DE102008021500A1 - speaker - Google Patents

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response

Abstract

The method involves arranging an opposite phase switched rear sound center (2) away from a forward sound center (1). The center (1) is attached over a rear phase shifter circuit. The circuit is switched to rear phase response assigned to the rear sound center along a main jet direction of a loudspeaker (11) i.e. dipole loudspeaker. Phase difference between rearward and forward phase responses is reduced in basses, and the circuit strongly damps exciting voltages with increasing frequencies. Critical frequency of the circuit is selected smaller than magnitude.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Tonwiedergabe durch einen Lautsprecher, sowie einen Lautsprecher mit einem an eine Erregerspannung angeschlossenen vorwärtigen Schallzentrum und einem gegenphasig geschalteten über wenigstens eine Phasenschieberschaltung an die Erregerspannung angeschlossenen rückwärtigen Schallzentrum zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method for sound reproduction by a loudspeaker, and a loudspeaker with a connected to an excitation voltage forward sound center and an antiphase switched over at least one phase shifter circuit connected to the excitation voltage rearward sound center for implementation of the procedure.

Dipollautsprecher sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Dipollautsprecher haben gegenüber einfachen Lautsprechern den Vorteil eines geringeren Lautstärkepegels senkrecht zur Hauptstrahlrichtung. Dadurch kann der Schall gezielter auf den Zuhörer einwirken. Nachteilig an den Dipollautsprechern ist hingegen die weitgehend symmetrische Abstrahlung des Schalls in Hauptstrahlrichtung zum Publikum und in genau entgegengesetzter Richtung. In entgegengesetzter Richtung ist der Lautsprecher, insbesondere im häuslichen Bereich, häufig gegen eine Wand gestellt. Von dort reflektieren die nach hinten abgestrahlten Schallwellen zurück und erzeugen störende Interferenzen. Ein Dipollautsprecher ist beispielsweise aus der US 5,073,945 bekannt.Dipole speakers are well known in the art. Dipole speakers have the advantage over simple speakers of a lower volume level perpendicular to the main beam direction. This allows the sound to act more targeted on the listener. A disadvantage of the Dipollautsprechern, however, is the largely symmetrical radiation of the sound in the main radiation direction to the audience and in exactly the opposite direction. In the opposite direction, the speaker, especially in the home, often placed against a wall. From there, the sound waves radiated backwards reflect back and produce disturbing interference. A Dipollautsprecher is for example from the US 5,073,945 known.

Nachteilig an den bekannten Dipollautsprechern ist insbesondere die Tatsache, dass die gegenphasig geschalteten beiden Lautsprecherchassis im Bereich tiefer Frequenzen aufgrund der großen Wellenlänge gegenüber dem akustischen Abstand der beiden Chassis voneinander zu einer negativen Interferenz der Schallwellen in Hauptstrahlrichtung führen. Dadurch sind die Bassfrequenzen in Hauptstrahlrichtung mit einem gegenüber dem Originalton geringeren Lautstärkepegel wahrzunehmen. Auf der anderen Seite kommt es im Bereich der Mitten zu positiven Interferenzen, so dass dort eine Überhöhung des Schalldruckpegels vorzufinden ist.adversely the well-known Dipollautsprechern is in particular the fact that the two-phase switched loudspeaker chassis in the area low frequencies due to the large wavelength compared to the acoustic distance of the two chassis from each other to a negative interference of the sound waves in the main radiation direction to lead. As a result, the bass frequencies are in the main beam direction with a lower volume level compared to the original sound perceive. On the other hand, it comes in the area of the middle to positive interference, so that there is an exaggeration of the Sound pressure level is found.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Tonwiedergabe durch einen Lautsprecher zur Verfügung zu stellen, das gegenüber dem Stand der Technik einen stärken Schalldruckpegel in den Bässen und einen verringerten Schalldruckpegel in den Mitten erzeugt, sowie einen Lautsprecher zur Verfügung zu stellen, mit dem ein solches Verfahren durchgeführt werden kann.It Object of the invention, a method for sound reproduction by to provide a speaker opposite in the prior art, a strong sound pressure level in the basses and a reduced sound pressure level in the middle generated as well as to provide a speaker, with which such a procedure can be carried out.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein eingangs genanntes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt.Regarding of the method is the object by an initially mentioned method met with the features of claim 1.

Zunächst sind in herkömmlicher Weise ein vorwärtiges Schallzentrum und ein rückwärtiges Schallzentrum gegenphasig geschaltet und voneinander weg gerichtet. Beide Schallzentren sind an dieselbe Erregerspannung angeschlossen. Wenigstens das rückwärtige Schallzentrum ist über eine Phasenschieberschaltung an die Erregerspannung angeschlossen. Aufgrund der gegenphasigen Schaltung weisen die am vorwärtigen Schallzentrum anliegende vorwärtige Erregerspannung und die am rückwärtigen Schallzentrum anliegende rückwärtige Erregerspannung ohne Berücksichtigung der Phasenschieberschaltung eine Phasendifferenz von δ = 180° gegeneinander auf. Deshalb interferieren insbesondere die Bässe in Hauptstrahlrichtung destruktiv, weil deren Wellenlängen im Verhältnis zu dem akustischen Abstand der beiden Schallzentren groß sind. Unter akustischem Abstand wir die Wegstrecke verstanden, die der Schall vom vorwärtigen zum rückwärtigen Schallzentrum zurücklegen muss. Die Phasengänge φ(f) entlang der Hauptstrahlrichtung der Lautsprecherbox sind somit in den Bässen um bis zu δ = 180° zueinander verschoben.First are conventionally a forward sound center and a rearward sound center out of phase switched and directed away from each other. Both sound centers are connected to the same exciter voltage. At least the backward one Sound center is on via a phase shifter circuit the excitation voltage connected. Due to the antiphase circuit exhibit the forward at the forward sound center adjacent Excitation voltage and the at the rear sound center applied backward excitation voltage without consideration the phase shifter circuit has a phase difference of δ = 180 ° against each other. Therefore, especially the Basses in the main beam direction destructive, because their wavelengths in relation to the acoustic distance of the two sound centers are big. Under acoustic distance we cover the distance understood that the sound from the forward to the backward Has to cover the sound center. The phase responses φ (f) along the main beam direction of the speaker are thus in the basses by up to δ = 180 ° to each other postponed.

Erfindungsgemäß wird zumindest der rückwärtige Phasengang verschoben. Vorteilhafterweise wird dadurch Phasengleichheit der beiden Phasengänge bei geringeren Frequenzen als der Dipolfrequenz fDipol erzeugt. Dabei ist die Dipolfrequenz fDipol die Frequenz bei der Phasengleichheit der beiden Phasengänge des um die Phasenschieberschaltung befreiten, reinen Dipollautsprechers auftritt.According to the invention, at least the rearward phase shift is shifted. Advantageously, this produces phase equality of the two phase responses at lower frequencies than the dipole frequency f dipole . The dipole frequency f dipole is the frequency at the phase coincidence of the two phase paths of the freed around the phase shifter circuit, pure dipole speaker occurs.

Ein besonders günstiges Abstrahlverhalten stellt sich in den Bässen in Hauptstrahlrichtung bei einer Phasenverschiebung der rückwärtigen Phasenganges von etwa φ = –45° bei einer der Resonanzfrequenz fb des eingebauten rückwärtigen Schallzentrums entsprechenden Erregerspannung ein.A particularly favorable emission behavior arises in the basses in the main beam direction with a phase shift of the rearward phase response of approximately φ = -45 ° at an excitation voltage corresponding to the resonance frequency f b of the built-in rear sound center.

Die Phasenverschiebung des rückwärtigen Phasenganges wird mit abnehmender Erregerfrequenz vermindert. Dadurch wird der Effekt des zunehmenden Gangunterschiedes der rückwärtigen und vorwärtigen Schallwellen in Hauptstrahlrichtung bei gleich bleibender akustischer Weglänge zwischen den beiden Schallzentren zumindest abgemindert und der Schalldruckpegel bleibt in Hauptstrahlrichtung über weite Frequenzbereiche weitgehend gleich.The Phase shift of the rear phase path is decreased with decreasing excitation frequency. This will be the Effect of the increasing retardation of the rear and Forward sound waves in the main beam direction at the same permanent acoustic path between the two sound centers at least reduced and the sound pressure level remains in the main beam direction wide frequency ranges largely the same.

Durch die Verschiebung der Frequenz der Phasengleichheit zu geringeren Frequenzen hin, bildet sich im Bereich der Mitten, also um f = 300 Hz, eine Phasendifferenz in Hauptstrahlrichtung aus, die zu einer Verringerung des Schalldruckpegels führt und damit der dort beim herkömmlichen Dipollautsprecher auftretenden Überhöhung des Schalldruckpegels entgegenwirkt.By the shift of the frequency of the phase equality to lower Frequencies down, forms in the middle, so by f = 300 Hz, a phase difference in the main beam direction, which leads to a Reduction of the sound pressure level leads and thus the There in the conventional Dipollautsprecher occurring overshoot counteracts the sound pressure level.

Durch die bevorzugte Phasenverschiebung von etwa –45° im Bereich der Grenzfrequenz fg = 75 Hz, wird die Überhöhung in den Mitten deutlich abgeschwächt.Due to the preferred phase shift of about -45 ° in the region of the cut-off frequency f g = 75 Hz, the elevation in the centers is significantly attenuated.

Das Schallzentrum kann wenigstens ein Lautsprecherchassis umfassen. Unter einem Lautsprecherchassis wird hier ein Gestell verstanden, das geeignet ist mittels einer elektromagnetisch angetriebenen Membran Luft in Schwingungen zu versetzen.The sound center can at least one Include speaker chassis. A loudspeaker chassis is understood here to mean a frame which is suitable for vibrating air by means of an electromagnetically driven membrane.

Das Schallzentrum arbeitet in ein Volumen, das von einem einen akustischen Kurzschluss vermeidenden Gehäuse begrenzt ist. Ein rückwärtiges Volumen weist das rückwärtige Schallzentrum und ein vorwärtiges Volumen weist das vorwärtige Schallzentrum auf. Die beiden Volumina sind voneinander getrennt. Unter einem akustischen Kurzschluss vermeidenden Volumen oder Gehäuse wird hier ein Volumen bzw. Gehäuse verstanden, bei dem die vom Schallzentrum vorwärts und rückwärts abstrahlenden Schallwellen nicht miteinander destruktiv interferieren, sich also nicht kurzschließen. Kurzschlussvermeidende Gehäuse können im Wesentlichen geschlossen ausgebildete Gehäuse sein.The Sound center works in a volume that is audible from one Short circuit avoiding housing is limited. A backward volume has the rear sound center and a forward Volume has the forward sound center. The two Volumes are separated. Under an acoustic short circuit avoiding volume or housing becomes a volume here or housing understood, in which the sound center Forward and backward emitting sound waves do not interfere with each other destructively, so do not short circuit. Short circuit avoiding enclosures can essentially be closed trained housing.

