DE3418047C2 - Einrichtung zur Kompensation von Wiedergabefehlern eines elektroakustischen Wandlers - Google Patents

Abstract

Zur Entzerrung von elektrodynamischen, insbesondere elektroakustischen Wandlern wird das elektrische Signal in der Weise vorverzerrt, daß durch die prinzipbedingt auftretenden Fehler der Wandler im Amplituden- und Phasenfrequenzgang die Vorverzerrung des elektrischen Signals exakt wieder ausgeglichen wird und der Wandler ein einwandfreies, nicht mehr nachregelungsbedürftiges Signal abgibt. Diese Entzerrung wird in einem wählbaren Übertragungsbereich mit Hilfe einer elektronischen Schaltung realisiert, die in Reihe mit dem Wandler geschaltet ist und durch ein mathematisches Annäherungsverfahren auf das komplizierte Amplituden- und Phasenverhalten des Wandlers abgestimmt werden kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Einrichtung ist aus der US-PS 39 88 541 bekannt.

Alle elektrodynamischen Lautsprecher sind mechanische Schwingsysteme, die durch Eigenwerte wie Federkonstante c, Masse m, sowie Dämpfung D gekennzeichnet sind und durch den Strom eines Verstärkers, z. B. mit Hilfe einer Schwingspule, zu erzwungenen Schwingungen angeregt und bedämpft werden.

Durch das Konstruktion- bzw. Funktionsprinzip der Zusammenkoppelung der verschiedenen Einflüsse, die sich auch gegenseitig wieder beeinflussen, ergeben sich zwei gravierende Hauptfehler:

1.) Fehler im Amplitudenfrequenzgang

Aufgrund der Eigenwerte des Schwingsystems ergibt sich über einen größeren Frequenzbereich eine charakteristische Übertragungsfunktion. Eine typische Übertragungsfunktion des Frequenzgangs ist z. B. nicht linear und weist Resonanzstellen, sowie am oberen und unteren Ende des Übertragungsbereichs nur eine geringe Wirksamkeit auf. Als Beispiel hierfür zeigt ein üblicher, weich aufgehängter, in ein geschlossenes Gehäuse eingebauter Baßlautsprecher von ca. 30 cm 0 bei 20 Hz nur eine geringe Schalldruckwirkung mit zu kleinen Amplitudenwerten, erzielt aber bei seiner Resonanzfrequenz im Bereich von ca. 40-80 Hz Überlautstärke mit zu großc-n Amplitudenwerten und nimmt gegen hohe Frequenzen wieder an Wirksamkeit in der Schallübertragung durch zu kleine Amplitudenwerte ab. Anschaulich ist das Amplitudenverhältnis über das auf die Resonanzfrequenz bezogene Frequenzverhältnis in Fig. 1 mit unterschiedlicher Dämpfung α dargestellt. Diese Darstellung ist bekannter Stand der Technik und wird hier nicht weiter erläutert.

2.) Fehler im Phasenfrequenzgang

Aufgrund der Masse und der Dämpfung des Schwingsystems werden bei Impulsen jeder Frequenz deutlich sichtbar die Ein- und Ausschwingvorgänge verzerrt. Dies kommt daher, daß solche Schwingsysteme, unterhalb und oberhalb der Resonanzfrequenz betrieben, eine andere Phasenlage haben. Anschaulich ist der Phasenwinkelverlauf über das auf die Resonanzfrequenz bezogene Frequenzverhältnis in Fig. 2 für Kurven mit unterschiedlicher Dämpfung α dargestellt. Auch diese Darstellung ist bekannter Stand der Technik und wird hier

den Ein- und Ausschwingvorgängen besonders bei impulsreicher Musik als Klangverfärbung wahrgenommen. Durch die Ein- und Ausschwingfehler wird die Hüllkurve (Enveloppe) verändert. Vor allem die Fehler bei den

.·: nicht weiter erläutert Kommt ein Impuls unterhalb der Resonanzfrequenz, folgt die Membran dem Impuls bei

.{··; " '■ der Dämpfung a = 0 bis zur maximalen Auslenkung in Phase. Bei einer größeren Dämpfung ζ. Β. α = 1 ergibt

% sich eine kleine Phasenverschiebung von höchstens 90°. Kommt ein Impuls oberhalb der Resonanzfrequenz,

,' -; also mit höherer Flankensteilheit als bei der Resonanzfrequenz, ergibt sich bei der Dämpfung a=0 eine Phasenverschiebung von 180°, bei der Dämpfung a = 1 auf jeden Fall von über 90°. Die Membran fängt in beiden Fällen

Ι·,, sich gleichsinnig zu bewegen an, erreicht aber im Fall von Impulsen über der Resonanzfrequenz, vor allem bei

; der ersten halben Schwingungsperiode, nur geringe Amplitudenwerte, da sich im Einschwingvorgang die Pha-

J^ senverschiebung vollzieht Erst wenn sich die der Frequenz entsprechende Phasenverschiebung vollzogen hat,

% werden die dem anregenden Signal entsprechenden Amplitudenwerte, allerdings phasenverschoben, erreicht

κ Impulse, wie das Anreißen einer Gitarrensaite, das Anschlagen eines Tons am Klavier oder das Schlagen auf

p: eine Trommel, zeigen beim ersten Anschlag das Amplitudenmaximum und schwingen dann in der angerissenen

§; Tonfrequenz. Ein Lautsprechersystem, das in der Regel oberhalb seiner Resonanzfrequenz betrieben wird, muß

ti bei solchen Impulsen erst langsam einschwingen, bis es die der Frequenz entsprechende Phasenlage hat, und

;,';; erreicht erst dann je nacii Güte meist nach einer oder zwei vollen Schwingungsperioden die Maximalamplitude.

|f Bei plötzlicher Bedämpfung, dadurch, daß die schwingende Gitarren- oder Klaviersaite oder das Fell der Trom-

[;| mel plötzlich angehalten werden, schwingt das phasenverschoben schallabstrahlende Lautsprechersystem min-

·:? destens in Länge der Phasenverschiebung nach. Im anschließenden Ausschwmgvorgang wird die mehr oder

I/, wenige* gut bedämpfte Eigen- oder Resonanzfrequenz des Wandlers erkennbar.

