DE1067234B - Musiktruhe mit eingebautem Baßresonator zur Wiedergabe von Rundfunksendungen oder Schallplatten - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Musiktruhe mit hervorragend guter Wiedergabe zu schaffen. Es kann sich dabei um Rundfunkdarbietungen handeln oder um Darbietungen, die auf Schallplatten oder Magnettonbändern aufgezeichnet sind.

Besonders wichtig zur Lösung der gestellten Aufgabe ist eine gleichmäßige Wiedergabe des ganzen Tonfrequenzbereiches. Er muß einerseits mindestens bis herab zu etwa 50 Hz, besser bis 30 Hz, und andererseits bis herauf zu etwa 15 000 Hz reichen. Eine altbekannte Schwierigkeit ist eine genügend laute und unverzerrte Wiedergabe der tiefen Töne. Bekanntlich wird bei der Lautsprecherwiedergabe eine ausrechende Lautstärke der tiefen Töne nur dann erreicht, wenn eine große Schallwand verwendet wird. Diese Bedingung läßt sich bei Lautsprechern für Wohnräume nicht erfüllen, wenn die Schallwand offen ist. Man kann deshalb das Lautsprechergehäuse vollkommen geschlossen ausbilden, muß dann aber zur Unterdrückung des Mitschwingens der Wände und zur Vermeidung von stehenden Wellen bei höheren Frequenzen Mittel zur Dämpfung verwenden. Eine Auskleidung der Innenseite des Gehäuses mit schalldämpfenden Mitteln reicht bei tiefen Frequenzen nicht aus. Vielmehr müssen im Innern des Gehäuses zahlreiche Wände aus schalldämpfendem Material so angeordnet werden, daß sich ein Labyrinth ergibt, welches wegen der mehrfachen Schallumlenkung und zweckmäßig bemessenen Porosität der Labyrinthwände dämpfend wirkt. Diese bekannten Anordnungen verursachten einen großen Aufwand.

Es ist auch bekannt, das Lautsprechergehäuse als Helmholtz-Resonator für eine tiefe Frequenz auszubilden. Ein solches, im wesentlichen geschlossenes Lautsprechergehäuse wird als Baßresonator bezeichnet (»Baßreflex-Prinzip«). Das Gehäuse enthält außer der Öffnung für den Tieftonlautsprecher eine zweite Öffnung, im allgemeinen in derselben Wand, in der auch der Lautsprecher angeordnet ist. Auf diese Weise entsteht ein akustisches Resonanzgebilde, dessen Masse durch die in der kleinen Öffnung schwingende Luftmasse und dessen elastische Kraft infolge der Federwirkung der Luft im Innern des Gehäuses gebildet wird. Durch die. Resonanz ergibt sich eine Anhebung der Lautstärke der tiefen Töne und zugleich eine Phasenumkehr des von der Rückseite der Membran abgestrahlten Schalles, die mit der Phase des aus der zweiten Öffnung austretenden Schalles wenigstens bei der Resonanzfrequenz übereinstimmt. Da der Lautsprecher auch noch eine Eigenresonanz hat, ergibt sich ein gekoppeltes Schwingungssystem, dessen zweite, tieferliegende Resonanzfrequenz keine Phasenumkehr hat, so daß unterhalb Musiktruhe mit eingebautem Baßresonator zur Wiedergabe von Rundfunksendungen

oder Schallplatten

Anmelder:

Telefunken G.m.b.H., Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dipl.-Ing. Hans Wiegmann, Hannover, ist als Erfinder genannt worden

der in der Lautstärke angehobenen tiefen Frequenzen ein Abfall der Lautstärke auftritt.

Es bereitet besondere Schwierigkeiten, einen Baßresonator in eine Musiktruhe einzubauen, in die auch der Rundfunkempfänger bzw. Verstärker und gegebenenfalls auch ein Plattenspieler eingebaut sind, weil die im Baßresonator auftretenden großen Amplituden der tiefen Töne eine störende Rückwirkung auf andere Teile der Musiktruhe hervorrufen. Es kann sowohl eine unerwünschte akustische Rückkopplung als auch eine Modulation der hohen Töne mit den tiefen Tönen (Intermodulation) entstehen. Beides verursacht Verzerrungen.