Zusätzlich zu der Verschiebung des rückwärtigen Phasenganges dämpft die Phasenschieberschaltung höher werdende Frequenzen in zunehmendem Masse. Erfindungsgemäß weist die Phasenschieberschaltung eine Grenzfrequenz fg auf, die kleiner als der größere Wert aus der Menge {1/3fDipol, 1,55 fb} ist. fb ist hier die Resonanzfrequenz des rückwärtigen in die Lautsprecherbox eingebauten Schallzentrums.In addition to the shift of the rearward phase response, the phase shifter circuit increasingly attenuates higher frequencies. According to the invention, the phase shifter circuit has a cutoff frequency f g which is smaller than the larger value of the quantity {1 / 3f dipole , 1.55 f b }. Here f b is the resonance frequency of the rear sound center built into the loudspeaker box.

Durch die Dämpfung höherer Frequenzen des rückwärtigen Schallzentrums werden die Frequenzgänge in Hauptstrahlrichtung in den Mitten gegenüber dem Dipollautsprecher horizontaler ausgebildet. Auch dadurch wird die sonst übliche Überhöhung in den Mitten vermindert, und das Hörerlebnis ist damit in den Mitten verbessert.By the attenuation of higher frequencies of the rear Sound center are the frequency responses in the main beam direction in the centers opposite the dipole speaker horizontal educated. Also, this is the usual elevation diminished in the middle, and the listening experience is with it improved in the centers.

Aufgrund der Dämpfung höherer Frequenzen wird der Schalldruckpegel in Hauptstrahlrichtung bei Frequenzen oberhalb der Mitten geglättet. Denn bei höher werdenden Frequenzen entstehen bei bestimmten Wellenlängen oberhalb der Resonanzfrequenz fb durch destruktive Interferenz Minima und damit Schwankungen im Schalldruckpegel. Diesen Schwankungen wird dadurch begegnet, dass die rückwärtigen Schallwellen mit höheren Frequenzen zunehmend gedämpft werden. Es bildet sich weniger destruktive Interferenz in diesen Frequenzbereichen aus und die Schwankungen der Schalldruckpegel werden in Hauptstrahlrichtung deutlich vermindert.Due to the attenuation of higher frequencies, the sound pressure level in the main beam direction is smoothed at frequencies above the mids. Because at higher frequencies arise at certain wavelengths above the resonant frequency f b by destructive interference minima and thus fluctuations in the sound pressure level. These fluctuations are countered by the fact that the rear sound waves with higher frequencies are increasingly attenuated. It forms less destructive interference in these frequency ranges and the fluctuations of the sound pressure level are significantly reduced in the main beam direction.

Impedanzspitzen des rückwärtigen Schallzentrums werden durch wenigstens einen Saugkreis geglättet. Je nach Ausführungsart des Lautsprechers als geschlossene Box, Bassreflexbox, Bandpasslautsprecher oder Transmissionline-Lautsprecher o. ä. bilden sich ein, zwei, drei oder eine Vielzahl von Impedanzspitzen am rückwärtigen Schallzentrum aus, die zu klanglichen Verzerrungen führen. Zur Glättung der Impedanzspitzen wird jeder der Spitzen ein Saugkreis angepasst zugeordnet. Die Resonanzfrequenz des Saugkreises entspricht der jeweiligen Frequenz der Impedanzspitze und die Güte des Saugkreises wird der Breite der Impedanzspitze angepasst.impedance peaks the rear sound center are at least smoothed a suction circle. Depending on the execution the speaker as a closed box, bass reflex box, bandpass speaker or transmission line speakers or similar form, two, three or a plurality of impedance peaks at the rear Sound center, which lead to tonal distortions. To smooth the impedance peaks, each of the peaks associated with a suction circuit adapted. The resonant frequency of the absorption circuit corresponds to the respective frequency of the impedance peak and the quality of the absorption circuit is adapted to the width of the impedance peak.

Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren in einfacher Weise durch einen eingangs genannten Lautsprecher mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 3 durchgeführt werden kann.It has been shown that the inventive method in a simple way by an aforementioned speaker with the characterizing features of claim 3 are performed can.

Die rückwärtige Phasenschieberschaltung dämpft zum einen Erregerspannungen mit höher werdenden Frequenzen stärker, und sie weist eine Grenzfrequenz fg auf, die kleiner als der größere Wert aus der Menge {1/3fDipol, 1,55 fb) ist und die Phasenschieberschaltung verschiebt den dem rückwärtigen Schallzentrum zugeordneten Phasengang entlang einer Hauptstrahlrichtung des Lautsprechers und sie verringert damit eine Phasendifferenz des rückwärtigen und des vorwärtigen Phasenganges in den Bässen.The back phase shifter circuit attenuates, on the one hand, exciting voltages of higher frequencies, and has a cutoff frequency f g smaller than the larger value of the {1 / 3f dipole , 1.55 f b ) amount, and the phase shifter shifts the one rearward acoustic center associated phase along a main beam direction of the speaker and thus reduces a phase difference of the rear and the forward phase response in the bass.

Vorzugsweise arbeiten die beiden Schallzentren in jeweils ein einen akustischen Kurzschluss vermeidendes Volumen. Das Volumen kann Ausbuchtungen in sich hinein aufweisen. Dabei kann es sich um an beiden Enden offene Röhren mit Außenöffnungen handeln, die als Bassreflexöffnungen bezeichnet sind. Rückwärtige und vorwärtige Gehäuse mit jeweils zwei beidendig offenen Röhren im vorwärtigen und rückwärtigen Volumen werden auch als biventiliertes Bandpassgehäuse bezeichnet. Gehäuse oder Volumina die selber aus einer gewundenen Röhre bestehen, dessen eines Ende offen und in dessen anderes Ende ein Lautsprecher eingesetzt ist, sind als Transmissionline- Gehäuse bzw. Volumina bekannt. Alle diese Volumina bzw. Gehäuse können als Ausführungsformen der Erfindung realisiert sein. Die Anzahl der Öffnungen bzw. die Ausbildung des Volumens verändern den Impedanzverlauf am rückwärtigen Schallzentrum, indem sie eine unterschiedliche Anzahl an Impedanzspitzen erzeugen.Preferably The two sound centers each work in an acoustic one Short circuit avoiding volume. The volume can bulges have in it. It can be at both ends open tubes with outer openings act, which are referred to as bass reflex ports. rear and forward housing with two at each end open tubes in the forward and backward Volumes are also called biventiliertes Bandpassgehäuse designated. Housing or volumes themselves from a convoluted tube, one end of which is open and in the other end of a speaker is used as Transmission line housing or volumes known. All these Volumes or housings may be used as embodiments realized the invention. The number of openings or the formation of the volume change the impedance curve at the rearward sound center, putting one generate different numbers of impedance peaks.

Die Phasenschieberschaltung kann verschieden ausgebildet sein. Eine rückwärtige zwischen Erregerspannung und rückwärtigem Schallzentrum geschaltete Phasenschieberschaltung kann einem zum rückwärtigen Schallzentrum in Reihe geschaltete Induktivität und/oder eine parallel geschaltete Kapazität aufweisen.The Phase shifter circuit can be designed differently. A backward between excitation voltage and backward Sound center switched phase shifter circuit can be used for a rearward sound center connected in series Inductance and / or a parallel capacitance exhibit.

Vorteilhafterweise ist die rückwärtige Phasenschieberschaltung durch einen Tiefpass 1. Ordnung als eine in Reihe geschaltet Kopplungsspule realisiert, mit einer Induktivität, die im Wesentlichen dem Quotienten aus rückwärtigem Lautsprecherwiderstand und der Grenzfrequenz fg entspricht. Die Werte der erfindungsgemäßen Kopplungsspule bewegen sich im Bereich von L = 5–30 mH.Advantageously, the rear phase shifter circuit is a low pass 1 , Order realized as a series-connected coupling coil, with an inductance substantially the quotient of the back loudspeaker wi Resistance and the limit frequency f g corresponds. The values of the coupling coil according to the invention are in the range of L = 5-30 mH.

Die Kopplungsspule ist günstigerweise zwischen einem Pluspol des einen Lautsprecherchassis und dem Minuspol des anderen Lautsprecherchassis in Reihe geschaltet.The Coupling coil is conveniently between a positive pole one speaker chassis and the negative pole of the other speaker chassis in Series switched.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die rückwärtige Phasenschieberschaltung als Tiefpass höherer Ordnung ausgebildet. Insbesondere kann eine Reihenschaltung mit einem Kondensator und einem ohmschen Widerstand parallel zum rückwärtigen Schallzentrum geschaltet sein. Der ohmsche Widerstand kann auch als Potentiometer regelbar ausgebildet sein. Die regelbare Phasenschieberschaltung gestattet es, die Phasenverschiebung den jeweiligen Gegebenheiten genauer anzupassen.In a development of the invention is the rear Phase shifter circuit formed as a low pass higher order. In particular, a series connection with a capacitor and an ohmic resistance parallel to the rear Be switched sound center. The ohmic resistance can also be designed adjustable as a potentiometer. The controllable phase shifter circuit allows the phase shift to the respective conditions to adapt more precisely.

