DE2451475B2 - Verwendung eines Netzwerkes und Schaltungsanordnung zur Bedämpfung elektroakustischer Wandler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Netzwerkes und eine Schaltungsanordnung zur Linearisierung des Frequenzverhaltens von elektroakustischen Wandlern wie Lautsprechern bzw. Lautsprechersystemen, Mikrofonen, Tonabnehmern oder dergleichen.

Elektroakustische Wandler wie beispielsweise Lautsprecher bzw. Lautsprechersysteme haben die Eigenart, durch Resonanzerscheinungen, die sich aus den Abmessungen der Systeme, der Lautsprecher, auch des Gehäuses oder aber den Einflüssen des Aufstellungsortes ergeben, in bestimmten Abstrahlungsbereichen empfindlich gestört zu werden. Diese Störungen, deren Ursache die elektrische Energie (Gegen-EMK) ist, die der Wandler als Generator erzeugt, führen zu einer schlechten Wiedergabe der vom Verstärker gelieferten Tonsignale.

Es ist versucht worden, diese Störungen in einer elektroakustischen Umsetzvorrichtung, insbesondere in einem Lautsprecher, dadurch zu vermeiden, daß der in dem Spulenkreis durch den infolge der Gegen-EMK in ihm fließenden Strom auftretende Bewegungswiderstand gleich dem Bewegungswiderstand des Schwingungssystems bei einer Frequenz gemacht ist, die zwischen derjenigen unteren Frequenz, die noch übertragen werden soll, und der Umschlagfrequenz der Membran liegt, wobei insbesondere die Frequenz größer als das doppelte der Hauptresonanzfrequenz der Membran gewählt ist (DE-PS 6 52 251). Mit anderen Worten will man die Eigenresonanz der elektroakustischen Umsetzvorrichtung dadurch abstellen, daß man die Einzelelemente von vornherein so gegeneinander abstimmt, daß Resonanzen während des Betriebes überhaupt nicht entstehen können.

Nachteilig ist, daß sich die Eigenschaften der Einzelelemente ändern können. So nimmt beispielsweise das Papier des Lautsprechers durch wechselnde Raumfeuchtigkeit unterschiedliche Schwingungseigenschaften an. Durch die bekannten Maßnahmen ist deshalb eine sichere Resonanzunterdrückung nicht durchführbar, da die Feuchtigkeit des Lautsprecherpapiers bzw. der Pappe nicht konstant bleibt.

Nachteilig ist ferner, daß sich durch das gemeinsame Aufeinanderabstimmen der Einzelelemente während der Herstellung die unterschiedlichen Einflüsse der endgültigen Aufstellungsorte eines Lautsprechers nicht kompensieren lassen. Der freie Raum eines Zimmers wirkt sich anders auf die Eigenresonanz eines Lautsprechers aus als ein Platz beispielsweise zwischen Büchern in einer Regalwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, akustische Wandler, vorzugsweise bestimmte Lautsprechertypen, für unterschiedliche Aufstellungen und Verwendungszwecke einsetzbar zu machen.

Diese Aufgabe wird in einfacher Weise gelöst durch die Verwendung eines Netzwerkes mit wenigstens piner Schwingspule und einem Kondensator zur Bekämpfung der in einem elektroakustischen dynamischen Wandler, wie Lautsprecher, Mikrofon, Tonabnehmer od. dgl

ίο entstehenden Gegen-EMK mittels eines auf die Frequenz dieser Gegen-EMK abgestimmten Reihenschwingkreises und Parallelschaltung desselben zur Spule des elektroakustischen Wandlers.
Durch dieses, dem Lautsprecher parallelgeschaltete Netzwerk wird der elektro-akustische Wandler, beispielsweise der Lautsprecher bzw. das Lautsprechersystem, »primär« gedämpft. Das Netzwerk vernichtet die aus dem Lautsprecher kommende Gegen-EMK und wirkt dadurch praktisch ähnlich wie z. B. ein Stoßdämpfer bei Kraftfahrzeugen. Erfindungsgemäß wird daher das dynamische Verhalten des Lautsprechers linearisiert, ohne daß die vom Verstärker kommende Energie beeinflußt wird. Hinzu kommt, daß man durch den erfindungsgemäßen Parallelkreis vom Innenwiderstand des Verstärkers, der die Lautsprecherschaltung betreibt, unabhängig ist.

Es ist bekannt, das Einschwingverhalten eines Lautsprechers bzw. mehrerer Lautsprecher durch einen möglichst niederohmigen Verstärker zu bedampfen.

Dieses ist bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nicht notwendig, da das parallel geschaltete Netzwerk so dimensioniert ist, daß es das Einschwingverhalten des Lautsprechers bedämpft. Die erfindungsgemäße Schaltung ist zum ersten Mal imstande, die Rückwirkungen des Systems dort, wo mechanische Resonanzen infolge der Gehäuseabmessungen bzw. der Eigenarten des Aufstellungsortes auftreten, primär zu bedampfen, ohne dadurch die Lautsprecher bzw. Lautsprechersysteme von der Führung durch den

■to Verstärker abzusperren. Würden die Einzelelemente eines Lautsprechers in bekannter Weise gegeneinander abgeglichen, müßten, um die erfindungsgewollte Wirkung zu erzielen, gleichwohl noch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Schaltungselemente hinzugefügt werden.

Die neuartige Verwendung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 ist beispielsweise auch auf Mikrofone, Tonabnehmer und alle Systeme anwendbar, die in bestimmten Bereichen der Übertragungsfrequenz Störungen durch das System unterliegen.