Die Erfindung zeigt, wie diese Schwierigkeiten beseitigt werden können. Erfindungsgemäß werden bei einer Musiktruhe mit eingebautem Baßresonator und eingebautem Rundfunkempfänger oder Verstärker zur Wiedergabe von Rundfunksendungen oder von Schallplatten gleichzeitig die drei folgenden zum Teil bekannten Merkmale zur Ermöglichung einer genügend lauten und unverzerrten Wiedergabe der tiefen Töne angewendet:

a) Die zur zusätzlichen Abstrahlung der tiefen Töne dienende Öffnung des Baßresonators ist in mehrere kleine Öffnungen unterteilt;

b) der Rundfunkempfänger bzw. Verstärker und der etwa vorhandene Plattenspieler sind gegen den Innenraum des Baß resonators akustisch abgeschirmt;

c) die Hochtonlautsprecher sind getrennt vom Tieftonlautsprecher in den Wänden des Baßresonators selbst angebracht und gegen das Innere des Baßresonators durch eine luftdichte akustisch abgeschirmt.

Umhüllung

909 638/229 C

Die Vorteile der einzelnen Merkmale der Erfindung und weitere Verbesserungen werden nachstehend näher erläutert.

Merkmal a): Der Baßresonator ohne Unterteilung der zusätzlichen Öffnung hat den Nachteil, daß sich eine ausgeprägte Resonarizspitze bei einer tiefen Frequenz ergibt, die nicht nur diese Frequenz bevorzugt, sondern auch ein unerwünschtes Anschwingen der Membran in der Resonanzfrequenz bei jedem Anstoßen der Membran verursacht (»Bums-Ton«). Die Resonanzspitze läßt sich durch eine Auskleidung des Innenraumes mit schalldämpfendem Material nicht dämpfen, jedoch läßt sie sich dadurch dämpfen, daß die erwähnte zusätzliche Öffnung des Baßresonators in bekannter Weise in mehrere entsprechend kleinere Öffnungen aufgeteilt wird. Auf diese Weise läßt sich die Resonarizspitze so weit herabdrücken, daß sie in der Frequenzkurve nicht mehr bemerkbar ist und deshalb auch keinen störenden Einfluß auf andere Teile der Musiktruhe ausübt.

' Merkmal b): Würde man den Verstärker, wie sonst bei Musiktruhen und Rundfunkempfängern üblich, im Innenraum des Lautsprechergehäuses unterbringen, so würde wegen der großen Amplituden der tiefen Töne leicht eine akustische Rückkopplung auftreten, die das Klangbild zumindest stark entstellt. Das gleiche gilt für den Plattenspieler. Bisher wurden deshalb Baßresonatoren getrennt vom Verstärker und Plattenspieler angeordnet, um solche akustischen -Rückkopplungen zu vermeiden. Versuche haben jedoch gezeigt, daß es möglich ist, Baßresonator und Verstärker in derselben Truhe unterzubringen, wenn eine Trennwand, z. B. aus Holz, vorgesehen wird. Bei Musiktruhen ist es bekannt, den Lautsprecherraum, der jedoch kein Baßresonator ist, vom Empfänger durch eine Wand zu trennen.
' Merkmal c): Weil zur Erzielung einer genügend tiefen Resonanzfrequenz des Baßresonators ein entsprechend großer Innenraum des Lautsprechergehäuses erforderlich ist, wird es im allgemeinen notwendig sein, daß das Lautsprechergehäuse den unteren Teil der Musiktruhe in der ganzen Länge und Tiefe bildet. In diesem Lautsprechergehäuse werden sämtliche Lautsprecher, also außer ■ dem Tieftonlautsprecher auch die Hochtonlautsprecher, untergebracht, wie im einzelnen bei der Beschreibung des Ausführungsbeispiels erklärt werden wird. Günstig ist es für eine gute Klangverteilung der hohen Töne in der Vertikalebene trotz tiefliegender Lautsprecher, wenn als Hochtonlautsprecher, wie an sich bekannt, solche mit ovalförmiger Membran verwendet werden, deren große Achse waagerecht liegt, weil die Entbündelung "um so besser ist, je kleiner die Abmessungen der Membran im Vergleich zur Wellenlänge sind. Für eine hervorragend gute Wiedergabe müssen auch akustische Intermodulationen vermieden werden. Zu diesem Zweck ist es günstig, nicht nur die tiefen Töne vom Hochtonlautsprecher in üblicher Weise durch einen Kondensator oder ein größeres Hochpaßfilter fernzuhalten, sondern auch die Frequenzen über 500 Hz vom Tieftonlautsprecher fernzuhalten, wozu, wie bekannt ist, z.B. ein LC-Filter dienen kann. Ein weiteres bekanntes Mittel zur Beseitigung von Intermodulationen besteht darin, die Hochtonlautsprecher vom .Tieftonlautsprecher akustisch möglichst gut zu •trennen. Bei einem bekannten Baß resonator befindet sich deshalb der Hochtonlautsprecher in einem anschließenden Teil des Lautsprechergehäuses. Dies ist aber bei einer Musiktruhe aus Platzmangel nicht möglich. Deshalb werden die Hochtonlautsprecher in bekannter Weise zur Platzersparnis in den Wänden des Baßresonators selbst angebracht, müssen aber gemäß dem Merkmal c) der Erfindung gegen das Innere des Gehäuses durch eine luftdichte Umhüllung akustisch abgeschirmt werden. Der Raum zwischen dem Korb des Hochtonlautsprechers und der Umhüllung wird zweckmäßig mit schalldämpfendem Material ausgefüllt, um die Resonanz dieses Lautsprechers zu dämpfen.

