DE2636446A1

DE2636446A1 - Gerichteter elektroakustischer wandler, insbesondere kardioid-schallstrahler

Info

Publication number: DE2636446A1
Application number: DE19762636446
Authority: DE
Inventors: Geza Balogh
Original assignee: Elektroakusztikai Gyar
Current assignee: Elektroakusztikai Gyar
Priority date: 1975-10-22
Filing date: 1976-08-13
Publication date: 1977-04-28
Also published as: CS193079B2; FR2329129A1; GB1528066A; PL121306B1; US4054748A; HU171882B; AT355645B; DD125503A5; ATA602076A; SU736894A3

Description

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Dlpl.-lng. Hefnz Bardehle Patentanwalt

8 MBnchen 22, HennsU. 15, ΤΛ 2f2B5I Jtünchen, den 13. Auguet 1976

postoiucbrift München 26, Pesfcck 4

Mein Zeichens P .2388

Anmeldert Elektroakuaztikai Qyar 1148 Budapest Fogoraai ut 5 Ungarn

GERICHTETER ELEKTROAKUSTISCHER ¹NkMlLER, INSBESONDERE KARDIOID-

SCHALLSTR&HLER

Der Gegenstand der Erfindung ist ein gerichteter elektroakustischer Wandler, insbesondere Lautsprecher und Schallstrahler, welcher wenigstens zwei, -an sich bekannte Phasendreherglieder hat, welche zueinander und zur Membrane akustisch in solcher Weise angeschlossen sind, dass der Lautsprecher· eine Kardioidrichtungscharakteristik oder eine Charakteristik gemäss verschiedenen Typen der Kardioidenkuji» ve aufweist, überdies aber im Vergleich mit den bekannten Lösungen einen Frequenzgang von entsprechend breitem Band hat.

A 956-957/KÖ-FA 709817/0664

Es ist wohl bekannt, dass im Fachgebiet überall die Ausgestaltung von gerichteten elektroakustischen Wandlern angestrebt ist, deren wichtigster Vorteil den !angerichteten Wandlern gegenüber darin besteht, dass sie die Neigung aur akustischen Selbsterregung, den Widerschall vermindern. In Räumen von besonders schlechter Akustik erhöhen sie bedeutend die Verständlichkeit, die Lebenswahrheit, die "Deutlichkeit" der Programmübertragung· Diese Wandler ermöglichen die Auswahl der Einfallsrichtung· Die aufgezählten Vorteile können und sollen selbstverständlich einzeln gedeutet werden, vom Standpunkt sowohl der Schallempfänger Alikrophone/ als auch der Schallgeher /Lautsprecher/. Am Gebiet der Mikrophone ist heutzutage die Verwendung des !Cardioidtypes ziemlich a"llgemein· Mikrophone von breitem Band, vom geraden Frequenzgang und mit Kardioidrichtungscharakteristik über den ganzen Band sind weltweit in Grossserienfertigung hergestellt und diese Typen haben die Wandler vom ungerichteten Typ praktisch ausgedrückt. Zu den Kardioidwandlern werden sogenannte Phasenumkehrglieder verwendet, welche zum ersten Grad oder zweiten Grad ausgeglichen sind. /«Veingartner:"Das dynamische Zweiwegmikrofon" Funktechnik, 20. 5. 1965; ferner Iding: "Unidirectionally radiating loudspeakers" AE3 Konf. 14-16. 3, 1972, München./

Im Falle eines Kondensatormikrophons ist die Verwirklichung der Kardioidrichtungscharakteristik, Dank dem Funktionsprinzip, sozusagen problemenfrei. Im Falle von elektrodynamischen Schwingspulenmikrophonen ist die Verwirklichung der Kardioidrichtungscharakteristik oberhalb der Eigenschwingung der Membrane offenbar und kann ähnlich, wie bei dem, Kondensatormikrophon, einfach mit einem einzigen Phasenumkehr·* glied ohne Korrektion, bei geradem Frequenzgang zustan<}§ gfbracht werden. Da die Eigenschwingung der Membrane im a}l|f*« meinen genug klein sein dürfte, d. h. sie im Niederfrequtn»- bereich des Übertragungsbandea, in der Nähe der chen unteren Grenzfrequenz zu finden ist, bedeutet die

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Weiterung des Übertragungabandee zu erfordertem Masse bei ' der Aufrechterehaltung der Kardioidrichtungscharakteristik eine verhältnismäasig einfache Aufgabe. Zur Lösung dieser Aufgabe wurden schon zahlreiche, heute schon wohlbekannte und bewährte Ausführungen ausgearbeitet.

Die Situation ist ganz verschieden bei den elektrodynamischen Schwingspulenlautsprechern und Schallstrahlern. Im höheren Frequenzbereich ergibt sich die Gerichtetheit von sich selbst - da die strahlende Membrane mit der Wellenlänge vergleichbar ist - dieselbe nicht besonders ausgestaltet werden soll. /Beraneki "Acoustics" - McGraw-Hill, 1954, London, Seite 104./ Im Gegenteil, wird das Problem in vielen Fällen dadurch verursacht, dass die Gerichtetheit, besonders im Vergleich mit den niedereren Frequenzen übermässig ist, und man bestrebt sich, diese übermässige Gerichtetheit /gebündelte Richtungscharakteristik/ aufzuheben. /Beranek: "Acoustics" Seiten 201-203; ferner Olson: "Elements of Acous tical Bigineering", New York, 1947, Seiten 155-144./ An mittleren Frequenzen ist die Erhöhung der Gerichtetheit schon erforderlich. Zu diesem Zwecke ist die Verbreitung der Strah lerfläche durch gemeinsame Verwendung mehrerer Lautsprecher eine bekannte Methode. Aufgrund solcher Idee wurden zum Beispiel die Schallsäulen ausgestaltet, welche wenigstens in einer Richtung, in vertikaler Richtung viel mehr gerichteter werden /gebündelte Richtungscharakteristik/. /E, Lamoth und Mitarbeiter:"Schallsäule von Grossgruppenwirkung" ungarische Patentschrift Nr. 157·232/ Sogar dieser Lösungen ver·^ mindern die Rückwärtsstrahlung, besonders gegen den ηiedpi™ geren Frequenzen, nicht. Das ist aber auch verständlich, da. zum Beispiel zum Erreichen eines Vorwärts /RückwärtsverhäVfc-' nisses vom 9-10 dB Wert bei 100 Hz, - es kann leicht berechnet werden - eine Strahlfläche von etwa 2 m Durchmesser erforderlich ist /erwähnte Arbeit von Beranek, Seite 104./, Die Verwendung der bekannten Phasenumkehr glieder bei den, Lautsprechern in solcher Weise wie bei den Mikrophonen

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ist, ist ebenfalls nicht zweckdienlich. Der Grund dafür besteht darin, dass das zur Membrane des Lautsprechers angeschlossene Phasendreherglied, sogar im !teile von einer noch ideal massenverhinderten Membrane unter dem Halbwert dep von der Zeitkonstante T* des Phasenumkehrgliedes bestimmten Frequenz / f^ = — ^ einen tJbertragungsfaktor kleiner als die Einheit ergibt, welcher gegen den niedrigeren Frequenzen einen weiteren Abfall von 6 dB/Oktave aufweist. /Fig. 3/ Der Frequenzgang der in dieser «/eise ausgestalteten Schallstrahler ist infolge des gegen die Niederfrequenzen aufgewiesenen Abfalls nur in einigen Fällen /z.B. im Falle von Informationsübertragung/ ausreichend. /Siehe noch das obenangeführte Werk von Iding./ Die einfache Verwendung der bei dem Mikrophon üblichen Methoden ist deshalb nicht zweckmässig, weil diese auf die Verminderung der Resonanz der Membrane gerichtet sind, wobei im Falle von Lautsprechern·- wie schon besprochen, - ist das Problem nicht dadurch verursacht.

Die vorliegende Erfindung ergibt eine Lösung der bei den Lautsprechern aufgezählten Probleme und sichert, dass der Kardioidlautsprecher, sogar in dem Niederfrequenzbereich, neben seiner Gerichtetheit, über einen beinahe geraden Frequenzgang verfüge. Dadurch ist ein solcher Kardioidlautsprecher ausgestaltet, weicher breites Band hat, d.h. zum Empfang vom Musikprogram auch geeignet ist, und gleichzeitig ermöglichtj alle von der Kardioidrichtungscharakteristik angebotenen Vorteile ausnützen zu können. Die Tatsache wurde erkannt, dass ein Phasendreherglied höchstens zwischen der Hälfte und dem Doppelten der durch seine Zeitkonstante bestimmten verwendet werden kann, so ^xdass neben seiner Ausrichtung der Wert und die Schwankung des Übertragungsfaktors nooh nügend sind· Deshalb wurde eine Lösung des akustischen werkes gesucht und gefunden, mit welcher es- gesichert kann, dass wenigstens zwei Phasendreherglieder zur in solcher Weise angeschlossen werden, dass die Binder der beiden verwendet seien. Im Falle vom LautsppfphfP

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bzw· Schallstrahler bedeutet es, dass der Wert des von der Geriehtetheit verursachten Übertragungsfaktors, von einer kleineren Schwankung um den Einheitswert abgesehen, auch, bei den Niederfrequenzen eine annähernde Gerade aufweitt, Dieselbe Lösung bedeutet βInnmäasig im !Falle von Mikrophonen, dass der Frequenzgang des Mikrophons den niedereren Frequenzen zu mit einer Steilheit von etwa 6 dB/Oktave ansteigt· Die erkannte Möglichkeit und deren Verwirklichung kommenι theoretisch und praktisch bewiesenermassen, nur unter strengen Bedingungen und Verhältnissen zustande, und · eben diese Bedingungen wurden bei der Beschaffung des KHr*- dioidschallstrahlers vom breiten Band ausgenützt.

Der Gegenstand der Erfindung, ist ein gerichteter L-elektroakustischer Wandler insbesondere ein elektrodynamischer Schwingspulenlautsprecher, bzw. Schallstrahler system mit Kardioidrichtungscharakteristik, welches wenigsten· zwei, an sich bekannte, zweckmässigerweise auf zweiten CJrad ausgeglichene Fhasendreherglieder enthält, welche zur MfBIprane des Lautsprechers gekoppelt sind, und die Phasendrehtrglieder in bekannter Weise eine oder mehrere, in den frtltn Schallraum führende. Öffnung bzw. Öffnungen aufweist, welpht Öffnung/en/ von der vorderen strahlenden Fläche in einer gegebenen /durchschnittlichen/ Entfernung liegt /liegen/_Ψ Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die wenigetins zwei Phasendreherglieder in solcher Weise zur Membran· ·η$·- koppelt sind, dass das über kleinere /durchschnittlich·/ Schallwegstrecke verfügende Phasenfceherglied unmittelbar _f oder wenigstens mittels einem akustischen Widerstand wenigstens mittels einer durch eine Hilfsmembrane lichten Kapazität an die Membrane angeschlossen ist, das über grossere /durchschnittliche/ Schallwegstrecke Yfp;fU« gende Phasendreherglied wenigstens mittels eines Widerstandes und/oder wenigstens mittels einer Masse «μ Membrane angekoppelt ist, und gleichzeitig das Viert«1 ff« tut durch die Ankopplungsgileder bestimmten Kf

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der zwei Phasendreherglieder wenigstens gleichwertig mit, höchstens aber das Vierfache der kleineren durchschnittlichen Schallwegstrecke ist. Vorteilhaft ist diejenige Ausführungsvariante der gerichteten Wandler gemäss der Erfindung, bei welchen die grössere Schallwegatrecke höchstens das Vierfache der kleineren Schallwegstrecke ist. Ein verhältnismässig einfacher Aufbau ist durch diejenige Ausführungsvariante der Erfindung gesichert, bei welcher beide Phaaendreherglieder vom Typ RG sind und das über eine "kleinere Schallwegstrecke verfügende Phasendreherglied unmittelbar, während das über grössere Schallwegstrecke verfügende Phasendreherglied durch einen parallel geschalteten akustischen Widerstand und eine ".Masse zur Membrane angeschlossen ist, undzwar so, dass die durch den Widerstand und die Masse bestimmte Zeitkonstante kleiner als die Reziproke der mit dem Verhältnis der Schallwege multiplizierten Kreuzungkreisfrequenz ist. Die vorangehende Ausführungsvariante hat vorteilhafte Übertragungskennwerte, wenn der Wert der die Kopplung durchführenden Masse kleiner als die durch die Membrane vertretene akustische Masse ist. Vorteilhafte geometrische Abmessungen sind durch diejenige AusfuhrungsVariante der Erfindung gesichert, bei welcher das über kleinere Schallwegatrecke verfügende Phasendreherglied vom Typ RC is.t und mit Hilfe einer durch eine Hilfsmembrane verwirklichten akustischen Kapazität und eines akustischen Widerstandes zur Membrane in solcher Weise angeschlossen ist, dass die durch die Hilfsmembrane vertretene Kapazität grosser als die Kapazität des Phasendrehergliedes ist. Ein noch breiteres Übertragungsband ist durch diejenige Ausführungsform der dung gesichert, nach welcher zum über grössere strecke verfügenden Phasendreherglied weitere, über grösseren Schallweg verfügende Phasendreherglieder in eher Weise, wie die zwei ersteren zueinander gekoppelt s,ind,

Der Vorteil der Lösung gemäsa der Erfindung tjeitffyt darin, dass sie im ialle eines Lautsprechers ein breite!

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tragungsband sichert ι sodaas es auch nicht auf die Ger ichtetheit verzichtet werden soll. In dieser tlfeise kann auch in Sälen von schlechter Akustik eine Musikübertragung von guter Qualität gesichert und der S tor effekt der Nachhallzeit der Sole bedeutend vermindert werden.

Die Klarheit, die Hallfreiheit und die Deutlichkeit des mit Hilfe des Schallstrahl- oder Lautsprechersystems geinäas der Erfindung übertragenen Programms sind bedeutend verbessert, während, das Gefahr der Einschwingung vermindert ist. Im lalle einer stereophonlachen übertragung ist der Bereich des Stereoeffekts erweitert. Im lalle von Mikrophonen ist die spezielle Ausgestaltung von Mikrophonen ermöglicht, deren !frequenzgang nach den Niederfrequenzen einen aufsteigenden Charakter aufweist und gleichzeitig ihre Hochfrequenzempfindlichkeit unverändert ist.

D6r Gegenstand, der Erfindung wird im weiteren mit Hilfe von Ausführungsbeispielen, aufgrund der Zeichnung eingehend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine bekannte Kardioidlautsprecheranordnung,

Fig. 2 daa elektrische Ersatzbild des dargestellten Lautsprechers,

Fig. 5 den !frequenzgang des relativen übertragur-sfaktors des in Fig. 1 und 2 dargestellten Kardioidlautsprechers,

Fig. 4 einen Kardioidwandler gemäss der Erfindung,

Fig. 5 das elektrische Ersatzbild des vorgestellten Wandlers,

Fig. 6 den Frequenzgang des im Lautsprecherbetrieb gezeigten relativen Übertragungsfaktors der in Figuren 4 und 5 vorgeführten Wandlers,

Fig. 7 den Frequenzgang im Mikrophonbetrieb des in Figuren 4 und 5 vorgeführten i/Vandlers,

Fig. 8 eine andere Anordnung des Kardioidlautsprechers geinäas der Erfindung,

Fig· 9 das elektrische Ersatzbild des in Fig. S ge-

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zeigten Lautsprechers·

In Fig· 1 ist eine bekannte Anordnung eines Kardioidlautsprechers dargestellt* Hinter der Membrane Z,, dazu gekoppelt arbeitet hier das Phasenumkehr glied void Typ RC /R₂ und C_Q/, welches mit¹; einer akustischen Masse JC, ergänzt ist, undzwar in solcher Weise, dass dadurch ein in bekannter Weise zum zweiten Grad ausgeglichenes Netzwerk gesichert is. Die /durphachnittliehe/ Schallwegstrecke zwischen der ins Freie leitenden Öffnung des Phasendrehergiieds und der Vorderseite der Membrane ist mit ä bezeichnet· Wenn die Glieder H₂ tindl M₂ mit mehreren Öffnungen verwirklicht sind, wird die Schallwegstrecke von einem durchschnittlichen «Vert angegeben. Die Kapazität C₀ ist vom Rauminhalt der Dose angegeben.

In Pig, 2 ist das elektrische Ersatzbild des Lautsprechers gemäas Fig* 1 dargestellt. Im Interesse der, besseren Verständlichkeit wurden in beiden Figuren die gleichen Bezeichnungen verwendet. Z₃ ^ bezeichnet die Strahlungsimpedanz der Membrane, während Z_g2 die 3tahlungsimpedanz der nach ins Freie leitenden Öffnung des Phasendrehergliedes ist. Die Zettkonetante des Phasendrehergliedes ist im Falle einer idealen Kardioidkennkurve in bekannter Weise identisch mit der- jenigen Sehallausbreitungszeit, welche auf die Schallwegstrecke d, bezogen ist, d.h. T- ί^ο ~ ^^c' ^H*^er bedeutet £ die Schallauebreitungsgeschwindigkeit in der Luft. Die Reziproke der Zeitkonstante ergibt die Stelle der den Frequenzgang kennzeichnenden Frequenz f. des Übertragungsfaktors, undzwar

1 1 C ^h 2TT 2iT R₂C₀ 2T d

In Fig. 3 ist der Frequenzgang des aus der Gerichtötheit des in Figuren 1 und 2 dargestellten Kardioidlautsprtchers herrührenden Übertragungsfaktors A^ in der "vorwaj?t(l^w /g_e o^ö/ und "rückwärts" /θ = 180°/ Richtung des Lautspptchers dargestellt. Bs ist ersichtlich, dass an Frequenzen

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f < i"_h/2 sich der Übertragungsfaktor unter den «7ert 1 vermindert, und bei Frequenzen f :> 2f_h sich das, die Gerichtetheit kennzeichnende sogenannte Vorv/ärts-Rückwärtsverhältnis verschlechtert.

In Fig. 4 ist ein über das Kardioidrichtungsdiagramm gemäss der Erfindung verfügender Wandler als Beispiel dargestellt, während Fig. 5 dessen elektrisches Ersatzbild veranschaulicht. Zur Membrane Z₁ ist das über eine οchallwegstrecke d₂ verfügende Phasenumkehrglied vom Typ RC unmittelbar angeschlossen, welches gegebenenfalls mit einer Masse JVL, ergänzt und in dieser V/eise zum zweiten Grad ausgeglichen ist. Die Zeitkonstante des Phasendrehergliedes befriedigt zweckmässigerweise die Gleichheit T> = R₉C₉ = d₉/c /Kardi-

W WW t

οidrichtungsdiagramm/, dementsprechend ist seine charakteristische Frequenz .,

? ¹TT T

Das über eine, im Vergleich mit der Schallwegstrecke d₂ grössere Schallv/egstrecke d^ verfügende Phasendreherglied vom Typ RC /welches aus den Glieder R,, C-, M₅ besteht und dessen Zeitkonstante T^ = ^3C₀₅ = d^/c und dementsprechend

1
= ist,

ist mittels eines parallel geschalteten akustischen Widerstandes R_c und einer Masse m_c zur Membrane Z₁ gekoppelt.

Zur Ergänzung ist auch ein Reihenglied r zur Masse

m angeschlossen. Die zwei Phasendreherglieder des in solc

eher Weise ausgestalteten handlers und die Kopplungsimpedanz bestimmen eine Überquerungsfrequenz, deren '.Vert

_f t, 2 ^3 o ^d3^R2

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Die Werte der einzelnen Phasendreherglieder und Kopplungsglieder, d.h. die Frequenz f^., wurden in solcher «/eise gewählt, dass das Viertel der zugehörigen Wellenlänge >£ = c/fjjj., wenigstens identisch mit, höchstens aber das Vierfache der Schallwegstrecke d_Oi d.h. d₉ ^ -7^-- 4d_o sei.

i- Cm *f CL

Um die; Gerichtetheit auch an den Hochfrequenzen halten zu können, hat sich als zweckmäsaig erweisen, die Zeitkonstante T der Kopplungsimpedanz so zu wählen, dass sie kleiner als die Reziproke der mit dem Schallwegverhältnis d„/d₂ multiplizierten Überquerungskreisfrequenz sei. Zahlenmässig;

\ ' -T-<Sr ' wo. W_k = 2Tff_fc ist.

^d2 ^

Um noch grössere Banbreite erreichen zu können, sollen zweckmässigerweise weitere Phasendreherglieder in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben, angekoppelt v/erden. Dementsprechend ist das über eine Schallwegstrecke d. verfügende J?haaendreherglied vom Typ RC mit den Gliedern m£, r_Q und R£ zum vorangehenden Phasendreherglied gekoppelt. Für diese Kopplung sind die bei der Kopplung der ersten zwei Glieder Erwähnten gültig. Sinnmässig ist also die Überquerungsfrequenz:

/R₄ + γ»/*

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"* JH. —

^Go4

bezeichnet die Strahlungsimpedanz der Membrane, während Z 2» ^33» ....die Starhlungsimpedanzen der ins Freie führenden Öffnungen der Phasendreherglieder bedeuten· Wenn die ins Ire ie. führende öffnung des Phasendrehergliedee durch mehrere ins Freie führende öffnungen verwirklicht und, so «ergibt sinnmässig die Resultierende der von diesen Öffnungen vertretenen akustischen Widerstände und Massen die i/erte von Rp^m2 ^DZW# ^^m^ · Gleichzeitig ergeben die zu den Öffnungen gehörigen Schallwegstrecken eine durchschnittliche Schallwegstrecke.

Ih Fig· 6 ist der Frequenzgang des im Lautsprecherbetrieb gezeigten Übertragungsfaktors des in Figuren 4 und 5 vorgeführten Wandlers dargestellt· In der Figur ist es klar zu sehen, dass die einzelnen Phasendreherglieder bei der Überquerungsfrequenz f_k, dann bei derjenigen f*_k durch das über grössere Schallwegstrecke verfügende Phasendreherglied abgelöst werden. Mit gestrichelter Linie sind diejenigen Frequenzgänge gezeichnet, welche von den Phasendrehergliedern ohne Ablösung gesichert wären. Aus der Figur ist es auch ersichtlich, dass die einzelnen Überquerungsfrequenze leicht gemessen werden können, wenn der Betrieb des nächsten Phasendrehergliedes verhindert ist. Das ist mit dem Abschluss der Kopplungsimpedanz erreichbar sodass im Palle von z.B. fjj. mit der Abdeckung von ra_c und R₀. Die Schwankung des tlbertragungsfaktors kann um so kleiner gemacht werden, desto kleiner das Verhältnis d,/d₂ ist. Eben deshalb hat sich der EaIl für zweckmässig erwiesen, wenn das Verhältnis der nacheinander folgenden Schallwegstrecken 4 nicht übertrifft_f d.h. ä-/d₂ ^ 4, ebenfalls d^/cL ^ 4, usw.

Ih Fig. 7 ist der Frequenzgang des im MikrophonbetFieb

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gezeigten Ubertragungsfaktors A^ des irr Figuren 4 und 5 vorgeführten Wandlers dargestellt· Der Frequenzgang des Mikrophons hat in der Richtung der Niederfrequenzen einen aufsteigenden Charakter und schwankt um die mit 6 dB/Oktave aufsteigende Gerade· Mit gestrichelter Linie ist auch jetzt der Frequenzgang der einzelnen Phasendreherglieder gezeichnet»

In Fig. 8 ist eine andere Anordnungsmöglichkeit des Kardioidlautsprechers gemäss der Erfindung veranschaulicht, während in Fig. 9 das elektrische Ersatzbild dieser Anordnung dargestellt ist· Im Interesse der besseren Verständlichkeit wurden auch hier gleiche Bezeichnungen verwendet. Zur Membrane Z^ ist das über Schallwegstrecke dp verfügende Phasendreherglied vom Typ RG /welches aus den Gliedern R₂, C₀2 und M₂ besteht/ mittels der Kapazität C und dem akustischen Widerstand R__ gekoppelt.· Die Kapazität CL ist durch eine Hilfsmembrane verwirklicht,· deren Y/ert zweekL-, mässigerweise grosser, als der Wert der Kapazität C₀-* ist· Das über eine Schallwegstrecke d~ verfügende Phasendreherglied vom Typ RG /welches aus den Gliedern R,, C₀, und besteht/ ist mit der parallel geschalteten Masse m. und mit

dem Widerstand R_ft zur Membrane gekoppelt. Eventuell ist die Masse m_n noch mit einem Widerstand r„ gedämpft. Da.kein

C C

Phasendreherglied unmittelbar an die Membrane gekoppelt ist, .muss notwendigerweise eine Zusätzliche Kapazität G verwendet werden. Selbstverständlich kann sowohl die. in Fig. 4 dargestellte Anordnung, als auch die in Fig. 8 veranschaulichte Anordnung auch mit Kardioidrichtungscharakterist^lf und mit dessen sämtlichen Varianten, vom Hyperkardioi<ij?i^· tungscharakteristik angefangen bis zur beinahe "8^ll-förm_i;|,·' gen Richtungscharakteristik verwirklicht werden. Die belmRjV"» te Bedingung dessen ist, dass im Falle einer Kardioidriph,» tungscharakteristik die Zeitkonstanten der Phasendrehergj,|.f» der mit der zu den Schallwegstrecken gehörigen Laufzeit identisch seinen/ä.h. *C= d/c/, während im Falle einer

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kardioidrichtungscharakteristik oder einer beinahe "8^lfförmigen Richtungs charakteristik TV d/c. Das Ausraass der Ungleichheit bestimmt - in bekannter Weise - das Mass der Abweichung von den idealen Kardioidrichtungscharakteristiken.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

\J Gerichteter elektroakustischer handler, insbe-, aondere elektrodynamischer Rohwingspulenlautsprecher, bzw· SehaXlatrahlungasyftein mit Kardioidrichtungacharakteriatik, weichet¹ wenigst en 3 zwei, an aich bekannte,, zweckmösaiger-* weiae sogenannte auf zweiten Grad ausgeglichene Phasendreherglieder enthält, die Phaaendreherglieder in der bekannten Welse mit ins Freit'führender öffnung bzw. führendem öffnungsaystem versehen sind, welche Öffnung bzw. Öffnungssysteuj von der Vorderseite der Membrane in gegebener Schallwegatrecke liegt, dadurch ge k e η η ζ ei c tin e t, dass von den Phaaendreh<|rgliedern daa über die kleinste Schallwegstrecke /dg/ verfügende Phaeendreherglied unmittelba»| oder mittels eine« akuatiachen v/iderstander /R_cc/ und/oder mittels einer durch eine Membrane verwirklichten Kapazität /Q_QC/ als Kopplungsglied an die Membrane gekoppelt iet> wiüwend die übrigen, über grössere ||

··#·/ verfügenden Glieder mit Hilf·

wetiißfltena je iintiii akuatiachen Widerstand /H_Q, R» _Q , ψ 1 _f, /und/oder eiVteli wönißstine je einer Masse /m_Q, pl'/

als Kopplunga^li«dern zur MtÄbrane /Z₁/ in solcher iVt^ gekoppelt β1ρ||ί€»ββ iaa Viertel"4er aur, von über Wtgetreoker» /^₂ und d^/ verfügenden Phasenumkehrglled|||| und von Kopplungsglitdern beatiwiten Ü

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BAD

/f_k/ gehörigen Wellenlänge /^ / wenigatene gleichwertig, höchstens aber vom vierfachen «'/ert ist, als die kleinste Schallwegatrecker /dg/ d.h.
2. Gerichteter βlektroaku3tischer Wandler nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet , dass die grössere Schallwegstrecke /d~/ höchstens das Vierfache der kleineren Schallwegstrecke /dg/ ausmacht, d.h. dg - d, - A
3. Gerichteter elektroakustischer Wandler, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Phasenglieder vom Typ RC und zweckmässigerweiae auf zweiten Grad ausgeglichen sind, während das über kleinere 3challwegstrecke /d₂/ verfügende Phasendreherglied unmittelbar, ohne besonderes Kopplungsglied, aber mit Hilfe eines parallel geschalteten akustischen .'/id er st and es /R/ und einer Masse /m / an die Membrane /Z₁/ in solcher ,'/eise gekoppelt ist, dass die durch den ./iderstaqd und die LIasse beatimrate Zeitkonstante kleiner, als die Reziproke der mit derq Verhältnis der Schallwege / d^/dg / multiplizierten Überquerungskreu&frequenz /⁰³J₁-/ ist, d.h·

^mc /_Jl__ ist.
4, Gerichteter elektroakustischer /tendier nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k β η zeichnet, dass der V/ert der, das über grösaere wegatrecke /d,/ verfügende Phaaendrehorglied zur Llembranj

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pelnden Masse kleiner als die durch die Membrane vertretene akustische Masse M^A d.h. m_c<M^ ist·
5« Gerichteter elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Phasendreherglieder vom Typ RC sind, dadurch- gekennze ichnet, dass das über eine kleinere Schallwegstrecke /d₂/ verfügende Phasendreherglied mit einer durch eine Hilfsiaembrane verwirklichten Kapazität /Qq/ ¹^ mit einem akustischen Y/iderstand /EL_/ zur Membrane in solcher */eise gekoppelt ist, dass der Wert der durch die Hilfsmembrane verwirklichten Kapazität /C / grosser als der der Kapazität des Phasendrehergliedes d.h. C₂> C₀₂ ist.
6. Gerichteter elektroakustischer v/andler nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, nacheinander über immer grössere Schallwegstrecken /d₂, d™, d., .··../ verfügende Phasendreherglieder vom Typ IiC verwendet sind, welche in solcher V/eise nacheinander aneinander gekoppelt sind, dates das Viertel der zur Überquerungsfrequenz von zwei nacheinander folgenden Phasendr ehergliedern .gehörigen Wellenlänge wenigstens mit der Schallwegstrecke des vorangehenden Phasendrehergliedes übereinstimmt und höchstens mit dem Vierfachen dieser Schallwegstrecke gleich ±b\.

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