DE2902819B1 - Lautsprecheranordnung und Schaltung zur Raumklangerzeugung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Lautsprecheranordnung und Schaltung zur Raumklangerzeugung für Fernsehgeräte mit beidseitig neben dem Bildrohr im Gehäuse angeordneten Front- und Seitenlautsprechern und liegt darin, daß an der Frontseite links und rechts vom Bildrohr je eiil Mittelton-Lautsprecher und je ein Hochton-Lautsprecher, sowie an den Gehäuseseitenwänden je ein Tief-Mittelton-Lautsprecher angeordnet ist und daß eine Umschalteinrichtung derart vorgesehen ist, daß in der ersten Schaltstellung »Normal« allein die beiden frontseitigen Mitteltonlautsprecher in Serienschaltung arbeiten und daß in der zweiten Schaltstellung »Raumklang« zusätzlich auch die beiden frontseitigen Hochtonlautspecher, sowie die beiden an den Gehäuseseitenwänden angeordneten Tief-Mitteltonlautsprecher eingeschaltet sind und daß in der Schaltstellung »Raumklang« sowohl die beiden frontseitigen Mitteltonlautsprecher, als auch die beiden frontseitigen Hochtonlautsprecher und die beiden an den Gehäuse- seitenwänden angeordneten Tief-Mitteltonlautsprecher jeweils in Parallelschaltung arbeiten.
• Eine Weiterbildung der Erfindung beinhaltet, daß in der Schaltstellung »Raumklang« eine Frequenzweiche mit einer Grenzfrequenz in der Größenordnung von 400 Hz vorgesehen ist, über welche die beiden an den Gehäuseseitenwänden angeordneten Tief-Mittelton-Lautsprecher unterhalb und die frontseitigen Mitteltonlautsprecher oberhalb der Grenzfrequenz betrieben werden.
• Eine andere Erfindungsweiterbildung besteht darin, daß die beiden in der Schaltstellung »Raumklang« eingeschalteten frontseitigen Hochtonlautsprecher über eine zweite Frequenzweiche mit einer Grenzfrequenz in der Größenordnung von 4000 Hz betrieben werden.
• Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung hat zum Gegenstand, daß in der Schaltstellung »Raumklang« die beiden frontseitigen Mitteltonlautsprecher gegenphasig angesteuert werden.
• Eine Variante dieser Ausführungsform der Erfindung liegt darin, daß die in der Schaltstellung »Raumklang« zusätzlich eingeschalteten frontseitigen Hochtonlautsprecher ebenfalls gegenphasig angesteuert werden.
• Schließlich wird die Erfindung noch dahingehend ausgestaltet, daß die beiden frontseitigen Mitteltonlautsprecher in der Schaltstellung »Raumklang« über ein frequenzabhängiges und derart bemessenes Netzwerk gespeist werden, daß der abgegebene Schalldruck im mittleren Frequenzbereich zwischen 700 Hz und 1500 Hz abgesenkt wird.
• Es ist grundsätzlich bekannt, sowohl in Fernsehgeräten als auch in Rundfunkgeräten mehrere Lautsprecher anzuordnen und zwar sowohl an der Frontseite, als auch an den Seitenwänden. Es ist auch beispielsweise bekannt, bei Rundfunkgeräten, sogenannte 3-D-Hochton-Lautsprecher an den Seitenwänden des Gehäuses einzubauen, um die schwache Raumwirkung bei monauraler Übertragung zu verbessern.
• Die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen haben u. a. ergeben, daß bei der Fernsehtonübertragung allein durch Anbringung von »3-D-Hochtonlautsprechern« an den Gehäuseseitenwänden keine überzeugende Verbesserung der Raumklangwirkung erreichbar ist. Erst durch die erfindungsgemäße Anwendung von zu beiden Seiten des Bildrohrs frontal angeordneten Lautsprechergruppen für die mittleren ind hohen Frequenzen, sowie die Anbringung weiterer Tief-Mitteltonlautsprecher in beiden Gehäuseseitenwänden, die mit einer relativ hohen Übernahmefrequenz der vorgesehenen Frequenzweiche sowohl tiefe als auch mittlere Frequenzen übertragen, und durch die spezielle Verteilung und Umschaltung der Tonsignale für die Lautsprechergruppen gelingt es, sowohl eine voluminöse Raumklangübertragung für Konzert- und Show-Sendungen einerseits, als auch eine virtuell in Bildmitte optimal konzentrierte Textwiedergabe für andere Sendungen bei zugleich bequemer und überzeugender Wirkung der Funktionsumschaltung zu erreichen.