ίο Um eine hervorragend gute Wiedergabe zu erzielen, ist es günstig, wenn der Verstärker mit einer die Endstufe einschließenden frequenzunabhängigen, von der Stellung des Lautsprecherreglers unabhängigen Gegenkopplung versehen ist und wenn er die zur Erzielung der gewünschten Frequenzkurve erforderlichen Schaltelemente in an sich bekannter Weise nur im Verstärkerweg selbst enthält. Solche Schaltelemente sind zur Anhebung der Lautstärke der tiefsten und höchsten Frequenzen gegenüber den mittleren Frequenzen notwendig, da der Baßresonator allein zur Anhebung der Lautstärke der tiefsten Töne nicht ausreicht und andererseits ein Ausgleich für den Abfall der Lautstärke bei den höchsten Frequenzen geschaffen werden muß. Bei den heutigen Rundfunkempfängern ist es üblich, die Anhebung bei den tiefen und hohen Frequenzen durch eine frequenzabhängige Gegenkopplung zu erzielen. Für höchste Ansprüche an Wiedergabegüte ist dieser Weg jedoch nicht gangbar, weil dann die entzerrende Wirkung der Gegenkopplung bei den tiefsten und höchsten Tönen fortfällt. Es ist deshalb besser, die Schaltelemente zur Anhebung bei den tiefen und hohen Tönen in den Verstärkerweg selbst zu schalten. Dann sind jedoch ein oder zwei Verstärkerröhren mehr erforderlich, um den Verstärkungsverlust auszugleichen. Schließlich besteht bei einer Musiktruhe, die sehr tiefe Töne bis herab zu 30 Hz wiedergibt, die Schwierigkeit, daß Brummstörungen aus dem Wechselstromnetz auftreten. Um diese zu vermeiden, wird es im allgemeinen unumgänglich notwendig sein, wenigstens den Netztransformator vom Chassis des Verstärkers außer an einem einzigen Punkt zu isolieren, damit im Chassis keine elektrischen Ströme von Netzfrequenz und etwaigen Oberschwingungen kreisen können. Es wird häufig das einfachste sein, den gesamten Netzteil vom Chassis des Verstärkers getrennt innerhalb der Truhe anzuordnen. Ferner ist es notwendig, den Motor des Plattenspielers als Vierpol-■ Asynchronmotor statt als Zweipolmotor auszubilden, was an sich bekannt ist, um eine »Rumpel-Frequenz« bei 50 Hz zu vermeiden. Bei einem Zweipolmotor stimmt nämlich die Drehzahl mit der Netzfrequenz von 50 Hz überein, so daß bei nicht völlig einwandfreier Lagerung des Rotors eine Störfrequenz von 50 Hz auftritt. Verwendet man dagegen einen Vierpolmotor, so liegt die Störfrequenz bei 25 Hz. Hiermit allein würde jedoch bei einer Musiktruhe mit hervorragend guter Wiedergabequalität noch eine Störung auftreten, weil die Störfrequenz zu nahe an der unteren Frequenzgrenze liegt. Es ist deshalb erforderlich, in den Verstärkerweg ein Filter zur Unterdrückung der halben Netzfrequenz zu legen.

An Hand der Zeichnung werden nun noch Einzelheiten der Erfindung näher erklärt.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Musiktruhe. Wie gestrichelt angedeutet, bildet der untere Teil 1 das Lautsprechergehäuse (z.B. 140-40-30 cm), welches dadurch als Baßresonator ausgebildet ist, daß links der Tieftonlaut-Sprecher 5 und rechts z. B. zwölf kleine Öffnungen 6

(je 2 cm Durchmesser mit Abstand von 10 cm) angebracht sind. Der Tieftonlautsprecher 5 hat z. B. bei einem Membrandurchmesser von 30 cm eine Eigenfrequenz von 35 Hz. Er könnte auch durch mehrere kleinere Tieftonlautsprecher ersetzt werden. Er ist zur Abstrahlung der tiefen Frequenzen, bis etwa 500 Hz bestimmt. Alle höheren Frequenzen werden von den Hochtonlautsprechern 7 bis 10 abgestrahlt, welche ebenso wie der dynamische Tieftonlautsprecher zweckmäßig dynamische Lautsprecher sind.

Da, wie oben erwähnt, die hohen Töne über 500 Hz vom Tieftonlautsprecher ferngehalten werden, sind zur Abstrahlung der hohen Töne nach vorn auf der Vorderseite zwei Hochtonlautsp recher 7 und 8 angebracht. Außerdem sind in an sich bekannter Weise seitlich strahlende Hochtonlautsprecher 9 und 10 vorgesehen, die an den Seitenwänden oder in den vorderen Ecken angebracht sind.

Im oberen Teil der Musiktruhe ist der Verstärker 2 oder der Rundfunkempfänger angeordnet. Rechts ist ein Plattenspieler 3 und links ein Magnettongerät 4 oder ein Schallplattenständer untergebracht. Diese drei Teile sind von dem Innenraum des Lautsprechergehäuses durch das gestrichelt angedeutete waagerechte Brett akustisch getrennt.

Fig. 2 zeigt einen waagerechten Schnitt durch den unteren Teil 1 der Fig. 1. Die Hochtonlautsprecher 7 bis 10 sind durch Hüllen 11 bis 14 aus Pappe oder Holz luftdicht gegen das Innere des Raumes abgedeckt. Mit 15 ist eine etwa 3 cm starke Schicht, aus schalldämpfendem Material (Schaumstoff) bezeichnet. Eine solche Abdeckung ist auch an der unteren und oberen Wand angebracht, während die Vorderwand und die beiden Seitenwände, an denen die Lautsprecher angebracht sind, nicht unbedingt belegt zu werden brauchen, weil die von den Lautsprechern nicht eingenommene Fläche relativ klein ist.

Die Hochtonlautsprecher können unter Umständen auch im oberen Teil der Musiktruhe untergebracht sein, weil die Gefahr einer akustischen Rückkopplung bei Frequenzen oberhalb von 500 Hz wesentlich geringer als bei den tiefen Tönen großer Amplitude ist.

Fig. 3 zeigt eine Übersicht über die Schaltung des Verstärkers, die zur Erzielung einer hervorragend guten Wiedergabe vorteilhaft ist. Auf die erste Röhre folgt ein Filter 16, welches die mittleren Frequenzen schwächt, um so eine Anhebung bei den tiefen und hohen Frequenzen zu erhalten. Ein Schaltungsbeispiel für ein solches Filter wird bei Fig. 4 beschrieben.

Der Ausgangstransformator in Fig. 3 trägt eine besondere Gegenkopplungswicklung 18, die in bekannter Weise in die Kathodenleitung der Röhre 17 geschaltet ist, in der außerdem in bekannter Weise ein kapazitiv überbrückter Widerstand zur Erzeugung der negativen Gittervorspannung liegt. Die Gegenkopplung ist frequenzunabhängig ausgebildet, um, wie anfangs dargelegt, im ganzen Frequenzbereich eine Herabsetzung der Verzerrungen zu haben. Die Röhrenstufe 19 ist in bekannter Weise zugleich als Phasenumkehrstufe ausgebildet. Der Tieftonlautsprecher 5 ist über ein LC-FiIter und die vier Hochtonlautsprecher sind über ein CL-Filter an die Sekundärseite des Ausgangstransformators angeschlossen.

