DE2608384A1

DE2608384A1 - Mehrweg-lautsprechersystem

Info

Publication number: DE2608384A1
Application number: DE19762608384
Authority: DE
Inventors: Shinichiro Ishii; Jun Kimura; Kanji Nakao; Takafumi Ueno
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1975-03-03
Filing date: 1976-03-01
Publication date: 1976-09-09
Also published as: JPS5639757B2; NL7601744A; CA1040106A; DE2608384C3; GB1526344A; US4015089A; JPS51100715A; FR2303435A1; AU1156176A; AU477171B2; NL170482C; FR2303435B1; DE2608384B2; NL170482B

Description

.η

1. März 1976

)IATSUSHITL· ELiCTEIC IITDÜSTEIÄL GO., LTD. Csaka. Japan

\ .a hrwe g-L au t sp re ehe r sy s te m

Die krfindung bezieht sich auf ein Hehrweg-Lautsprechersystem, umfassend einen Tieftonlautspreeher, einen Yu.tte 1 tonlautsprecher and einen Hoch tonlaut Sprecher, und insbesondere auf ein Lautsprechersystem mit einer flachen Schalldruck-Frequenz-Kennlinie und einer linearen Phasen-Frequenz-Kennlinie , wodurch die Wellenformt'bertragungscharakteristik "verbessert wird.

Bei einem nach dem Stand der Technik bekannten Ilehrweg-Lautspreehersystern hat man mehrere Lautsprecher in einer Ebene angeordnet und häufig Konstant-K-Filter als Frequenzweiche η verwendet, um ein Toneingangs signal so aufzuteilen, daß eine Zuweisung zu dem Frequenzband des jeweiligen Lautsprechers vorgenommen werden konnte. Sin Ue h rwe g-L au t Sprecher sy s tem dieser Art ist zwar so ausgelegt, daß die Schall druck-Frequenz-Kennlinie im wesentlichen flach verl&.uft, doch ist dabei die Phasendispersion nicht berücksichtigt und die Phasen-Frequenz-Kennlinie verlief mithin nicht linear, was eine

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sehr schlechte Vellenform-Durchlaßcharakteristik zur Folge hatte, i/eungleich man netzwerkmäßig auf ein Aufteilungsfilter zurückgegriffen hat, das eine flache Amplituden-Frequenz-Kennlinie und eine line are Pha se ri-]?re que nz-Kennlinie im ge sam te η Ansp re chbe rei ch si ehe rstellt, so ist hierbei die pha se n-Fre que nz-Kennlinie der Lautsprecher doch auch unberücksichtigt geblieben. 3ei den bekannten Systemen wurde also versäumt, dem gesamten Lautsprechersystem eine flache Schalldruck-Frequenz-Keimlinie wie auch eine lineare phasen-Frequenz-Eennlinie zu geben. Ls ist ein weiteres Lautsprechersystem bekannt geworden, bei dem die Schwingspulen der einzelnen Lautsprecher zum Ausgleichen der Ye rzö ge rungs zeit in der gleichen iibene liegen, doch da auch bei diesen Systern, die Phasenkennlinie der Lautsprecher und die Phasenkennlinie der Aufteilungsfilter au£er Betracht gelassen wurden, konnte eine lineare Phasencharakteristik des Gesanitlautsprechersystems nicht erzielt werden.

Im Licht der bei den bekannten Systemen auftretenden Probleme hat die Erfindung zur Aufgabe , unter Berücksichtigung der Phase des Lautsprechers und der i-usbreitungszeit der von dem Lautsprecher abgestrahlten Schallwellen ein Kehrweg-Lautsprechersystem mit flacher Schall druck-Fre quenz-Eennlinie und linearer phase n-Frequenz-Kennlinie sowie mit einer verbesserten 7/e lie nform-Durchlaßcharakteristik zu schaffen.

Diese und weitere Ziele, Merkmale und Torteile der Erfindung erschließen sich im einzelnen aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigegebenen Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Blockschema einer Ausführungsform des erfindungsgemä'.Be η Mehrwe g-Lautspre ehe r sy stems;

Fig. 2 ein Schaltschema eines bei dem obigen System vorgesehenen Eochpaßfilters und einer zum Ausgleichen der Impedanzkurve dienenden Icipe danzaus gleich schal tung ι

3 ein Schaltschema eines bei dem obigen System vorge sehenen Tiefpasses und einer zum Ausgleichen der Impedanzkurve dienenden üipe da η zausgleich schal tung;

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Fig'. 4 ein Schal ΐ sehe ma eines "oei dem obigen System vorge sehenen Bandpaßfilters und einer zua Ausgleichen der Impfedanzkurve die ne nde η Impe dauzau s gle i ch s ch al tung *,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Lautsprecheranordnung bei dem obigen System;

Fig. 6 und 7 eine Schall druck-Frequenz-Kennlinie und eine Phasen-Frequenz-Kennlinie zur Yeranschaulichung de s iinstellvorgangs bei dem obigen System;

Fig. B bestimmte Frequenzkennlinien der bei dem obigen System vorgesehenen Aufteilungsfilter;

Fig. 9 die bei dem obigen Sys te η tatsächlich gemessene Schall druck-Frequenz-Kennlinie und Phasen-Frequenz-Kennlinie %

Fig. 10 d-e Gesamtkennlinien des über der Frequenz aufgetragenen Schall drucks und der über der Frequenz aufgetragenen Phase bei dem obigen System;

Fig. 11 ein Blockschema einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hehrweg-Lautsprechersystems} und

Fig. 12 ein Blocksehema einer dritten Ausführungsform des e rf in dungsgemäßen föhrwe g-Lautspre ehe rsystems.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kehr we g-Lautspre eher sy s te ms dargestellt. Ein an einem Üingangsanschluß 1 zugeleitetes Tonsignal wird durch ein Hochpaßfilter 2 mit einer Steilheit von 18 d3/oct bei einer niederen Frequenz, ein Bandpaßfjlter A mit Zinfachresonanzcharikteristik und ein öäefpaßfilter 6 mit einer Steilheit von 18 dB/oct bei einer höheren Frequenz in einen hohen Frequenzbereich, einen mittleren Frequenzbereich bzw. einen unteren Frequenzbereich aufgeteilt, lie durch das Hochpaßfilter 2 entnommene hohe Frequenzkomponente des Toneingangssignals geht einem Hochfrequenz- oder Hoch tonlaut Sprecher 3 zu, die durch das Bandpaßfilter A entnommene mittlere Freruenzkomponente geht einem Lät te 1 frequenz- oder Mittel tonlaut Sprecher 5 zu und die durch das Tiefpaßfilter 6 entnommene niedere Frequenzkomponente geht einem Tieffrequenz- oder Tief tonlaut Sprecher 7 zu. Die von den Lautsprechern 5, 5 und 7 abgestrahlten Schallwellen werde:; durch ein im Hör-

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raun vor -den Lautsprechern 5, 5 und 7 angeordnetes Mikrophon S zueinander addiert-

"Jis in Tig. 2 und J gezeigt ist, umfassen das Eochpaßfilter 2 u"α das Tiefpaßfilter 6 jeweils ein Eauptfilter mit einer Steilheit von 6 dS/oct und ein gestaffelt e.nge schalte te s Hilfsfilter mit einer Steilheit von 12 dB/'oct, so da£- nahe einer Grenzfrequenz in einen Sperrbereich eine Steilheit von β dB/'oct erhalten wird und in einem von der Grenzfrequenz im Sperrbereich entfernten Bereich ains Steilheit von 18 dB/o ct. In Fig. 2 stellen die Kondensatoren C_n und Gr und eine Induktivität L-. ein Hoclipa£filter dar und in Fig. 3 stellen die Induktivitäten L-, und L,. und ein Kondensator C. ein Tiefpaßfilter dar. In "beiden Fällen, ist die Resonanzschärfe Q einer Grenzfrequenz des Hilfsfilters so eingestellt, daß sie gleich 0,7 oder größer ist. '«ie aus Fig. 4 hervorgeht, umfaßt das Bandpaßfilter 4 einen Filterkreis mit Jlinf achre sonanzcharakteristik, der einen Kondensator C,- und eine Induktivität L^ einbegreift. In Fig. 2 his 4 handelt es sich bei den Gliedern L„, C~,IL % R_?, C₁-* und R , C„ ur.i liupe danzau sgleichschal tunge η zum Ausgleichen der Impedanzkurven der Lautsprecher 3, 7 U-Hd 5> damit deren Scheincharakteristiken flach werden.

