DE3018001C2 - Schallwiedergabesystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrodynamisches Schallwiedergabesystem, insbesondere geeignet für hochwertige Musikwiedergabe.

Die Wiedergabequaiität von Lautsprechersystemen hängt in erster Linie von zwei Faktoren ab: Frequenzgang und dynamische Abstrahlcharakteristik IM. Eine Verbesserung von Frequenzgang und Abstrahlcharakteristik wird erreicht durch elektronische und mechanische Maßnahmen.

Bei den elektronischen Maßnahmen ist die Regelung der Membranbewegung bedeutend. Hierzu wird die Membranbewegung entweder durch einen speziellen Aufnehmer gemessen oder, was wirtschaftlicher ist, aus der Bewegungsinduktionsspannung der Schwingspule abgeleitet. Im letzten Falle kann die Schwingspulenspannung von der Spannung im Vergleichszweig mit einer Ersatzschaltung, die dem Scheinwiderstand der festgebremsten Spule entspricht, subtrahiert werden 12, 3/. Bisher gelangen durch Regelung der Schwingspulenbewegung signifikante Verbesserungen des Frequenzgangs nur in einem unteren Frequenzbereich, da bei höheren Frequenzen Schwingspulenbewegung und abgestrahlter Schall nicht mehr übereinstimmen /4/. Dieser Erscheinung, die darauf beruht, daß die Membran der Schwingspulenbewegung bei höheren Frequenzen nicht mehr exakt folgt, wird nach bskannten Verfahren durch großflächige kapazitive Aufnehmer an der Membranfläche begegnet. So arbeitet die Box /5/ im Tieftonbereich mit magnetischem und im Hochtonbereich mit kapazitivem Aufnehmer.

Die allgemeine Zielsetzung der Erfindung besteht in der Optimierung von Frequenzgang und Abstrahlcharakteristik eines elektrodynamischen Schallwiedergabesystems, speziell die obengenannten Nachteile (Abweichung der Membranbewegung von der Schwingspulenbewegung) zu vermeiden.

Die Lösung der Aufgabe ist in den Ansprüchen 1 bis 6 formuliert Sie besteht danach darin, daß statt eines oder weniger großen Lautsprecher viele kleine Lautsprecher unabhängig voneinander geregelt werden, deren Anordnung und Membranausbildung nach der F i g. 1 vorzugsweise so gestaltet sein kann, daß sich akustisch eine konvexe Gesamtmembran 1 ergibt, deren Einzeimembranen 2 durch die unabhängigen Regelungen zu synchronen Schwingungen gezwungen werden. Die Einzelmembranen sind ebenfalls vorzugsweise nach außen gewölbt und bestehen nach einer speziellen Ausgestaltung aus Styropor oder einem Stoff mit ähnlichem mechanischen Eigenschaften (für ungeregelte Einzelsysteme ist eine solche, nach außen gewölbte Styropormembran zur Verhinderung von Partialschwingungen bereits bekannt ΠI). Wie in der Figur schematisch gezeigt, entspricht der Krümmungsradius der Oberfläche der Einzelmembran (etwa) dem der Gesamtmembran, die durch die Anordnung der Einzelsysteme entsteht Die Gesamtmembran bildet vorzugsweise eine Kugel oder den Ausschnitt einer Kugeloberfläche.
Die Vorteile dieser Anordnung sind:

a) Partialschwingungen der Einzelmembranen werden infolge der geringen Größe, durch Form und Material weitgehend unterdrückt; die Membran folgt der Schwingspulenbewegung auch bei höheren Frequenzen. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Regelung der Schwingspulenbewegung auch bei höheren Frequenzen einzusetzen.

b) Viele kleine Lautsprecher lassen sich einzeln leichter regeln als ein großer.

c) Ungeregelte Anordnungen von mehreren Lautsprechern führen aufgrund unterschiedlichen Verhaltens der Einzellautsprecher tu störenden Effekten: Der Frequenzgang weist einen »Berg« auf bei der Resonanzfrequenz des In-Phase-Schwingmodus und ein »Tal« bei der Resonanzfrequenz des Gegen-Phase-Schwingmodus /8/ (Die Regelung nach /8/ unterbindet die Ausprägung dieser Effekte, sie verbessert jedoch nicht den Frequenzgang der Einzellautsprecher). Durch die unabhängige Regelung der Einzellautsprecher werden neben der Frequenzgangkorrektur der Einzelsysteme auch diese Effekte unterbunden.

d) Durch das starre In-Phase-Schwingen der Einzelmembranen werden Partialschwingungen, wie sie auf einer Einzelmembran von der Größe der Gesamtmembran entstehen wurden, sicher verhindert.

e) Aufgrund der konvexen, insbesondere kugel(abschnitts)förmigen Gestalt der Gesamtmembran wird die Schallausbreitung in Form einer Kugelwelle gut angenähert. Das Fehlen von brechenden Kanten führt zu einem gleichmäßigen Abstrahlverhalten. Ein solches Verhalten konnte bisher nur durch eine aufwendige Spezialkonsiruktion aus schwingenden, konvex angeordneten Biegestäben erreicht werden /91.

f) Aus der Verteilung der Verlnstwärme auf viele separate Schwingspulen ergeben sich einfache Kühlungsverhältnisse.

g) Die Amplitude der Einzellautsprecher kann separat eingestellt werden. Dadurch läßt sich die Richtcharakteristik definiert einstellen (z. B. nach oben, un-

ten und zur Seite allmählich abnehmende Abstrahlung).

Literatur:

IM M. F. Davis: Judging Loudspeaker Performance; High Fidelity's Buying Guide to speaker Systems 1979 Edition,SS 9-18

/2/ DE-OS 26 31 792

/3/ DE-OS 28 28 520 /4/ DE-OS 26 26 652

/5/ BM 6, Fa. Backes u. Müller, Homburg, Cranachstraße

/6/ ^R. J. van de PIassche: A Wide-Band Monolithic Instrumentation Amplifier; IEEE J. Solid-State Qrcuits, Band SC-IO, SS 424-431, Dezember 1975

/7/ System SLE-60/120 W, Fa. Sonics. Anzeige Funkschau Heft 1,1980, S 22

/8/ DE-OS 27 48 563

/9/ L Lehnhardt: Der neue Biegeschwinger BM 100; HiFi-ExclusivNr. 12/1979, SS 18-23

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schallwiedergabesystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingspulenbewegung vieler kleiner elektrodynamischer Lautsprecher unabhängig voneinander geregelt wird, wobei die Anordnung und Membranausführung so gestaltet ist, daß die aufgrund der Regelung synchron schwingenden Einzelmembranen zusammen akustisch wie eine große Gesamtmembran wirken.

2. Schall Wiedergabesystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch konvexe Form der Gesamtmembran (Figur)

3. Schallwiedergabesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der Einzelmembran exakt oder näherungsweise dem der Gesamtmembran entspricht (Figur).

4. Schallwiedergabesystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmembran (i) eine iCugei oder den Ausschnitt einer Kugeioberfläche bildet (Figur).

5. Schallwiedergabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmembranen aus Styropor oder einem Werkstoff mit gleichen oder ähnlichen mechanischen Eigenschaften bestehen.

6. Schallwiedergabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch unterschiedliche Amplitude der Einzellautsprecher die Richtcharakteristik des Gesamtsystems eingestellt wird.