DE1192259B

DE1192259B - Omnidirectional loudspeaker arrangement

Info

Publication number: DE1192259B
Application number: DES77990A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Kammerer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-02-12
Filing date: 1962-02-12
Publication date: 1965-05-06

Description

Rundstrahlende Lautsprecheranordnung Die Erfindung betrifft eine rundstrahlende Lautsprecheranordnung mit mindestens einem senkrecht nach unten strahlenden Lautsprecher, bei der Lautsprecher und Rednermikrophon im gleichen Raum rückwirkungsfrei aufgestellt sind.Omnidirectional loudspeaker arrangement The invention relates to an omnidirectional loudspeaker arrangement Loudspeaker arrangement with at least one vertically downward radiating loudspeaker, with the loudspeaker and speaker microphone placed in the same room without interference are.

Senkrecht nach unten strahlende Lautsprecher sind bekannt. Im einzelnen ist es bekannt, Lautsprecher in Decken und Wände eines Raumes einzubauen. Hierbei ergeben sich jedoch Schwierigkeiten infolge Rückwirkung auf das Mikrophon sowie in vielen Fällen eine ungünstige Schallverteilung. Letztere kann nur durch Anwendung einer größeren Anzahl von Lautsprechern verbessert werden. Andererseits sind rundstrahlende Lautsprecheranordnungen bekannt, bei denen nach allen Richtungen strahlende Lautsprecher auf einer Kugelfläche, den Seitenflächen eines prismatischen Körpers oder der Mantelfläche eines Zylinders od. dgl. angeordnet sind. Letztere auch mit »Schallampel« bezeichnete Lautsprecheranordnung hat den Nachteil, daß Zonen verminderter Schallstärke entstehen, welche durch gegenseitige Auslöschung des von verschiedenen Lautsprechern abgestrahlten Schalles infolge der Laufzeitunterschiede hervorgerufen werden.Loudspeakers radiating vertically downwards are known. In detail it is known to install loudspeakers in the ceilings and walls of a room. Here however, difficulties arise due to feedback on the microphone as well in many cases an unfavorable sound distribution. The latter can only be achieved through application a larger number of speakers can be improved. On the other hand, they are omnidirectional Loudspeaker arrangements known in which loudspeakers radiating in all directions on a spherical surface, the side surfaces of a prismatic body or the lateral surface of a cylinder or the like. Are arranged. The latter is also referred to as »Schallampel« Loudspeaker arrangement has the disadvantage that zones of reduced sound intensity arise, which by mutual cancellation of the emitted by different speakers Noise caused as a result of the transit time differences.

