprecher noch ein vollständiges Radiogerät eingebaut sein.
Der akustische Widerstand kann gegebenenfalls ausserdem auch in einem oder mehreren Teilen der Seiten-Unter- oder Oberwand, zweckmässig in,der Nähe der Hin- terwand vorgesehen werden.
Je nach der Grösse des Kastens und der luftdurchlässig zu machenden. Ob,erfläehe der Wand können im albgemeinen Widerstands stoffe verwendet werden, die pro cm' einen Widerstand von etwa 30 biss 80 mechanische Ohm besitzen.
Unter einem mechanischen Ohm ist die Impedanz eines .Systems zu ver stehen, .dass ;sich ;
bei einem Antrieb durch eine Kraft von. 1 Dyn mit einer Geschwin- digkeit von 1 cm/,Sek. bewegt. Das geeignetste Material kann im Zusammenhang mit -der durch die Öffnungen in der Platte freigelasse- nen ,gesamten Durchss#tröm:
ob,erfliäclhle für jede Art eines Kastens mit Lautsprecher beson ders bestimmt werden, was am einfachsten experimentell erfolgen kann.
Statt an einer einzigen starren Wand be- festigt zu sein, kann der biegsame Stoff auch zwischen;
zwei gelochten Platten angebracht und an einer der Platten festgeklebt sein, derart, @dass die Löcher der beiden Platten sich ganz oder teilweise gegenüberstehen. Der auf diese Weise gebildiete akustische Wider stand kann dadurch regelbar gemacht wer den,
@dass die eine Platte verschiebbar oder drehbar in bezug auf ,die andere gemacht wird, damit sich die Löcher in grösserem oder geringerem Masse gegenüber stehen können. Bei Verwendung eines Stoffes:, wie z, B.
Watte oder Schladkenwolle, isst es ,durch Änderung ,des Abstandes zwischen Aden bei den Platten auch möglich, einen regelbaren akustissichen Widerstand zu erhalten.
An .Stelle eines akustischen Widerstandes in Form einer durchlochten starren Platte, in der die Löcher durch eine oder mehrere Schichten aus Tuch oder porösem Papier be deckt sind, ist auch ein. Widerstand anwend bar, der aus einem, Gewebe von starren He-
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Falldrähten <SEP> und <SEP> biegsamen, <SEP> z. <SEP> B.
<SEP> dünneren
<tb> Drähten <SEP> aus <SEP> Metall <SEP> oder <SEP> Faserstoff <SEP> besteht.
<tb> Ein <SEP> einfaches <SEP> Verfahren <SEP> zur <SEP> Messung <SEP> des
<tb> obenerwähnten <SEP> Verhältnisses <SEP> zwischen <SEP> den
<tb> Volumengeschwindigkeiten. <SEP> der <SEP> Luft <SEP> in <SEP> der
<tb> Nähe <SEP> der <SEP> Membran <SEP> und <SEP> der <SEP> Luft <SEP> in <SEP> dci? <SEP> Nähe
<tb> des <SEP> akustischen <SEP> Widerstandes, <SEP> sowie <SEP> der
<tb> Rückwirkung <SEP> der <SEP> Luft <SEP> auf <SEP> die <SEP> Heinbran <SEP> ist,
<tb> folgendes:
<SEP> Der <SEP> zu <SEP> untersuchende <SEP> Laut@spre eher, <SEP> der <SEP> in <SEP> einem <SEP> Kasten <SEP> zu <SEP> verwenden
<tb> wird <SEP> ohne <SEP> Kasten <SEP> in <SEP> einer <SEP> Öffnung <SEP> einer
<tb> grossen <SEP> Schirmplatte <SEP> angeordir,et, <SEP> die <SEP> zur <SEP> -'er meidung <SEP> von <SEP> Raumrasonanzen <SEP> im <SEP> Freien <SEP> auf gestellt <SEP> ist. <SEP> Nacheinander <SEP> wird <SEP> die <SEP> Sprech spule <SEP> mit <SEP> einem <SEP> Strom <SEP> mit <SEP> von <SEP> 20 <SEP> Hertz <SEP> an
<tb> stets <SEP> ansteigender <SEP> Frequenz <SEP> gespeist. <SEP> Die
<tb> Stromstärke <SEP> bleibt <SEP> jedoch <SEP> für <SEP> jede <SEP> Frequenz
<tb> gleich. <SEP> In <SEP> einigem <SEP> Abstand, <SEP> z. <SEP> B. <SEP> in <SEP> einem
<tb> solchen <SEP> von <SEP> ? <SEP> Metern. <SEP> -erden <SEP> von <SEP> einem.
