DE1276730B - Mikrophon-Lautsprecheranlage zur breitbandigen Schallversorgung eines Luftraumes - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04r

Deutsche Kl.: 21 a2 -16/02

Nummer: 1276 730

Aktenzeichen: P 12 76 730.5-31 (E 23074)

Anmeldetag: 22. Juni 1962

Auslegetag: 5. September 1968

Die Erfindung betrifft eine Mikrophon-Lautsprecheranlage zur breitbandigen Schallversorgung eines Luftraumes mittels einer Tonsäule, deren Lautsprecher nebeneinander auf einer gegenüber dem Luftraumkonkav gekrümmten Schallwand angeordnet sind.

Es sind bereits Lautsprecheranlagen der erwähnten Art nach der deutschen Patentschrift 939 512 bekannt, bei denen die konkave Krümmung der Schallwand zur Erzielung einer Veränderung der Richtcharakteristik gegenüber derjenigen einer ebenen Schallwand dient. Während bei einer Anlage mit ebener Schallwand in der Hauptabstrahlungsrichtung erst in sehr großer Entfernung eine frequenzunabhängige Gleichphasigkeit der abgestrahlten Frequenzen eintritt, sind die höheren Frequenzen in der Nähe nicht in Phase, so daß dort eine Konzentration bzw. Bündelung der höheren Frequenzen nicht stattfindet. Durch eine Anlage mit gekrümmter Schallwand läßt sich eine derartige Bündelung indessen erreichen. Die gemäß der deutschen Patentschrift 939 512 hierbei vorgesehene Krümmung der Schallwand ist indessen verhältnismäßig gering (entsprechend einem großen Krümmungsradius).

Zweck der vorliegenden Erfindung ist demgegenüber die Schaffung einer Mikrophon-Lautsprecheranlage mit einer einen gegenüber bekannten Anlagen mit ebener Schallwand größeren räumlichen Abstrahlwinkel aufweisenden Richtcharakteristik, welche indessen gleichwohl senkrecht zu den Hauptabstrahlrichtungen an den Enden der Tonsäule ausgeprägte Einsattelungen bzw. Schalldruckminima aufweist, und zwar insbesondere auch bei hohen Frequenzen, so daß trotz der erzielten Veränderung der Richtcharakteristik ein Mikrophon im Bereich der seitlichen Enden der Tonsäule (bzw. im Bereich von deren vertikalen Enden bei senkrechter Anordnung) aufgestellt werden kann, ohne daß die Gefahr einer Übersteuerung des Mikrophons durch akustische Rückkopplung auftritt.

Erreicht wird dies gemäß der Erfindung dadurch, daß zur Erzielung einer minimalen Abstrahlung insbesondere höherer Frequenzen an den seitlichen Enden der Tonsäule deren Krümmungsradius gleich einer Wellenlänge ist, die zwischen den Wellenlängen der tiefsten und höchsten wiederzugebenden Frequenz liegt.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tonsäule in Draufsicht oder Seitenansicht (je nach Anordnung) in teilweise aufgebrochener Darstellung,

Mikrophon-Lautsprecheranlage zur breitbandigen Schallversorgung eines Luftraumes

Anmelder:

Electro-Voice, Incorporated,

errichtet nach den Gesetzen des Staates Delaware, Buchanan, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Phys. H. Schroeter, Patentanwalt,

8000 München 25, Lipowskystr. 10

Als Erfinder benannt:

Robert C. Avedon, Rio Piedras, Puerto Rico;

Robert J. Pawlowski, Niles, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 21. Juni 1961 (118 673),
vom 29. März 1962 (190 515)

F i g. 2 eine mit der Tonsäule nach F i g. 1 erzielbare typische Richtcharakteristik (ausgezogene Kurve) in einer senkrecht zu der Schallwand sowie parallel zu deren Krümmungsebene verlaufenden Ebene in Polarkoordinatendarstellung im Vergleich zu einer mit einer eine ebene Schallwand aufweisenden Tonsäule erzielbaren Richtcharakteristik (gestrichelte Kurve), jeweils bei einer bestimmten mittleren Frequenz,

F i g. 3 die Richtcharakteristik der Tonsäule nach F i g. 1 bzw. einer Tonsäule mit ebener Schallwand in einer Ebene senkrecht zu derjenigen nach F i g. 2, Fig. 4 den Frequenzgang der Tonsäule nach

F i g. 1 in zwei verschiedenen Betriebszuständen.

Die in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Tonsäule L umfaßt ein Gehäuse mit einer konkav gekrümmten Schallwand 1, an welcher eine Mehrzahl von Lautsprechern 2, im vorliegenden Fall neun Lautsprecher, angebracht sind. Der Krümmungsradius der Schallwand liegt hierbei zwischen den Wellenlängen der tiefsten und höchsten wiederzugebenden Frequenz. Bei einem Frequenzwiedergabebereich von 50 bis 10 000 Hz erwies sich im vorliegenden Fall ein Krümmungsradius von etwa 3,3 m als günstig.

Wenn sich die Lautsprecher 2 unmittelbar benachbart über die gesamte Schallwand 1 erstrecken, ist

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die Bogenlänge der Tonsäule mindestens gleich der Wellenlänge einer Frequenz, die um eine Oktave höher als die tiefste wiederzugebende Frequenz ist. Im vorliegenden Fall ist indessen an beiden Enden der Tonsäule neben je einem der beiden äußersten Lautsprecher 2 in der Schallwand 1 je ein Schalldurchtritt 3 vorgesehen, hinter dem in einem gewissen Abstand je ein zugehöriger Hochtonlautsprecher 4 befestigt ist. Die Schalldurchtritte 3, deren Querschnitt gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung veränderlich sind, stellen einen akustischen Teilkurzschluß bezüglich der Lautsprecher 2 dar und bewirken eine mehr oder weniger starke Anhebung des untersten zu übertragenden Frequenzbereiches. Die Bogenlänge der in der Tonsäule angeordneten Lautsprecher 2 soll in diesem Fall mindestens gleich der Wellenlänge einer Frequenz sein, die um zwei Oktaven höher als die tiefste wiederzugebende Frequenz liegt, und der Abstand der Schalldurchtritte 3 soll der halben Weglänge der Gegenresonanzfrequenz der Lautsprecher entsprechen. Im vorliegenden Fall erwies sich eine Bogenlänge zwischen den beiden äußersten Lautsprechern 2 von 1,15 m als zweckmäßig. Insgesamt soll die Bogenlänge der in der Tonsäule angeordneten Lautsprecher 2 höchstens etwa 1,30 m betragen. Die Gegenresonanzfrequenz beträgt im vorliegenden Fall 100 Hz, und es kann bei voll geöffneten Schalldurchtritten 3 eine wesentliche Frequenzanhebung im Bereich von 50 Hz erzielt werden (siehe durchgezogene Kurve im Vergleich zu der einer Schließung der Schalldurchtritte 3 entsprechenden gestrichelten Kurve in Fig.4). Die besondere Anordnung der Hochtonlautsprecher 4 stellt sicher, daß diese die Lautsprecher 2 nicht beeinflussen und außerdem die Funktion der Schalldurchtritte 3 nicht beeinträchtigen. Die Gesamtbogenlänge der Tonsäulei, einschließlich der Schalldurchtritte 3 beträgt etwa 1,65 m entsprechend etwa der halben Wellenlänge der Gegenresonanzfrequenz der Lautsprecher 2, welche im vorliegenden Fall 100 Hz ist.

Gemäß Fig. 2 und 3 überdeckt die Richtcharakteristik A bzw. A' einer erfindungsgemäßen Tonsäule L, bezogen auf gleiche Amplitude, in den beiden Hauptabstrahlrichtungen einen wesentlich größeren Winkelbereich als die verhältnismäßig schmale Richtcharakteristik B bzw. B\ wie sie mit einer Tonsäule nach dem Stand der Technik erzielbar ist. Gleichwohl wird bei einer erfindungsgemäßen Tonsäule eine markante Einsattelung in dem. Winkelbereich von etwa 90° und 270° gemäß F i g. 2 erzielt, während diese Einsattelung bei der hierzu senkrechten Richtcharakteristik nach Fig. 3 im wesentlichen verschwindet. Diese Einsattelung bleibt erfindungsgemäß im wesentlichen über den gesamten abstrahlbaren Frequenzbereich erhalten,, während bei einer Charakteristik einer Tonsäule nach dem Stand der Technik die in F i g. 2 für die Kurve B veranschaulichten.'Einsattelungen im Bereich von etwa 75° und 285° bei höheren Frequenzen nicht erhalten bleiben, so daß bei Aufstellung eines Mikrophons M neben bzw. oberhalb oder unterhalb der Tonsäule L die Gefahr einer akustischen Rückkopplung gerade bei höheren Frequenzen besonders stark wird. Durch die verbesserte Richtcharakteristik A, insbesondere in der in Fi g. 2 dargestellten Ebene, läßt sich mit einer einzigen erfindungsgemäßen Tonsäule ein Raum beschallen, der sonst mehrere Tonsäulen mit ebener Schallwand benötigen würde.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Mikrophon-Lautsprecheranlage zur breitbandigen Schallversorgung eines Luftraumes mittels einer Tonsäule, deren Lautsprecher nebeneinander auf einer gegenüber dem Luftraum konkav gekrümmten Schallwand angeordnet sind, dadurchgekennzeichnet, daß zur Erzielung einer minimalen Abstrahlung insbesondere höherer Frequenzen an den seitlichen Enden der Tonsäule deren Krümmungsradius gleich einer Wellenlänge ist, die zwischen den Wellenlängen der tiefsten und höchsten wiederzugebenden Frequenz liegt.

2. Mikrophon-Lautsprecheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenlänge der Tonsäule mindestens gleich der Wellenlänge einer Frequenz ist, die um eine Oktave höher als die tiefste wiederzugebende Frequenz ist.

3. Mikrophon-Lautsprecheranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenlänge der in der Tonsäule angeordneten Lautsprecher (2) mindstens gleich der Wellenlänge einer Frequenz ist, die um zwei Oktaven höher als die tiefste wiederzugebende Frequenz ist, und an beiden Enden der Tonsäule neben je einem der beiden äußersten Lautsprecher in der Schallwand (1) je ein Schalldurchtritt (3) zur Anhebung des untersten Frequenzbereiches vorgesehen ist, wobei der Abstand der Schalldurchtritte (3) der halben Wellenlänge der Gegenresonanzfrequenz der Lautsprecher (2) entspricht.

4. Mikrophon-Lautsprecheranlage nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem vertikalen Abstand zu den Schalldurchtritten (3) je ein Hochtonlautsprecher (4) angeordnet ist.

5. Mikrophon-Lautsprecheranlage nach eisern der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenlänge der in der Tonsäule angeordneten Lautsprecher (2) höchstens etwa 1,3 m beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 853172, 849 421,
366, 955 960,. 939 512;

Zeitschrift »Frequenz«, Juli 1950, Nr. 7, S. 161 bis 166, insbesondere S. 162, linke Spalte, Abs. 2, ZeilenS bis 7 und S. 164, linke Spalte, Zeilen 11 bis 19.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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