Fig. 4 zeigt ein Schaltbeispiel für das Filter 16 in Fig. 3. Es setzt sich aus drei Gliedern zusammen, die je aus einem Längswiderstand 20 und im Querzweig aus der Reihenschaltung eines Kondensators 21 und eines Widerstandes 22 bestehen. Mit solchen Filtern läßt sich bekanntlich eine Frequenzkurve erzielen, die von einer waagerechten Geraden zunächst nach 'höheren Frequenzen zu abfällt und dann wiederum in eine Gerade übergeht. Durch die Verwendung von mehreren Gliedern wird, wie bekannt, eine steilere Flanke erzielt. Sie ist im vorliegenden Falle besonders notwendig und muß auch genügend tief, z. B. bei-löO.bis Hz, enden,'da der Baßresonator die tiefen Frequenzen um 100 bis 200 Hz in ihrer Lautstärke bereits genügend stark anhebt, so daß eine elektrische Anhebung der Lautstärke bei diesen Frequenzen' noch

ίο nicht wirksam sein' darf. Zur weiteren Versteilerung der erwähnten Flanke können die gestrichelt gezeichneten Schaltelemente 23 und 24 vorgesehen werden. Um einen Wiederanstieg der Frequenzkurve bei den hohen Frequenzen zu erreichen, ist das Filter durch die Kondensatoren 25 und 26 überbrückt, so daß die höheren Frequenzen das zur Schwächung der mittleren Frequenzen dienende Filter umgehen können. Dieses Filter kann zur Erzielung bestimmter Klangwirkungen regelbar gemacht werden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Musiktruhe mit eingebautem Baß resonator und eingebautem Rundfunkempfänger oder Verstärker zur Wiedergabe von Rundfunksendungen oder Schallplatten, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung folgender zum Teil bekannter Merkmale zur Ermöglichung einer genügend lauten und unverzerrten Wiedergabe der tiefen Töne:

a) Die zur zusätzlichen Abstrahlung der tiefen Töne dienende öffnung des Baßresonators ist in mehrere kleine öffnungen unterteilt;

b) der Rundfunkempfänger bzw. Verstärker und der etwa vorhandene Plattenspieler sind gegen den Innenraum des Baßresonators akustisch abgeschirmt;

c) die Hochtonlautsprecher sind getrennt vom Tieftonlautsprecher in den Wänden des Baßresonators selbst angebracht und gegen das Innere des B aß resonators durch eine luftdichte Umhüllung akustisch abgeschirmt.

2. Musiktruhe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Baßresonator den unteren

4-5 Teil der Musiktruhe in der ganzen Länge und Tiefe bildet.

3. Musiktruhe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtonlautsprecher seitlich und gegebenenfalls auch nach vorn strahlen.

4. Musiktruhe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach vorn strahlenden Hochtonlautsprecher zwischen dem Tieftonlautsprecher und den kleinen öffnungen des Baßresonators angebracht sind.

5. Musiktruhe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dem Korb des Hochtonlautsprechers und der Umhüllung mit schalldämpfendem Material ausgefüllt ist.

6. Musiktruhe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtonlautsprecher solche mit ovalförmiger Membran sind, deren große Achse waagerecht angeordnet ist.

7. Musiktruhe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker mit einer die Endstufe einschließenden, frequenzunabhängigen, von der Stellung des Lautstärkereglers unabhängigen Gegenkopplung versehen ist und daß er die zur Erzielung der gewünschten Frequenzkurve erforderlichen Schaltelemente nur im Verstärkerweg selbst enthält.

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8. Musiktruhe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Netztransformator des Netzteils vom Chassis des Verstärkers isoliert, insbesondere von diesem getrennt angeordnet ist.

9. Musiktruhe nach Anspruch 1 mit eingebautem Plattenspieler, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor des Plattenspielers ein A^ierpol-Asynchronmotor ist und daß im Verstärkerweg ein Filter zur Unterdrückung der halben Netzfrequenz liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Französische Patentschrift Nr. 719 983;

»Radio & Television News«, Juni 1952, S. 49, und November 1953, S. 69;

»Audio-Engineering Music Sound Reproduction«, August 1954, S. 27 bis 55;

»Funkschau«, Nr. 17/1955, S. 379.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1 018 234.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen