DE1297678B - Zeilenfoermige Lautsprecheranordnung fuer die Wiedergabe eines breiten Frequenzbandes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Lautsprecheranordnung abhängig sein, und zwar von einer tiefsten Frequenz, mit mehreren Lautsprechern, die in einer Reihe oder · deren halbe Wellenlänge gleich der- Länge der Laut-Zeile nebeneinander bzw. übereinander angeordnet sprecheranordnung ist, bis zur höchsten wiederzu- und für die Wiedergabe eines breiten Frequenzbandes gebenden Frequenz, z. B. 10 kHz. Senkrecht zur bestimmt sind. Derartige Lautsprecheranordnungen 5 Bündelungsebene soll die Lautsprecheranordnung haben bekanntlich den Vorteil, daß in der durch die einen großen Streuwinkel bis zur höchsten Frequenz Zeilenachse und die Hauptabstrahlrichtung der Laut- ohne Interferenzeinbruch aufweisen, also beispielssprecher gebildeten Ebene eine starke Bündelung weise ±45° C bei 1OkHz.

erzielt wird, dagegen in der dazu senkrechten, die Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben dadurch

Hauptabstrahlrichtung enthaltenden Ebene die Strah- io gelöst, daß die Lautsprecher in Gruppen aufgeteilt lungscharakteristik des Einzellautsprechersystems sind und daß die Hauptabstrahlrichtung der einzelnen beibehalten wird. Die Bündelung ist frequenzab- Gruppen. einen solchen Winkel miteinander bilden, hängig und beginnt praktisch dann, wenn die Länge daß bei den tiefsten zu übertragenden Frequenzen die der Zeile gleich der halben Wellenlänge der abge- einzelnen Lautsprechergruppen zu einer Bündelung strahlten Frequenz wird. Will man also auch eine 15 zusammenwirken, und daß mit zunehmender Frebemerkenswerte Bündelung bei tiefen Frequenzen quenz die durch Zusammenwirken der Lautsprechererzielen, so muß man die Schallzeile verlängern. Da- gruppen entstehende Bündelung kleiner wird. Die durch entstehen jedoch Nachteile, die an Hand der Größe des Winkels zwischen den Hauptabstrahlrich-F i g. 1 erläutert werden. tungen der Lautsprechergruppen ist abhängig von der

In F i g. 1 ist mit 1 eine zellenförmige Lautsprecher- ao Richtcharakteristik der einzelnen Gruppe, und diese anordnung bezeichnet, die sechs Lautsprecher 2 bis 7 ist wiederum abhängig vom wirksamen Membranenthält. Die Länge L der Lautsprecheranordnung ist durchmesser des Einzellautsprechers. Diese Winkedurch den Abstand der Lautsprecher 2 und 7 ge- lung bewirkt den gewünschten Effekt dadurch, daß geben. Vor den Lautsprechern ist zur Messung des in der Hauptabstrahlrichtung einer Gruppe nur die Schalldrucks ein Mikrophon M angebracht, dessen 25 Gruppenlautsprecher zur Bündelung der hohen Töne Abstand von der Mitte der Lautsprecheranordnung beitragen. Die Lautsprecher der anderen Gruppen mit d, der von den Außenlautsprechern mit s bezeich- sind praktisch unwirksam, weil der Schalldrucknet ist. Ist die Differenz s—d dieser beiden Abstände abfall infolge der Richtcharakteristik des Einzelgleich der halben Wellenlänge, so löschen sich infolge systems zu groß ist. Mit tiefer werdender Frequenz der Phasenverschiebung um 180° der vom außen- 30 nähert sich die Richtcharakteristik der einzelnen liegenden Lautsprecher erzeugte Schall und der von Gruppen immer mehr der Kugelcharakteristik, d. h., einem in der Mitte liegenden Lautsprecher erzeugten die Bündelung von Gruppe zu Gruppe wird immer am Ort des Mikrophons aus. Da bei 10 kHz die halbe stärker, und bei der tiefsten Frequenz tragen alle Wellenlänge nur 1,7 cm beträgt, wird schon bei einer Gruppen gleichmäßig und gemeinsam zur Bündelung relativ kurzen Lautsprecheranordnung bzw. relativ 35 bei. Eine derartige Lautsprecheranordnung hat ferner großen Abhörentfernung eine Phasenverschiebung den Vorteil, daß durch die Verwinkelung der Lautbei hohen Frequenzen eintreten. Beispielsweise be- Sprechergruppen gegeneinander in der zur Bündeträgt bei einer Länge der Lautsprecheranordnung von lungsebene senkrechten Ebene ein breiter, homo-2 m und einer Abhörentfernung von 16 m die Weg- gener, interferenzfreier Streuwinkel erhalten wird, differenz s—d 3 cm, d. h., es tritt schon bei 5700 Hz 40 Verwendet man beispielsweise Einzelsysteme, eine Auslöschung ein. Selbstverständlich wird auch welche bei einer bestimmten Frequenz unter einem bei jeder höheren Frequenz der Schalldruck ver- Abstrählwinkel von 45° von der Hauptabstrahlrichringert. rung einen Schalldruckabfall von 10 db oder mehr