Vorzugsweise ist wenigstens ein Saugkreis zum rückwärtigen Lautsprecherchassis parallel geschaltet. Es zeigt sich, dass in dem Bereich der Resonanzfrequenz fb des rückwärtigen Lautsprecherchassis eine Erhöhung der Impedanz des rückwärtigen Lautsprecherchassis auftritt. Zur Glättung der Erhöhung der Impedanz ist dem rückwärtigen Lautsprecherchassis ein Saugkreis in Form eines Reihenschwingkreises parallel geschaltet. Die Resonanzfrequenz des rückwärtigen Reihenschwingkreises entspricht der Resonanzfrequenz des eingebauten rückwärtigen Lautsprecherchassis, wobei die Güte des rückwärtigen Schwingkreises vorzugsweise der Breite des Impedanzmaximums angepasst ist. Der rückwärtige Reihenschwingkreis weist einen Kontakt zwischen der Kopplungsspule und einem Pol des rückwärtigen Lautsprecherchassis auf.Preferably, at least one absorption circuit is connected in parallel with the rear loudspeaker chassis. It can be seen that an increase in the impedance of the rear loudspeaker chassis occurs in the region of the resonant frequency f b of the rear loudspeaker chassis. To smooth the increase in the impedance of the rear loudspeaker chassis, a suction circuit in the form of a series resonant circuit is connected in parallel. The resonant frequency of the rear series resonant circuit corresponds to the resonant frequency of the built-in rear loudspeaker chassis, wherein the quality of the rear resonant circuit is preferably adapted to the width of the impedance maximum. The rear series resonant circuit has a contact between the coupling coil and a pole of the rear loudspeaker chassis.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die Anzahl der Saugkreise der Anzahl der Impedanzspitzen des rückwärtigen Schallzentrums angepasst. Vorzugsweise weist der Lautsprecher zwei voneinander getrennte Volumina mit jeweils einem Schallzentrum auf, wobei eine Bassreflexaussparung in das rückwärtige Volumen und ein Bassreflexaussparung in das vorwärtige Volumen hineinragen und dem rückwärtigen Schallzentrum zwei Impedanzspitzen zugeordnet sind und jeder der Impedanzspitzen ein ihr jeweils angepasster Saugkreis zugeordnet ist.In preferred embodiments of the invention is the number the absorption circuits the number of impedance peaks of the rear Sound center adjusted. Preferably, the speaker has two separate volumes with one sound center each, with a bass reflex recess in the rear Volume and a bass reflex recess in the forward Protrude into volume and the rear sound center two impedance spikes are assigned and each of the impedance spikes an associated each their own absorption circle is assigned.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ragen zwei Bandpassaussparungen in das rückwärtige Volumen und zwei Bandpassaussparungen in das vorwärtige Volumen hinein und dem rückwärtigen Schallzentrum sind drei Impedanzspitzen zugeordnet und jeder der Impedanzspitzen ist ein ihr jeweils angepasster Saugkreis zugeordnet.In another preferred embodiment of the invention two bandpass recesses protrude into the rear Volume and two band-pass recesses in the forward Volume into it and the rear sound center are assigned to three impedance spikes and each of the impedance spikes is assigned to her each adapted absorption circle.

Der erfindungsgemäße Lautsprecher kann in Anlehnung an bekannte Transmissionline-Gehäuse ausgebildet sein. Dabei ist ein rückwärtiges Transmissionline-Volumen als ein von einer vorzugsweise gewundenen Röhre umschlossenes Volumen ausgebildet, deren eines Ende offen ist und die Klänge abstrahlt und in dessen anderes Ende das rückwärtige Schallzentrum eingesetzt ist. Entsprechend ist das vorwärtige Volumen auch in Anlehnung an ein Transmissionline-Gehäuse ausgeformt.Of the loudspeaker according to the invention can be based on be formed on known transmission line housing. Here is a rear transmission line volume as one enclosed by a preferably tortuous tube Formed volumes whose one end is open and the sounds radiates and in the other end the rear sound center is used. Accordingly, the forward volume also shaped in accordance with a Transmissionline housing.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist zusätzlich zur rückwärtigen eine vorwärtige Phasenschieberschaltung vorgesehen. Dabei kann es sich um Hochpässe verschiedener Ordnung handeln.In a particularly preferred embodiment of the invention is additional to the rear, a forward phase shifter circuit intended. These may be high passes of various Act okay.

Vorzugsweise weist die vorwärtige Phasenschieberschaltung einen zwischen zwei unterschiedlichen Polen der beiden Lautsprecherchassis geschalteten Kopplungskondensator auf. Der Kopplungskondensator kann in Reihe mit der Kopplungsspule angeordnet sein. Während die Kopplungsspule eine Phasenverschiebung am rückwärtigen Lautsprecherchassis um etwa –45° erzielt, wird durch den Kopplungskondensator eine Phasenverschiebung am vorwärtigen Lautsprecherchassis um etwa +45° herbeigeführt. Durch Kombination der vorwärtigen und rückwärtigen Phasenschieberschaltung ist eine längere horizontale Ausbildung des Schalldruckpegels im Frequenzgang tiefer in den Bassbereich hinein möglich.Preferably the forward phase shifter circuit intervenes two different poles of the two speaker chassis switched Coupling capacitor on. The coupling capacitor can be in series be arranged with the coupling coil. While the coupling coil a Phase shift on the rear loudspeaker chassis achieved by about -45 °, is through the coupling capacitor a phase shift on the forward loudspeaker chassis about + 45 ° brought about. By combination the forward and backward phase shifter circuit is a longer horizontal training of the sound pressure level possible in the frequency response deeper into the bass range.

Vorzugsweise ist parallel zum vorwärtigen Schallzentrum mindestens ein vorwärtiger Saugkreis vorgesehen, der entsprechend den rückwärtigen Saugkreisen aufgebaut ist.Preferably is at least one parallel to the forward sound center Forward Saugkreis provided according to the rear suction circuits is constructed.

Parallel zum vorderen Chassis können ebenfalls einer, zwei, drei oder mehr Saugkreise vorgesehen sein, die jeweils eine Impedanzspitze des vorderen Chassis angepasst zugeordnet sind.Parallel to the front chassis can also one, two, three or more suction circuits may be provided, each having an impedance peak associated with the front chassis.

Der Aufbau der Saugkreise parallel zu den Anschlüssen des vorderen Chassis kann entsprechend den Saugkreisen des hinteren Chassis ausgebildet sein.Of the Structure of the suction circuits parallel to the connections of the front Chassis can be designed according to the absorption circuits of the rear chassis be.

Der vorwärtige Hochpass kann in 2. Ordnung parallel zum vorwärtigen Schallzentrum einen zu einem vorzugsweise regelbaren ohmschen Widerstand parallel geschalteten Kondensator umfassen.Of the Forward highpass can be in 2nd order parallel to the forward Sound center one to a preferably adjustable ohmic resistance comprise capacitor connected in parallel.

Die Erfindung wird anhand von sechs Ausführungsbeispielen in 21 Figuren beschrieben.The Invention is based on six embodiments in 21 figures described.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1a: einen Dipollautsprecher gemäß dem Stand der Technik, 1a : a dipole speaker according to the prior art,

1b: eine schematische Darstellung eines 360°-Schalldruckpegels des Dipollautsprecher gemäß 1a bei f = 100 Hz, 1b : A schematic representation of a 360 ° -Schalldruckpegels the Dipollautsprecher according to 1a at f = 100 Hz,

2a: einen erfindungsgemäßen Lautsprecher mit erfindungsgemäßer Phasenschaltung, 2a : a loudspeaker according to the invention with phase switching according to the invention,

2b: eine schematische Darstellung eines 360°-Schalldruckpegel des Lautsprechers gemäß 2a bei f = 100 Hz, 2 B a schematic representation of a 360 ° sound pressure level of the loudspeaker according to 2a at f = 100 Hz,

3a: einen Frequenzgang des Dipollautsprechers in Haupthörrichtung, 3a : a frequency response of the dipole speaker in the main direction,

3b: einen Phasengang des vorwärtigen und rückwärtigen Lautsprecherchassis des Dipollautsprechers, 3b a phase response of the forward and rearward speaker chassis of the dipole speaker,

4a: einen Frequenzgang des Lautsprechers in Hauptstrahlrichtung, 4a : a frequency response of the loudspeaker in the main beam direction,

4b: einen Phasengang des vordern und hinteren Lautsprecherchassis des Lautsprechers in Hauptstrahlrichtung, 4b a phase response of the front and rear loudspeaker chassis of the loudspeaker in the main beam direction,

5a: die Impedanz des eingebauten rückwärtigen Lautsprecherchassis in Abhängigkeit von der Frequenz, 5a : the impedance of the built-in rear loudspeaker chassis as a function of frequency,

5b: die Impedanz eines eingebauten rückwärtigen Lautsprecherchassis mit Reihenschwingkreis in Abhängigkeit von der Frequenz, 5b : the impedance of a built-in rear-mounted loudspeaker chassis with series resonant circuit as a function of frequency,

5c: die Impedanz der Phasenschaltung in Abhängigkeit von der Frequenz, 5c : the impedance of the phase circuit as a function of the frequency,

5d: die am rückwärtigen Lautsprecherchassis anliegende Spannung mit einer Phasenschaltung, 5d : the voltage applied to the rear loudspeaker chassis with a phase circuit,

5e: die Phasenverschiebung der rückwärtigen Wechselspannung in Abhängigkeit von der Frequenz, 5e : the phase shift of the backward AC voltage as a function of the frequency,

6a: einen Lautsprecher gemäß 2 mit einer zweiten Phasenschieberschaltung, 6a : a loudspeaker according to 2 with a second phase shifter circuit,

6b: einen Lautsprecher mit einer dritten Phasenschieberschaltung, 6b a loudspeaker with a third phase shifter circuit,

6c einen Lautsprecher mit einer vierten Phasenschieberschaltung, 6c a loudspeaker with a fourth phase shifter circuit,

7: einen erfindungsgemäßen Lautsprecher mit vorwärtiger Phasenschaltung, 7 : a speaker according to the invention with forward phase switching,

8a: eine vorwärtige Phasenschaltung mit einer vorwärtigen Phasenschieberschaltung, 8a a forward phase circuit with a forward phase shifter circuit,

8b: vorwärtige Phasenschaltung mit einer zweiten vorwärtigen Phasenschieberschaltung, 8b in: forward phase switching with a second forward phase shifter circuit,

8c: vorwärtige Phasenschaltung mit einer dritten vorwärtigen Phasenschieberschaltung, 8c in: forward phase switching with a third forward phase shift circuit,

9 Phasengänge des rückwärtigen Lautsprecherchassis mit und ohne Phasenschieberschaltung und vorwärtiger Phasengang. 9 Phase response of the rear loudspeaker chassis with and without phase shift circuit and forward phase response.

10a eine erfindungsgemäße Schaltung in einem Bassreflexlautsprecher, 10a a circuit according to the invention in a bass reflex loudspeaker,

10b einen Impedanzverlauf des Bassreflexlautsprechers in 10a ohne Saugkreise, 10b an impedance curve of the bass reflex speaker in 10a without suction circuits,

10c einen Impedanzverlauf des Bassreflexlautsprechers in 10a, 10c an impedance curve of the bass reflex speaker in 10a .