<SEP> Mi lirophon <SEP> die <SEP> infolge <SEP> der <SEP> Schallschwingungen
<tb> verursachten <SEP> L.uftdruckänderungen <SEP> aUfge nommen, <SEP> die <SEP> auf <SEP> irgend <SEP> eine <SEP> bekannte <SEP> -'eise
<tb> aufgezeichnet <SEP> werden. <SEP> Es <SEP> wird <SEP> auf <SEP> diese
<tb> Weise <SEP> eine <SEP> Charakteristik <SEP> erhalten, <SEP> die <SEP> über
<tb> einen <SEP> Frequenzbereich <SEP> von <SEP> 20 <SEP> bis <SEP> 1000 <SEP> Hertz
<tb> die <SEP> verschiedenen <SEP> Volrunengesch -indigkeiten
<tb> in <SEP> der <SEP> Nähe <SEP> der <SEP> Membran <SEP> darstellt.
<tb> Der <SEP> Lautsprecher <SEP> wird <SEP> ,jetzt;
<SEP> im <SEP> Kasten
<tb> angeordnet, <SEP> worauf <SEP> letzterer <SEP> mit <SEP> der <SEP> mit
<tb> einem <SEP> akustischen <SEP> Widerstand <SEP> versehenen
<tb> Hinterseite <SEP> an <SEP> der <SEP> Öffnung <SEP> der <SEP> Schirmplatte,
<tb> und <SEP> dem <SEP> registrierenden <SEP> Mikrophon <SEP> zuge kehrt <SEP> angeordnet <SEP> wird. <SEP> Der <SEP> La.utsprevlrer
<tb> wird <SEP> auf <SEP> dieselbe <SEP> Weise, <SEP> wie <SEP> bereits <SEP> beschrie ben <SEP> wurde, <SEP> gespeist <SEP> und <SEP> die <SEP> Luftdriiel@ände rungen <SEP> werden <SEP> wiederum <SEP> aufgezeichnet.. <SEP> Das
<tb> -Zilzroph,on <SEP> muss <SEP> sich <SEP> in <SEP> bezug <SEP> auf <SEP> die
<tb> Schirmplatte <SEP> selbstver:stäudlieh <SEP> an <SEP> derselhen
<tb> Stelle:
<SEP> befinden, <SEP> wie <SEP> bei <SEP> der <SEP> ersten <SEP> Messung.
<tb> Die <SEP> zweite <SEP> Aufzeichnug <SEP> Stellt <SEP> die <SEP> Volumen in <SEP> der <SEP> Nähe <SEP> des <SEP> ahirstiseberi
<tb> -Tiderstandes <SEP> dar.
<tb> Ein <SEP> Verfahren <SEP> zur <SEP> Bestimmung <SEP> der <SEP> aliu stischen <SEP> Frequenzcha-rakteri@stik, <SEP> bei <SEP> dem <SEP> der
<tb> Schallausstrahlung <SEP> in <SEP> verschiedenen <SEP> Rich tungen <SEP> Rechnung <SEP> getragen <SEP> wird, <SEP> wie <SEP> dies
<tb> auch <SEP> bei <SEP> Radiokasten <SEP> in <SEP> einem <SEP> Zimmer <SEP> vor komm.t, <SEP> dessen <SEP> Wände <SEP> einen <SEP> Teil <SEP> rle,; <SEP> Selralles
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zurizekwerfen, <SEP> besteh-:
<SEP> in <SEP> der <SEP> Aufnahme <SEP> dar
<tb> Druchä.nderungen, <SEP> z. <SEP> B. <SEP> mit <SEP> Hilfe <SEP> eines <SEP> Mi krophons, <SEP> die <SEP> durch <SEP> einen <SEP> sich <SEP> drehenden
<tb> Radiokasten <SEP> mit <SEP> Lautsprecher <SEP> in <SEP> der <SEP> freien
<tb> Luft. <SEP> herbeigeführt <SEP> werden. <SEP> Der <SEP> Lautsprecher
<tb> wird <SEP> gleichfalls <SEP> auf <SEP> die <SEP> bereits <SEP> beschriebene
<tb> Weise <SEP> gespeist. <SEP> Dieses <SEP> Verfahren <SEP> wird <SEP> dazu
<tb> angewendet, <SEP> um <SEP> so <SEP> gut <SEP> wie <SEP> möglich <SEP> einen
<tb> -Mittelwert <SEP> der <SEP> Schallausstrahlung <SEP> in <SEP> allen
<tb> Richtungen <SEP> erhalten <SEP> zu <SEP> können.
