Niederfrequenzverstärker mit elektrodynamischem Lautsprecher. Die Erfindung betrifft einen Niederfre- quenzverstärker mit elektrodynamischem Lautsprecher, und bezweckt die Beseitigung der durch den Lautsprecher eingeführten Ver- zerrung.
Erfindungsgemäss ist .der Lautsprecher mit einer zweiten. Schwingspule versehen, die mit -der Tonspule mechanisch :
gekuppelt ist und in, welcher beim Arbeiten des Laut sprechers elektromotorische Kräfte induziert werden, die nach dem Verstärker negativ rückgekoppelt werden. Dabei kann diese Kümpensationaspule sich mit der Tonspule im gleichen Magnetfeld bewegen. Weiter kön nen;
Mittel, zum Beispiel Kondensatoren, Drosselspulen, Widerstände im Rückkopp- lungsstromkreis angewendet werden, um die Frequenzabhängigkeit des in der Kompensa- tionss.pule des Lautsprechers induzierten Stro- nies derart zu beeinflussen"dass die Frequenz- kennlinie,
der ganzen Anordnung im Bereich der niedrigeren oder höheren Frequenzen oder innerhalb eines bestimmten Frequenzbandes einen gewünschten Verlauf nimmt. Es, ist klar, dass in .der sich mit .der Tonspule gleich zeitig im Magnetfeld bewegenden Kompensa tionsspule elektromotorische Kräfte induziert werden,
die proportional zur Amplitude und Frequenz der Tonspulensehwingung sind. Palls das die akustische Wiedergabe bewir kende Schwingelement des Lautsprechers, ge nau den durch die Tonspule fliessenden Strö men folgt, dann besitzt,
der in der Kompen sationsspule induzierte Strom .genau gleiche Kenngrössen wieder Antriebsstrom. Wenn, je doch das die akustische Wiedergabe bewir kende, Schwingelement des Lautsprechers nicht getreu dem Antriebsstrom folgt,
dann sind die in der Kompensationsspule infolge der Bewegung induzierten elektromotorischen Kräfte jederzeit proportional der Bewegung des Antriehelemente-s. Es können zum Bei spiel Zustände mechanischer Resonanz im Schwingungselement auftreten, die Verzer rungen in ,
der Wiedergabe bewirken, die nicht vorhanden wären, wenn .das Schwingungs- element genau dem Antriebsstrom folgen würde. Die in der Kompensationsspule; infolge der Bewegung induzierten elektromotorischen Kräfte reproduzieren diese Verzerrung. Wird daher die Kompensationsspule derart an den Niederfrequenzverstärker angeschlossen, dass sie eine Gegenkopplung im Verstärker be wirkt, so werden die :
durch den Lautsprecher eingeführten Verzerrungen mindestens teil weise kompensiert. Gleichzeitig wird aber die Lautstärke des Lautsprechers herabgesetzt. Dies kann jedoch durch eine entsprechende Regelung der Verstärkung im Verstärker kompensiert werden.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel ,der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. In der Figur sind nur jene Teile des Niederfrequenzver- stärkers und des. Lautsprechers gezeigt, die für das Verständnis der Erfindung unerläss- lich sind.
Ferner sind zwei Möglichkeiten der Ausführung angedeutet, die sich nur durcb die Anzahl Verstärkerstufen und das blass der Rückkopplung voneinander unterscheiden.
Der dargestellte Niederfrequenzverstärker besitzt eine Verstärkerröhre T'1 und eine Kraftröhre V2, welche Röhren als Pentoden dargestellt sind, obschon natürlich auch an dere Röhrentypen verwendet werden könnten. Am Anodenkreis der Röhre 1T2 ist ein Trans formator TR angeschlossen.
Die Sekundär wicklung S1 dieses Transformators ist mit der Tonspule 111C1 ;des Lautsprechers L.S'ver- bunden. In nächster Nähe dieser Spule, jeden falls im ,gleichen Magnetfeld, befindet sich eine zweite Spule 111C2, deren eine Klemme mit Erde oder dem negativen Pol und deren:
andere 'lemme über die Widerstände R9, 1.8, R7, von denen die beiden ,letzteren. dem Gitterkreis der Röhre TT2 angehören, mit dem Gitter dieser Röhre verbunden ist. Der Wert dieser Widerstände hängt vom gewünschten Lilass der ,negativen Rückkopplung ab.
Die Widerstände R9 und R8 wirken als Potentio- meter im Stromkreis der Kompensationsspule 111C2. Die Schaltung ist derart, dass :die Phase der in der :Spule MC2 induzierten Spannung, die mit einem gewissen Wert dem Gitter der Röhre I'\2 aufgedrückt wird, die Verstärkung in dieser Röhre herabzusetzen versucht.