Fi£. ifelgt die Freq^uenzkennlinien bei Ausgängen des Hochpaß filter s 2, des Tiefpaßfilters 6 und des Bandpaßfilters 4, ^ie in FIg. 2 bis 4 dargestellt sind, nenn diese Filter in der in Fig. ige zeigten Y/eitje auf ge schal te t sind und das Tonsignal an dem Hingangsanschluß 1 erscheint. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, zeigt die Kurve 13 cer Araplitudencharakteristlk für das Hochpaßfilter 2 eine Steilheit von annähernd 6 dB/'oct in dem Frequenzbereich von 3»8 kHz bis 400 Hz und eine Steilheit von annähernd 18 dB/'oct unterhalb der Frequenz von 400 Hz. Demgegenüber zeigt die Kurve 14 der Amplitudencharakteristik des Tiefpaßfilters 6 eine Steilheit von annähernd 6 dB/oct in den Frequenzbereich von 600 Hz bis 4 kHz und eine Steilheit von annähernd 18 dB/'oct oberhalb der Frequenz von 4 kHz. Die Frequenzkennlinien 13 und 14 für das Hochpaßfilter 2 und das Tiefpaßfilter 6 schneiden sich bei ungefähr 1,5 kHz. Das Bandpaßfilter 4 hingegen £chwingt bei 1,6 kHz in Resonanz und hat ein Q von etwa 0,4·

Anhand

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Γ.

Anhand der Fig. 5 Ms 7 soll nun tine bestimmte Methode zur Erzielung einer flachen Schall druck-Fieque η ζ-Kennlinie und einer linearen phasen-Frequenz-Kennlinie mit Hilfe des Hochpaß filters 2, das Tiefpaßfilters 4 und des Bandpaßfilters 6 sowie der Lautsprecher 3, 5 und 7 beschrieben werden. Bei dieser Ausfuhrungsform ist der EochtonlsutSprecher 3 in Form eines Kuppellautsprechers von 5,2 cn Durchmesser ausgebildet, der 1 ii t te 1 tonlaut Sprecher 5 in Form eines Trichterlautsprechers von 12 cm Durchmesser und der iüef tonlau tap recher 7 in Fora eines Trichterlautsprechers von 35 cm !Durchmesser.

Zunächst einmal ist der Eo ch tonlaut Sprecher 3 gemäß einem im folgenden noch zu erörternden Prinzip gegen den Tieftonlautspreche r 7 nach hinten versetzt, so dai die phasen der vor: den Hoch tonlautsprecher 3 und dem Tief tonlau ts g recher 7 i-¹» Ansprechen auf das an dem I-Iingangsanschluß 1 erscheinende Tonsignal ausgehenden Schallwellen bei der Frequenz f in der lütte des i-berlappungsbereiche der Sch all druck-Frequenz-Kennlinie η für den Ho ch to nl au t strecher 3 und den Tief tonlaut Sprecher 7 (ii.i folgenden als kittenf requenz bezeichnet) ^cegensinnig sind. Die solcherart von den Lautsprechern 3 und 7 abgestrahlten Schallwellen werden so synthetisiert, ds..j die Schalldruck-Frequenz der synthetisierten Schallwelle 3i;:en EuIlwert bei der I..'it-

tenfrecuenz f aufweist, und diese Schalldruck-Frequenz hut mithin U

Bandsperrcharakteristik. Sie Εεzeichnung¹ Banasperrcharakteristik bezieht pich in die sein Zusammenhang auf eine Charakteristik w:^;e die in JTig". 6 durch die ausgezogene Linie 9 dargestellte, wobei die Anordnungdes Hoch tonlaut sp reche rs 3 und des Tief tonlaut spreche rs 7 sowie die Parameter des Hochpaßfilters 2 und des Tiefpaßfilters 6 so gewl'hlt sind, daß ein !^Tullv/ert bei der ivüttenfrequenz f erscheint, und wobei sich die Phasen-Frequenz-~£ennlinie mit Ausnahme des Bereichs um die Lattenfrequenz f„ dem 7/ert null Grad nähert, λϊίβ dies die ausgezogene Linie 9a in Fig. 7 wiedergibt, während gleichzeitig der Phasenwinkel innerhalb von etwa 90 Grad liegt.

äs soll nun auf die örtliche Lage der Lautsprecher, die zur Erzielung der obigen B and sperr charakteristik erforderlich ist, näher eingegangen werden. 7äe bereits festgestellt wurde, sind die" Lautsprecher so angeordnet, daß die phasen der i_ Ansprechen auf das an dem ilingangsanschluE 1 erscheinende Tonsignal von öeia Ho ch tonlau t-