<SEP> Eine <SEP> Ge sclrwindigkeit <SEP> von <SEP> etwa <SEP> <B>70</B> <SEP> bis <SEP> 80 <SEP> LTmdrehun gen <SEP> in <SEP> .der <SEP> Minute <SEP> hat <SEP> sich <SEP> dazu <SEP> als <SEP> sehr <SEP> ge eignet <SEP> erwiesen. <SEP> Die <SEP> Charakteristiken <SEP> der
<tb> Fig. <SEP> 2. <SEP> 3 <SEP> und <SEP> 4 <SEP> wurden <SEP> auf <SEP> diese <SEP> Weise <SEP> auf genommen.
<tb> In <SEP> Fig. <SEP> 2 <SEP> stellt <SEP> die <SEP> ausgezogene <SEP> Linie <SEP> A
<tb> die <SEP> akustische <SEP> Wiedergabecharakteristik <SEP> eines
<tb> Radiogerätes <SEP> mit <SEP> einem <SEP> in <SEP> den <SEP> Kasten <SEP> ein gebauten <SEP> Lautsprecher <SEP> ohne <SEP> akustischen <SEP> Wi derstand <SEP> dar. <SEP> Die <SEP> durch. <SEP> die:
<SEP> Hinterrand <SEP> des
<tb> Kastens <SEP> eingenommene <SEP> Oberfläche <SEP> beträgt <SEP> in
<tb> diesem <SEP> Falle, <SEP> wie <SEP> bei <SEP> dem <SEP> Kasten <SEP> nach <SEP> Fig. <SEP> 1,
<tb> etwa <SEP> 14 <SEP> dm-. <SEP> Der <SEP> au,sgeprä <SEP> gte <SEP> Seheitel <SEP> Ri <SEP> bei
<tb> etwa <SEP> 22:
5 <SEP> Hertz. <SEP> der <SEP> infolge <SEP> des <SEP> Einbaues <SEP> des
<tb> Lautsprechers <SEP> in <SEP> den <SEP> Kasten <SEP> entstanden <SEP> ist
<tb> und <SEP> bei <SEP> der <SEP> Wiedergabe <SEP> zu <SEP> vermeiden <SEP> ist.
<tb> lä.sst <SEP> sieh <SEP> durch- <SEP> Verwendung <SEP> eines <SEP> geeigneten
<tb> akustischen <SEP> Widerstandes <SEP> derart <SEP> abflachen,
<tb> dass <SEP> eine <SEP> Charakteristik <SEP> gemäss <SEP> der <SEP> Punktier ten <SEP> Linie <SEP> B <SEP> erzielt <SEP> wird. <SEP> Es <SEP> hat <SEP> sieh <SEP> als
<tb> möglich <SEP> erwiesen, <SEP> die <SEP> Abweichungen <SEP> vom
<tb> Mittelwert <SEP> zwischen <SEP> 400 <SEP> und <SEP> 800 <SEP> Hertz <SEP> we niger <SEP> als <SEP> etwa <SEP> 3 <SEP> bis <SEP> 4 <SEP> Decibel <SEP> betragen <SEP> zu
<tb> lassen, <SEP> wa.s <SEP> aus <SEP> Fig.
<SEP> 2 <SEP> ersichtlich <SEP> ist <SEP> und
<tb> was <SEP> bedeutet, <SEP> da-ss <SEP> der <SEP> gestellten <SEP> Anforderung
<tb> betreffs <SEP> des <SEP> höchsten <SEP> Verhältnisses <SEP> 11<B>#,</B> <SEP> zwi schen <SEP> den <SEP> obene@rw <SEP> ähnten <SEP> Volumengeschwin digkeiten <SEP> Genüge <SEP> getan <SEP> ist. <SEP> Es <SEP> ergibt <SEP> sich
<tb> ausserdem <SEP> aus <SEP> der <SEP> Kurve <SEP> B, <SEP> dass <SEP> der <SEP> Scheitel
<tb> R <SEP> in <SEP> der <SEP> Kurve <SEP> A.
<SEP> der <SEP> die <SEP> Grundresonanz
<tb> des <SEP> Lautsprechers <SEP> im <SEP> offenen <SEP> Kasten <SEP> idar stellt, <SEP> auf <SEP> eine <SEP> nicht <SEP> störende <SEP> Grösse <SEP> R,
<tb> herabgesetzt <SEP> ist.