• Neben der wesentlichen Verbesserung der räumlichen Schallverteilung, die für Konzert- und Show-Sendungen so wichtig ist, ergibt sich durch die erfindungsgemäße Anordnung der relativ hohen Anzahl von Lautsprechern der Vorteil, daß es verhältnismäßig leicht möglich ist, den insgesamt resultierenden Schalldruck-Frequenzgang in bezug auf die physiologische, spektrale Verteilung der Hörempfindlichkeit zu linearisieren.
• Dabei wirkt sich die vielfältige Verteilung der Lautsprecher innerhalb des Gehäuses sehr günstig aus, weil besonders die im Tieftonbereich auftretenden, von den Gehäuseabmessungen und der Gehäuseausführung abhängigen Resonanzerscheinungen weniger scharf und nicht als stehende Wellen in Erscheinung treten.
• Ähnlich günstige Schalldruck-Frequenzgänge lassen sich bei der konventionellen, konzentrierten Lautsprecheranordnung nur durch Anwendung einer geschlossenen Lautsprecherbox-erreichen, die aber neben dem Nachteil der mangelhaften Raumwirkung insgesamt zu einer sehr aufwendigen technischen Lösung zwingt, da innerhalb des Fernsehempfängergehäuses nur eine sehr kleinvolumige Box Platz findet. Diese benötigt bei ausreichend starker Dämpfung für einen vorgegebenen maximalen Schalldruck auch eine entsprechend höhere Signalleistung, d. h. einen erheblich teureren Ton-Endverstärker, als es bei der erfindungsgemäßen Lautsprecheranordnung erforderlich ist.
• Ein besonderer Vorteil der Schaltung nach dem Erfindungsgedanken ist auch darin gegeben, daß bei der Umschaltung von »Normal«- auf »Raumklang«-Betrieb, neben der Zuschaltung der weiteren Lautsprecher, und der damit zu hohen und tiefen Frequenzen hin erzielten Erweiterung des Schalldruck-Frequenzganges, zugleich die in Stellung »Raumklang« entnommene elektrische Leistung wesentlich erhöht wird. Das ergibt sich aus der Art der Umschaltung und der daraus resultierenden Verringerung der Abschlußimpedanz um den Faktor 4.
• Ohne diese Manahme würde der physiologische Eindruck bei der Umschaltung auf »Raumklang« deutlich schwächer bleiben, da sich die gegebenen Tonsignalleistung in der Betriebsstellung »Raumklang« auf einen breiteren Frequenzbereich verteilen und damit im mittleren Frequenzbereich verringern würde.
• Neben dem Vorteil des geringen Aufwandes ermöglicht es die erfindungsgemäße Art der Umschaltung bei »Raumklang«-Betrieb weiterhin, daß auf einfache Weise oberhalb einer Übernahmefrequenz in der Größenordnung von 400 Hz eine gegenphasige Speisung der frontseitigen Mittel- und Hochtonlautsprecher erreicht wird. Eine solche, nach DBP 10 ob 355 ausgeführte Schaltung hat bekanntlich zur Folge, daß der Hörer virtuelle Schallquellen lokalisiert, deren Standorte außerhalb des Gehäuses liegen. Das unmittelbar im Bildbereich sonst gewohnte, konzentrierte monaurale Schallzentrum wird damit aufgelöst und die räumliche Sch ali;rerteilung deutlich verbessert. Dabei ist sichergestellt, daß im Frequenzbereich unterhalb der in der Größenordnung von 400 Hz liegenden Übernahmefrequenz keine Leistungsabschwächung durch akustischen Kurzschluß erfolgt, weil die beiden an den Gehäuseseitenwänden angeordneten Tief-Mitteltonlautsprecher gleichphasig betrieben werden.
• Bei der Umschaltung auf »Raumklang«- Betrieb ergibt sich die Notwendigkeit, den Schalldruck-Frequenzgang der frontseitigen, dann im Parallelbetrieb angesteuerten Mitteltonlautsprecher an den Schalldruckverlauf der zugeschalteten an den Seitenwänden angeordneten Tief-Mitteltonlautsprecher anzupassen, die normalerweise einen etwas ungünstigen Wirkungsgrad aufweisen. Diese Entzerrung kann in bekannter Weise im Bereich des NF-Vorverstärkers erfolgen.
• Eine besonders einfache Lösung dafür, auch im Hinblick auf die ohnehin erfolgende Umschaltung der Lautsprechergruppen, ist die hier weiter vorgeschlagene Einschaltung eines Netzwerkes in Form eines Sperrkreises in die Speiseleitung der beiden Mittelton-Lautsprecher, da keine weiteren Umschaltkontakte notwendig sind.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
• A b b. 1 zeigt die Skizze eines Fernsehempfängers mit der Bildröhre 1, den beiden frontseitigen Mitteltonlautsprechern 2 und 3, den ebenfalls an der Frontseite plazierten Hochtonlautsprechern 4 und 5, sowie den an den Gehäuseseitenwänden angeordneten Tief-Mitteltonlautsprechern 6 und 7, Links unterhalb des Mitteltonlautsprechers 2 befindet sich die Umschalteinrichtung 8 für die Umschaltung von »Normal« auf »Raumklang«.