sü re ehe r

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Sprecher 3 und dem Tief tonlaut Sprecher 7 abgestrahlten Schallwellen aia Ort des Lakrophons 8 gegensinnig sind, so daß in der Schalldruck-Frequenz-Kennlinie der aus den von dem Eo ch tonlaut Sprecher 3 und dem. Tief tonlaut Sprecher 7 ausgestrahlten Schallwellen synthetisierten Schallwellen die Bandsperrcharskteristik erseheint. Sails hierbei der Koci-itoj-il&utsjrecher 3 und der Tief tonlautspre eher 7 in der gle ichen iubene angeordnet wären, würde die phasendifferenz zwischen, den von de a Ξο er. tonlaut Sprecher 3 und den: Tief to rl au t Sprecher 7 ausgehenden Schallwellen meistens größer als 180 Grad sein. '.Tie aus Fig. 5 hervorgeht, ist das akustische 2jentrurr. des Hoch tonlaut spreche rs 3 Im Rahmen der Erfindung von dem akustischen ZentruEi des Tieftonlautsp reche rs 7 is Abstand von d cm nach hinten versetzt, v/ird das akustische Zentrun des Hochtonlautsprechers 3 von dem. Ort des in Fig. 1 gezeigten Lükrophons 8 aus gesehen in einem Abstand von d ca weiter hinten vorgesehen als das akustische Zentrum des Tief tonlautspre chers 7» so eilt die phase der von dem Tief tonlautspre eher 7 ausgehenden Schallwellen in: Yergleich zur phase der von dem Hoch tonlautspre eher 3 ausgehenden Schallwellen bei der Kittenfrequenz f_ (Hz) UEi den folgenden Betrag vort

360 χ f χ a

- Grad,

worin Ύ die Schallgeschwindigkeit bezeichnet (cm/see).

Y/enn man de rage ei aß den Hoch tonlaut Sprecher 3 von dem Tieftonlautspreeher ¹J nach hinten versetzt und den Abstand d in der obigen Formel entsprechend bemißt, kann die phasendifferenz auf 180° eingestellt werden, ui.: so die Bandsperrcharakteristik zu erzielen.

Der so erhaltenen Bandsperrcharakteristik wird die Charakteristik der- von dem iü t te 1 tonlaut Sprecher 5 abgestrahlten Schallwellen in der Weise überlagert, daß eine Abflachung der Schalldruck-Frequenz-Eennlinie und der phasen-Frequenz-Kennlinie des Gesamtsystems erfolgt. Aus Fig. 7 i st zu entnehmen, daß die phasen-Frequenz-Kennlinie des Gesamtsystems im Gesamtbereich flach ausfällt, wie dies die durchbrochene Linie 11a in Fig. 7 verdeutlicht, wenn der Ivj. ζ te 1 tonlaut Sprecher 5 so angeordnet ist, daß die im Ansprechen auf ein von dem Eingangs an schluß 1 zugeführtes Tonsignal erhaltene

Phasen-Frequenz-Kennlinie

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Phasen-Frequenz-Kennlinie ICa far den Iitteltonlautsprecher 5 unter Einhaltung einer Trennung· von etwa «u Grad, auf tie ritte der Phasen-Frequenz-lie nnli nie Ja tier Bandsperrkennlinien gelegt wird. Auch die Schall druck -Pro q_ue η ζ-Kennlinie des Gesamtsystems füllt in den gesamten Bereich flach aus, wie dies die durchbrochene Linie 11 in KLg. 6 zeigt. Ordnet man den Hi t te 1 tonlaut Sprecher 5 hierbei in der in Fig. 5 gezeigten t/eise ν-..r der. Hoch tonlaut Sprecher 3 an, so wird die Phasendifferenz zwischen den von dß::i 3 ittei tonlaut Sprecher 5 und den von dem Hoch tonlaut Sprecher 3 ausgehenden Schallwellen verringert und die Synthese wird erleichtert.

In Fig. 9 und 10 sind die bei dieser Ausführungsform durch Liessung· erhaltenen Frequenzkennlinien dargestellt. Bas Kochpaßfilter 2, das Tiefpaßfilter 4 und das Banüpaßfilter 6, in Fig. 2 bis 4 gezeigt, sowie der Kochtonlautsprecher 3, bestehend aus einem Euppellautsprecher mit einem Durchmesser von 3>2 cm, der i-..'i ttol to nl tut Sprecher, bestehend aus einem Trichterlautsprecher mit einem Durchmesser von 12 cm, und der Tieftonlautsprecher, bestehend aus einem Trichterlautsprecher mit einem Durchmesser von 35 om, ware··: in der in Fig. 1 gezeigten Weise auf ge schaltet und der Hoch tonlaut Sprecher 3 war von dem Tief tonlaut Sprecher 7 im Abstand von 13,5 on nach hinten versetzt. Die erhaltene Schall druck -Frequenz-Kennlinie der aus den von dem Koch tonlaut sp recher 3 und dein. Tief tonlautspre eher 7 abgestrahlten Schallwellen synthetisierten Schallwellen wird durch die Kurve l6 in Fig. 9 wiedergegeben, während die Ph a se η-Frequenz-Kennlinie durch die Kurve 16a in Pig·. 9 vdedergegeben wird. Die Schall druck-Frequenz-Kennlinie der von dem Latteltonlautsprecher 5 abgestrahlten Schallwellen, die man erhält, wenn dieser von dem Hochtonlautsprecher 3 in Abstand von 3>5 cw nach vom versetzt ist, wird durch die Kurve 17 in Fig. 9 wiedergegeben, während die dazugehörige Phasen-Frequenz-Kennlinie durch die Kurve 17a in Fig. 9 dargestellt wird. Die Bandsperrkennlinien l6 und l6a in Fig. 9 und die Kennlinien 17 und 17a für die von dem Idtteltonlautsprecher 5 abgestrahlten Schallwellen wurden zueinander addiert, wodurch die Frequenzkennlinien des Gesamtlautsprechersystems erhalten werden. Dessen Schall druck-Frerraenz-Kennlinie v.ird durch die Kurve 18 in Fiv·. 10 wiedergegeben und seine Pha-ßn-Frequenz-Kennlinie durch die Kurve 18a in Fig. 10.