<tb> Die <SEP> strichpunktierte <SEP> Linie <SEP> C <SEP> in <SEP> dieser
<tb> Figur <SEP> gibt <SEP> ein <SEP> Bild <SEP> von <SEP> demjenigen, <SEP> was <SEP> vor geht, <SEP> wenn <SEP> der <SEP> akustische <SEP> Widerstand <SEP> zu
<tb> gross <SEP> ist. <SEP> Die <SEP> Gi-undresonauz <SEP> 13.. <SEP> des <SEP> Laut ist <SEP> nach. <SEP> den <SEP> höheren:
<SEP> Fre- qüenzen verschoben und hat ausserdem wieder an Intensität zugenommen (siehe Kurve C bei P") durch eine Vergrösserung der auf die Membran rückwirkenden Kraft infolge des zu grossen Wertes des gesamten akustischen Widerstandes.
Der Wideräand kann so ge wählt werden, dass :dieser :Scheitel R3 h#öch- stens etwa 4 Decibel über dem nahezu flachen '.Peile der Kennlinie, z.
B. über 400 bis 800 Hertz zu liegen kommt, das heisst dass dieser störende Seheitel, wie sich aus der Kurve B ergibt, vermieden ist.
In Fig. 3 sind akustische Frequenzeharak- terzstiken eines Lautsprechers in einem Kasten mit .seiner Hinterwand von etwa 14 dm' wie in Fig. 1 dargestellt.
Die Ober fläche der Löcher 4 (siehe Fig. 1) in dieser Wand betrug in diesem Falle etwa 0,7 dm2, das heisst etwa 5 % der gesamten Oberfläche der Hinterwand. Durch den Umstand, dass dieses Verhältnis .der Oberflächen zu klein ist, wird die akustische Impedanz der Löcher, unabhängig davon,
ob in ihnen noch ein weiterer akustischer Widerstand vorgesehen ist oder nicht, so gross, daB! unerwünschte Un regelmässigkeiten in der Charakteristik auf treten.
Die Kurven A', B' und C' stellen die Cha- rakteristiken des mit dem Lautsprecher ver- sehenen Kastens dar, bei dem auf der Hin terwand :gar kein .Stoffbezug angeordnet ist, .der akustische Widerstand somit ein Mini- mum beträgt bezw. der :
Stoffbezug so ist, dass dieser akustische Widerstand einen kleinen Wert bezw. einen grösseren Wert hat. Die unzulässigen: Unregelmässigkeiten bekun den sich durch zu hohe Scheitel R', R,' und Rs', die den :Scheiteln R bezw. R, bezw. R" in Fig. 2 entsprechen.
Die Unregelmässigkei ten lassen sieh in diesem Falle durch keinen einzigen, Widerstand innerhalb zulässige Grenzen zurückbringen.
Bei Vergrösserung der Anzahl von Lö- eh.ern in der Hinterwand bis zu etwa 1,4,dm@ nimmt der Wert der obererwähnten Impe danz bereits soviel ab, dass die Unregel- mässigkeiten in der Charakteristik bis auf zu lässige Werte herabgesetzt werden.
1)es ist aus 1''!g. 4 eraichtüch, in der die Kurven<I>A", B"</I> und C" Frequenzcharakte- ristiken darstellen, die den Kurven A', B' und<B>C</B> der Fig. 3 entsprechen, in,dem Sinne, dass bei den Lautsprecheranordnungen nach Fig. 4, die zu,den Kurven.
A", B" und C" ge hören, kein Stoffbezug, das heisst kleiner akustischer Widerstand bezw. ein Wider stand von einem passend .gewählten Wert bezw. einen zu :grossen Wert hatten. Die Scheitel R", Bi", R2' und R"" entsprechen dabei den Scheiteln R', Ri <I>,</I> R=' und R3' der Fi;g. 3.
Loudspeaker built into a box provided with an acoustic resistor. The invention relates to a loudspeaker installed in a box with rigid walls, part of which, e.g. Py. the rear wall, is air-permeable and forms an acoustic resistance.
It is known that in such devices: the air column yeast in the box behind the membrane has an unfavorable influence:
ss! affects the quality of the reproduced sound. To explain this apparition, it was assumed that some of the sound waves emitted by the membrane move from the rigid box walls towards the membrane. be thrown back,
namely in phase with the movements (of the different membrane parts or shifted in phase with respect to these movements. This results in:, an uneven reproduction characteristic. To remedy this problem, it has been proposed:
the walls of the box on the inside with, a, schal1, dampening @ en StQff. clothe. Another suggestion was to make openings in the walls of the barren box near the membrane.
through which the shaft waves were in direct contact with the outside air, so that the harmful reaction of the air present in the box on the membrane movement was completely or partially eliminated.