11a eine erfindungsgemäße Schaltung in einem Bandpasslautsprecher, 11a a circuit according to the invention in a bandpass loudspeaker,

11b einen Impedanzverlauf des Bandpasslautsprechers in 11a ohne Saugkreise, 11b an impedance curve of the bandpass speaker in 11a without suction circuits,

11c einen Impedanzverlauf des Bandpasslautsprechers in 11a. 11c an impedance curve of the bandpass speaker in 11a ,

Die 1a zeigt die Prinzipschaltung eines Dipollautsprechers 8 gemäß dem Stand der Technik. Der Dipollautsprecher 8 weist zwei entgegengesetzt zueinander ausgerichtete Lautsprecherchassis 1, 2 auf, die gegenphasig geschaltet sind. An beiden Lautsprecherchassis 1, 2 liegt die gleiche Erregerspannung U0 an. Jedes der beiden Lautsprecherchassis 1, 2 ist in einem separaten Gehäuse 4, 5 untergebracht. Die beiden Gehäuse 4, 5 sind an ihren beiden Rückwänden 6, 7 gegeneinander gestellt und akustisch getrennt. Sie sind fest miteinander verbunden.The 1a shows the basic circuit of a Dipollautsprechers 8th according to the prior art. The dipole speaker 8th has two oppositely directed speaker chassis 1 . 2 on, which are connected in phase opposition. On both speaker chassis 1 . 2 is the same excitation voltage U 0 on. Each of the two speaker chassis 1 . 2 is in a separate case 4 . 5 accommodated. The two housings 4 . 5 are at their two back walls 6 . 7 placed against each other and acoustically separated. They are firmly connected.

1b zeigt die Höhe des Schalldruckpegels SPL in einer schematischen zweidimensionalen Draufsicht auf den im Koordinatenursprung angeordneten Dipollautsprecher 8. Dabei ist die Höhe des Schalldruckpegels SPL durch die Entfernung zum Koordinatenursprung in der zugehörigen zwischen α = 0° bis α = 360° liegenden Hörrichtung dargestellt. Die 1b stellt den Schalldruckpegel SPL bei einer Frequenz von f = 100 Hz dar. 1b zeigt, dass der Schalldruckpegel SPL in Hauptstrahlrichtung α = 0° und in genau entgegen gesetzter, rückwärtiger Richtung α = 360° am höchsten ist. Der Schalldruckpegel SPL ist senkrecht zur Haupthörrichtung, d. h. bei α = 90° und α = 270°, verschwindend gering. Das bedeutet, senkrecht zur Haupthörrichtung des Dipollautsprechers 8 kann der Zuhörer theoretisch nichts hören. Tatsächlich hört er aufgrund von Schallreflektionen, z. B. an den Zimmerwänden, Schwingungen der Gehäuses 4, 5 u. A. real doch noch leise Töne. 1b shows the height of the sound pressure level SPL in a schematic two-dimensional plan view of the arranged in the coordinate origin Dipollautsprecher 8th , In this case, the height of the sound pressure level SPL is represented by the distance to the coordinate origin in the associated listening direction lying between α = 0 ° and α = 360 °. The 1b represents the sound pressure level SPL at a frequency of f = 100 Hz. 1b shows that the sound pressure level SPL in the main beam direction α = 0 ° and in exactly opposite, rearward direction α = 360 ° is highest. The sound pressure level SPL is perpendicular to the main direction, ie at α = 90 ° and α = 270 °, vanishingly small. This means, perpendicular to the main direction of the Dipollautsprechers 8th the listener can theoretically hear nothing. In fact, he hears due to sound reflections, z. B. on the room walls, vibrations of the housing 4 . 5 u. A. Really still quiet tones.

Nachteiligerweise strahlt der Dipollautsprecher 8 auch mit maximalem Schalldruckpegel in rückwärtiger Richtung ab. Da der Lautsprecher 11 üblicherweise in Wandnähe steht, wird über das rückwärtige Lautsprecherchassis 1, 2 eine erhebliche Leistung direkt gegen die Wand gestrahlt. Von dort reflektieren die Schallwellen und erzeugen störende Schallreflexionen im Raum. Der Schalldruckpegel SPL nimmt bei einem horizontalen 36°-Umlauf um den Dipollautsprecher 8 eine im Wesentlichen doppelkeulenförmige Gestalt mit Längsachse entlang der α = 0°–180° Geraden an.Disadvantageously, the dipole speaker radiates 8th also with maximum sound pressure level in the rearward direction. Because the speaker 11 Usually standing near the wall, is via the rear speaker chassis 1 . 2 a considerable power blasted directly against the wall. From there, the sound waves reflect and create disturbing sound reflections in the room. The sound pressure level SPL increases with a horizontal 36 ° circulation around the dipole loudspeaker 8th a substantially double lobe shape with longitudinal axis along the α = 0 ° -180 ° line.

Der erfindungsgemäße Lautsprecher 11 weist in einer ersten Ausführungsform gemäß 2a einen gegenüber dem in 1 schematisch dargestellten Dipollautsprecher 8 einen deutlich anderen Schalldruckpegelverlauf (SPL-Verlauf) entlang seines 360°-Umlaufs auf. Die Abhängigkeit des Schalldruckpegels SPL von der Strahlrichtung ist in 2b dargestellt. Der Schalldruckpegel SPL ist in Hauptstrahlrichtung α = 0° maximal und in rückwärtiger Strahlrichtung α = 180° minimal. Zwischenwerte des Schalldruckspegels SPL werden bei α = 90° und α = 270° erzielt. Das bedeutet, dass die größte Lautstärke in Hauptstrahlrichtung α = 0° erzielt wird, während der Lautsprecher 11 an seiner Rückseite am leisesten ist. Darüber hinaus kann der Hörer noch senkrecht zur Hauptstrahlrichtung, bei α = 90°, 270° deutlich Töne vernehmen.The speaker according to the invention 11 indicates in a first embodiment according to 2a one opposite the in 1 schematically shown Dipollautsprecher 8th a significantly different sound pressure level profile (SPL curve) along its 360 ° circulation. The dependence of the sound pressure level SPL on the beam direction is in 2 B shown. The sound pressure level SPL is maximum in the main beam direction α = 0 ° and minimal in the rear beam direction α = 180 °. Intermediate values of the sound pressure level SPL are achieved at α = 90 ° and α = 270 °. This means that the highest volume in main beam direction α = 0 ° is achieved while the speaker 11 At its back is the quietest. In addition, the listener can still hear sounds perpendicular to the main beam direction, at α = 90 °, 270 °.

Der erfindungsgemäße Lautsprecher 11 umfasst ebenfalls zwei entgegengesetzt ausgerichtete und gegenphasig geschaltete Lautsprecherchassis 1, 2. Parallel zu den jeweils beiden Anschlüssen 1a, 1b, 2a, 2b der beiden Lautsprecherchassis 1, 2 sind zwei Anschlüsse für die Erregerspannung UO geschaltet.The speaker according to the invention 11 also includes two oppositely directed and antiphase switched loudspeaker chassis 1 . 2 , Parallel to the two connections 1a . 1b . 2a . 2 B the two speaker chassis 1 . 2 are two connections for the excitation voltage U O connected.

Zum einen ist zwischen dem Pluspol 1a des vorwärtigen Lautsprecherchassis 1 und dem Minuspol 2a des rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 eine rückwärtige Phasenschieberschaltung 15 in Form einer Kopplungsspule LC geschaltet. Zusätzlich ist parallel zum rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 ein Saugkreis 20 in Form eines Reihenschwingkreis LRCRRR parallel geschaltet. Der eine Anschluss des Reihenschwingkreises LRCRRR ist zwischen der Kopplungsspule LC und dem Pluspol 2a des rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 vorgesehen.For one thing is between the positive pole 1a of the forward loudspeaker chassis 1 and the negative pole 2a the rear speaker chassis 2 a rear phase shifter circuit 15 connected in the form of a coupling coil L C. In addition, it is parallel to the rear loudspeaker chassis 2 a sucking circle 20 in the form of a series resonant circuit L R C R R R connected in parallel. The one terminal of the series resonant circuit L R C R R R is between the coupling coil L C and the positive pole 2a the rear speaker chassis 2 intended.

Die Induktivität der Kopplungsspule LC verursacht eine Phasenverschiebung φ der am rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 anliegenden Spannung UR gegenüber der am vorwärtigen Lautsprecherchassis 1 anliegenden Spannung UV, die in diesem Ausführungsbeispiel der Erregerspannung UO entspricht. Die Größe der Phasenverschiebung φ bestimmt sich unter Einbeziehung der Wirkungen des rückwärtigen Reihenschwingkreises LRCRRR in etwa zu φ = –arctan

Figure 00110001
Hier ist die Induktivität der Kopplungsspule LC so gewählt, dass sie dem Quotienten aus rückwärtigem Lautsprecherchassiswiderstand ZR und der Grenzfrequenz ωG der Phasenschieberschaltung entspricht. Bei der Wahl
Figure 00110002
ergibt sich eine Phasenverschiebung φ zwischen den beiden Lautsprecherspannungen folglich zu φ = –45°.The inductance of the coupling coil L C causes a phase shift φ of the rear loudspeaker chassis 2 applied voltage U R opposite to the forward loudspeaker chassis 1 applied voltage U V , which corresponds to the excitation voltage U O in this embodiment. The magnitude of the phase shift φ is determined by taking into account the effects of the rear series resonant circuit L R C R R R approximately to φ = -arctan
Figure 00110001
Here, the inductance of the coupling coil L C is chosen such that it corresponds to the quotient of the rear speaker chassis resistance Z R and the cut-off frequency ω G of the phase shifter circuit. In the election
Figure 00110002
Consequently, a phase shift φ between the two loudspeaker voltages results in φ = -45 °.

Üblicherweise verhält sich die Impedanz ZR des eingebauten rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 in Abhängigkeit von der Frequenz f = ω/2π einer an ihm angelegten Wechselspannung qualitativ gemäß 5a.Usually, the impedance Z R of the built-in rear loudspeaker chassis behaves 2 as a function of the frequency f = ω / 2π of an AC voltage applied to it in accordance with qualitatively 5a ,

5a zeigt, dass die Impedanz ZR des rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 mit fallender Frequenz f bei einer Resonanzfrequenz fb = ω/2π stark ansteigt, um bei noch tieferen Frequenzen f wieder zu fallen. Dieses führt zu Impedanzanstieg im Bereich der Resonanzfrequenz fb des eingebauten rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 und stört die Funktion der Kopplungsspule LC im Frequenzbereich um f = fb. 5a shows that the impedance Z R of the rear speaker chassis 2 with falling frequency f at a resonant frequency f b = ω / 2π increases sharply to fall at even lower frequencies f again. This leads to an increase in impedance in the range of the resonant frequency f b of the built-in rear loudspeaker chassis 2 and disturbs the function of the coupling coil L C in the frequency domain by f = f b .