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Die Betrachtung äer üig. 9 un■- 10 zeigt, άεΐύ die ."j-challdruck-i'rcq Eenr-iinien und Phasen-i'requena-Lennlinien 16, 17, 18, l6a, 17a und ISa der i.: Fig. 6 und 7 dargestellten Schalldruck-Frequenz-Kennlinie und Phasen-Frequens-Kennlinie ähnlich sind, wobei die Schalldruck-Fr&quenz-Kenrilinie flach und. die phase n-Frequenz-Kennlinie über den go samten bereich linear ist.

In Fig. 11 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dergestellt. Bei der Anordnung der Pig. 11 geht ein an dem Eingangs an schlufi 1? zugeleitetes Tonsignal einem Hoch tonlaut Sprecher 21 über ein Hochpaßfilter 20 mit einer Steilheit von 6 dB/oct im Sperrbereich zu, ferner einem IE ttel tonlaut Sprecher 23 über ein Bandpaßfilter 22 mit üinfachre sonanzcharakteristik und einem Tief tonlautsprecher 25 über ein Tiefpaßfilter 24 mit einer Steilheit von 6 dB/oct ic Sperrbereich. Die von den Lautsprechern 21, 23 und 25 abgestrahlten Schallquellen -werden durch ein Likrophon 2o addiert, das im Hörraum vor den Lautsprechern 21, 23 und 25 angeordnet ist.

Wie bei der ersten JLusführungsform ist der Hochtonlautspre cher 21 auch bei dieser juisführungsform von dem Tief tonlaut Sprecher in der „feise nach hinten versetzt, daß die phasen der von dem Hochtonlaut Sprecher 21 und dem Tief tonlaut Sprecher 25 im Ansprechen auf das an dem Eingangsanschluß I9 zugeleitete Tonsignal abgestrahlten Schallwellen am Ort des lükrophons 26 gegensinnig sind, so daß um die Liittenf requenz f herum auf der Schall druck-Frequenz-Kennlinie der aus den von den Lautsprechern 21 und 25 ausgestrahlten Schallwel len synthetisierten Schall-wellen eine Bandsperrcharakteristik entsteht.

Der liitteltonlautsprecher 23 ist ebenfalls in gleicher Weise v,^rie bei der ersten Ausführungsform angeordnet, so daß die Schalldruck -Frequenz-Kennlinie des Gesamtlautsprechersystems flach ausfällt und die Phasen-Frequenz-Kennlinie des Gesamtlautsprechersystems i.· gesamten Bereich linear bleibt.

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß es sich bei dem Tiefpaßfilter und bei dem Hochpaßfilter ura Filter mit einer Steilheit von 6 dB/oct im Sperrbereich statt um solche mit einer Steilheit von 18 dB/oct im

Sperrbereich

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Sperrbereich handelt. Da die bei der ersten Ausfi-hrungsform vorgesehenen Filter ;.iit einer Steilheit von 13 dB/'oct im Sperrbereich bei der Grenzfrequenz der als Eilfsfilter vorgesehenen Filter mit einer SteäLheit von 12 dB/'oct eine hohe Ee sonanzschärfe ti zeigen (ζ) > 0,7)» ist die durch, die Hilfsfilter hervorgerufene phasenverschiebung bei f vernachlässig¹³³-*"» so daß man sich zum Synthetisieren dsr von dem Hoch tonlaut Sprecher 21, dem liitteltonlautsp recher 23 und dem Tieftonlautsprecher 25 herrührenden Schallwellen der gleichen liethode bedienen kann wie bei der ersten Ausführung-sform.