However, there was the disadvantage that the shielding effect of the box was insufficient for the lower sequences and there was a lack of low tones.
Since the loudspeaker is its aperodic system, the system swings out for a certain time after the drive shock has expired, which results in a disruptive kind of reverberation effect.
In order to "avoid the swinging out of the membrane, it has also already been proposed to close the box by means of an acoustic resistance in the form of a plate made air permeable with the help of gaps, and the and the number of gaps in
In conjunction with the dimensions of the box, select such that the sound loss at the lowest significant frequencies to be reproduced does not exceed a certain desired value.
The present invention, which also relates to a loudspeaker with a box with rigid walls, part of which is air-permeable, is based on the knowledge that the presence of the box, its depth of the same order of magnitude or greater than that the dimensions are different,
primarily gives rise to an imprecise reproduction, since the volume velocity of the air at the end of the box, if it is open at the rear, for example, is much in relation to the volume velocity in the vicinity of the diem @ bra-n at certain frequencies can be too big
as a result of which the acoustic reproduction is impermissibly distorted.
As usual, "@rolumengeschwindigheit" of the air means the product of the air speed and the surface through which the air flows.
The speaker with box according to the invention has the following features: The acoustic resistance by. liiftd, open part of the box must be at least as big as
that the ratio between the ole speed of the air in the box near the acoustic resistance and that near the Ta @ utspreeh:
e @ r- membra.n over the entire frequency range to be reproduced is at most 1Y, suitably smaller than 1.
In this way, the disturbing irregularities in the acoustic reproduction characteristics caused by the box resonance, which with a normal radio box nearby:
of 200 Hertz should generally be avoided. \ Under the term "high resistance" we mean an acoustic impedance zii. those; Bar dance with the. is practically negligible at relevant frequencies.
Although the specific acoustic resistance must have a certain minimum value specified above, this resistance cannot be chosen to be unlimitedly high, since.
otherwise the reaction of the baptism in the box on the loudspeaker inembra, n becomes too great, which again causes a uti- lily high basic resonance of the whole oscillating system.
For the purpose of a .good replay, the resistance should not be selected so high that the peak value of the last-mentioned resonance in the steady replay curve. higher than 4 <B> t </B> akw decibel above the mean value in the frequency range of 100 to 800 Hertz of this curve.
The acoustic resistance must not be restricted to a small part of the wall in question:
it should extend over at least 20% of all walls. Otherwise, the two conditions mentioned above can no longer be met at the same time.
If the sound-permeable surface of the acoustic resistance is limited to too small a part of the wall in question and is chosen so high that the first requirement regarding the minimum value is satisfied, the reaction on the membrane is again zii large, which increases to one th influence of the rigidity of the air behind the membrane.
The smallest size of the air-permeable part can most easily be determined experimentally from the acoustic frequency characteristics.
Ice was assumed in the preceding discussion. because the reactance is smaller than the resistance. that is to say, that the material of the resistance practically does not participate in the movement at the frequencies concerned.
This request @ run: b can be satisfied, among other things. by taking the acoustic resistance from the union of one or more layers. a flexible material, such as.
Typically a fabric or thin porous paper, and an apertured rigid body, e.g. B. a roughly durchlö cher- teii rigid plate, which serves as a support for the flexible material, produces.
This combination can be made in a cheap and simple way.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment and acoustic frequency cha.rakteristics of some embodiments are schematically, darges, madt.
In Fig. 1 is a in a box. built-in loudspeaker is shown, both of which the rear of the box is closed off by a wall with an acoustic resistance.
In Fig. 2, the measured characteristics for a box with the acoustical resistance and sense of this resistance, that is, without the wall mentioned, are shown.
FIGS. 3 and 4 show further acoustic frequency characteristics. In. Fig. 1 the loudspeaker is arranged in a suitable manner in an opening in the front wall of a box 2, about 43 cm wide,
about 34 cm. high and about 2: 7 cm deep. The back of the box is completed by a existing rigid wall 3 made of wood or cardboard, the size of about 114 dm 'and a thickness of about 2.1 / 2 mm.
This wall has several holes 4 with a diameter of 6 mm, which are spread over a large part of the entire wall surface and take up 20 to 7.5% (of the area, for example 40%) per unit area.
The holes take up a total of about 0.4.14 = 5.6 dm2. A layer of flexible material such as porous paper or a cloth of a textile fabric is glued to the inside or wall,
namely on its entire surface in contact with the wall. Due to the rigidity of the wall, the whole thing is practically not moved by the air oscillations. Failure to participate, the wall on, the aerial view, can, as mentioned above,
by a sufficient rigidity or by a sufficient weight, the wall or a combination of both.