α' Nur reine Sinustöne wertet das menschliche Gehör lautstärkemäßig nach der Amplitude aus. Tongemische,

Il aus denen Musik immer besteht, werden anhand der Hüllkurve ausgewertet.

fl Während die Klangverfälschungen des Lautsprechersystems durch Fehler im Frequenzgang, cie als zu laute

I?! Gder zu leise Tonlagen wahrgenommen werden, bei der Musikübertragung selten stören, da man sowieso nie ge-

fi nau beurteilen kann, ob nicht der Musiker selbst diese Tonlage lauter oder leiser gespielt hat, werden Fehler bei

1* Ein- und Ausschwingvorgängen erzeugen das Gefühl beim Hörer, ciaß die Musik nicht live ist, sondern über den

<Vi verfälschenden und verfärbenden Lautsprecher kommt.

p Verfahren, die mit Equalizern die unterschiedliche Lautstärkebeeinflussung in den verschiedenen Frequenz-

ψ, bereichen ermöglichen und damit den ersten Fehler, also allein die Übertragungsfunktion bzw. d?s Frequenz-

μ gangkennlinie, verbessern, sind bekannt Nachteilig hierbei ist, daß die Fehler im Phasenfrequenzgang und

ψ damit die Ein- und Ausschwingvorgänge nicht verbessert werden.

H Aus der Deutschen Patentschrift 31 30 353 ist auch bereits ein Verfahren bekannt, das allein die Ein- und Aus-H schwingfehler verbessert. Nachteilig hierbei ist, daß, wenn keine Impulse im Tonmaterial vorkommen, der Fehls ler im Amplitudenfrequenzgang nicht verbessert wird.

Κ Es wurde auch versucht, die prinzipbedingt entstehenden Fehler der dynamischen Wandler bei der Umset-

It zung von einer elektrischen in eine akustische Schwingung durch Rückkopplung zu kompensieren. Fig. 3 zeigt

p die bekannte Anordnung eines Lautsprechers mit einem Sensor für die Membranbewegung.

|5 Hierzu wird die Bewegung der Membran kapazitiv, induktiv, piezoelektrisch oder optisch abgetastet und die

■: so erzeugten elektrischen Istwertsignale mit den Sollwertsignalen verglichen. Die Nachregelung erfolgt über

y einen Differenzverstärker. Die kapazitiven Bewegungsaufnehmer erfassen neben der Gesamtrnembranbewe-

fl gung aber auch sämtliche Partialschwingungen der Membran, de induktiven Aufnehmer bewegen sich im stark

^ wechselnden Magnetfeld, das durch die stromdurchflossene Erregerwicklung beeinflußt wird. Sie erlauben des-

I'·'-; halb nur eine grobe Fehlererkennung. Die piezo-Aufnehmer sind relativ schwer und vergrößern durch ihr

iß Eigengewicht den ursächlich zu korrigierenden Fehler. Für den Mittel- und Hochtonbereich sind sie nicht ein-

jjf setzbar. Die optischen Aufnehmer mit eigener Steuerelektronik sind unwirtschaftlich teuer.

ö Wegen der phasendrehenden Eigenschaften des Lautsprechers und des Aufnehmers würde der Regelkreis bei

;|' hoher Schleifenverstärkung ins Schwingen geraten. Um dieses zu verhindern, muß die Schleifenverstärkung auf

ί kleine Werte z. B. 20 reduziert werden, was die Wirksamkeit der Rückkopplung stark beeinträchtigt.

j,;, Durch Nachregelung wird außerdem immer nur jeweils der auftretende Amplitudenfehler korrigiert. Phasen-

fr, fehler sind nur über Arcplitudenfehler erkennbar, erfaßbar und regelbar.

jjf Wenn bei Impulsen Fehler in der Phasenlage auftreten, äußern sie sich z. B. in zu kleinen Amplituden. Eine reine Amplitudennachregelung erfordert aber in dem Fall des noch gegenphasigen Einschwingens überhohe Korrekturstromimpulse, die der Verstärker dadurch, daß er seine Leistung schon für den Musikimpuls zur Verfügung stellte, meist nicht liefern kann. Im Übrigen können derartige Nachregelungen der Membran erst mit

,,. einiger Verzögerung nach Auftreten des Fehlers wirksam werden und somit, besonders bei falscher Phasenlage,

ψ. die Fehler nie grundsätzlich verhindern.

l| Bei hohen Amplitudenänderungen, wie sie in der modernen Unterhaltung*- und Tanzmusik häufig auftreten,

i,!, kann es durch die hohen Nachregelungsicorrektursignale zu kurzfristigen Übersteuerungen des Endverstärkers

§·. und damit zu hohen Klirrfaktoren kommen.

K Während die Nachregelung in der Praxis bei den Amplitudenfehlem in der Übertragungsfunktion des Laut-

β Sprechers z. B. bei seiner Resonanzfrequenz über mehrere Schwingungsperioden einwirkend ausgleichend wir-

:·..' ken kann, zeigt sie bei der von der Phasenlage abhängigen Verbesserung der Ein- und Ausschwingvorgänge bei

' ■ plötzlichen Amplitudenänderungen in der entscheidenden ersten halben Schwingungsperiode nur wenig Wir-

V kung.

;; Um die Problem·: mit den Sensoren an der Lautsprechermembran zu vermeiden, wurde auch schon versucht, mit Hilfe einer elektrischen Nachbildung des Lautsprechers als Ersatzschaltung nach Fig. 4 zu arbeiten. Die elektrischen Werte als Beispiel für einen Baß-, Mittel- und Hochtonlautsprecher nach F i g. 4 sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt und zeigen große Unterschiede auf.

IO

BaB

Mitteltöner	Hochtöner
62.3 uF	4.3 uF
7mH	2.1 mH
13.2 Ω	3.1 Ω
7.2 Ω	4.9 Ω
0.35 mH	0.07 mH
240Hz	1650 Hz

C	172 uF
L	34:8 mH
R	40 Ω
R5 (Schwingspule)	6.8 Ω
L5 (Schwingspule)	1.1 mH
Resonanzfrequenz	65Hz

Ein anderer Baß mit 37 Hz Resonanzfrequenz kann aber bereits durchaus Werte von C = 300 uF, / = 60 mH und W = 50 Ω haben. Auf verschiedene Lautsprecher abgleichbare diskrete Bauteile in diesem Größenord nungsbereich sind nur mit unverhältnismäßig großem, unwirtschaftlichem Aufwand machbar.