Die Riiohkopplungsspannung, die zusammen mit der aus der vorangehenden Stufe empfange nen Signalspannung dem Gitter der Röhre 1T2 aufgedrückt wird, erzeugt eine verstärkte Signalspannung, die :dem Transformator T7, angelegt wird, so dass der durch die Spule 111C1 fliessende Strom eine entsprechende Schalleistung durch den Lautsprecher be wirkt.
Diese Schwingungen induzieren ihrer seits in der in einem magnetischen Gleich feld schwingenden Spule MC2 einen Strom, der in den Gitterwiderständen der Röhre T'2 einen Spannungsabfall bewirkt, der jederzeit proportional diesem Strom ist, wobei die bei den Spulen 111C1 und MC2 als Transformator wirken, falls das Schwingelement des Laut- sprechens getreu dem Antriebstrom folgt.
Falls dies jedoch nicht der Fall ist und der Lautsprecher Verzerrungen bewirkt, dann ist der induzierte Strom nicht direkt proportional dem Antriebsstrom in der Spule JICl, son dern hängt linear von diesem Strom und einem den tatsächlichen Schwingungen des Schwing elementes proportionalen Strom ab.
Der in der Spule 1M2 erzeugte Gesamtstrom be- wirkt am Gitter der Röhre T'2 eine Rück- kopplungsspannung, die die Verstärkung in dieser Stufe herabzusetzen, jedoch die durch den Lautsprecher bewirkte Verzerruni- zu kompensieren versucht, und zwar in. einett Ausmass, das von der Grösse der Rüekkopp- lmigssp a.nnung abhängt.
Die in. der Figur b strichelt gezeichnete Verbindung wird dann verwendet, wenn eine stärkere Rückkopplung erforderlich ist. In eitlem solchen Falle ist die Kompensations- spule 111C2 über die Widerstände R8, R2, 131 mit dem Gitter der Röhre T'1 verbunden, durch deren Verstärkung :die Rückkopplung im gewiinsehten Masse erhöht wird.
Die Verstärkutigs-Frequelizkennlinie der ganzen, Verstärker und- Lautsprecher umfas senden Anordnung kann durch Einfügung passender Schaltungselemente, wie Kodensa- to@ren und Drosselspulen, den jeweiligen Be dürfnissen angepasst werden.
Diese Schal- tungselemente können zu Tiefpass-, Hochpass- oder Bandfiltern vereinigt werden. Ein sol ches Element stellt beispielsweise der Kon densator C2 dar, :der im Nebenschluss zum Widersband', R8 liegt.
Die Wirkung der in der Spule MC2 induzierten höheren Frequenzen wird dadurch abgeschwächt, so dass :die Ver stärkung der Kraftröhre V2 für diese Fre quenzen .grösser ausfällt.
Ein gleiches Ergeb- nis wird durch Einfügen einer Drosselspule CHl in,der dargestellten Weise erhalten, wo bei natürlich :das zwischen den Klemmen die ser Drosselspule gezeigte Leiterstück zu ent fernen wäre. Eine andere Wirkung wird er halten, wenn beispielsweise der Widerstand R8 durch eine Drosselspule CH2 ersetzt wird, da in diesem Falle :
die Rückkopplung für die niedrigeren Frequenzen schwächer wird, so dass die Verstärkung für diese Frequenzen grösser aus@fä11t.
Es .ist klar, dass :durch Verwendung einer Kombination von Kondensatoren und Drossel spulen und möglicherweise Widerständen oder andern Impedanzelementen oder durch Ein fügung von abgestimmten, Stromkreisen die negative Rückkopplung für irgendeine Fre- quenz oder ein Frequenzband geändert und damit die Wiedergabe im Lautsprecher im gewünschten Sinne beein.fluss.t werden; kann.
Low frequency amplifier with electrodynamic loudspeaker. The invention relates to a low-frequency amplifier with an electrodynamic loudspeaker, and aims to eliminate the distortion introduced by the loudspeaker.