In an sich bekannter Weise wird der Impedanzanstieg im Bereich der Resonanzfrequenz fb durch den dem rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 parallel geschalteten Reihenschwingkreis LRCRRR kompensiert. Der Reihenschwingkreis LRCRRR hat eine Resonanzfrequenz, die in etwa fb entspricht. Die Güte des Reihenschwingkreises LRCRRR ist so gewählt, dass der im Bereich der Resonanzfrequenz fb geringere Widerstand des Reihenschwingkreises LRCRRR, die Gesamtimpedanz Zges von Reihenschwingkreis LRCRRR und rückwärtigem Lautsprecherchassis 2 gemäß 5b glättet.In a conventional manner, the impedance increase in the region of the resonant frequency f b by the rear loudspeaker chassis 2 parallel connected series resonant circuit L R C R R R compensated. The series resonant circuit L R C R R R has a resonant frequency which corresponds approximately to f b . The quality of the series resonant circuit L R C R R R R is chosen so that in the region of the resonant frequency f b lower resistance of the series resonant circuit L R C R R R , the total impedance Z ges of the series resonant circuit LRCRRR and rear loudspeaker chassis 2 according to 5b smoothes.

5c zeigt die Gesamtimpedanz ZCges bei zusätzlich zugeschalteter Kopplungsspule LC gemäß 2a. Dabei ist die Größe der Induktivität der Kopplungsspule durch

Figure 00110003
so gewählt, dass die Phasenverschiebung φ zwischen der auch am vorwärtigen Lautsprecherchassis 1 anliegenden Erregerspannung U0, und der Spannung UR am rückwärtigen Chassis 2 bei φ = 45° liegt. Die Gesamtimpedanz ZCges mit Kopplungsspule steigt im Wesentlichen linear mit zunehmender Frequenz f an. Durch den rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 werden deshalb tiefe Frequenzen (Bässe) weniger gedämpft als die mittleren (Mitten) und höheren Töne (Höhen). Das rückwärtige Lautsprecherchassis 2 ist damit stark basslastig. Siehe dazu auch 4a und dort den Frequenzgang des rückwärtigen Lautsprecherchassis 2. 5c shows the total impedance Z Cges with additionally switched coupling coil L C according to 2a , The size of the inductance of the coupling coil is through
Figure 00110003
chosen so that the phase shift φ between the on the forward loudspeaker chassis 1 applied exciter voltage U 0 , and the voltage U R at the rear chassis 2 at φ = 45 °. The total impedance Z Cges with coupling coil increases essentially linear with increasing frequency f. Through the rear speaker chassis 2 Therefore, low frequencies (bass) are less attenuated than the middle (middle) and higher tones (highs). The rear loudspeaker chassis 2 is thus heavy Basslastig. See also 4a and there the frequency response of the rear speaker chassis 2 ,

5d zeigt das prinzipielle Spannungsverhalten UR am rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 in Abhängigkeit von der Frequenz f der angelegten Erregerspannung U0. Aufgrund der Induktivität der Spule LC vermindert sich mit höher werdenden Frequenzen f der Spannungsabfall UR am rückwärtigen Lautsprecherchassis 2. 5d shows the principal voltage behavior U R at the rear loudspeaker chassis 2 as a function of the frequency f of the applied excitation voltage U 0 . Due to the inductance of the coil L C decreases with increasing frequencies f of the voltage drop U R at the rear speaker chassis 2 ,

5e zeigt schematisch den Phasenunterschied zwischen der rückwärtigen Ur und vorwärtigen UV Spannung am rückwärtigen bzw. am vorwärtigen Lautsprecherchassis 1, 2. Bei sehr geringen Frequenzen f hat die Kopplungsspule LC eine geringe Wirkung auf die Phasenverschiebung. Die Kopplungsspule LC ist wie gesagt derart gewählt, dass sich bei der Resonanzfrequenz fb des eingebauten rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 eine Phasenverschiebung 45° einstellt, während die Phasenverschiebung mit höher werdenden Frequenzen f auf 90° zunimmt. Das sind theoretische Werte, die den ohmschen Widerstand der Spule vernachlässigen. Unter Berücksichtigung des ohmschen Widerstandes sind die genannten Werte geringer. 5e schematically shows the phase difference between the rear U r and forward U V voltage on the rear and on the forward loudspeaker chassis 1 . 2 , At very low frequencies f, the coupling coil L C has little effect on the phase shift. The coupling coil L C is, as I said, chosen such that at the resonant frequency f b of the built-in rear loudspeaker chassis 2 a phase shift 45 ° sets, while the phase shift increases with increasing frequencies f to 90 °. These are theoretical values that neglect the ohmic resistance of the coil. Taking into account the ohmic resistance, the stated values are lower.

Ein Vergleich der Phasengänge des in den 3a, 3b dargestellten Dipollautsprechers 8 auf der einen und des in den 4a, 4b dargestellten erfindungsgemäßen Lautsprechers 11 auf der anderen Seite, zeigt Vorteile des erfindungsgemäßen Lautsprechers 11 gegenüber dem Dipollautsprecher 8 auf.A comparison of the phase of the in the 3a . 3b represented Dipollautsprechers 8th on one side and in one 4a . 4b illustrated loudspeaker according to the invention 11 on the other hand, shows advantages of the speaker according to the invention 11 opposite the dipole speaker 8th on.

Die 3a, 3b zeigen die Frequenz- bzw. Phasengänge des Dipollautsprechers 8 und des vorwärtigen 1 und des rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 in Hauptstrahlrichtung. Demnach ist der Schalldruckpegel SPL des Dipollautsprecher 8 bei eingeschaltetem vorwärtigem und rückwärtigem Lautsprecherchassis 1, 2 in Hauptstrahlrichtung α = 0° im Bereich der Bässe bei f < 100 Hz gering. In den Mitten, bei f = 100 Hz bis f = 500 Hz, tritt eine Überhöhung des Schalldruckpegels SPL auf.The 3a . 3b show the frequency and phase responses of the Dipollautsprechers 8th and the forward 1 and the rear speaker chassis 2 in the main beam direction. Thus, the sound pressure level SPL of the Dipollautsprecher 8th with the front and rear loudspeaker chassis switched on 1 . 2 low in the main beam direction α = 0 ° in the range of the bass at f <100 Hz. In the middle, at f = 100 Hz to f = 500 Hz, an exaggeration of the sound pressure level SPL occurs.

Vorwärtiges und rückwärtiges Lautsprecherchassis 1, 2 des herkömmlichen Dipollautsprechers 8 arbeiten gegenphasig. Bei geringen Frequenzen f und den damit verbundenen großen Wellenlängen λ hat die gegenphasige Schaltung der beiden Chassis 1, 2 zur Folge, dass sich die Schallwellen in Hauptstrahlrichtung α = 0° durch Interferenz näherungsweise auslöschen. Mit zunehmender Frequenz f spielt der durch die Dimension der Gehäuse 4, 5 bestimmte akustische Abstand zwischen vorwärtigem und rückwärtigem Lautsprecherchassis 1, 2 eine zunehmend größere Rolle, so dass mit zunehmenden Frequenzen f eine stetig geringer werdende destruktive Interferenz auftritt. Ab f > 1/3fDipol setzt der gegenteilige Effekt ein und die abgestrahlten Wellen des vorwärtigen und rückwärtigen Lautsprecherchassis 1, 2 interferieren in Hauptstrahlrichtung α = 0° konstruktiv. Dann beträgt der akustische Abstand der beiden Chassis 1,2 bei gegenphasiger Schaltung die halbe Wellenlänge des abgestrahlten Tones. Die konstruktive Interferenz entsteht in 3a etwa bei f = 300 Hz(= fDipol), was mit einem akustischen Abstand der beiden Lautsprecherbox von etwa 0,57 m korrespondiert. Bei noch höher werdenden Frequenzen f entstehen Minima im Schalldruckpegel SPL des Lautsprechers 11, wenn die dem Ton zugehörigen (2n + 1)/2-fache Wellenlänge dem akustischen Abstand der beiden Chassis 1, 2 entspricht. Ein solches (erstes) Minimum ist im Frequenzgang der des Dipols 8 in der 3a bei etwa 650 Hz zu erkennen. Dabei ist die Dipolfrequenz fDipol die Frequenz bei der Phasengleichheit der beiden Phasengänge des um die Phasenschieberschaltung befreiten, reinen Dipollautsprechers auftritt.Front and rear loudspeaker chassis 1 . 2 the conventional dipole speaker 8th work in opposite phases. At low frequencies f and the associated large wavelengths λ has the antiphase circuit of the two chassis 1 . 2 As a consequence, the sound waves in the main beam direction α = 0 ° approximately cancel each other out by interference. As the frequency f increases, so does the size of the housing 4 . 5 certain acoustic distance between front and rear loudspeaker chassis 1 . 2 an increasingly important role, so that with increasing frequencies f a steadily decreasing destructive interference occurs. From f> 1 / 3f dipole sets in the opposite effect and the radiated waves of the front and rear speaker chassis 1 . 2 interfere constructively in main beam direction α = 0 °. Then the acoustic distance of the two chassis 1 . 2 in antiphase circuit half the wavelength of the radiated sound. The constructive interference arises in 3a at f = 300 Hz (= f dipole ), which corresponds to an acoustic distance of about 0.57 m between the two loudspeakers. At even higher frequencies f minima arise in the sound pressure level SPL of the speaker 11 if the (2n + 1) / 2 times the wavelength associated with the sound matches the acoustic separation of the two chassis 1 . 2 equivalent. Such a (first) minimum is in the frequency response of the dipole 8th in the 3a to recognize at about 650 Hz. The dipole frequency f dipole is the frequency at the phase coincidence of the two phase paths of the freed around the phase shifter circuit, pure dipole speaker occurs.

3b zeigt den Phasengang φ(f) in Hauptstrahlrichtung α = 0° der von der rückwärtigen und der vorwärtigen Lautsprecherchassis 2, 1 abgestrahlten Schallwellen gegenüber der Erregerspannung U0. Aus der Differenz δ der beiden Phasenverschiebungen ergibt sich die Phasendifferenz in Hauptstrahlrichtung α = 0°. Bei etwa f = 300 Hz (= fDipol) ist die Phasendifferenz δ = 0°. Die vom vorwärtigen und vom rückwärtigen Lautsprecherchassis 1, 2 abgestrahlten Schallwellen sind dann in Hauptstrahlrichtung um genau eine Wellenlänge gegeneinander verschoben. Sie interferieren somit konstruktiv. 3b shows the phase response φ (f) in the main beam direction α = 0 ° that of the rear and the forward loudspeaker chassis 2 . 1 radiated sound waves with respect to the excitation voltage U 0 . From the difference δ of the two phase shifts results in the phase difference in the main beam direction α = 0 °. At about f = 300 Hz (= f dipole ), the phase difference δ = 0 °. The front and rear loudspeaker chassis 1 . 2 radiated sound waves are then shifted in the main beam direction by exactly one wavelength against each other. They thus interfere constructively.