In. the. In addition to the loudspeaker, a complete radio device can also be installed.
The acoustic resistance can optionally also be provided in one or more parts of the lower or upper side wall, expediently in the vicinity of the rear wall.
Depending on the size of the box and the size to be made air permeable. Whether, to create the wall, resistance materials can generally be used which have a resistance of about 30 to 80 mechanical ohms per cm '.
A mechanical ohm is the impedance of a .system, .that; itself;
when driven by a force of. 1 dyne at a speed of 1 cm / sec. emotional. The most suitable material can be used in connection with -the entire flow through the openings in the plate:
whether, for each type of cabinet with loudspeaker, it is necessary to determine what is easiest to do experimentally.
Instead of being attached to a single rigid wall, the flexible material can also be placed between;
two perforated plates must be attached and glued to one of the plates in such a way that the holes of the two plates face each other completely or partially. The acoustic resistance formed in this way can be made adjustable.
@that the one plate is made movable or rotatable in relation to the other, so that the holes can face each other to a greater or lesser extent. When using a substance: such as
Cotton or Schladken wool, it is also possible to obtain an adjustable acoustic resistance by changing the distance between aden on the panels.
Instead of an acoustic resistance in the form of a perforated rigid plate in which the holes are covered by one or more layers of cloth or porous paper is also a. Resistance applicable, which consists of a fabric of rigid he-
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Drop wires <SEP> and <SEP> flexible ones, <SEP> e.g. <SEP> B.
<SEP> thinner
<tb> wires <SEP> consists of <SEP> metal <SEP> or <SEP> fiber <SEP>.
<tb> A <SEP> simple <SEP> method <SEP> for <SEP> measurement <SEP> des
<tb> above-mentioned <SEP> ratio <SEP> between <SEP> the
<tb> volume velocities. <SEP> the <SEP> air <SEP> in <SEP> the
<tb> Proximity <SEP> the <SEP> membrane <SEP> and <SEP> the <SEP> air <SEP> in <SEP> dci? <SEP> proximity
<tb> of the <SEP> acoustic <SEP> resistance, <SEP> and <SEP> the
<tb> Reaction <SEP> of the <SEP> air <SEP> on <SEP> which is <SEP> Heinbran <SEP>,
<tb> the following:
<SEP> The <SEP> to <SEP> examining <SEP> According to @ speak rather, <SEP> the <SEP> in <SEP> a <SEP> box <SEP> to <SEP>
<tb> becomes <SEP> without a <SEP> box <SEP> in <SEP> a <SEP> opening <SEP> one
<tb> large <SEP> faceplate <SEP> angeordir, et, <SEP> the <SEP> for <SEP> avoidance <SEP> of <SEP> room resonances <SEP> in <SEP> open <SEP> is set to <SEP>. <SEP> One after the other <SEP> <SEP> the <SEP> speech coil <SEP> with <SEP> a <SEP> current <SEP> with <SEP> of <SEP> 20 <SEP> Hertz <SEP>
<tb> always <SEP> increasing <SEP> frequency <SEP> fed. <SEP> The
<tb> Amperage <SEP> remains <SEP> but <SEP> for <SEP> every <SEP> frequency
<tb> same. <SEP> In <SEP> some <SEP> distance, <SEP> e.g. <SEP> B. <SEP> in <SEP> one
<tb> such <SEP> by <SEP>? <SEP> meters. <SEP> - earth <SEP> from <SEP> one.
<SEP> Mi lirophon <SEP> the <SEP> as a result of <SEP> the <SEP> sound vibrations
<tb> caused <SEP> air pressure changes <SEP> recorded, <SEP> the <SEP> on <SEP> any <SEP> a <SEP> known <SEP> -'eise
<tb> will be recorded <SEP>. <SEP> It <SEP> will <SEP> on <SEP> this
<tb> way <SEP> get a <SEP> characteristic <SEP>, <SEP> the <SEP> over
<tb> a <SEP> frequency range <SEP> from <SEP> 20 <SEP> to <SEP> 1000 <SEP> Hertz
<tb> the <SEP> different <SEP> full-run speeds
<tb> in <SEP> represents the <SEP> near <SEP> the <SEP> membrane <SEP>.
<tb> The <SEP> speaker <SEP> becomes <SEP>, now;
<SEP> in the <SEP> box
<tb> arranged, <SEP> whereupon <SEP> the latter <SEP> with <SEP> the <SEP> with
<tb> provided with an <SEP> acoustic <SEP> resistor <SEP>
<tb> rear side <SEP> at <SEP> of the <SEP> opening <SEP> of the <SEP> faceplate,
<tb> and <SEP> are assigned to the <SEP> registering <SEP> microphone <SEP> <SEP> is arranged <SEP>. <SEP> The <SEP> La.utsprevlrer
<tb> is <SEP> in <SEP> the same <SEP> way, <SEP> as <SEP> was already <SEP> described <SEP>, <SEP> is fed <SEP> and <SEP> the <SEP> Air pressure changes <SEP> are recorded <SEP> in turn <SEP> .. <SEP> That
<tb> -Zilzroph, on <SEP>, <SEP> must be <SEP> in <SEP> with reference to <SEP> on <SEP> the
<tb> Shield plate <SEP> self-sustaining <SEP> to <SEP> derselhen
<tb> position:
<SEP>, <SEP> like <SEP> for <SEP> of the <SEP> first <SEP> measurement.
<tb> The <SEP> second <SEP> recording <SEP> puts <SEP> the <SEP> volume in <SEP> the <SEP> near <SEP> the <SEP> ahirstiseberi
<tb> resistance <SEP>.
<tb> A <SEP> method <SEP> for <SEP> determination <SEP> of the <SEP> aluminum <SEP> frequency characteristics, <SEP> for <SEP> the <SEP> of
<tb> Sound emission <SEP> in <SEP> different <SEP> directions <SEP> <SEP> is taken into account <SEP>, <SEP> like <SEP> this
<tb> also <SEP> with <SEP> radio box <SEP> in <SEP> a <SEP> room <SEP> occurs, <SEP> whose <SEP> walls <SEP> a <SEP> part <SEP > rle ,; <SEP> Selralles
EMI0004.0002
zurizekwerfen, <SEP> consists-:
<SEP> in <SEP> of the <SEP> recording <SEP>
<tb> changes, <SEP> e.g. <SEP> B. <SEP> with <SEP> help <SEP> of a <SEP> microphone, <SEP> the <SEP> turning <SEP> a <SEP> <SEP>
<tb> Radio box <SEP> with <SEP> loudspeaker <SEP> in <SEP> of the <SEP> free
<tb> air. <SEP> brought about <SEP>. <SEP> The <SEP> speaker
<tb>, <SEP> is also <SEP> on <SEP> the <SEP> already described <SEP>
<tb> way <SEP> fed. <SEP> This <SEP> procedure <SEP> becomes <SEP> in addition
<tb> used, <SEP> around <SEP> as <SEP> good <SEP> as <SEP> possible <SEP> one
<tb> mean value <SEP> of the <SEP> sound emission <SEP> in <SEP> all
<tb> directions <SEP> get <SEP> to <SEP> can.
<SEP> A <SEP> speed <SEP> of <SEP> about <SEP> <B> 70 </B> <SEP> to <SEP> 80 <SEP> LTm rotations <SEP> in <SEP> .der <SEP> minute <SEP>, <SEP> has proven to be <SEP> very <SEP> suitable <SEP> for this <SEP>. <SEP> The <SEP> characteristics <SEP> of the
<tb> Fig. <SEP> 2. <SEP> 3 <SEP> and <SEP> 4 <SEP> were <SEP> in <SEP> this <SEP> way <SEP> recorded.
<tb> In <SEP> Fig. <SEP> 2 <SEP>, <SEP> represents the <SEP> solid <SEP> line <SEP> A
<tb> the <SEP> acoustic <SEP> playback characteristic <SEP> of a
<tb> radio device <SEP> with <SEP> a <SEP> in <SEP> the <SEP> box <SEP> a built-in <SEP> loudspeaker <SEP> without <SEP> acoustic <SEP> resistance <SEP> . <SEP> The <SEP> through. <SEP> the:
<SEP> rear margin <SEP> of the
<tb> Box <SEP> occupied <SEP> surface <SEP> is <SEP> in
<tb> this <SEP> case, <SEP> like <SEP> with <SEP> the <SEP> box <SEP> after <SEP> Fig. <SEP> 1,
<tb> about <SEP> 14 <SEP> dm-. <SEP> The <SEP> stamped <SEP> marked <SEP> Seheitel <SEP> Ri <SEP>
<tb> about <SEP> 22:
5 <SEP> Hertz. <SEP> the <SEP> as a result of <SEP> of the <SEP> installation <SEP> of the
<tb> speaker <SEP> in <SEP> the <SEP> box <SEP> was created <SEP>
<tb> and <SEP> with <SEP> the <SEP> playback <SEP> to <SEP> avoid <SEP> is.