Es ist ferner bekannt, vor der Schallöffnung von Lautsprechern Schalleitflächen z. B. in Form von sogenannten akustischen Zerstreuungslinsen vorzusehen. Letztere wirken jedoch im wesentlichen im Bereich der höchsten Frequenzen. Ferner sind Trichterlautsprecher bekannt, deren Trichteröffnung zur Erzielung einer Rundstrahlcharakteristik kreisringförmig um einen Leitkörper verläuft. Bei Konuslautsprechern ist es bekannt, die Membran mit einem halbkugel- oder kegelstumpfförmigen Zerstreuungskörper zu versehen, der ebenfalls nur für die höchsten Frequenzen zerstreuend wirkt. Die Schallabstrahlung in Achsrichtung des Lautsprechers wird dabei nicht wesentlich verringert. Vielfach sind derartige Gebilde sogar mit einer Bohrung in Achsrichtung versehen, die einen ungehinderten Schalldurchtritt ermöglicht.It is also known to have sound guide surfaces in front of the sound opening of loudspeakers z. B. to be provided in the form of so-called acoustic diverging lenses. Latter however, act essentially in the range of the highest frequencies. There are also funnel speakers known whose funnel opening is circular to achieve an omnidirectional pattern runs around a guide body. In the case of cone speakers, it is known to use the membrane to be provided with a hemispherical or frustoconical diffuser, the also has a dispersive effect only for the highest frequencies. The sound radiation in the axial direction of the loudspeaker is not significantly reduced. Multiple such structures are even provided with a hole in the axial direction, the one allows unhindered passage of sound.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lautsprecheranordnung für die zentrale Beschallung von Räumen und Flächen zu schaffen, bei welcher die Zuhörer von einem Punkt aus, der möglichst in der Mitte der Zuhörerfläche liegen soll, mit Schall versorgt werden und bei der das im gleichen Raum befindliche Mikrophon trotz ausreichender Wiedergabelautstärke auch auf entfernten Plätzen der Zuhörer keine akustische Rückkopplung verursacht. ; Diese Anordnung soll eine frequenzunabhängige möglichst weitgehende homogene Richtcharakteristik über einen Winkel von 360° haben. Die für derartige Zwecke bisher meist angewendeten sogenannten Schallampeln haben, wie oben bereits erwähnt, den Nachteil, daß durch die verschiedenen Entfernungen des Zuhörers von den einzelnen Lautsprechersystemen Laufzeitdifferenzen und damit Interferenzen auftreten, die periodisch zu Löschungen oder zumindest zur Verkleinerung des Schalldruckes in Abhängigkeit von der Frequenz führen, d. h. man erhält, wie in F i g. 1 dargestellt, ein inhomogenes Schallfeld.The invention is based on the object of a loudspeaker arrangement for the central sound reinforcement of rooms and areas in which the Listener from a point that is as close as possible to the center of the listening area should be supplied with sound and the microphone located in the same room in spite of sufficient playback volume, even in distant places of the audience does not cause acoustic feedback. ; This arrangement is intended to be frequency-independent Have the most homogeneous directional characteristic possible over an angle of 360 °. The so-called sound traffic lights, which have so far mostly been used for such purposes, as already mentioned above, the disadvantage that due to the different distances the listener's run-time differences from the individual loudspeaker systems and thus Interferences occur that periodically lead to deletions or at least to reduction in size the sound pressure as a function of the frequency, d. H. you get how in Fig. 1 shows an inhomogeneous sound field.

Zur Lösung der geschilderten Aufgabenstellung wird gemäß der Erfindung eine Lautsprecheranordnung vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, daß vor dem senkrecht nach unten strahlenden Lautsprecher ein kegel- oder pyramidenförmiger Reflexionskörper mit Spitze nach oben angeordnet ist, dessen Mantellinie länger als die Schalldruckwellenlänge für die Frequenz 1500 Hz bemessen ist, und daß das Mikrophon im wesentlichen senkrecht unterhalb des Reflexionskörpers angeordnet ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der lichte Abstand zwischen Streukörper und Lautsprecheraustrittsöffnung kleiner als die Länge der Mantellinie des Streukörpers.In order to solve the problem described, according to the invention proposed a loudspeaker arrangement, which is characterized in that before The loudspeaker radiating vertically downwards has a conical or pyramidal shape Reflection body is arranged with a point upwards, the surface line of which is longer is dimensioned as the sound pressure wavelength for the frequency 1500 Hz, and that the Microphone is arranged substantially vertically below the reflection body. In a preferred embodiment of the invention, the clear distance between Diffuser and loudspeaker outlet opening smaller than the length of the surface line of the scattering body.

Im Gegensatz zu den bekannten Lautsprechern mit Klangzerstreuung wird bei der Anordnung nach der Erfindung erreicht, daß die Abstrahlung der für die akustische Rückkopplung maßgebenden Frequenzen in Achsrichtung ein Minimum ergibt. Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß mit verhältnismäßig geringem Aufwand, d. h. verhältnismäßig wenig Lautsprechern, eine gute und vor allen Dingen rückkopplungsfreie Verständigung besonders auch in den Fällen ermöglicht wird, in denen innerhalb einer größeren Versammlung mehrere Sprecher von verschiedenem Standpunkt aus miteinander diskutieren.In contrast to the well-known speakers with sound dispersion achieved in the arrangement according to the invention that the radiation for the acoustic Feedback of decisive frequencies in the axial direction results in a minimum. The inventive Arrangement has the advantage that with relatively little effort, i. H. relatively few speakers, good and above all feedback-free communication particularly is also made possible in cases where within in a larger assembly several speakers from different points of view with each other to discuss.

Gemäß Weiterbildung -der Erfindung sind in den Streukörper selbst Lautsprecher eingebaut, die auch Frequenzen unterhalb 1000 Hz abstrahlen können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die in den Streukörper eingebauten Lautsprecher etwa unter 45° nach oben gegen die Raumdecke gerichtet.According to a further development of the invention are in the diffuser itself Built-in loudspeakers that can also radiate frequencies below 1000 Hz. In a preferred embodiment of the invention, they are in the diffuser built-in loudspeaker directed upwards against the ceiling of the room at about 45 °.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand von in den F i g. 2 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. F i g. 1 zeigt eine bekannte Lautsprecheranordnung, bei der mehrere rundstrahlende Lautsprecher LA oberhalb der Zuhörer angeordnet sind. Die horizontalen Schalldruckkurven S1 und S2 zeigen eine ungleichmäßige Schallverteilung infolge von Auslöschungszonen, die jeweils frequenzabhängig sind.The invention is illustrated below with reference to FIGS. 2 to 7 illustrated embodiments explained. F i g. 1 shows a known loudspeaker arrangement in which several omnidirectional loudspeakers LA are arranged above the listener. The horizontal sound pressure curves S1 and S2 show an uneven sound distribution as a result of cancellation zones, each of which is frequency-dependent.

In F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei ist in der Raumdecke R ein Lautsprecher L angeordnet, vor dessen Schallaustrittsöffnung A ein Reflexionskörper K befestigt ist. Der Körper K besteht aus schallreflektierendem Material und hat die Form eines Kegels oder einer Pyramide. Der Abstand zwischen Spitze des Reflexionskörpers K und Schallaustrittsöffnung ist in F i g. 2 mit d bezeichnet und ist kleiner als die Länge a einer Mantellinie des Körpers K. Die Länge a der Mantellinie ist größer als die Schallwellenlänge für die Frequenz 1500 Hz. Der Spitzenwinkel a am Körper K beträgt höchstens 90°.In Fig. 2 shows an embodiment of the invention. In this case, a loudspeaker L is arranged in the room ceiling R, in front of whose sound outlet opening A a reflection body K is attached. The body K is made of sound-reflecting material and has the shape of a cone or a pyramid. The distance between the tip of the reflection body K and the sound outlet opening is shown in FIG. 2 denoted by d and is smaller than the length a of a surface line of the body K. The length a of the surface line is greater than the sound wavelength for the frequency 1500 Hz. The tip angle a on the body K is at most 90 °.

Bei einer anderen in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist ein Reflexionskörper K1 vorgesehen, der sich von einer bestimmten Länge ab in einem Kegel- oder Pyramidenstumpf mit stärkerer Neigung der Mantellinien fortsetzt.In another in FIG. 3 embodiment of the invention shown a reflection body K1 is provided, which extends from a certain length in a truncated cone or pyramid with a steeper slope of the surface lines continues.