Ein weiterer Nachteil der bekannten Lautsprecher- gegenüber dem Schalldruck in der Hauptabstrahlanordnung besteht darin, daß die Bündelung einer 45 richtung haben, so werden aus solchen Systemen gelangen Schallzeile bei den hohen Frequenzen in der baute Gruppen, die man 45° gegeneinander ver-Bündelungsebene viel zu scharf ist. Obwohl die winkelt, bei dieser Frequenz praktisch keine Bünde-Bündelungsebene meistens die Vertikalebene ist, ist lung mehr erzeugen. Vorzugsweise werden die Winkel dies unerwünscht. Es wurde schon mehrfach versucht, zwischen den Hauptabstrahlrichtungen der Lautdiesen Nachteil zu vermeiden. So wurde z. B. vor- 50 Sprechergruppen in Abhängigkeit von der wirksamen geschlagen, nur einen mittleren Teil der Laut- Breite der Lautsprechergruppen, die etwa dem Memsprecheranordnung, z. B. ein Lautsprechersystem zur brandurchmesser der einzelnen Lautsprecher ent-Abstrahlung der hohen Frequenzen zu benutzen und spricht, und in Abhängigkeit der höchsten wiederden Frequenzgang der anderen Systeme mit größerer zugebenden Frequenz gewählt. Dabei soll sich der Entfernung vom Mittelpunkt der Lautsprecheranord- 55 Winkel umgekehrt proportional zur wirksamen nung stufenweise so zu beschneiden, daß das am Breite und zur höchsten Frequenz verhalten. Die weitesten außenliegende System nur noch tiefe Töne Länge der einzelnen Lautsprechergruppen ist durch wiedergibt. Dieser Vorschlag ist unbrauchbar, weil die höchste Wiedergabefrequenz bestimmt. Im alldie Gesamtleistung dieser zellenförmigen Laut- gemeinen soll sie nicht größer als ¹Ao der kleinsten sprecheranordnung praktisch nur der Leistung eines 60 Abhörentfernung sein. Es hat sich gezeigt, daß für Einzelsystems entspricht und damit der Hauptvorteil die meisten Anwendungen die Länge 80 cm nicht einer Lautsprechergruppe, nämlich die Addition der überschreiten darf.

Schalleistungen der Einzelsysteme, verlorengeht. Zur weiteren Verbesserung der Bündelung bei

Aufgabe der Erfindung ist es, eine zellenförmige tiefen Frequenzen können an den Enden der Laut-Lautsprecheranordnung zu schaffen, bei der jedes 65 sprecherzeile zusätzliche Lautsprecher angebracht Lautsprechersystem seine volle Leistung über das werden, die nur den tiefen Frequenzbereich abganze Frequenzband abgibt. Die Bündelung dieser strahlen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht Lautsprecheranordnung soll weitgehend frequenzun- werden, daß sie über einen Tiefpaß gespeist werden.

Zur Vermeidung von Phasendrehungen ist es jedoch günstiger, dieser Lautsprecher mit einem Material abzudecken, das für hohe Frequenzen weitgehend undurchlässig ist.

An Hand der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind, wird im folgenden die Erfindung näher beschrieben und erläutert.

In F i g. 2 ist eine Lautsprecheranordnung nach der Erfindung mit drei Lautsprechergruppen und
in F i g. 3 eine Lautsprecheranordnung mit zwei Gruppen dargestellt;

F i g. 4 zeigt eine Lautsprecheranordnung mit verbesserter Bündelung für tiefe Frequenzen.