• Die beiden Lautsprechergruppen 2, 4, 6 und 3, 5, 1 können auch auf gleicher Höhe symmetrisch im Gehäuse angeordnet sein, wenn die Designfestlegungen für die Unterbringung der übrigen Bedienelemente des Fernsehempfängers das zulassen.
• A b b. 2 zeigt die elektrische Schaltung der Lautsprecheranordnung. In der gezeichneten Ruhestellung der Umschalter 9, 10, tl, 12 der Umschalteinrichtung 8 (= »Normal«) sind nur die beiden Mitteltonlautsprecher 2 und 3 in Serienschaltung an die Signalspeiseleitung 16 angeschlossen und werden gleichphasig betrieben.
• In der Arbeitsstellung der Umschalteinrichtung 8 (=»Raumklang«) werden dagegen sämtliche Lautsprecher 2, 3, 4, 5, 6, 7 über die Umschalter 9, 10, 11, 12 in folgender Weise gespeist: 1. die beiden Tief-Mitteltonlautsprecher 6 und 7 sind gleichphasig parallel geschaltet und liegen über dem Arbeitskontakt des Umschalters 9 und die Tiefpaß-Induktivität 13 an der Speiseleitung 16.
• 2. Das heiße Ende des Mitteltonlautsprechers 2 wird mittels des Umschalters 11 von der Speiseleitung 16 getrennt und mit Masse verbunden.
• 3. Der Arbeitskontakt des Umschalters 10 legt den Verbindungspunkt der beiden Mitteltonlautsprecher 2 und 3 über den Hochpaß-Kondensator 14 und einen - nur fallweise vorhandenen -Resonanzkreis 17 an die Speiseleitung 16. An die Stelle des Resonanzkreises 17 tritt bei Nichtvorhandensein eine Kurzschlußbrücke.
• 4. Der Verbindungspunkt der beiden Hochtonlautsprecher 4 und 5 wird mittels des Arbeitskontaktes des Umschalters 12 über den zweiten Hochpaß-Kondensator 15 mit dem Verbindungspunkt der beiden Mitteltonlautsprecher 2 und 3 verbunden.
• Wie die durch Punkte gekennzeichnete Polung der Lautsprecher erkennen läßt, werden in der zuvor beschriebenen Arbeitsstellung (=Raumklang) sowohl die beiden Mitteltonlautsprecher 2 und 3, als auch die beiden Hochtonlautsprecher 4 und 5 in gegenphasiger Parallelschaltung betrieben, während die beiden Tief-Mitteltonlautsprecher 6 und 7 in gleichphasiger Parallelschaltung arbeiten.
• Für den Wert der Anschlußimpedanzen gilt folgendes: Haben alle Lautsprecher die gleiche Impedanz Z, und gilt entsprechend der Lehre des DBP 10 08 355 für die Induktivität 13 (= L) und den Kondensator 14 (= C) die Beziehung wobei mit Wog die Kreisfrequenz der in der Größenordnung von 400 Hz liegenden Übernahmefrequenz fg bezeichnet ist, dann hat die gesamte Anschlußimpedanz in der Betriebsstellung »Raumklang« den näherungsweise frequenzunabhängigen Wert Z/2. Das gilt bei Kurzschluß des Resonanzkreises 17 und frequenzlinearer Anpassung der Hochtonlautsprecher 4 und 5 über den zweiten Hochpaß-Kondensator 15.
• In der Betriebsstellung »Normal« hat die Gesamtanschlußimpedanz dagegen den Wert 2 Z.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Lautsprecheranordnung und Schaltung zur Raumklangerzeugung für Fernsehgeräte mit beidseitig neben dem Bildrohr im Gehäuse angeordneten Front- und Seitenlautsprechern, d a du r c h g e -kennzeichnet, daß an der Frontseite links und rechts vom Bildrohr je ein Mittelton-Lautsprecher und je ein Hochtonlautsprecher, sowie an den Gehäuseseitenwänden je ein Tief-Mitteltonlautsprecher angeordnet ist und daß eine Umschalteinrichtung derart vorgesehen ist, daß in der ersten Schaltstellung »Normal« allein die beiden frontseitigen Mittelton-Lautsprecher in Serienschaltung arbeiten und daß in der zweiten Schaltstellung »Raumklang« zusätzlich auch die beiden frontseitigen Hochtonlautsprecher, sowie die beiden an den Gehäuseseitenwänden angeordneten Tief-Mitteltonlautsprecher eingeschaltet sind und daß in der Schaltstellung »Raumklang« sowohl die beiden frontseitigen Mitteltonlautsprecher, als auch die beiden frontseitigen Hochtonlautsprecher und die beiden an den Gehäuseseitenwänden angeordneten Tief-Mitteltonlautsprecher jeweils in Parallelschaltung arbeiten.