In den Bässen nimmt die Phasendifferenz δ jedoch aufgrund der immer größer werdenden Wellenlänge λ zu und beträgt bei niedrigen Frequenzen f beinahe δ = 180°, so dass dann in Hauptstrahlrichtung α = 0° eine beinahe vollständige Auslöschung der Schallwellen gemäß 3a auftritt.In the bass, however, the phase difference δ increases due to the ever increasing wavelength λ and at low frequencies f almost δ = 180 °, so that in the main beam direction α = 0 ° almost complete extinction of the sound waves 3a occurs.

Dem gegenüber zeigen die 4a und 4b ein vergleichsweise anderes Verhalten des Schalldruckpegels SPL bei zugeschaltetem vorwärtigem und rückwärtigem Lautsprecherchassis 1, 2, die in erfindungsgemäßer Weise durch die Schaltung der 2a gekoppelt sind. Der Frequenzgang des Lautsprechers 11 ist in 4a eingezeichnet. Daneben sind in 4a die Frequenzgänge des vorwärtigen und rückwärtigen Lautsprecherchassis 1, 2 dargestellt.The opposite show the 4a and 4b a comparatively different behavior of the sound pressure level SPL with the front and rear loudspeaker chassis connected 1 . 2 , in accordance with the invention by the circuit of 2a are coupled. The frequency response of the speaker 11 is in 4a located. In addition are in 4a the frequency response of the front and rear loudspeaker chassis 1 . 2 shown.

Gemäß 4a tritt der Abfall des Schalldruckpegels SPL in Richtung geringerer Frequenzen f erst bei Frequenzen um f = 90 Hz auf. Die Verschiebung des Abfalls in den Bässen zu tieferen Frequenzen f ist ursächlich auf die Phasenverschiebung durch die Kopplungsspule LC zurückzuführen. Entlang höheren Frequenzen als f = 90 Hz, also immer noch Bassfrequenzen, liegt ein im Wesentlichen horizontaler verlaufender Schalldruckpegel SPL des Lautsprechers 11 vor. Die Bässe werden damit realitätsnäher wiedergegeben.According to 4a If the drop in the sound pressure level SPL in the direction of lower frequencies f occurs only at frequencies around f = 90 Hz. The shift Exercise of the drop in the bass to lower frequencies f is due to the cause of the phase shift through the coupling coil L C. Along higher frequencies than f = 90 Hz, ie still bass frequencies, there is a substantially horizontal sound pressure level SPL of the loudspeaker 11 in front. The basses are rendered more realistic.

Als zusätzlichen positiven Effekt tritt eine Absenkung des Schalldruckpegels SPL gegenüber dem Dipollautsprecher 8 in den mittleren Frequenzen, d. h. zwischen 200 und 300 Hz, auf. Dieser Abfall ist auf den zweiten Effekt der Kopplungsspule LC zurückzuführen, die mit höher werdenden Frequenzen f eine stärkere Impedanz Z aufweist (5c). Höhere Frequenzen f werden damit vom rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 mit deutlich geringerem Schalldruckpegel SPL abgestrahlt. Dieses Verhalten zeigt die grafische Darstellung des Schalldruckpegels SPL des hinteren Lautsprecherchassis 2 in 4a. Der Schalldruckpegel SPL des vorderen Lautsprecherchassis 1 entspricht im Wesentlichen unverändert dem Schalldruckpegels SPL des Dipollautsprechers 8 gemäß 3a.As an additional positive effect occurs a lowering of the sound pressure level SPL against the Dipollautsprecher 8th in the middle frequencies, ie between 200 and 300 Hz. This drop is due to the second effect of the coupling coil L C , which has a stronger impedance Z with increasing frequencies f ( 5c ). Higher frequencies f are thus from the rear speaker chassis 2 emitted with significantly lower sound pressure level SPL. This behavior shows the graphical representation of the sound pressure level SPL of the rear loudspeaker chassis 2 in 4a , The sound pressure level SPL of the front loudspeaker chassis 1 essentially corresponds unchanged to the sound pressure level SPL of the Dipollautsprechers 8th according to 3a ,

4b zeigt die Phasengänge φ(f) des erfindungsgemäßen Lautsprechers 11 in Hauptstrahlrichtung α = 0°. Im Bereich der Resonanzfrequenz fb des eingebauten rückwärtigen Lautsprecherchassis 2, die hier bei fb = 75 Hz liegt, tritt eine Phasendifferenz von etwa δ(f) = 90° auf. Die Phasendifferenz δ(f) der beiden vom vorwärtigen und rückwärtigen Lautsprecherchassis 1, 2 abstrahlenden Schallwellen ist geringer als beim Dipol, gemäß 3b. Beim Dipol beträgt sie δ(f) = 135°, und sie ist damit beim erfindungsgemäßen Lautsprecher um 45° besser. Dieses ist auch darauf zurückzuführen, dass die Phasengänge φ des rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 frequenzabhängig sind und die Phasenverschiebungen teilweise kompensieren, die durch die relative Verschiebung der vorwärtigen und rückwärtigen Schallwelle aufgrund der größer werdenden Wellenlängen λ bei gleich bleibenden akustischen Lautsprecherchassisabständen entstehen. 4b shows the phase responses φ (f) of the loudspeaker according to the invention 11 in the main beam direction α = 0 °. In the range of the resonance frequency f b of the built-in rear loudspeaker chassis 2 , here at f b = 75 Hz, a phase difference of about δ (f) = 90 ° occurs. The phase difference δ (f) of the two front and rear loudspeaker chassis 1 . 2 radiating sound waves is less than the dipole, according to 3b , In the case of the dipole, it is δ (f) = 135 °, and it is thus 45 ° better in the loudspeaker according to the invention. This is also due to the fact that the phase responses φ of the rear speaker chassis 2 are frequency-dependent and partially compensate for the phase shifts caused by the relative displacement of the forward and rearward soundwaves due to the increasing wavelengths λ at constant acoustic loudspeaker chassis pitches.

In 9 sind die Phasengänge φ(f) des rückwärtigen Lautsprecherchassis 2 mit und ohne Kopplungsspule LC und des vorwärtigen Lautsprechchassis 1 gemeinsam aufgetragen. Deutlich wird die durch die Kopplungsspule LC verursachte Phasenverschiebung von annähernd –45° bei der Resonanzfrequenz fb. Die Phasenverschiebung nimmt entlang des Phasenganges zu höheren Frequenzen hin zu. Die Verschiebung des Phasenganges führt zu einer Verschiebung derjenigen Frequenz, bei der beide Phasengänge in Hauptstrahlrichtung dieselbe Phase aufweisen, hin zu kleineren Frequenzen, hier von f = 300 Hz zu f = 180 Hz.In 9 are the phase responses φ (f) of the rear loudspeaker chassis 2 with and without coupling coil L C and the forward loudspeaker chassis 1 applied together. Significantly, the phase shift caused by the coupling coil L C is approximately -45 ° at the resonance frequency f b . The phase shift increases along the phase response towards higher frequencies. The shift of the phase response leads to a shift of that frequency at which both phase currents in the main beam direction have the same phase, towards smaller frequencies, here from f = 300 Hz to f = 180 Hz.

In den 6a, 6b und 6c sind eine zweite, dritte und vierte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, alle Ausführungsformen sind Weiterentwicklungen der in 2 dargestellten Basisschaltung mit verschiedenen Phasenschiebeschaltungen 15.In the 6a . 6b and 6c a second, third and fourth embodiment of the invention are shown, all embodiments are developments of in 2 illustrated base circuit with different phase shift circuits 15 ,

Die Phasenschiebeschaltungen 15 weisen zusätzlich zu der Kopplungsspule LC weitere Bauteile auf. In der zweiten Ausführungsform gemäß 6a ist zu dem Saugkreis 20 ein Kondensator parallel geschaltet.The phase shift circuits 15 have in addition to the coupling coil L C on other components. In the second embodiment according to 6a is to the absorption circuit 20 a capacitor connected in parallel.

In der dritten Ausführungsform ist dem Saugkreis 20 ein RC-Glied parallel geschaltet. Der ohmsche Widerstand ist als Potentiometer regelbar ausgebildet, und damit ist der rückwärtige Phasengang φ regelbar.In the third embodiment, the absorption circuit 20 an RC element connected in parallel. The ohmic resistance is designed as a potentiometer controllable, and thus the rearward phase φ is adjustable.

In der vierten Ausführungsform ist die Phasenschieberschaltung 15 gegenüber der dritten Ausführungsform durch eine weitere Spule, die zu der Kopplungsspule LC in Reihe geschaltet ist, erweitertIn the fourth embodiment, the phase shifter circuit is 15 over the third embodiment by a further coil, which is connected in series to the coupling coil L C extended

7 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung mit einer vorwärtigen Phasenschieberschaltung 16 aus Kopplungskondensator CC und einer vorwärtigen Saugschaltung 21 mit einem Reihenschwingkreis LVCVRV parallel zum vorwärtigen Lautsprecherchassis 1. Während die Kopplungsspule LC eine negative Phasenverschiebung des rückwärtigen Phasenganges φ verursacht, bewirkt der Kopplungskondensator CC eine positive Phasenverschiebung des vorwärtigen Phasenganges φ. Die Kapazität des Kondensators berechnet sich gemäß

Figure 00150001
wobei ZV der vorwärtige Lautsprecherchassiswiderstand ist und fG hier die Grenzfrequenz des vorwärtigen eingebauten Kondensators C ist, die ebenfalls kleiner als der größte Wert aus der Menge {1/3fDipol, 1,55 fb} gewählt wird. Im Gegensatz zur Kopplungsspule LC wird hier eine Phasenverschiebung zwischen den an den beiden Chassis 1, 2 anliegenden Spannungen UV, UR von +45° erreicht. 7 shows a fifth embodiment of the invention with a forward phase shifter circuit 16 from coupling capacitor C C and a forward suction circuit 21 with a series resonant circuit L V C V R V parallel to the forward loudspeaker chassis 1 , While the coupling coil L C causes a negative phase shift of the rearward phase φ, the coupling capacitor C C causes a positive phase shift of the forward phase φ. The capacity of the capacitor is calculated according to
Figure 00150001
where Z V is the forward loudspeaker chassis resistance and f G here is the cut-off frequency of the forward mounted capacitor C, which is also chosen smaller than the largest value of the set {1 / 3f dipole , 1.55 f b }. In contrast to the coupling coil L C here is a phase shift between the two chassis 1 . 2 applied voltages U V , U R of + 45 °.