Durch diese Ersatzschaltung für den tatsächlichen Lautsprecher versuchte man, ein besseres Korrektursignal zu bekommen. Diese Ersatzschaltung wird dazu in einen Rückkopplungskreis nach Fig. 5a eingesetzt. Der Nachteil dieser Schaltung ist, daß diskret mit Spulen, Kondensatoren und Widerständen aufgebaute Ersatzschaltungen, sowie auch die elektrodynamischen Wandler selbst, schon bei kleinen Bauteil- und Fertigungstoleran-

:c ze η bereits erhebliche Unterschiede im zusammengebauten Endprodukt aufweisen. Eine solche mit diskreten Bauteilen aufgebaute Ersatzschaltung ist deshalb nur schlecht an die tatsächlichen Lautsprecherverhältnisse anzugleichen, nicht abstimmbar und teuer. Die diskret mit Spulen, Kondensatoren und Widerständen aufgebaute Ersatzschaltung nach F i g. 4 kann auch invers in Reihe mit dem Lautsprecher angeordnet sein (F i g. 5b), was aus der bereits genannten US-Patentschrift 39 88 541 bekannt ist. Hierbei wurde außerdem auch der Strom einge prägt, um die Anteile der Schwingspulenimpedanz und Schwingspuleninduktivität der Ersatzschaltung ver nachlässigen zu können. Aber auch hier bleiben die Nachteile der großen Bauteiltoleranzen von Lautsprecher und Ersatzschaltung und der fast unmöglichen Abgleichbarkeit für einen bestimmten Lautsprecher, die dieses Verfahren für die Praxis nicht anwendbar machen. Es ist auch nicht möglich, die vorstehend beschriebenen Nacüieile der mit diskreten Bauteilen aufgebauten elektrischen Ersatzschaltung eines Lautsprechers zu umgehen, indem man seine leichter abstimmbare elektrische Ersatzschaltung als Analogrechenschaltung nach Fig. 6 verwendet. Da die exakte elektrische Nachbildung für ein Lautsprechersystem als Analogrechenschaltung bereits aus mehreren Rückkopplungen besteht und durch eine weitere Rückkopplung die Eigenwerte verändert, kann sie nicht wie eine mit diskreten Bauteilen aufgebaute Lautsprecherersatzschaltung nach Fig. 5a in einen Rückkopplungszweig geschaltet werden.

Die Schaltung wird dadurch auch instabil und kommt ins Schwingen. Die Analogrechenschaltung für den Lautsprecher sinngemäß nach F i g. 5b invers in Reihe mit dem Lautsprecher zu betreiben, geht auch nicht, weil diese wie alle elektronischen Schaltungen mit Operationsverstärkern nur in einer Richtung arbeitet und ein Vertauschen der Ein- und Ausgänge zur Wirkungsumkehr nicht möglich ist Aus der US-Patentschrift 43 40 778 ist auch bereits bekannt, durch eine Schaltung den Einfluß der Schwing spule, des akustischen Wirkungsgrades, der mechanischen Aufhängung, der Dämpfung usw. jeweils einzeln zu kompensieren. Dabei werden mehrere Kompensationsschaltungen nacheinander angeordnet. Da aber alle Einflüsse des elektrodynamischen Schwingsystems des Lautsprechers voneinander abhängig sind und sich auch gegenseitig wieder beeinflussen, können solche Kompensationsschaltungen die Fehler nicht wirksam verhindern, sondern schaffen vielmehr neue, andere Fehler, die sich ebenfalls als Klirrfaktoren oder Klangverfälschun- gen äußern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die das elektrische Eingangssignal so vorverzerrt, daß durch die prinzipbedingt auftretenden Fehler der nicht-idealen Wandler in Bezug auf Amplituden- und Phasenfrequenzgang die Vorverzerrung weitgehend wieder ausgeglichen wird und Übertragungsfehler im Ausgangssignal, das durch den Wandler abgegeben wird, möglichst nicht mehr feststellbar oder zumindest klein geworden ist. Insbesondere soll die Kompensationseinrichtung, die im folgenden auch als Entzerrschaltung bezeichnet wird, aus preiswerten elektronischen Bauteilen und Einstell gliedem bestehen, um in weiten Bereichen auf verschiedene Wandlertypen leicht und individuell abstimmbar zu sein.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbil-

düngen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 8.

Dadurch, daß die unterschiedlichen Lautsprecherexemplare des gleichen Typs schon bei kleinen Bauteil- und Fertigungstoleranzen große elektrische Unterschiede haben, bedeutet die leichte, individuelle Einstellbarkeit auf das jeweilige Exemplar einen nicht unerheblichen Vorteil. Die Vorteile der Entzerrschaltung werden noch größer, wenn man berücksichtigt, daß die leichte Einstellbar keit nicht nur in kleinen Teilbereichen, sondern sogar auf so unterschiedliche Lautsprechertypen wie Baß-, Mit tel- oder Hocbiöner genauso leicht möglich ist Gegenüber dem Herstellungsaurwand diskret, also mit Kondensatoren, Spulen und Widerständen, aufgebauter Ersatzschaltungen mit großen Bauteilwerten, ergibt sich vom Materialaufwand der elektronischen Bauteile und von der Einstellbarkeit durch Stellglieder ein großer Kostenvorteii.

Dadurch, daß die Entzerrschaltung aber universell, also für alle elektrodynamischen Lautsprechersysteme sowie aber auch alle elektrodynamischen Wandler, einsetzbar ist, ergibt sich ein großer Anwendungsbereich mit einem durch Massen- bzw. Serienfertigung bedingten nochmalig steigenden Kostenvorteil und Fertigungsvorteil.