<tb> read <SEP> see <SEP> - <SEP> use <SEP> of a suitable <SEP>
<tb> flatten acoustic <SEP> resistance <SEP> in such a way <SEP>,
<tb> that <SEP> a <SEP> characteristic <SEP> according to <SEP> of the <SEP> dotted <SEP> line <SEP> B <SEP> is achieved <SEP>. <SEP> It <SEP> has <SEP> see <SEP> as
<tb> possible <SEP> proven, <SEP> the <SEP> deviations <SEP> from
<tb> Mean value <SEP> between <SEP> 400 <SEP> and <SEP> 800 <SEP> Hertz <SEP> less <SEP> than <SEP> about <SEP> 3 <SEP> to <SEP> 4 < SEP> Decibel <SEP> are <SEP> too
<tb> leave, <SEP> wa.s <SEP> from <SEP> Fig.
<SEP> 2 <SEP> can be seen <SEP> is <SEP> and
<tb> what <SEP> means, <SEP> da-ss <SEP> of the <SEP> made <SEP> request
<tb> regarding <SEP> the <SEP> highest <SEP> ratio <SEP> 11 <B> #, </B> <SEP> between <SEP> the <SEP> above @ rw <SEP> mentioned <SEP > Volume speeds <SEP> Sufficient <SEP> done <SEP> is. <SEP> <SEP> results in <SEP>
<tb> also <SEP> from <SEP> the <SEP> curve <SEP> B, <SEP> that <SEP> the <SEP> vertex
<tb> R <SEP> in <SEP> of the <SEP> curve <SEP> A.
<SEP> the <SEP> the <SEP> basic resonance
<tb> of the <SEP> loudspeaker <SEP> in the <SEP> open <SEP> box <SEP> represents, <SEP> on <SEP> a <SEP> not <SEP> interfering <SEP> variable <SEP> R ,
<tb> is reduced <SEP>.
<tb> The <SEP> dash-dotted <SEP> line <SEP> C <SEP> in <SEP> this one
<tb> Figure <SEP> gives <SEP> a <SEP> picture <SEP> of <SEP> the person <SEP> what <SEP> is going on, <SEP> if <SEP> the <SEP> acoustic <SEP> Resistance <SEP> to
<tb> is large <SEP>. <SEP> The <SEP> Gi-undresonauz <SEP> 13 .. <SEP> of the <SEP> sound is <SEP> after. <SEP> the <SEP> higher:
<SEP> frequencies shifted and has also increased again in intensity (see curve C at P ") due to an increase in the force acting on the membrane as a result of the excessive value of the total acoustic resistance.
The resistance can be chosen so that: this: apex R3 h # at most about 4 decibels above the almost flat '.peile of the characteristic, z.
B. comes to lie above 400 to 800 Hertz, which means that this disturbing Seheitel, as can be seen from curve B, is avoided.
FIG. 3 shows acoustic frequency characteristics of a loudspeaker in a box with a rear wall of approximately 14 dm, as shown in FIG.
The upper surface of the holes 4 (see FIG. 1) in this wall was about 0.7 dm2 in this case, that is to say about 5% of the total surface of the rear wall. Due to the fact that this ratio of the surfaces is too small, the acoustic impedance of the holes, regardless of
whether a further acoustic resistance is provided in them or not, so great that! unwanted irregularities in the characteristics occur.
The curves A ', B' and C 'represent the characteristics of the box provided with the loudspeaker, in which on the back wall: no. Fabric cover is arranged, .the acoustic resistance is thus a minimum, respectively . the :
The fabric cover is such that this acoustic resistance has a small value respectively. has a greater value. The impermissible: Irregularities are indicated by the vertices R ', R,' and Rs' that are too high. R, respectively. R "in FIG.
In this case, the irregularities cannot be brought back within permissible limits by a single resistance.
When the number of holes in the rear wall is increased up to about 1.4, dm @, the value of the above-mentioned impedance decreases so much that the irregularities in the characteristic are reduced to acceptable values.
1) it is made of 1 ''! G. 4, in which the curves <I> A ", B" </I> and C "represent frequency characteristics which correspond to the curves A ', B' and <B> C </B> of FIG. in, in the sense that in the loudspeaker arrangements according to FIG. 4, the curves.
A ", B" and C "belong to, no fabric, that is, a small acoustic resistance or a resistance of a suitably selected value or a high value. The vertices R", Bi ", R2 'and R "" correspond to the vertices R ', Ri <I>, </I> R =' and R3 'of FIG. 3.