8a, 8b und 8c zeigen in Anlehnung an die Ausführungsformen der rückwärtigen Phasenschieberschaltung 16 der 6a, 6b und 6c eine sechste, ein siebente und eine achte Ausführungsform der Erfindung. Hier sind zur Änderung der Phasenverschiebung der am vorwärtigen Lautsprecherchassis 1 anliegenden Spannung UV gegenüber der Erregerspannung U0 drei verschiedene vorwärtige Phasenschieberschaltungen 21 dargestellt. 8a . 8b and 8c show on the basis of the embodiments of the rear phase shifter circuit 16 of the 6a . 6b and 6c a sixth, a seventh and an eighth embodiment of the invention. Here are to change the phase shift of the forward loudspeaker chassis 1 applied voltage U V to the excitation voltage U 0 three different forward phase shifter circuits 21 shown.

In der sechsten Ausführungsform ist eine Spule parallel zum vorwärtigen Reihenschwingkreis LVCVRV geschaltet, während in der in 8b gezeigten siebenten Ausführungsform in Reihe zur Spule ein Potentiometer vorgesehen ist, mit dem die Phasenverschiebung zusätzlich regelbar ist. 8c zeigt eine achte Ausführungsform einer Phasenschieberschaltung 21 mit zusätzlichem Kondensator.In the sixth embodiment, a coil is parallel to the forward series resonant circuit L V C V R V switched while in the in 8b shown seventh embodiment in series with the coil, a potentiometer is provided, with which the phase shift is additionally regulated. 8c shows an eighth embodiment of a phase shifter circuit 21 with additional capacitor.

10a, zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltung in einem Bassreflexlautsprecher 30. Der Bassreflexlautsprecher 30 weist das rückwärtige Lautsprecherchassis 2 und das vorwärtige Lautsprecherchassis 1 auf. Das rückwärtige Chassis 2 arbeitet in ein rückwärtiges Volumen 32 und das vorwärtige Chassis 1 arbeitet in ein vorwärtiges Volumen 31. In jedes der beiden Volumina 31, 32 ist eine Bassreflexöffnung 33, 34 eingebracht. Eine in das rückwärtige Volumen 32 am bodenseitigen Ende eingebrachte rückwärtige Bassreflexöffnung 33 ist als eine gegenüber dem rückwärtigen Volumen 32 am inneren Ende geöffnete Röhre mit einer Außenöffnung ausgebildet. Für die vorwärtige Bassreflexöffnung 34 gilt das entsprechende hinsichtlich des vorwärtigen Volumens 31. 10a shows an embodiment of a circuit according to the invention in a bass reflex speaker 30 , The bass reflex speaker 30 has the rear speaker chassis 2 and the forward loudspeaker chassis 1 on. The rear chassis 2 works in a backward volume 32 and the forward chassis 1 works in a forward volume 31 , In each of the two volumes 31 . 32 is a bass reflex opening 33 . 34 brought in. One in the rear volume 32 at the bottom end introduced rear bass reflex opening 33 is as opposed to the backward volume 32 at the inner end open tube formed with an outer opening. For the forward bass reflex opening 34 the corresponding applies to the forward volume 31 ,

Der am rückwärtigen Chassis 2 gemessene Impedanzverlauf ZR weist zwei Impedanzspitzen gemäß 10b auf. Die beiden Impedanzspitzen werden in der erfindungsgemäßen Schaltung durch zwei parallel zum rückwärtigen Chassis 2 geschaltete Saugkreise 20 geglättet. Der geglättete Impedanzverlauf ist in 10c dargestellt. Die Resonanzen der beiden rückwärtigen Saugkreise CR, IR, RR und C'R, L'R, R'R sind den Frequenzwerten der beiden Impedanzspitzen angeglichen. Die Güte der beiden Saugkreise CR, LR, RR und C'R, L'R, R'R ist so bemessen, dass sie die Breiten der beiden Impedanzspitzen im Wesentlichen gemäß 10c kompensieren.The at the rear chassis 2 Measured impedance curve Z R has two impedance peaks according to 10b on. The two impedance peaks are in the circuit according to the invention by two parallel to the rear chassis 2 switched suction circuits 20 smoothed. The smoothed impedance curve is in 10c shown. The resonances of the two rear absorption circuits C R , I R , R R and C ' R , L' R , R ' R are equalized to the frequency values of the two impedance peaks. The quality of the two absorption circuits C R , L R , R R and C ' R , L' R , R ' R is dimensioned such that they substantially according to the widths of the two impedance peaks 10c compensate.

Die 11 zeigen eine erfindungsgemäße Schaltung für einen Bandpasslautsprecher 40. Der Bandpasslautsprecher 40 umfasst ebenfall ein vorwärtiges 31 und ein rückwärtiges Volumen 32. Dabei ist jedes der beiden Volumina 31, 32 wiederum durch eine Trennwand 41, 42 in zwei Volumina geteilt. Eine vorwärtige Trennwand 41 trägt das vorwärtige Lautsprecherchassis 1 und eine rückwärtige Trennwand 42 trägt das rückwärtige Lautsprecherchassis 2. In beide Volumina 31, 32 sind jeweils zwei Öffnungen, so genannte Bandpassöffnungen 43, 44, 46, 47 eingebracht. Die alle jeweils eine Außenöffnung und eine innere Öffnung aufweisen. Zwei rückwärtige Bandpassöffnungen 43, 44 sind voneinander entfernt im rückwärtigen Volumen 32 vorgesehen. Die untere rückwärtige Bandpassöffnung 44 geht durch die Trennwand 42 durch. Das gleiche gilt entsprechend für die untere vorwärtige Bandpassöffnung 47. Die beiden oberen Bandpassöffnungen 43, 46 ragen in die Volumina 31, 32 hinein.The 11 show a circuit according to the invention for a bandpass loudspeaker 40 , The bandpass speaker 40 also includes a forward 31 and a backward volume 32 , Here is each of the two volumes 31 . 32 again through a partition 41 . 42 divided into two volumes. A forward partition 41 carries the forward loudspeaker chassis 1 and a rear bulkhead 42 carries the rear speaker chassis 2 , In both volumes 31 . 32 are each two openings, so-called Bandpassöffnungen 43 . 44 . 46 . 47 brought in. All of which each have an outer opening and an inner opening. Two rear bandpass openings 43 . 44 are separated from each other in the rear volume 32 intended. The lower rear bandpass opening 44 goes through the partition 42 by. The same applies mutatis mutandis to the lower forward Bandpassöffnung 47 , The two upper bandpass openings 43 . 46 protrude into the volumes 31 . 32 into it.

11b zeigt das am rückwärtigen Chassis 2 gemessene Impedanzverhalten ohne Saugkreise 20. Es weist drei Impedanzspitzen im Bereich der Resonanzfrequenz fb auf. Zum Glätten der drei Impedanzspitzen sind drei den Impedanzspitzen wie oben beschreiben angepasste Saugkreise CR, LR, RR; C'R, L'R, R'R; C''R, L''R, R''R vorgesehen. Die Saugkreise CR, LR, RR; C'R, L'R, R'R; C''R, L''R, R''R sind parallel zum rückwärtigen Chassis 2 geschaltet. 11b shows that on the rear chassis 2 measured impedance behavior without absorption circuits 20 , It has three impedance peaks in the region of the resonance frequency f b . To smooth the three impedance peaks, three absorption circuits C R , L R , R R adapted to the impedance peaks as described above are provided; C'R , L' R , R'R ; C '' R , L '' R , R '' R provided. The absorption circuits C R , L R , R R ; C'R , L' R , R'R ; C '' R , L '' R , R '' R are parallel to the rear chassis 2 connected.

11
vorwärtiges Lautsprecherchassis/Schallzentrumvorwärtiges Speakers / Sound Center
1a, 1b1a, 1b
Anschlüsseconnections
22
rückwärtiges Lautsprecherchassis/Schallzentrumrear Speakers / Sound Center
2a, 2b2a, 2 B
Anschlüsseconnections
44
vorwärtiges Gehäusevorwärtiges casing
55
rückwärtiges Gehäuserear casing
66
Rückwandrear wall
77
Rückwandrear wall
88th
Dipollautsprecherdipole speakers
1111
Lautsprecherspeaker
1515
rückwärtige Phasenschieberschaltungrear Phase shifter circuit
1616
vorwärtige Phasenschieberschaltungdirection forward Phase shifter circuit
2020
rückwärtiger Saugkreisrear acceptor circuit
2121
vorwärtiger Saugkreisvorwärtiger acceptor circuit
3030
BassreflexlautsprecherBass reflex speaker
3131
vorwärtig geschlossenes Volumenvorwärtig closed volume
3232
rückwärtig geschlossenes Volumenrear closed volume
3333
rückwärtige Bassreflexöffnungrear Bass reflex port
3434
vorwärtige Bassreflexöffnungdirection forward Bass reflex port
4040
BandpasslautsprecherBandpass speaker
4141
vorwärtige Trennwanddirection forward partition wall
4242
rückwärtige Trennwandrear partition wall
43, 4443 44
rückwärtige Bandpassöffnungenrear Bandpass openings
46, 4746 47
vorwärtige Bandpassöffnungendirection forward Bandpass openings
CC C C
Kopplungskondensatorcoupling capacitor
CRLRRR C R L R R R
angepasster Saugkreiscustom acceptor circuit
C'RL'RR'R C ' R L' R R ' R
angepasster Saugkreiscustom acceptor circuit
C''RL''RR''R C '' R L '' R R '' R
angepasster Saugkreiscustom acceptor circuit
f, ωf, ω
Frequenzfrequency
fb, ωb f b , ω b
Resonanzfrequenzresonant frequency
fG, ωG f G , ω G
Grenzfrequenzcut-off frequency
fDipol f dipole
DipolfrequenzDipolfrequenz
LRCRRR L R C R R R
rückwärtiger Reihenschwingkreisrear Series resonant circuit
LVCVRV L V C V R V
vorwärtiger Reihenschwingkreisvorwärtiger Series resonant circuit
LC L C
Kopplungsspulecoupling coil
SPLSPL
SchalldruckpegelSPL
UR U R
rückwärtige Spannungrear tension
U0 U 0
Erregerspannungexcitation voltage
UV U V
vorwärtige Spannungdirection forward tension
ZV Z v
vorwärtige Lautsprecherchassisimpedanzdirection forward Speakers Impedance
ZR Z R
rückwärtige Lautsprecherchassisimpedanzrear Speakers Impedance
Zges Z ges
Impedanz rückwärtiger Lautsprecherchassis und Reihenschwingkreisimpedance rear loudspeaker chassis and series resonant circuit
ZCges Z Cges
Impedanz rückwärtiger Lautsprecherchassis, Reihenschwingkreis und Kopplungsspuleimpedance rear loudspeaker chassis, series resonant circuit and coupling coil
αα
Strahlrichtungbeam direction
δ(.)δ (.)
Differenz der Phasengängedifference the phase responses
λλ
Wellenlängewavelength
φ(.)φ (.)
Phasengang, PhasenverschiebungPhase response, phase shift