In Fig. 12 ist eine dritte üusführungsfore der Erfindung gezeigt. Bei der Anordnung der Fig. 12 geht ein an dem Lingangsanschlui 27 zugeleitetes Tonsignal einem Hochtonlautsprecher 29 aber ein Hochpaßfilter 28 mit einer Steilheit von 12 d3/oct im Sperrbereich, zu, ferner einem Ki t te 1 tonlaut Sprecher Jl über ein Bandpaßfilter 30 mit ülinfachre sonanzcharakteristik und einem Tief tonlautspre cher 33 über ein Tiefpaßfilter 32 mit einer Steilheit von 12 d3/oct im Sperrbereich. Bio von den Lautsprechern 29, 31 und 33 abgestrahlten Schallwellen werden durch ein lükrophon 34 addiert, das in Hörraur.i vor den Lautsprechern 2Q, 31 und 33 angeordnet ist.

Der Hoch tonlaut Sprecher 29 ist von dem Tief tonlautspre eher 33 in der ϊ/eise nach hinten versetzt, daß die phasen der von dein Eo ch tonlaut Sprecher 29 und dem Tief tonlautspre eher 33 i:± Ansprechen auf das an dem Uingangsanschluß 27 zugeleitete Tonsignal abgestrahlten Schallwellen an Ort des Mikrophons 34 gegensinnig sind, so daß ua die Idttenfrequenz f auf der Sch all druck-Frequenz-Kennlinie der resultierenden, aus den von dem Hoch tonlaut Sprecher 29 und dem TieftoriiautSprecher 33 abgestrahlten Schallwellen synthetisierten Schallwelle eine Bandsperrcharakteristik entsteht.

Der IiLt te 1 tonlautspre eher 31 ist ebenfalls in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform angeordnet, so daß man eine flache Schall druck-Frequenz-Kennlinie des Gesamtlautsprechersystems und eine über den gesamten Bereich lineare Phasen-Frequenz-Kennlinie des Ge sa.mtlautspre ehe rsy stems erhält.

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß es sich bei dem Tiefpaßfilter und dem

Hochpaß filter

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HochpaLfilter ur. Filter mit einer Steilheit von 12 öS, oct iia Sperrbereich statt u solche mit einer Steilheit von 13 ö3/oct in Sperrbereich handelt- \*Iei\n hierbei eile Re sonanzschärfe Q des Filters mit der Steilheit von 12 d.2. oct bei der Grenzfrequenz niedrig gewählt wird (experimentell < #0,5)» ^ε° zeigt das Filter mit der Steilheit von 12 d3/'oct nahe der G-renzfrequenz eine Dämpfungscharakteristik, die jener des Filters bei der ersten Ausführungsform. sehr ähnlich ist. BLe "j7irkweise der Aufteilungsfilter ist riithin bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform im wesentlichen gleich der bei der ersten Ausführungsform und zum Synthetisieren der von dem Hochtonlautsprecher 29, dem I ittel tonlaut so recher 31 und dem Tief tonlautsprecher 35 herrührenden Schallwellen kann man nach einer ähnlichen Methode verfahren wie bei der ersten Ausführungsform.

In der Beschreibung der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform wurde festgestellt, daß der Ld t te 1 tonlaut Sprecher so angeordnet ist. daS die Phasen-Frequenz-Kennlinie der von dem MLtteltonlautsprecher abgestrahlten Schallwellen unter Einhaltung einer Trennung von ungefähr 90 Grad im wesentlichen auf die Latte der Phasen-Frequenz-Kennlinie der aus den von dem Tief tonlaut Sprecher und dem Ho ch tonlaut Sprecher abgestrahlten Schallwellen synthetisierten Schallwellen verlegt wird. Die Trennung von 90 Grad ist nicht immer erforderlich, doch läßt sich praktisch eine befriedigende Wirkung erzielen, sofern das System so eingestellt ist, daß die erstgenannte Kennlinie auf die Titte der zweitge nannte η Kennlinie verlegt ist.

Falls unter Zuhilfenahme des jeweils zusammengehörenden mittleren Bandpaßfilters 4, 22 oder 30 und ilitteltonlautsprechers 5, 23 oder 31 eine hinlänglich flache Frequenzkennlinie noch nicht erzielt werden kann, so kann bei jeder der obigen Au sfüh rungs forme η zusätzlich ein Yerzweigungsfilter 4a, 22a oder 30a für den Mittelbereich, und ein dazugehörender IH t te 1 tonlaut Sprecher 5a, 23a oder 31a vorgesehen sein, wie dies in Fig. 1, 11 und 12 mit durchbrochenen Linien angedeutet ist. In diesem Fall sind die beiden Mitte 1 tonlautspreche r so angeordnet, daß die Phasen-Frequenz-Kennlinie η für die von den beiden 13. t te 1 tonlaut Sprechern abgestrahlten Schallwellen in der Latte des Überlappungsbereichs der Schalldruck-Frequenz-Kennlinieη für die beiden IdL t te 1 tonlaut Sprecher eine phasendifferenz von unge-