Die zellenförmigen Lautsprecheranordnungen nach F i g. 2 und 3, die nach der Lehre der Erfindung ausgebildet sind, haben horizontal, also in der zur Bündelungsebene senkrechten Ebene, ein interferenzfreies Schallfeld. Die Gruppen L₁, L₂, L₃ bzw. L₄, L₅ sind nämlich so gegeneinander um die Zeilenachse verwinkelt, daß bei der höchsten Wiedergabe- ao frequenz, z.B. bei 10000Hz am Überschneidungspunkt der Schalldrücke, horizontal gemessen, jedes System einen Abfall von 3 db hat und die Addition daher Null ergibt. Verwinkelt man also um 45°, so muß jede Gruppe bei 22,5° einen Abfall von 3 db haben. Der Abfall bei 45° beträgt dann mehr als 10 db. Es hat sich erwiesen, daß mit einem Lautsprecher mit drei Lautsprechergruppen, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, über einen Bereich von ±60° ein glatter Verlauf des Schalldrucks erzielt werden kann. In der Bündelungsebene einer Lautsprechergruppe bleiben dabei die benachbarten um +45 oder — 45° verwinkelten Gruppen praktisch wirkungslos.

Da die optimale Verwinkelung der Gruppen zueinander von der Richtcharakteristik des Einzelsystems abhängt und die Richtcharakteristik des Einzelsystems im wesentlichen vom wirksamen Membrandurchmesser abhängt, wird der optimale Winkel mit größer werdendem Membrandurchmesser immer kleiner. Es hat sich erwiesen, daß z. B. bei einem wirksamen Membrandurchmesser von 7 cm die optimale Verwinkelung zwischen 30 und 60°, vorzugsweise bei etwa 45° liegt. Bei einem wirksamen Membrandurchmesser von 14 cm liegt der optimale Winkelbereich zwischen 15 und 30°, vorzugsweise bei 22,5°.

Wie in F i g. 4 dargestellt, kann zur Verbesserung der Bündelung bei tiefen Frequenzen eine Lautsprecherzeile dadurch verlängert werden, daß an ihren Enden Lautsprechersysteme L₆ und L₇ mit nach oben beschnittenem Frequenzgang angeordnet werden. Dadurch werden nur die für die Bündelung erforderlichen tiefen Frequenzen wiedergegeben. Der Frequenzgang kann in bekannter Weise durch Vorschalten eines Tiefpasses beschnitten werden. Günstiger ist es aber, zur Vermeidung von Phasendrehungen die Lautsprecher 6 und 7 mit einem für hohe Frequenzen schallundurchlässigen Material 8 abzudecken.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Lautsprecher anordnung mit mehreren Lautsprechern, die in einer Reihe oder Zeile nebeneinander bzw. übereinander angeordnet und für die Wiedergabe eines breiten Frequenzbandes bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lautsprecher in Gruppen (L₁, L₂, L₃ bzw. L₄, L₅) aufgeteilt sind und daß die Hauptabstrahleinrichtungen der einzelnen Gruppen einen solchen Winkel miteinander bilden, daß bei den tiefsten zu übertragenden Frequenzen die einzelnen Lautsprechergruppen zu einer Bündelung zusammenwirken und daß mit zunehmender Frequenz die durch Zusammenwirken der Lautsprechergruppen entstehende Bündelung kleiner wird.

2. Lautsprecheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Hauptabstrahlrichtungen der einzelnen Gruppen, der bei einer höchsten Wiedergabefrequenz von 10 kHz und einer wirksamen Breite der Lautsprecheranordnung von 7 cm zwischen 30 und 60°, vorzugsweise 45° liegt, umgekehrt proportional zur höchsten Wiedergabefrequenz und der wirksamen Breite der Lautsprecheranordnung ist.

3. Lautsprecheranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lautsprechergruppe 80 cm lang ist.

4. Lautsprecheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einem oder an beiden Enden der Lautsprecheranordnung ein oder mehrere den tiefsten Frequenzbereich abstrahlende Lautsprechersysteme (L₆, L₇) angeordnet sind.

5. Lautsprecheranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Lautsprecher (L₆, L₇) gleichartig wie die in der Mitte der Lautsprecheranordnung angebrachten Lautsprecher (L₁, L₂, L₃) sind und über einen Tiefpaß gespeist werden.

6. Lautsprecheranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Lautsprecher (L₆, L₇) gleichartig wie die mittleren Lautsprecher der Lautsprecheranordnung sind und mit einem im hohen Frequenzbereich den Schall abschwächenden Material (8) bedeckt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen