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Mit mehreren Lautsprechern bestückte Schallwand
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Mit mehreren Lautsprechern bestückte Schallwand Die Erfindung betrifft
eine Schallwand, welche mit mehreren als Tieftöner, Mitteltöner und Hochtöner ausgebildeten
Lautsprechern bestückt ist.
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Zur Wiedergabe von Musik und Geräuschen sind verschiedene Lautsprechersysteme
bekannt, die jedoch alle im Hinblick auf High Fidelity -Qualität mehr oder weniger
Nachteile aufweisen.
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Es sind geschlossene Boxen (Air Suspension) bekannt, bei denen bei
Stereowiedergabe das akustische Geschehen nur auf einer Linie, die die Boxen verbindet,
wiedergegeben wird. Eine räumliche Wiedergabe in Breite und Tiefe ist nur unvollkommen
möglich. Darüber hinaus besitzen in geschlossenen Boxen angeordnete Lautsprecher
einen schlechten Wirkungsgrad und eine unpräzise Wiedergabe der Bässe, die durch
die notwendige Eigenresonanz der Box im Bereich von 40 - 70 Hz, die wegen ihrer
hohen Güte stark bedämpft werden muß, hervorgerufen wird. Um eine möglichst tiefe
Eigenresonanz zu erreichen, verwendet man Lautsprecher mit schweren Membranen.
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Elektrostatische Lautsprecher wirken demgegenüber wie Schallwandlautsprecher
und sind in der Lage, ein räumliches Bild der Aufnahme nach Breite und Tiefe wiederzugeben.
Durch die im Lautsprecher notwendige Hochspannung von ca. 5 kV ist jedoch die Lebensdauer
derartiger Lautsprecher eingeschränkt, und man benötigt einen regelmäßigen Service.
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Wegen der geringen Auslenkbarkeit der Membranfolien sind nur mittlere
LautstärkepegeL erreichbar, auch wenn man zur Vermeidung von Verzerrungen die Technik
der konstanten Ladung einsetzt.
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Die Folge ist eine unbefriedigende Wiedergabe der Dynamik eines Klanggeschehens.
Großflächige Membranen kompensieren zwar die geringen möglichen Auslenkungen, führen
jedoch bei den mittleren und hohen Frequenzen zu stark gerichteter Abstrahlung.
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Dies trifft auch für die magnetostatischen Vollbereichlautsprecher
zu, bei denen noch hinzukommt, daß die stromdurchflossenen Leiter nur im Streufeld
der Magnete arbeiten können.
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Es sind auch Zwischenlösungen in Form von Lautsprecherkombinationen
bekannt geworden, bei denen eine Mitteltonschallwand, die mit dynamischen Lautsprechern
bestückt ist, mit entweder einer geschlossenen Box oder einem Horn zur Wiedergabe
der tiefen Frequenzen ergänzt wird. Mit diesen Systemen ist eine gewisse räumliche
Wiedergabe möglich, aber es bleiben die Nachteile des Tieftonteils, welche den Höreindruck
empfindlich stören.
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Zur besseren räumlichen Widergabe und Vergrößerung der Stereohörzone
sind auch rundum strahlende Lautsprecher bekannt geworden.
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Hierzu zählen verschiedene Kugellautsprecher, welche jedoch ein sehr
diffuses und entfernt klingendes Klangbild erzeugen. Außerdem hängt das Klangbild
stark von der Umgebung ab, in der die Lautsprecher betrieben werden. Im Bereich
der Tiefenfrequenzen handelt es sich auch hier um geschlossene Boxen, d.h. um Strahler
nullter Ordnung.
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In der sogenannten ELA-Technik werden Schallwände verwendet, die mit
dynamischen Lautsprechern (Breitbandsystemen) voll bestückt
sind.
Man will dabei eine starke Bündelung und eine verminderte Basswiedergabe erzielen.
Die Richtwirkung dient zur Vermeidung von Rückkopplung und die Bassabsenkung zur
besseren Sprachverständlichkeit .
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Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine mit verschiedenen
Lautsprechern bestückte Schallwand zu schaffen, die eine möglichst genaue Abbildung
des reproduzierten Klangkörpers sowie eine gegenüber bekannten Lautsprechers ys
te men ausgeweitete Stereohörzone besitzt.
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Diese Aufgabe wird bei der Schallwand der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Tieftöner als offene dynamische Lautsprecher, deren Membranen
gleichphasig schwingen, ausgebildet sind, so daß die über im wesentlichen die gesamte
Schallwandfläche verteilten T ieftöner insgesamt als akustischer Dipol arbeiten.
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Akustische Dipole regen nur ein Drittel der Raumresonanzen an, wie
z.B. aus "Wireless World" Aug. 1955, S. 383 bekannt ist.
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Hieraus resultiert, daß sich der Klangeindruck des Lautsprechers bzw.
der Schallwand nur wenig ändert, wenn er in unterschiedlichen Räumen betrieben wird.