Wenn mehrere Lautsprecher in einem System verwendet werden, ist es zweckmäßig, jede Lautsprecherspule mit einem erfindungsgemäßen Netzwerk zu kombinieren.

^r>> Das Systemverhalten wird beispielsweise bei Lautsprecherboxen oft auch vom Standort, etwa in einer Zimmerecke oder in einem Regal neben Büchern, unterschiedlich beeinflußt. Um diesen unvorhersehbaren Einflüssen Rechnung zu tragen, ist erfindungsgemäß eines der Glieder des Netzwerkes regelbar ausgebildet. Bei vorhersehbaren Einflüssen können die Glieder des Netzwerkes fest dimensioniert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

""' F i g. I eine Prinzipschaltung und

F i g. 2a — 2e Schaltungseinzelheiten der Erfindung.
Üblicherweise ist ein Lautsprecher 1 gemäß Fig. 1 nicht direkt an einen Verstärker angeschlossen. Man

schaltet einen Tiefpaß bzw. ein Bandpaßfilter dazwischen. Vielfach werden, insbesondere in Verbindung mit Lautsprechersystemen, auch Frequenzweichen verwendet, die im Signalweg zwischen dem Verstärkerausgang und einem bzw. mehreren Lautsprechern 1 liegen.

Aus diesem Grund ist die Signalquelle für den Lautsprecher 1 nicht unmittelbar ein niederohmiger Verstärker, sondern eben das zwischen Verstärkerausgang und Lautsprecher 1 geschaltete Zwischenglied.

Wenn eines der an sich bekannten Zwischenglieder zwischen dc-Λΐ Verstärkerausgang und dem Lautsprecher 1 so abgestimmt ist, daß es beispielsweise die eigene Resonanz oder die Gehäuseresonanz eines Lautsprechers linenrisiert, so sperrt dieses Zwischenglied praktisch in den gewünschten Frequenzbereichen die Verbindung zwischen Lautsprecher 1 und Verstärker derart, daß der Lautsprecher 1 vom Verstärker nicht mehr »geführt« wird. Die Weichen- bzw. Zwischenglieder stellen den Lautsprecher 1 ab, wenn die jeweiligen Resonanzfrequenzen auftreten.

Demgegenüber läßt die Schaltungsanordnung 2 der vorliegenden Erfindung den Signalfluß vom Verstärker auch in den Resonanzbereichen ungehindert zum Lautsprecher 1 durch. Das erfindungsgemäße Netzwerk 2, parallel zur Spule des Lautsprechers 1, vernichtet lediglich die in den Resonanzbereichen von der Lautsprecherspule erzeugte Gegen-EMK, ohne daß dadurch der Signalfluß vom Verstärker zur Lautsprecherspule beeinträchtigt wird.

Bei der Auslegung des erfindungsgemäßen Netzwerkes 2 ist die resultierende Resonanz des Systems maßgebend. Es können zwei Wege beschritten werden, um die richtige Dimensionierung des Netzwerkes 2 zu ermitteln.

Im ersten Fall wird in üblicher Weise die Schalldruckkurve des Systems, beispielsweise des Lautsprechers 1, aufgenommen. Hieraus erkennt man die Resonanzbereiche, für die dann die elektrischen Werte des prallelgeschaheten Netzwerkes 2 nach der Erfindung ϊ ermittelt werden.

Die andere Methode besteht darin, das vom Verstärker abgeklemmte System an ein Spannungsmeßgerät anzuschließen und das System akustisch mit einem Schallgenerator zu koppeln. Im Resonanzbereich

ίο zeichnet das Meßgerät erkennbare höhere Werte auf als außerhalb des Resonanzbereiches. Aus den aufgezeichneten Werten lassen sich die Daten des Netzwerkes ermitteln.

F i g. 2a zeigt, daß das Netzwerk 2 als Reihenschwingkreis mit einer Schwingspule 3 und einem Kondensator 4 ausgebildet sein kann. Gemäß F i g. 2b kann auch ein ohmscher Widerstand vorhanden sein.

Um der jeweiligen Aufstellung einer Lautsprecherbox Rechnung zu tragen, sieht die Erfindung vor, eines der Glieder des Netzwerkes 2 regelbar zu machen. Auf diese Weise kann beim Aufstellen einer Lautsprecherbox auf die am Standort eintretenden Resonanzbedingungen Rücksicht genommen werden. Im einzelnen kann ein regelbarer ohmscher Widerstand 6 gemäß Fig. 2c bzw. 2d zur Anwendung kommen oder ein zuschaltbarer Regelkondensator 7 nach F i g. 2e.

Im Rahmen der Erfindung sollen unter passiven Netzwerken auch jene verstanden werden, die außer einer Schwingspule und einem Kondensator auch Halbleiterbauelemente enthalten.

Das Netzwerk 2 ist erfindungsgemäß so bemessen bzw. mit Hilfe der regelbaren Glieder so einstellbar, daß die maximal auftretenden Störungen im Resonanzbereich des Netzwerkes liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verwendung eines Netzwerkes mit wenigstens einer Schwingspule und einem Kondensator zur Bedämpfung der in einem elektroakustischen dynamischen Wandler, wie Lautsprecher, Mikrofon, Tonabnehmer od. dgl. entstehenden Gegen-EMK mittels eines auf die Frequenz dieser Gegen-EMK abgestimmten Reihenschwingkreises und Parallelschaltung desselben zur Spule des elektro-akustischen Wandlers.

2. Schaltungsanordnung zur Verwendung eines Netzwerks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Glieder (6, 7) des Netzwerkes (2) regelbar ist.