2. 2. Lautsprecheranordnung und Schaltung zur Raumklangerzeugung nach Anspruch 1, dadurch gekcnnzeichnet, daß in der Schaltstellung »Raumklang« eine Frequenzweiche mit einer Grenzfrequenz in der Größenordnung von 400 Hz vorgesehen ist, über welche die beiden an den Gehäuseseitenwänden angeordneten Tief-Mitteitonlautsprecher unterhalb und die frontseitigen Mitteltonlautsprecher oberhalb der Grenzfrequenz betrieben werden.
3. 3. Lautsprecheranordnung und Schaltung zur Raumklangerzeugung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in der Schaltstellung »Raumklang« eingeschalteten frontseitigen Hochtonlautsprecher über eine zweite Frequenzweiche mit einer Grenzfrequenz in der Größenordnung von 4000 Hz betrieben werden.
4. 4. Lautsprecheranordnung und Schaltung zur Raumklangerzeugung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltstellung »Raumklang« die beiden frontseitigen Mitteltonlautsprecher gegenphasig angesteuert werden.
5. 5. Lautsprecheranordnung und Schaltung zur Raumklangerzeugung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Schaltstellung »Raumklang« zusätzlich eingeschalteten frontseitigen Hochtonlautsprecher ebenfalls gegenphasig angesteuert werden.
6. 6. Lautsprecheranordnung und Schaltung zur Raumklangerzeugung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden fontseitigen Mitteltonlaiitspi-echer in der Schaltstellung »Raumklang« übe: ein frequenzabhängiges und derart bemessenes Netzwerk gespeist werden, daß der abgegebene Schalldruck im mittleren Frequenzbereich zwischen 700 Hz und 1500 Hz abgesenkt wird.

   Über lange Jahre wurde der Fernsehton als eine zwar unverzichtbare, aber doch gegenüber der Bildübertragung bestenfalls zweitrangige Begleitinformation verstanden, an die keine hohen Qualitätsanforderungen zu stellen sind. Da beim Fernsehen der dominierende Sinneseindruck durch das Bild gegeben ist, werden Mängel in der Tonübertragungsqualität tatsächlich im praktischen Betrieb auch bis zu einem gewissen Grade verdeckt, so daß man bei der Konzeption von Fernsehgeräten kaum einen Grund sah, mehr als den üblichen Minimalaufwand für die Tonwiedergabe vorzusehen.

   Erst in jüngster Zeit ist die Fernseb-Tonqualität zum Gegenstand ständig wachsender Kritik geworden, die sich gegen eine Vielzahl von Qualitätsparametern richtet. Hauptursache dieses Gesinnungswandels beim Konsumenten ist sicher die Vergleichsmöglichkeit mit der äußerst perfektionierten HiFi-Übertragung von Rundfunk, Schallplatte und Tonband und die dadurch erfolgte allgemeine Steigerung der kritischen Hörfähigkeit des Konsumenten. Aber auch die vielfältige und in zunehmendem Maße auch Konzertdarbietungen enthaltende Programmgestaltung der Fernsehanstalten hat zweifellos den Wunsch geweckt, derartige Sendungen, deren Schwerpunkt nicht so eindeutig auf der Bildseite liegt, möglichst in einer besseren Qualität höhren zu wollen, als es der bisher übliche Standard erlaubt.

   Die Schwächen der durchschnittlichen Tonübertragung beim Fernsehen liegen einerseits im unzureichenden Schalldruck-Frequenzgang, sowie in der mangelhaften Verzerrungs- und Störfreiheit. Als weiterer wesentlicher Schwachpunkt wird besonders bei Konzertübertragungen und Music-Shows die so gut wie vollständig fehlende Raumwirkung empfunden, ein Mangel, der darauf beruht, daß die virtuelle Schallquelle eines Fernsehgerätes unmittelbar am Bildrand in einem Punkt konzentriert erscheint.

   Eine Verbesserung des Schalldruckfrequenzganges, sowie der Verzerrungs- und Störsicherheit ist eine Frage des technischen Aufwandes und der gegebenen Übertragungsnorm. Die möglichen Maßnahmen dafür sind dem Durchschnittsfachmann bekannt.

   Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, den monauralen Fernsehton vor allem im Bezug auf die mangelhafte Raumwirkung bei Konzert- und Show-Sendungen deutlich zu verbessern, und zugleich eine bequeme Umschaltmöglichkeit auf eine möglichst in der Bildmitte konzentrierte Begleittextwiedergabe zu schaffen, die für andere Sendungen am günstigsten ist.