Zur Bestückung der Schallwand eignen sich für die Tieftöner dynamische Lautsprecher
mittlerer Größe mit einer Gesamtmembranfläche, die etwa das Vierfache der Membranfläche
vergleichbarer HiFi-Boxen beträgt. Diese Tieftöner können Frequenzen bis etwa 500
Hz abstrahlen.
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Als Mitteltöner können ein oder mehrere Lautsprecher von ca.
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10 - 15 cm Durchmesser, die offen auf der Schallwand montiert
sind,
verwendet werden. Die Mitteltöner können etwa bis 5000 Hz abstrahlen. Der Hochtöner
kann ein offenes oder hinten geschlossenes System sein.
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Die Tieftöner können durch geeignetes Serienparallelschalten auf die
gewunschte Impedanz gebracht werden. Die Aufteilung des Signals auf die verschiedenen
Frequenzbereichebesorgt eine Frequenzweiche, wie sie beispielsweise auch bei herkömmlichen
HiFi-Boxen verwendet wird.
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Durch die Größe der Schallwand (Ausführungsbeispiele: 80 x 113 cm
bzw. 56.5 x 80 cm) und durch geeignete Wahl der Durchmesser der Mittel- und Hochtonlautsprecher
läßt sich eine breite, nahezu frequenzunabhängige Abs trahlc harakteristik erzielen.
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Da die Tieftöner völlig offen betrieben werden, können sie im Gegensatz
zu Lautsprechern für geschlossene Boxen leichte Membranen besitzen. Man gewinnt
dadurch einen guten Wirkungsgrad und ein gutes Einschwingverhalten bei den Bässen.
Elektrostatische Lautsprecher haben zwar noch leichtere Membranfolien, jedoch ist
die gesamte zu bewegende Masse wegen der mitschwingenden Mediumsmasse ziemlich groß.
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Die Lautsprecher können frei im Raum aufgestellt werden, wobei diese
bevorzugt in einem gewissen Abstand von den benachbarten Wänden und möglichst in
einem Winkel zu diesen Wänden angeordnet sind. Es wird dann erzielt, daß der von
der Rückseite abgestrahlte Schall nach einer oder mehreren Reflexionen zum Ohr des
Zuhörers gelangt, wodurch der Eindruck der räumlichen Tiefe des Klangbilds noch
verbessert wird.
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Vorteilhaft ist bei der Erfindung, daß die guten Eigenschaften dynamischer
Lautsprecher voll zur Geltung kommen. Die Wiedergabe ist frei von Klangverfärbungen,
die von Wigenfrequenzen von Lufträumen herrühren können, die an den Lautsprecher
angekoppelt sind.
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Es läßt sich auch der Eigenklang des Lautsprecherchassis, der insbesondere
durch die Gehäuse der Tief- und Mitteltöner verursacht wird, vermeiden.
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In den beiliegenden Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Anhand dieser Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden.
Es zeigt: Fig. 1 eine Vorderansicht eines Schallwand-Lautsprechers als Ausführungsbeispie
1; Fig. 2 einen Schallwand-Lautsprecher im Schnitt entlang der Schnittlinie A-B
in Fig. 1; Fig. 3 schematisch die mit einem Schallwand-Lautsprecher nach der Erfindung
erzielte Dipol-Abstrahlcharakteristik und Fig. 4 ein BlockschaltbiId für die einzelnen
Schallstrahler des Schallwand-Lautsprechers.
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Die Schallwand ist mit mehreren Schallstrahlern, die als Tieftonlautsprecher
2 ausgebildet sind, bestückt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es
sich beispielsweise um 18 Tieftonlautsprecher 2. Natürlich ist es auch möglich,
eine andere Anordnung dieser Tieftonlautsprecher an der Schallwand 1 vorzusehen
und es kann auch eine andere Anzahl derartiger Tieftonlautsprecher vorgesehen
sein.
Diese Tieftonlautsprecher sind als dynamische Lautsprecher ausgebildet, deren Membranen
gleichphasig schwingen.
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Wesentlich ist, daß diese Tieftonlautsprecher über die gesamte Schallwandfläche
verteilt sind. Ferner befindet sich auf der Schallwand noch ein Mitteltonlautsprecher
3 und ein Hochtonlautsprecher 4.
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Durch eine geeignete Serienparallelschaltung, wie sie in der Fig.
4 dargestellt ist, können die Tieftöner auf die gewünschte Impedanz gebracht werden.
Die Aufteilung des Signals an Klemmen K1 und K2 auf die verschiedenen Frequenzbereiche
bzw. auf die verschiedenen Schallstrahler 2, 3,4 erfolgt mit Hilfe einer Frequenzweiche
5, wozu auf das Blockschaltbild in der Fig. 4 verwiesen wird.
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Die Fig. 3 zeigt die Abstrahlcharakteristik der Schallwand 1, die
nahezu frequenzunabhängig ist und einen Dipolcharakter aufweist.
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Außerdem ist diese Abstrahlcharakteristik, wie aus der Fig. 3 zu ersehen
ist, ineiner breiten Hörzone wirksam.
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L e e r s e i t e