Wie in F i g. 4 dargestellt, kann auch ein Reflexionskörper K2 benutzt werden, der aus einem Rotationskörper besteht, dessen Mantellinie durch eine konkav gekrümmte Kurve gebildet ist. Bei dem in Fi g. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zusätzlich in den Reflexionskörper K im wesentlichen waagerecht nach allen Seiten strahlende Lautsprecher Lw eingebaut. Bei einer anderen in F i g. 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die im Reflexionskörper K eingebauten Lautsprecher LR um 45° gegen die Senkrechte geneigt und strahlen gegen die Raumdecke R.As in Fig. 4, a reflection body K2 can also be used which consists of a solid of revolution, the surface line of which is through a concave curved curve is formed. When in Fi g. 5 illustrated embodiment are additionally in the reflection body K essentially horizontally after all Side radiating loudspeakers built in. In another in FIG. 6 shown The speakers built into the reflection body K are an embodiment of the invention LR inclined at 45 ° to the vertical and radiate against the ceiling R.

Die Wirkungsweise einer Anordnung gemäß der Erfindung sei an Hand von F i g. 7 erläutert. Die vom Lautsprecher L ausgehenden Schallwellen werden durch den Reflexionskörper K derart reflektiert, daß in einem weiteren Umkreis unterhalb des Laut- ; sprechers, d. h. in der Ebene der Zuhörer, eine gleichmäßige Schalldruckverteilung herrscht. Die Schalldruckkurve ist in dem Diagramm mit S bezeichnet und für die mittlere Frequenz 3000 Hz aufgenommen. Die im Bereich des Mikrophons Mi wirk- f same Lautstärke ist verhältnismäßig gering, so daß die Rückkopplungsgrenze bei ausreichender übertragungslautstärke für eine große Hörerfläche nicht erreicht wird.The mode of operation of an arrangement according to the invention is illustrated from F i g. 7 explained. The sound waves emanating from the loudspeaker L are transmitted through the reflection body K reflected in such a way that in a wider radius below of the sound; speaker, d. H. at the level of the listener, an even distribution of sound pressure prevails. The sound pressure curve is denoted by S in the diagram and for the medium frequency 3000 Hz recorded. The effective in the area of the microphone Mi f same volume is relatively low, so the feedback limit when sufficient transmission volume for a large audience area is not reached.

Claims

Claims: 1. Omnidirectional loudspeaker arrangement with at least a loudspeaker radiating vertically downwards, with the loudspeaker and speaker's microphone are set up in the same room without affecting them, so that no e i c h n e t that in front of the vertically downward radiating loudspeaker a conical or pyramid-shaped reflection body is arranged with the tip upwards, the Surface line (a) dimensioned longer than the sound pressure wavelength for the frequency 1500 Hz is, and that the microphone (Mi) is substantially perpendicular below the reflection body (K) is arranged.

2. loudspeaker arrangement according to claim 1, characterized in that that the clear distance (d) between the reflection body (K) and the loudspeaker outlet opening (A) is smaller than the length (a) of the surface line of the reflection body (K).

3. Loudspeaker arrangement according to one of Claims 1 or 2, characterized in that that the tip angle (x) of the reflection body (K) is at most 90 °.

4. Loudspeaker layout according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reflection body (K) continues in at least one further truncated cone or pyramid, of which Angle (ß) of the surface line to each other is greater than the point angle («) is.

5. Loudspeaker arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the reflection body (K) is formed from a body of revolution, the surface line of which is concave.

6. loudspeaker arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that loudspeakers (LW) are built into the reflection body (K) that can also emit frequencies below 1000 Hz. 7. Loudspeaker layout according to one of claims 1 to 6, characterized in that the in the reflection body (K) built-in loudspeaker (Lw) at about 45 ° upwards against the ceiling (R) are directed. B. loudspeaker arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the vertically radiating loudspeaker (L) wholly or partially is built into the ceiling (R) and the reflective body (K) is below the ceiling level is arranged. Publications considered: Book of C r e s c i n i, »Principii Fondamentali di Elettroacustical ", 1953, pp. 341, 342; "ETZ-B" magazine, vol.

7, H.3, March 21, 1955, pp. 75 to 79; "Funk" magazine, 1939 / H. 20, p. 519; Prospectus of Valvo G. m. B. H. from April 1958, "Valvo loudspeakers", pp. 10, 11.