According to the invention. The loudspeaker with a second. The voice coil is mechanically connected to the sound coil:
is coupled and in which electromotive forces are induced when the loudspeaker is working, which are negatively fed back to the amplifier. This cooling coil can move in the same magnetic field with the sound coil. You can continue;
Means, for example capacitors, inductors, resistors, can be used in the feedback circuit in order to influence the frequency dependency of the current induced in the compensation coil of the loudspeaker in such a way that the frequency characteristic
the whole arrangement in the range of lower or higher frequencies or within a certain frequency band takes a desired course. It is clear that electromotive forces are induced in the compensation coil moving in the magnetic field at the same time as the sound coil.
which are proportional to the amplitude and frequency of the sound coil visual oscillation. Palls the vibrating element of the loudspeaker which causes the acoustic reproduction, exactly follows the currents flowing through the sound coil, then has
the current induced in the compensation coil. Exactly the same parameters as the drive current. If, however, the vibrating element of the loudspeaker which causes the acoustic reproduction does not follow the drive current exactly,
then the electromotive forces induced in the compensation coil as a result of the movement are always proportional to the movement of the drive element. For example, states of mechanical resonance can occur in the vibration element, which cause distortions in,
cause the reproduction that would not exist if the vibration element would follow the drive current exactly. The one in the compensation coil; electromotive forces induced by the motion reproduce this distortion. If, therefore, the compensation coil is connected to the low-frequency amplifier in such a way that it creates negative feedback in the amplifier, the:
Any distortion introduced by the loudspeaker is at least partially compensated for. At the same time, however, the volume of the loudspeaker is reduced. However, this can be compensated for by regulating the gain in the amplifier accordingly.
An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing. In the figure, only those parts of the low-frequency amplifier and of the loudspeaker are shown which are indispensable for understanding the invention.
Furthermore, two possibilities of execution are indicated, which differ from one another only in the number of amplifier stages and the slight feedback.
The low-frequency amplifier shown has an amplifier tube T'1 and a power tube V2, which tubes are shown as pentodes, although other tube types could of course also be used. A transformer TR is connected to the anode circuit of the tube 1T2.
The secondary winding S1 of this transformer is connected to the sound coil 111C1; of the loudspeaker L.S '. In the immediate vicinity of this coil, in any case in the same magnetic field, there is a second coil 111C2, one of which has a terminal with earth or the negative pole and whose:
others' clamp across the resistors R9, 1.8, R7, of which the two, the latter. belong to the grid circle of the tube TT2, is connected to the grid of this tube. The value of these resistances depends on the desired level of negative feedback.
The resistors R9 and R8 act as potentiometers in the circuit of the compensation coil 111C2. The circuit is such that: the phase of the voltage induced in the coil MC2, which is impressed with a certain value on the grid of the tube I '\ 2, tries to reduce the gain in this tube.
The feedback voltage, which is applied to the grid of the tube 1T2 together with the signal voltage received from the previous stage, generates an amplified signal voltage which is applied to the transformer T7, so that the current flowing through the coil 111C1 generates a corresponding sound power through the Loudspeaker works.
These oscillations induce a current in the coil MC2, which oscillates in a magnetic constant field, which causes a voltage drop in the grid resistors of the tube T'2 which is always proportional to this current, with the coils 111C1 and MC2 acting as a transformer, if the vibrating element of the loudspeaker faithfully follows the drive current.
However, if this is not the case and the loudspeaker causes distortion, then the induced current is not directly proportional to the drive current in the coil JICl, but depends linearly on this current and a current proportional to the actual vibrations of the vibrating element.
The total current generated in the coil 1M2 causes a feedback voltage on the grid of the tube T'2, which reduces the gain in this stage, but tries to compensate for the distortion caused by the loudspeaker, to an extent that depends on the size of the back coupling.
The connection shown in dashed lines in FIG. B is used when a stronger feedback is required. In such a case, the compensation coil 111C2 is connected to the grid of the tube T'1 via the resistors R8, R2, 131, the gain of which increases the feedback to the desired extent.
The amplification-frequency characteristic of the entire arrangement comprising amplifiers and loudspeakers can be adapted to the respective requirements by inserting suitable circuit elements such as coders and inductors.
These circuit elements can be combined to form low-pass, high-pass or band filters. Such an element is, for example, the capacitor C2: which is in the shunt to the contra-band ', R8.
The effect of the higher frequencies induced in the coil MC2 is weakened, so that: The amplification of the power tube V2 for these frequencies is greater.
The same result is obtained by inserting a choke coil CH1 in the manner shown, where with of course: the conductor piece shown between the terminals of this choke coil would have to be removed. It will have a different effect if, for example, the resistor R8 is replaced by a choke coil CH2, because in this case:
the feedback for the lower frequencies becomes weaker, so that the gain for these frequencies is greater.
It is clear that: by using a combination of capacitors and inductors and possibly resistors or other impedance elements or by inserting matched circuits, the negative feedback for any frequency or frequency band is changed and thus the reproduction in the loudspeaker in the desired Senses are influenced; can.