Wenn im Fall des Einsetzens der Entzerrschaltung in allen Zweigen einer Mehrweglautsprechenbox die Frequenzweiche nach dem Deutschen Patent DE 33 04 402 C 1 konstruiert ist und somit in allen Frequenzbereichen richtige Einschwingvorgänge und auch gleiche Phasenlage gewährleistet, ergeben sich im Einschwingverhalten des BaB-, Mittel- und Hochtöners bei Tonbursts aus Tongemischen, wie sie in der Musik häufig z. B. bei Anschlägen von Klavier, Gitarre und Trommel vorkommen, über die gesamte Mehrweglautsprecherbox keine Phasendrehungen und keine Klangveränderungen mehr. Die Membranen des Hochtöners, Mitteltöners und Baßlautsprechers bleiben bei allen Anregungen, ob durch Impulse oder durch lang anhaltende Töne, in gleicher Pha&ft. Dadurch wird erstmals das Problem der Übertragungsfrequenz zwischen Baß- und Mitteltöner oder Mittel- und Hochtöner unabhängig vom Programmaterial praxistauglich und kostengünstig gelöst. In der bisherigen Praxis war aus den aufgeführten Gründen immer nur der Kompromiß möglich, daß entweder bei eingeschwungenen Tönen oder bei Impulsen die jeweiligen Membranen sich in Phase bewegen konnten.

Ebenso von Vorteil ist, daß beim Lautsprecherbau handelsübliche Lautsprecherexemplare verwendet werden können. Man benötigt keine Spezialanfertigungen, wie z. B. mit Sensoren für eine Nachregelung oder teuren engtolerierten Bauteilgrößen und speziellen Fertigungsverfahren, um bestimmte Kennwerte einzuhalten.

Ein weiterer Vorteil ist, daß sich die elektrischen Kennwerte der Entzerrschaltung bei Belastung durch Betrieb is nicht verändern, wie dies bei Spulen und Kondensatoren durch die Erwärmung bei Betriebszustand geschieht. Ebenso vorteilhaft ist, daß Nichtlinearitäten durch Bauteile, wie z. B. bei der Spule durch Hysterese, Sättigung und Wirbelstrom, in der einstellbaren Entzerrschaltung mit Operationsverstärkern nicht vorkommen.

Die leichte und universelle Abstimmbarkeit auf elektrodynamische Lautsprecherchassis ist auch vorteilhaft im Falle, daß ein Chassis kaputt geht und ersetzt werden muß. Hier erbringt die Entzerrschaltung einen hohen Gebrauchswert bei Reparaturen.

Aber auch die Einsteilbarkeit auf Lautsprecherentwicklungen in der Zukunft, wie z. B. auf neue Lautsprecher mit magnetischer Flüssigkeit im Luftspalt des Magneten oder Lautsprecher mit neuen Flachmembranen, bringt eine Steigerung des Gebrauchswerts.

Als ein wesentlicher Vorteil der Entzerrschaltung ist noch hervorzuheben, daß sie durch nur wenige aktive Bauteile äußerst preisgünstig verwirklicht werden kann.

Ebenso soll noch der geringe Platzbedarf der Entzerrschaltung, die ohne weiteres in Größe eines heute üblichen Operationsverstärkers denkbar ist, gegenüber den großen diskreten Bauteilen einer Lautsprecherersatzschaltung, ζ. B. bei der Anwendung im Baßbereich, genannt werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen und Formeln und eines konkreten Anwendungsbeispiels für einen Baßlautsprecher näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt das Amplituden-Resonanz-Verhalten bekannter elektrodynamischer Wandler für verschiedene Dämpfungen a.

F i g. 2 zeigt das Phasen-Resonanz-Verhalten bekannter elektrodynamischer Wandler für verschiedene Dämpfungen a.

Fig. 3 zeigt das Schema bekannter Membranrückkopplungen bei Lautsprechern.

Fig. 4 zeigt eine mit diskreten Bauteilen aufgebaute elektrische Ersatzschaltung eines bekannten elektrodynamischen Lautsprechers.

F i g. 5a zeigt das Schema einer Rückkopplung über eine den elektrodynamischen Lautsprecher simulierende, mit diskreten Bauteilen aufgebaute, bekannte elektrische Ersatzschaltung.

Fig. 5b zeigt eine zu der Schaltung gemäß Fig. 5a elektrisch gleichwertige Schaltung mit invers und in Reihe geschalteter, bekannter, mit diskreten Bauteilen aufgebauter, elektrischer Lautsprecherersatzschaltung für den elektrodynamischen Lautsprecher.

F i g. 6 zeigt eine bekannte elektrische Ersatzschaltung eines elektrodynamischen Lautsprechers in einem Aufbau als Analogrechenschaltung.

Fig. 7 zeigt eine mit diskreten Bauteilen aufgebaute, bekannte elektrische Lautsprecherersatzschaltung für den elektrodynamischen Lautsprecher mit anschließender Differenzierstufe.

Fig. 8a zeigt den Dämpfungsverlauf, der sich aus dem Lautsprecher oder seiner Ersatzschaltung nach Fig. 7 für das Beispiel eines elektrodynamischen Baßlautsprechers ergibt.

F i g. 8b zeigt den Phasenwinkelverlauf, der sich aus dem Lautsprecher oder seiner Ersatzschaltung nach F i g. 7 für das Beispiel eines elektrodynamischen Baßlautsprechers ergibt.

Fig. 9a zeigt den Prinzipaufbau einer erfindungsgemäßen Entzerrschaltung mit 3 Integratoren.

Fig. 9b zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Entzerrschaltung nach Fig. 9a.

F i g. 9c zeigt ein abgewandeltes Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Entzerrschaltung mit 4 Integratoren.

Fig. 9d zeigt ein abgewandeltes Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Entzerrschaltung nach Fig. 9c.

Fig. 9e zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Entzerrschaltung nach Fig. 9a.

Fig. 9f zeigt ein abgewandeltes Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Entzerrschaltung nach Fig. 9b.

Fig. 10a zeigt den entsprechenden Verlauf der Dämpfungsfunktion der Entzerrschaltung für das errechnete Beispiel des elektrodynamischen Baßlautsprechers.

Fig. 10b zeigt den entsprechenden Verlauf des Phasenwinkelverlaufs der Entzerrschaltung für das errechnete Beispiel des elektrodynamischen Baßlautsprechers.

Fig. 1 la zeigt den Verlauf des Dämpfungsfehlers gegenüber der idealen Übertragungsfunktion in einem Dia-

Fig. lib zeigt den Verlauf des Phasenfehlers gegenüber dem idealen Phasenverlauf in einem Diagramm.