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 5073945 [0002] - US 5073945 [0002]

Claims (12)

Verfahren zur Tonwiedergabe durch einen Lautsprecher (11), indem ein vorwärtiges Schallzentrum (1) und ein gegenphasig geschaltetes, von ihm weg gerichtetes rückwärtiges Schallzentrum (2) über wenigstens eine rückwärtige Phasenschieberschaltung (15) an eine Erregerspannung (UO) angeschlossen werden, die an dem rückwärtigen Schallzentrum (2) zugeordneten rückwärtigen Phasengang entlang einer Hauptstrahlrichtung des Lautsprechers (11) verschiebt und damit eine Phasendifferenz (δ) des rückwärtigen und des vorwärtigen Phasenganges in Bässen verringert wird und die rückwärtige Phasenschieberschaltung (15) Erregerspannungen mit höher werdenden Frequenzen stärker dämpft und eine Grenzfrequenz (fg) der rückwärtigen Phasenschieberschaltung (15) kleiner als der größere Wert aus der Menge {1/3fDipol, 1,55 fb} gewählt wird und dem rückwärtigen Schallzentrums (2) wenigstens eine Impedanzspitze zugeordnet wird, die durch wenigstens einen ihr angepassten rückwärtigen Saugkreis (20) geglättet wird.Method for reproducing sound through a loudspeaker ( 11 ), by a forward sound center ( 1 ) and an antiphase switched away from him rearward sound center ( 2 ) via at least one rear phase shifter circuit ( 15 ) are connected to an excitation voltage (U O ), which at the rear sound center ( 2 ) associated rearward phase along a main beam direction of the speaker ( 11 ) and thus a phase difference (δ) of the rear and the forward phase response in bass is reduced and the rear phase shifter circuit ( 15 ) Attenuates excitation voltages with increasing frequencies more strongly and a cutoff frequency (f g ) of the rear phase shifter circuit ( 15 ) smaller than the larger value is selected from the set {1 / 3f dipole , 1.55 f b } and the rear sound center ( 2 ) is associated with at least one impedance peak, which is characterized by at least one rear suction circuit ( 20 ) is smoothed. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der rückwärtigen Saugkreise (20) der Anzahl der dem rückwärtigen Schallzentrum (2) zugeordneten Impedanzspitzen angepasst wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the number of rear suction circuits ( 20 ) the number of the rear sound center ( 2 ) matched impedance peaks. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem vorwärtigen Schallzentrum (1) wenigstens eine vorwärtige Phasenschieberschaltung (16) zugeordnet wird und eine Grenzfrequenz (fg) der vorwärtigen Phasenschieberschaltung (16) kleiner als der größere Wert aus der Menge {1/3fDipol, 1,55 fb} gewählt wird und dem vorwärtigen Schallzentrums (1) wenigstens eine Impedanzspitze zugeordnet wird, die durch wenigstens einen ihr angepassten vorwärtigen Saugkreis (21) geglättet wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the forward sound center ( 1 ) at least one forward phase shifter circuit ( 16 ) and a cutoff frequency (f g ) of the forward phase shift circuit ( 16 ) smaller than the larger value is selected from the set {1 / 3f dipole , 1.55 f b } and the forward sound center ( 1 ) is associated with at least one impedance peak, which by at least one adapted thereto forward Saugkreis ( 21 ) is smoothed. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der vorwärtigen bzw. rückwärtigen Saugkreise der Anzahl der dem vorwärtigen bzw. rückwärtigen Schallzentrum (1), (2) zugeordneten Impedanzspitzen angepasst wird.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the number of forward and backward suction circuits is equal to the number of forward and rearward sound centers ( 1 ) 2 ) matched impedance peaks. Lautsprecher zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4 mit einem an einer Erregerspannung UO angeschlossenen vorwärtigen Schallzentrum 1 und einem gegenphasig geschalteten über wenigstens eine Phasenschieberschaltung (15) an die Erregerspannung UO angeschlossen rückwärtigen Schallzentrum (2), wobei die rückwärtige Phasenschieberschaltung (15) Erregerspannungen mit höher werdenden Frequenzen stärker dämpft und eine Grenzfrequenz fg aufweist, die kleiner als der größere Wert aus der Menge {1/3fDipol, 1,55 fb} ist und die den dem rückwärtigen Schallzentrum (2) zugeordneten Phasengang entlang einer Hauptstrahlrichtung des Lautsprechers (11) verschiebt und damit eine Phasendifferenz (δ) des rückwärtigen und des vorwärtigen Phasenganges in Bässen verringert und mit wenigstens einem parallel zum rückwärtigen Schallzentrum (2) geschalteten rückwärtigen Saugkreis (20).Loudspeaker for carrying out a method according to Claims 1 to 4 with a forward sound center connected to an excitation voltage U O 1 and an antiphase connected via at least one phase shifter circuit ( 15 ) connected to the excitation voltage U O rear sound center ( 2 ), the rear phase shifter circuit ( 15 ) Attenuates exciter voltages with increasing frequencies and has a cut-off frequency f g which is smaller than the larger value from the set {1 / 3f dipole , 1.55 f b } and which corresponds to the rear sound center ( 2 ) associated phase along a main beam direction of the speaker ( 11 ) and thus reduces a phase difference (δ) of the rearward and forward phase response in basses and with at least one parallel to the rearward sound center ( 2 ) switched rear suction circuit ( 20 ). Lautsprecher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vorwärtige und das rückwärtige Schallzentrum (1, 2) jeweils in einem einen akustischen Kurzschluss vermeidenden vorwärtigen bzw. rückwärtigen Volumen (31, 32) angeordnet sind.Loudspeaker according to claim 5, characterized in that the forward and the rearward sound center ( 1 . 2 ) in each case in an acoustic short circuit avoiding forward or rearward volume ( 31 . 32 ) are arranged. Lautsprecher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der rückwärtigen Saugkreise (20) der Anzahl der dem rückwärtigen Schallzentrum (2) zugeordneten Impedanzspitzen angepasst ist.Loudspeaker according to claim 5 or 6, characterized in that the number of rear suction circuits ( 20 ) the number of the rear sound center ( 2 ) is matched to associated impedance peaks. Lautsprecher nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der vorwärtigen Saugkreise der Anzahl der dem vorwärtigen Schallzentrum (1) zugeordneten Impedanzspitzen angepasst ist.A loudspeaker according to claim 5, 6 or 7, characterized in that the number of forward suction circuits is equal to the number of the forward sound center ( 1 ) is matched to associated impedance peaks. Lautsprecher nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem vorwärtigen Schallzentrum (1) wenigstens eine vorwärtige Phasenschieberschaltung (16) zugeordnet ist und eine Grenzfrequenz (fg) der vorwärtigen Phasenschieberschaltung (16) kleiner als der größere Wert aus der 1 Menge {1/3fDipol, 1,55 fb} gewählt ist und dem vorwärtigen Schallzentrums (1) wenigstens eine Impedanzspitze zugeordnet ist, und wenigstens ein ihr angepasster vorwärtiger Saugkreis (21) vorgesehen ist, der die Impedanzspitze glättet.Loudspeaker according to claim 5 to 8, characterized in that the forward sound center ( 1 ) at least one forward phase shifter circuit ( 16 ) and a cutoff frequency (f g ) of the forward phase shift circuit ( 16 ) smaller than the larger value selected from the 1 set {1 / 3f dipole , 1.55 f b } and the forward sound center ( 1 ) is assigned at least one impedance peak, and at least one adapted forward Saugkreis ( 21 ) is provided, which smoothes the impedance peak. Lautsprecher nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bassreflexaussparung in das rückwärtige Volumen und ein Bassreflexaussparung in das vorwärtige Volumen hineinragen und dem rückwärtigen Schallzentrum zwei Impedanzspitzen zugeordnet sind und jeder der Impedanzspitzen ein ihr jeweils angepasster Saugkreis (CR, LR, RR; C'R, L'R, R'R) zugeordnet ist.Loudspeaker according to one of Claims 5 to 9, characterized in that a bass reflex recess projects into the rear volume and a bass reflex recess into the forward volume and two impedance peaks are assigned to the rear sound center and each of the impedance peaks has a respective absorption circuit (C R , L R , R R , C ' R , L' R , R ' R ). Lautsprecher nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Bandpassaussparungen in das rückwärtige Volumen und zwei Bandpassaussparungen in das vorwärtige Volumen hineinragen und dem rückwärtigen Schallzentrums drei Impedanzspitzen zugeordnet sind und jeder der Impedanzspitzen ein ihr jeweils angepasster Saugkreis (CR, LR, RR; C'R, L'R, R'R; C''R, L''R, R''R) zugeordnet ist.Loudspeaker according to one of claims 5 to 9, characterized in that two Bandpassaussparungen protrude into the rear volume and two Bandpassaussparungen in the forward volume and the rear Schallzentrums three impedance peaks are assigned and each of the impedance peaks their respective adapted absorption circuit (C R , L R , R R , C ' R , L' R , R ' R , C'' R , L'' R , R'' R ). Lautsprecher nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das vorwärtige Volumen (31) und das rückwärtige Volumen (32) jeweils als Transmissionline-Volumina ausgebildet sind und dass dem rückwärtigen Schallzentrums (3) eine Mehrzahl an Impedanzspitzen zugeordnet ist und jeder der Impedanzspitzen ein ihr jeweils angepasster Saugkreis (CR, LR, RR; C'R, L'R, R'R; C''R, L''R, R''R) zugeordnet ist.Loudspeaker according to one of claims 5 to 9, characterized in that the forward Volume ( 31 ) and the rear volume ( 32 ) are each designed as transmission line volumes and that the rear sound center ( 3 ) a plurality of impedance peaks is assigned and each of the impedance peaks has a respective respective absorption circuit (C R , L R , R R , C ' R , L' R , R ' R , C'' R , L'' R , R'' R ) is assigned.
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