fähr

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fähr 90 Grau zeigen und die ph?.sen-l^;irequenz-Kennlinie re_- aus den von den beiden l/itte 1 tor.1 autSprechern abgestrahlten Schallwellen synthetisierten Schallwelle unter Γ-inhaltung einer Trarmung von etwa 90 Grad in -wesentlichen auf die litte der Phasfcn-IFrequenz-Ker.nlinie der aus den von dem Hoch tonlautspre eher und den lief tonlaut Sprecher abgestrahlten Schallwellen synthetisierten Schallwelle "erlegt wird. Bsi dieser Anordnung IWBt sich eine flache Schalldruck-Frequenz-Kennlinie de a Gesasatlautsprechersystems und eine über den gesamten Bereich lineare Phssen-Frequenz-Kennlinie des Ge s an ti au t spreche rsy stems erzielen.

Patentansprüche

(; 0 9 8 3 7 / 0 7 C 8

Claims

τ e Ii t ε, r, s ρ r ü c h e

Ue h rv/e g-L au t spreche rsy s tem, umfassend ein Tiefpaßfilter und ein Ho clip aß filter, die jeweils im Sperrbe reich eine vorbe stimmte Steilheit haben, und ein Bandpaß filter mit lüinf achre sonanzcharakteristik, wobei jedes dieser Filter zum Aufteilen eines Toneingangs signals auf vo rbe stifte Frequenzbänder vorgesehen ist, sowie einen Tief tonlaut Sprecher, einen Hoch tonlaut Sprecher und einen LiLtteltonlautSprecher, die jeweils an einen Ausgangsanschluß des Tiefpaßfilters, des Kochpaß filters beziehungsweise des Bandpaßfilters gelegt sind, ^e kennzeichnet durch eine von dem Tieftonlautsprecher (7? 25% ^*) nach hinten versetzte Anordnung des Eochtonlautspre chers (3« 21; 29) ira Sinne der phasengegensinnigkeit der von dem Tief tonlaut Sprecher (7* 25% 33) und dem Eochtonlautspre eher (3* 21% 2«) abgestrahlten Schallwellen in dem. Hörraum vor dem Tieftonlautsprecher (7» 25; 33)? dem Hochtonlautsprecher (3» 21', 29) und dem ütteltonlautSTjrecher (5* 23% 31) ^an <3-^er Mittenfrequenz im überlappungsbfereich der Schalldruck-Frequenz-Kennlinien für den Tief tonlautsprecher (7« 25» 33) und den Eochtonlautspre eher (3? 21? 29) beim Ansteuern des Tie ftonlautsp reche rs (7* 25% 33) und des lio ch tonlaut spreche rs (3« 21% 29) mit den Ausgängen des Tiefpaßfilters (6| 24% 32) beziehungsweise des Hochpaßfilters (2* 2Ci

28) und eine Anordnung des 13. t te 1 tonlaut spreche rs (5* 23; 31) im Sinne einer im Hörraum erfolgenden Terlegung der Phasen-Frequenz-Kennlinie der von dem Ivi t te 1 tonlaut Sprecher (5; 23} 31) abgestrahlten Schallwelle im wesentlichen auf die Lütte der Phasen-Frequenz-Kennlinie der aus den von dem Hoch tonlaut Sprecher (3v 21%

29) und dem Tieftonlautsprecher (7% 25; 33) abgestrahlten Schallwellen synthetisierten Schallwelle beim Ansteuern des IELtteltonlautsprechers (5', 23} 31) mit dem Ausgang des Bandpaßfilters (4i 22% 30).
2. lieh rv/e g-L au t spreche rsy s tem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandpaßfilter (4% 22; 3C) eine Einfachresonanzcharakteristik mit einem Besonanzpunkt bei einem Frequenzwert im wesentlichen gleich der Aufteilungsfrequenz des Tiefpaßfilters (6* 24; 32) und des Hochpaßfilters (2% 20; 28) aufweist, wobei eine Anordnung