Fig. 12 zeigt die erfindungsgemäße Entzerrschaltung in Verbindung mit einer bekannten Membranrückkopplung bei elektrodynamischen Lautsprechern.

Fig. 7 zeigt ein bekanntes Lautsprecherersatzschaltbild mit nachgeschalteter Differenzierstufe. Die Werte für das Beispiel mit dem Baßlautsprecher wurden am Baß dynamisch bestimmt, d. h. die komplexe Eingangsimpedanz bei unterschiedlichen Frequenzen gemessen und daiaus die Bauteilwerte für die bekannte Ersatzschaltung mathematisch berechnet. Das Verhalten der Ersatzschaltung entspricht exakt dem des Lautsprechers selbst.

ίο R_s = 6.8 R_x = 40

L_s = 1.1 mH L_x = 34.8 mH
C_x = 172 uF

An den Eingangsklemmen des Lautsprechers oder aber auch seiner elektrischen exakten Nachbildung durch die Ersatzschaltung wird die Spannung U₁ angelegt, an den Ausgangsklemmen kann die Spannung U₁ abgegriffen werden.

Aus dem Verhältnis U_xIU₁ ergibt sich die Dämpfungsfunktion, aus der Phasenverschiebung von U₁ gegen iA der Phasenwinkelverlauf. Die allgemeine mathematische Übertragungsfunktion für das obige Beispiel lautet:

Ml = LsC₁ ■ - U R₁C₁J" U₁C₁L, L₁C₁ L₅CJ I₁I₅C_{1 (G},_eichung

^1V" U₁ " τρ²

Zur Vereinfachung der folgenden Gleichungen werden zunächst Bezugswerte festgelegt, die an sich frei wählbar sind, aber sich zweckmäßig an den charakteristischen Größen, insbesondere Bauteilwerten einer bestimmten Ausführung eines Wandlers orientieren. Den nachstehend aufgeführten Bezugswerten liegen die vorher genannten Werte für die Ersatzschaltung eines Lautsprechers zugrunde. Schließlich werden die Werte der Ersatzschaltung durch die Bezugswerte dividiert, so daß sich dimensionslose Größen ergeben, die als normierte Werte bezeichnet werden.

Bezugswerte (Index B) Normierung (Index n)

f_B = 65.05284 Hz frei gew. R_1n = R₃IR₈ = 0.4780

L₈ = 34.80 mH frei gew. L_1n = L₅IL₈ = 0.031609

C₈ = 172 μΡ frei gew. L_1n = L_xIL₈ = 1

A₈ = L₈- 2,r/₈= 14.224 C_1n = C_xIC₈ = 1

T₈ = 1/(2 π f_B) Bezugszeit K_1n = R_xIR₈ = 2.8I2I

τ Zeitkonstante des Differenziergliedes r„ = τΙΤ_Β = 1 (gewählt)

Die normierten Werte werden in Gleichung (1) eingesetzt und ergeben die dimensionslosen Koeffizienten der Gleichung (2).

H_x(P) = C₀- ^{p3 + Vip2 +} ₂ ^{VlP + v}° (Gleichung2)

C₀ = L_1nCu =0.031609

v₂ = Ä„/L_jn + 1/(A_1n · C₁J =15.47977

v, = RJ(R_1n ■ C_1n · L„) + 1/(L_1n · C_1n) + 1/(L„ · C₁J = 38.014808

v₀ = R J(L_1n ■ L_1n ■ C_1n) =15.124173

oder nochmals in anderer Schreibweise als

H_x(P) = C₀ ■ Q> + *■) · 0> + *?) · (P + g₃) (Gleichung3)

TnP

ergeben sich die Koeffizienten

a_x =0.494082

a₂ =2.439917

a_y = 12.54577

T_n =tIT_b

C₀ =0.031609

Diese durch die Entzerrschaltung zu kompensierende Dämpfungsfunktion in Abhängigkeit der Frequenz ist in Fig. 8a für das Beispiel des Baßlautsprechers gezeichnet, veriäuft aber für alle elektrodynamischen Wandler

in schematisch gleicher Weise. Ebenso wurde der durch die Entzerrschaltung zu kompensierende Phasenwinkelverlauf in Abhängigkeit von der Frequenz in Fig. 8b für das Beispiel des Baßlautsprechers aufgezeichnet, aber auch diese Kurve verläuft für alle elektrodynamischen Wandler in schematisch gleicherweise (siehe hierzu auch Fig. 2). Die Gleichung (3) einfach umzukehren, um das gesamte Lau'tsprecherverhalten in inverser Form zu bekommen, ergibt heine Lösung, da diese Funktion schaltungstechnisch nicht stabil ist und in sich schwingt s

Im Folgenden wird der Weg aufgezeigt zu einer Entzerrschaltung, die wie die Ersatzschaltung des Lautsprechers als Analogrechner ähnlich komplexe Querverbindungen zueinander hat, aber nur im Übertragungsbereich des Lautsprechers die inverse Funktion in genügend guter Näherung darstellt

Außerhalb des Übertragungsbereichs, z. B. für einen Baß im Mitteltonbereich oder für einen Mitteitöner im Baß- und Hochtonbereich oder für einen Hochtöner im Baß- und Mittenbereich, wird ein durch die Einstellung der Schaltung beliebig klein bestimmbarer Fehler zugelassen. Dadurch, daß aber die Lautsprecher über eine Frequenzweiche betrieben werden, die den Frequenzbereich außerhalb des Übertragungsbereichs stark abdämpft, tritt dieser zugelassene Fehler in der Praxis überhaupt nicht in Erscheinung. Zweckmäßig ist deshalb die Anordnung der Entzerrschaltung nach der Frequenzweiche und vor dem Lautsprecher. Als bildlicher Vergleich kann die mathematische Annäherung eines Kreissegments durch eine Parabel zur besseren Anschauung is dienen. Innerhalb des gewählten Anpassungsbereichs lassen sich Kreis und Parabel gut aufeinander abstimmen, *'

außerhalb des Anpassungsbereichs verlaufen die Kurven vollkommen unterschiedlich. -'

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die allgemeine Gleichung eines Polynoms in der Weise angesetzt, daß ' i

der Zähler aus Gleichung (3) mit den Koeffizienten, die am Lautsprecher ermittelt wurden, in den Nenner der ^:·

Gleichung (4) kommt und der neue Zähler in Gleichung (4) allgemein angesetzt wird. Das mathematische Stabi- 20 i\i

litätskriterhnn erfordert hierbei, daß der Zähler des Polynoms vom selben Grad oder größer als4er Nenner ist ^j

2 , 6Jq ,

η ~ ι j. w α. w (Gleichung4) '*

U₂ KP + «ι) (p + av KP + ai) ^2S ni

Es wäre auch ein allgemeiner Ansatz möglich, bei dem auch die Koeffizienten des Nenners errechnet werden, '''I

oder ein anderer Ansatz mit dem Zähler nach der vierten Ordnung oder noch höher. Wenn aber alle Koeffizien- ij!

ten z. B. vom Zähler und Nenner frei wählbar sind, ist der Rechenaufwand zur Erzielung einer guten Näherungs- ."' !

lösung größer. Auch wenn die Ordnung des Nenners höher festgelegt wird als notwendig, ergeben sich zum 30 ;_;

einen mehr Rechenaufwand, zum anderen dem Grad der Ordnung entsprechend viele Integrationsstufen in der ^:"i

Schaltungsanordnung, die dann, je komplizierter sie wird, selbst wieder Fehler bei der Signalverarbeitung auf- '

weisen kann. In der Praxis weisen die letzten Integrationsstufen durch die Abschwächung des Signals nur noch ';;

eine geringe Beeinflussung der Entzerrkurve durch die Einstellung der Potentiometer auf. Eine Schaltung vier- i~,

ter, fünfter oder sechster oder gar höherer Ordnung mit 4, 5, 6 oder noch mehr Integrationsstufen ist deshalb 35 vi

nicht besser als die exakt abgestimmte Entzerrschaitung mit 3 integrationsstufen. =

Es gilt, für die Gleichung (4) oder eine andere Gleichung höheren Grades die Koeffizienten nach mehreren

Gesichtspunkten in einem iterativen Lösungsverfahren bis zur gewünschten Genauigkeit zu ermitteln. Diese >■ Gesichtspunkte sind:

1.) Die Einstellung und Verbesserung der frei wählbaren und zu bestimmenden Koeffizienten muß immer am Gesamtsystem erfolgen, da nur so die komplexen Rückwirkungen der Einstellung eines Koeffizienten auf die anderen gewährleistet sind.

2.) Die; Annäherung der Übertragungsfunktion erfolgt nur im gewählten Übertragungsbereich an die inverse Dämpfungsfunktion nach Gleichung (3).

Eine solche Kurve ist für das Beispiel des Baßlautsprechers in Fig. 10a dargestellt.

3.) Die.Form der Annäherung der Übertragungsfunktion im gewählten Übertragungsbereich an die inverse Dämpfungsfunktion nach Gleichung (3) soll vorzugsweise in monotoner Form erfolgen. Wenn sich die angenäherte Kurvenform des Dämpfungsverlaufs nicht monoton an die gegebene Kurvenform annähert, sondern sich z. B. um die gegebene Kurvenform mit positiven und negativen Abweichungen herumwindet, ergibt sich keine gute Übereinstimmung in der Annäherung des Phasenwinkelverlaufs. Die monotone Annäherung der Dämpfungsfunktion kann gut in der Darstellung des Dämpfungsfehlers gegenüber der idealen Übertragungsfunktion nach Fig. 11a beurteilt werden.

4.) Die Form der Annäherung des ermittelten Phasenwinkelverlaufs im gewählten Übertragungsbereich an

den inversen Phasenwinkelverlauf soll optimal sein. 55 '

Eine solche Kurve ist für das Beispiel des Baßlautsprechers dargestellt in Fig. 10b.

5.) Es soll eine Fehlerabschätzung der Annäherung für Dämpfungsfunktion nach Fig. 11a und des Phasenwinkelverlaufs nach Fig. 11b in dem gewünschten Übertragungsbereich, am Rand des gewünschten Übertragungsbereichs, außerhalb des gewünschten Übertragungsbereichs erfolgen.

Das Näherungsverfahren selbst erfolgt durch geeignete Wahl der Koeffizienten, die solange verbessert werden, bis das gewünschte Ergebnis erzielt ist. Die Koeffizientenverbesserung erfolgt immer schrittweise und im Gesamtsystem. Die einzelnen Rechenschritte können

numerisch erfolgen, mit Hilfe von Rechencomputern,
mit Grafikcomputern.

Hierbei kann die Koeffizientenveränderung direkt in der Wirkung auf die Kurvenveränderung beurteilt werden und dadurch das Verfahren beschleunigt werden.

Bei schon ungefähr bekannten Koeffizienten z. B. bei Lautsprechern gleichen Serientyps kann der Feinabgleich mit dem Oszilloskop durch richtiges Einstellen des Fhasenwinkelverlaufs vollzogen werden. Hierzu S wird die Entzerrschaltung in Reihe mit dem elektrodynamischen Lautsprechersystem geschaltet und das Gesamtübertragungssystem aus Entzerrschaltung und elektrodynamischem Wandler oder seiner genauen Ersatzschaltung mit Rechtecksignalen verschiedener Frequenzen beschickt Die Variation der Koeffizienten entspricht dem Verstellen der regelbaren Potentiometer der Entzerrschaltung. Das Ziel der Optimierung ist die vom Wandler oder seiner Ersatzschaltung abgreifbare, möglichst fehlerfreie Wiedergabe der Rechtecksignalform und damit der Ein- und Ausschwingvorgänge. Dies kann auf dem Oszilloskop im Vergleich zum Eingangssignal optisch sehr gut erfolgen.

In dem bisher beschriebenen Beispiel für den Baßlautsprecher ergaben sich nach der Gleichung (4) und den Werten für

15	^l	= 0.494082	= 4.839	Bezugsfrequenz /» = 65.05284 Hz	folgende Koeffizienten
		= 2.439917	= 0.25
	= 12.54577	= 0.707
	nach mehreren Annäherungsrechenschritten	= 50
20
	C	die umgeformte Gleichung 5a
		_ U1 _ J + O2P2 + aip + a0
	Q
	a
25		die Koeffizienten
	oder für	O2 =
	H(r	fl| =
	n\f		0.2066
30			3.198
		= 50.353 by =	7.854
	= 17.740 b2 =	3.125
	= 3.15 *, =
35	*o =

(GleichungSa)

Es sind dies die Koeffizienten, die in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach Fi g. 9a nur noch als Einstellungen an den Potentiometern />, bis P₁ vollzogen werden müssen. Ein durch die Schaltungsbauteile eventuell notwendiger Feinabgleich auf das elektrodynamische Lautsprechersystem erfolgt, wie zuvor beschrieben, mit Hilfe eines Oszilloskops.

Wie genau die Entzerrschaltung die vorhandenen Lautsprechereigenwerte entzerren kann, läßt sich am Beispiel des Baßlautsprechers in den Fehlerkurven in Fig. 11a und Fig. Hb aufzeigen.
Der Fehler im Bereich der Schalldruckübertragungskurve beträgt von 40-500 Hz weniger als 0.1 dB.
Der Fehler im Phasenwinkelverlauf ist im Bereich von 80-800 Hz kleiner als ±10°.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nach Fig. 9a genauer beschrieben.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nach Fig. 9a hat dem Grad der 3 Abteilungen entsprechend nach G Ieichung (5a) drei Integratoren B₁, B₂ und By in Reihe geschaltet. Am Eingang wird das Eingangssignal U ι in einen Summierer S\ eingeleitet. Ebenfalls in diesen Summierer St werden die Rückführung«:ii R₀, R₁ und R₂ aus der Schaltung eingeleitet, die in ihrem Rückführungszweig die einstellbaren Potentiometer P₁, P_b und P₅ angeordnet haben. Die Rückführungen Ro, Ri und R₂ aus der Schaltung erfolgen jeweils nach den Integratoren By, B₂ und B]. Aus der in Reihe angeordneten Schaltung des Eingang&ummierers und der drei Integratoren erfolgen die vier Auskopplungen A₀, Ai, A₂ und Ay, die in ihren Zweigen die einstellbaren PotentiometerP₄, Py, P₁ und P₁ haben und in den Summierer S₂ eingeleitet werden. Am Ausgang des Summierers S₂ kann die Ausgangsspannung U₂ abgegriffen werden.

Die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen nach Fig. 9b, 9c, 9d und 9e sind abgewandelte Ausfuhrungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach Fig. 9a, die sinngemäß aus der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach F i g. 9a und dem mathematischen Ansatz her abgeleitet werden können. S sind Summierer, B Integratoren, R Rückführungen, A Auskopplungen, P auf Koeffizientenwerte einstellbare Potentiometer.

Bei der abgewandelten erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach Fig. 9b folgen nicht die drei Integratoren nacheinander, sondern nur zwei. Ein dritter Integrierer wird extra geschaltet.

Der mathematische Ansatz dafür lautet:
65

■ -fir^f (GleichungSb)

d*p + dyp + d₂ dip + do

Die abgewandelte erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nach Fig. 9c wurde aus dem mathematischen Lösungsansatz einer Gleichung vierter Ordnung mit vier hintereinander angeordneten Integratoren verwirklicht. Der mathematische Ansatz hierfür lautet

i- (Gleichung5c)

Die abgewandelte erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nach Fig. 9ri wurde gegenüber der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung aus Fig. 9c nicht mit vier Integratoren in Reihe ausgeführt, sondern mit jeweils zwei mal zwei hintereinander angeordneten Integrieren!. Der mathematische Ansatz hierfür lautet:

_H{p) = S + g*+g2 - /^+giP+«. (GleichungSd)

^w hpi + hp + h hp' + hp + h

Die abgewandelte Schaltungsanordnung nach Fig. 9e zeigt, diJJ auch eine Ausführung möglich ist, in der die Integratoren nicht wie in Fig. 9a direkt hintereinander in Reihe geschattet werden, sondern jeder Integrator für sich in einem durch Rückkopplungen und Auskopplungen geschlossenen Schaltbild sichtbar ist, und diese Schaltungsanordnungen dann einfach aneinander gereiht werden.

Der mathematische Ansatz hierfür lautet:

H(p) = P ^{+ h} - _E_Lii_ · _P_LJo_ (Gleichung5e)

k$p + £4 kjp + ki k\p + ko

F i g. 9f zeigt die Schaltungsanordnung nach Fi g. 9b in der Weise abgewandelt, daß die als fertige Bausteine lieferbaren Integratoren B durch normale Operationsverstärker O, Rückführungen M, Kondensatoren N und Widerstände T ausgebildet werden. Ipi Gegensatz zu den Integratoren B liefert diese abgewandelte Schaltung das invertierte Ausgangssignal. Dies wird beim Vorzeichen der Koeffizienten berücksichtigt. Dieser Schaltungsteil ist mit Hilfe dicker Strichstärke hervorgehoben.

In der bekannten Schaltung nach Fig. 7 wird das aus der bekannten Ersatzschaltung des elektrodynamischen Wandlers nach F i g. 4 abgegriffenen Signal einmal differenziert. Dadurch erhält man die Übertragungsfunktion für die Dämpfung bzw. die Beschleunigung. Anhand dieser beschleunigungsproportionalen bzw. dämpfungsproportionalen Übertragungsfunktion wurde das Verfahren und die Schaltungsanordnung zur Entzerrung von elektrodynamischen Wandlern bisher ausführlich beschrieben.

Das entzerrte beschleunigungs-bzw, dämpfungsproportionale Signal ist geeignet, direkt auf den Endverstärker für den elektrodynamischen Wandler gegeben zu werden, um dessen Eigenverhalten zu kompensieren. Es ist jedoch auch möglich, das Signal aus Fig. 4 direkt abzugreifen, ohne wie nach Fig. 7 eine Differenzierstufe anzuordnen. Man erhält auf diese Weise die geschwindigkeitsproportionale Übertragungsfunktion der elektrodynamischen Ersatzschaltung oder des Wandlers.

Auch hier ist ein ähnlicher mathematischer Ansatz und eine iterative Lösung der inversen g&fhwindigkeitsproportionalen Übertragungsfunktion mit der gleichen Entzerrschaltungsanordnung möglich. Man bekommt nur andere Koeffizienten. Um dieses entzerrte geschwindigkeitsproportionale Signal an den Endverstärker für den elektrodynamischen Wandler weiterleiten zukönnen, muß es allerdings einmal differenziert werden, um die beschleunigungsproportionale entzerrte Spannungsfunktion zu erhalten.

Es ist jedoch auch möglich, das Signal aus Fig. 4 abzugreifen und anstatt wie in Fig. 7 einmal zu differenzieren, einmal zu integrieren. Man erhält auf diese Weise die auslenkungsproportionale Übertragungsfunktion des elektrodynamischen Wandlers oder seines Ersatzsystems. Auch hier ist ein ähnlicher mathematischer Ansatz und eine iterative Lösung der entzerrten auslenkungsproportionalen Übertragungsfunktion mit der gleichen Schaltungsanordnung möglich. Man bekommt aber auch hier wieder andere Koeffizienten. Um dieses entzerrte auslenkungsproportionale Signal an den Endverstärker für den elektrodynamischen Wandler weiterleiten zu können, muß es allerdings zweimal differenziert werden, um die entzerrte beschleunigungsproportionale Spannungsfunktion zu erhp'*en.

Nach der US-Patentschrift 39 88 541 ist es auch bekannt, dar· inverse Lautsprecherersatzschaltbild ohne Schwingspuleneinfluß, also ohne Schwingspulenwiderstand und Schwingspuleninduktivität, in Reihe mit dem Lautsprecher zu schalten. Bei dieser Schaltungsanordnung muß aber der Strom dem Lautsprecher eingeprägt werden, sonst wären die Schwingspuleneinflüsse nicht vernachlässigbar.

Auch diese Art der mit diskreten Bauteilen aufgebauten Ersatzschaltung läßt sich durch eine erfindungsgemäße Entzerrschaltung annähern. Man bekommt, weil der Schwingspuleneinfluß entfällt, nur einen Ansatz zweiter Ordnung. Die Koeffizienten werden nach dem gleichen Iterationsverfahren bestimmt. Die Nachteile dieser Schaltungsanordnung liegen darin, daß stromeingeprägte Verstärker nicht üblich sind, weil sie sehr schwer richtig zu dimensionieren sind und leicht instabil werden.

Es ist auch eine Variante der erfindungsgemäßen Entzerrschaltung für elektrodynamische Wandler möglich in Verbindung mit einer Membrannachregelung durch Rückkopplung. Diese Schaltungsanordnung ist in Fig. 12 dargestellt. Durch diese Anordnung der in Reihe mit dem Lautsprecher geschalteten erfindungsgemäßen Entzerrschaltung E und einer bekannten Membrannachregelung mit Rückkopplung können durch die zweimalige Korrektur jegliche Restfehler im Dämpfungs- bzw. Phasenwinkelverlauf beseitigt werden.

Ebenso ist es möglich, das beschriebene Lautsprecherentzerrverfahren auf beschleunigungs-, geschwindigkeits- oder auslenkungsproportionalem Weg nicht durch eine Analogrechenschaltungsanordnung, sondern, wenn das Eingangssignal in digitaler Form vorliegt oder wenn es durch einen AD-Wandler in digitale Form

	5	34 18 047
	10	gebracht wurde, es auch in digitaler Form in einer Digitalrechenschaltung oder in einem Computerrechenpro gramm, das das Verfahren ausführt, in ähnlicher Weise zu verarbeiten. Auch eine analoge Signalverarbeitung mit digitaler Regelung der Einstellglieder, sowie eine digitale Signal verarbeitung mit analogen Einstellgliedern zur Regelung sind denkbar.
	15	Hierzu 9 Blatt Zeichnungen
, :	20
ί.-1	25
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%	35
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ν-ί	55
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Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Kompensation von Wiedergabefehlern eines elektroakustischen Wandlers innerhalb eines vorgegebenen Übertragungsbereiches mit einer in Übertragungsrichtung vor dem Wandler vorgesehenen Rechenschaltung, die Eingangssignale empfangt und veränderte Ausgangssignale abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung die inverse Form H(p) der mathematisch als Polynom höherer Ordnung angesetzten komplexen Dämpfungsfunktion H\(p) mittels aktiver elektronischer Bauteile und Einstellglieder im Übertragungsbereich mindestens angenähert nachbildet, wobei die Einstellglieder der Einstellung der Konstanten des inversen Polynoms dienen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung aus mehreren Integratoren (B), Einstellgliedern (P) und mindestens zwei Summierschaltungen (S) besteht, daß an einem Eingang der ersten Summierschaltung (S) die Eingangssignale (UO anliegen und weitere invertierende Eingänge über Einstellglieder (P) mit Ausgängen von mindestens einem der ersten Summierschaltung (S) nachgeschalteten Integratoren (S) verbunden sind, daß der Ausgang der ersten Summierschaltung (5) und die Ausgänge der Integratoren (B) über weitere Einstellglieder (P) mit den Eingängen der zweiten Summierschaltung (S) verbunden sind, an deren Ausgang das Ausgangssignal (CZ₂) abgreifbar ist und daß die Anzahl der in der Rechenschaltung enthaltenen Integratoren (B) gleich der Ordnung einer mathematischen Funktion ist, durch die in inverser Form das komplexe Eigenverhalten des Wandlers in bezug auf den Amplituden- und Phasenfrequenzgang angenähert ist

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der direkt in Serie geschalteten Integratoren (P) jeweils gleich der Ordnung der Faktoren der gegebenenfalls in Faktoren zerlegten mathematisches Funktion ist, daß jeder Gruppe von direkt in Serie geschalteten Integratoren (B) eine erste und zweite Summierschaltung (S) sowie entsprechende Einstellglieder (P) zugeordnet sind und daß der Ausgang der zweiten Summierschaltung (S) einer vorausgehenden Gruppe mit einem Eingang der ersten Summierschaltung (S) einer nachfolgenden Gruppe verbunden ist

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der Rechenschaltung einer mathematischen Funktion entspricht, die in inverser Form die dämpfungs- bzw. beschleunigungsproportionale Übertragungsfunktion des Wandlers annähert.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der Rechenschaltung einer mathematischen Funktion dritter Ordnung entspricht.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mathematische Funktion in eine beliebige Anzahl und Mischung aus Faktoren von erster und höherer Ordnung aufgespalten ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Kombination mit einer bekannten Einrichtung zur Membrannachregelung.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingspule eines Lautsprechers ein Strom eingeprägt wird.