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äes Latteltonlautsprechers (5, 23; 31) is Sinne einer im Eörraum erfolgenden Verlegung der phasen-Frequens-I^ennlinie der von dem l,ü t te 1 tonlaut Sprecher (5$ 23; 31) abgestrahlten Schallwelle unter Einhaltung einer Trennung von annähernd 90 Grad im wesentlichen auf die Latte der Phasen-Frequenz-Kennlinie der aus den von dem Tief tonlaut Sprecher (7* 25* 33) und dem Eochtonlautspre eher (3i 21j 29) abgestrahlten Schallwellen synthetisierten Schallwelle vorgesehen ist.
3. Lie h rwe g-L au t spreche rsy s tem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d.&ä dieses System ferner ein zusätzliches Bandpaßfilter (4^a« 22g; 30a) mit Mnf achre sonanzcharakteristik und einen zusätzlichen, an einen Ausgangsanschluß des zusätzlichen Bandpaßfilters (4^a· 22a% 30a) gelegten l.ü t te 1 tonlaut Sprecher (5a* 23a; 31a) einbegreift.
4· LIe h rwe g-L au tspre eher sy stem nach Anspruch 3 5 dadurch gekennzeichnet, daß eirie Anordnung der beiden LiL ttel tonlaut Sprecher (5? 5^a* 23, 23a-, 31» 31a) ii"."i Sinne des Auftretens einer Phasendifferenz der Phasen-Frequenz-Kennlinien der von den beiden LjL ttel tonlaut Sprechern (5, 5a; 23, 23a; 31 j 31a) abgestrahlten Schallwellen in dem Hörraum vor dem Tief tonlaut Sprecher (7» 25» 33) > dem Kochtonlautsprecher (3» 21 j 29) und den beiden lütte 1 tonlaut sp rechern (5, 5a$ 23, 23a$ 315 3la) von annähernd 90 Grad an der Lättenf requenz in dem cbe rl appungsbe reich der Schalldruck -Frequenz-Kennlinien der von den beiden Ln. t te 1 tonlaut Sprechern (5, 5&· 23, 23a$ 31, 31a) abgestrahlten Schallwellen vorgesehen ist, wobei die phasen-I'reouenz-Kennlinie der aus den von den beiden Latteltonlautsprechern (5, 5a* 23, 23a; 51, 31a) abgestrahlten Schallwellen öjnihe -tisierten Schallwelle unter Einhaltung einer Trennung von annähernd 90 Grad im wesentlichen auf die lütte der Phasen-Frequenz-Kennlinie der aus den von dem Tief tonlaut Sprecher (7; 25; 33) und deEi Ho ch tonlaut Sprecher (3; 21; 29) abgestrahlten Schallwellen synthetisierten Schallwelle verlegt ist.
5· Liehrweg-Lautspreehersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter (6) und das Hochpaßfilter (2) eine Steilheit von 18 dB/o et im Sperrbereich aufweisen.
6. Kehrweg-Laut spreche rsy s tem ns.eh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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caß das Tiefpaßfilter (6) eine hinter einen Tlingangsanscl-luß geschaltete Induktivität (L₂), einen zwischen den Ausgangsanschluß dieser Induktivität (l-,) und eine gemeinsame Leitung geschalteten Kondensator (C.) und eine zwischen den Ausgangsanschluß der ersten Induktivitglt (L-,) und einen Zingangsanschlu:'.: des Tieftonlautsprechers (7) geschaltete Induktivität (L ) einbegreift und nahe einer C-renzf requenz in Sperrbereich eine Steilheit von 6 dE/'oct sowie aa hohen .^nde eir.e Steilheit von 18 dB/oct aufweist, wobei das Eochpaßfilter (2) einen hinter den Singangsanschluß ,ge schalteten Kondensator (C₁), eine zwischen den Ausgangsanschluß dieses Eondensators (G₁) und eine gemeinsame Leitung geschaltete Induktivität (L₁) und einen zwischen den Ausgangsanschluß des ersten Kondensators (θ ) und' einen Zingangsanschluß des Hochtonlautsprechers (5) ge schal te te η Kondensator (C_o) einbegreift und na.he einer G-renzfrepenz im Sperrbereich eine Steilheit von 6 dB/oct sowie ara niederen Ende sine Steilheit von 18 dB/oct aufT/eist und wobei d.as Bandpaßfilter (4) tinen Kondensator (G^) und eine Induktivität (L-) einbegreift, die in Reihenschaltung zwischen den Eingangsanschluß und einen EingangsanschluB des iiitteltonlautsprechers (5) gelegt sind.
7· Ee hrweg-Lautspre chersystem nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter (24) und das Eochpaßfilter (20) im Sperrbereich eine Steilheit von 6 dB/oct aufweisen.
8. Mehrweg-Laut Sprecher sy s te η nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter (32) und das Hochpaßfilter (28) im Sperrbereich aine Steilheit von 12 dB/'oct aufweisen.

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