DE3447745C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lautsprecher­ box gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Lautsprecherbox ist aus der DE-OS 30 23 291 bekannt.

Bei Lautsprecherboxen wird üblicherweise die elektro-akustische Signalwandlung mit Hilfe von zwei oder mehreren Teilbereichslautsprechern vorgenommen, welche jeweils einem bestimmten Bereich des gesamten Frequenzbandes zugeordnet sind. Bei der in Fig. 1 veranschaulichten Laut­ sprecherbox 10 gemäß dem Stand der Technik sind ein Tieftonlautsprecher 11 und ein Hochtonlaut­ sprecher 12 vorgesehen, wobei letzterer ober­ halb des Tieftonlautsprechers 11 an der Vorder­ seite der Lautsprecherbox angebracht ist. In die Signalzuführung zu den beiden Teilbereichs­ lautsprechern 11, 12 ist eine elektrische Weiche 13 eingeschaltet, welche eine Aufteilung des Frequenzbandes des ankommenden Tonsignals dahin­ gehend vornimmt, daß der Tieftonlautsprecher 11 idealerweise nur mit den tieferfrequenten Signal­ anteilen und der Hochtonlautsprecher 12 nur mit den höherfrequenten Signalanteilen des Tonsignals angesteuert sind.

Tatsächlich weisen jedoch die in der elektrischen Weiche 13 vorhandenen elektrischen Hoch- und Tief­ paßglieder im Bereich ihrer Grenzfrequenz einen relativ breiten Überlappungsbereich auf. Die in diesem Überlappungsbereich liegenden Signalan­ teile werden daher von beiden Teilbereichslaut­ sprechern 11, 12 wiedergegeben, mit der Folge einer gegenseitigen akustischen Beeinflussung der Teilbereichslautsprecher, d. h., Interferenzen der von jedem Teilbereichslautsprecher abge­ strahlten Schallwellen, welche wiederum zu Klang­ verfärbungen und zu einer ungleichmäßigen Richt­ charakteristik der Lautsprecherbox führen können.

Diese Unzulänglichkeiten lassen sich nur wenig dadurch verringern, daß der Hochtonlautsprecher 12 a koaxial bezüglich des Tieftonlautsprechers 11 a angeordnet wird, wie anhand von Fig. 2 dargestellt ist. Die gegenseitige Störung der abgestrahlten Schallwellen ist auch bei einer solchen koaxialen Lautsprecher­ anordnung vorhanden. Zudem treten in dem erwähn­ ten Überlappungsbereich der elektrischen Hoch- und Tiefpaßglieder der elektrischen Weiche 13 elektrische Phasenverschiebungen zwischen den Signalanteilen auf, welche unabhängig von der gegenseitigen Anordnung der Teilbereichslaut­ sprecher eine genaue Ortung der betroffenen Signalanteile erschweren. Eine Abhilfe gegen diese Ortungsfehler ist auch nicht bei einer aus "Grundlagen der technischen Akustik" von W. Reichardt, VEB Leipziger Druckhaus, Leipzig 1967, S. 321 und 322 bekannten Lautsprecherbox gemäß Fig. 3 möglich, bei welcher unmittelbar vor der Membran des Tieftonlautsprechers 11 b eine Filzabdeckung 14 angebracht ist, durch deren mittige Aussparung die Kalottenmembran des koaxial bezüglich des Tieftonlautsprechers 11 b angeordneten Hochtonlautsprechers 12 b ragt. Diese Anordnung wirkt sich allerdings auch im gewünschten Übertragungsbereich des Tieftonlaut­ sprechers 11 b aus. Überdies ist auch bei dieser Ausführung einer Lautsprecherbox 10 b eine elek­ trische Weiche 13 vorgesehen, welche Ursache für die erwähnten Phasenverschiebungen der Signalanteile im Überlappungsbereich der elektrischen Hoch- und Tiefpaßglieder ist.

Bei der in Fig. 4 dargestellten, bekannten Laut­ sprecherbox zu Meßzwecken ist das Gehäuse der Lautsprecherbox allseitig mit einer Schicht 15 aus schalldämpfendem Material bedeckt. Auf der Dämpfungsschicht 15 ist koaxial bezüglich des Tieftonlautsprechers 11 c ein Hochtonlautsprecher 12 c angebracht. Beide Teilbereichslautsprecher 11 c, 12 c werden über einen Umschalter 16 mit dem Tonsignal gespeist. Der Schalldruck p _Schall der je nach Stellung des Umschalters 16 von dem Tieftonlautsprecher 11 c oder von dem Hochtonlautsprecher 12 c abgestrahlten Schallwelle wird mittels eines Reglers 19 konstant gehalten. Hierzu wird der Schalldruck mit einem Mikrofon 18 gemessen und dem Regler 19 zugeführt, welcher seinerseits den Pegel des der Lautsprecherbox 10 c zugeführten Tonsignals entsprechend variiert. Die Dämpfungsschicht 15 dient dazu, Reflexionen der abgestrahlten Schallwellen am Gehäuse der Lautsprecherbox 10 c zu vermeiden, welche bei Aufstellung der Lautsprecherbox 10 c in einem reflexionsarmen Raum das Meßergebnis stark be­ einflussen können. Außerdem wirkt die Dämpfungs­ schicht 15 solcher Meßboxen auf das gesamte Übertragungsmaß des Tieftonlautsprechers 11 c.

Bei einer weiteren, aus der DE-OS 30 23 291 bekannten Lautsprecheranordnung ist vor dem Tieftonlautsprecher ein akustisches Filter angeordnet, welches aus einem eingeschlossenen Luft­ volumen zwischen Lochplatten mit schallharten, reflektierenden Ober­ flächen besteht. Das Filter umschließt hermetisch die nach vorne strahlende Fläche des Tieftonlautsprechers und erfaßt somit die gesamten, in den vorderen Halbraum abgestrahlten Schallanteile des Tieftonlautsprechers. Dies führt dazu, daß die nach vorne abgestrahlten Schallanteile des Tieftonlautsprechers grund­ sätzlich auch unterhalb der Resonanzfrequenz des bekannten Filters beeinflußt werden. Für die Aufteilung des Frequenzbandes ist daher eine elektrische Weiche unerläßlich.

Demgegenüber besteht die Auf­ gabe der Erfindung darin, bei einer Lautsprecherbox der eingangs erwähnten Art die bei Verwendung von elektrischen Weichen zur Auf­ teilung des Frequenzbandes auftretenden Klangverfärbungen und Ungleichmäßigkeit der Richt­ charakteristik zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lautsprecherbox nach An­ spruch 1 ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 4.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Fig. 5, welche eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Laut­ sprecherbox zeigt, näher erläutert.

Die in Fig. 5 mit 10 d bezeichnete Lautsprecherbox weist einen Tieftonlautsprecher 11 d auf, welcher unmittelbar von dem Tonsignal am Lautsprecherbox- Eingang angesteuert wird. In einem Abstand ª vor der Schallaustrittsöffnung des Tieftonlaut­ sprechers 11 d befindet sich eine Dämpfungs­ schicht 20. Die Dämpfungsschicht 20 bildet zu­ sammen mit der Luftschicht 21 zwischen der Dämpfungsschicht 20 und der Schallaustritts­ öffnung des Tieftonlautsprechers 11 d einen akustischen Tiefpaß. Die Wirkung dieses erfindungsgemäßen akustischen Filters setzt erst ein, sobald der Übergangsbereich des Tieftonlautsprechers 11 d zum Hochtonlautsprecher 12 d erreicht wird. Dies steht im Gegensatz zum eingangs erörterten Stand der Technik, wo die Filterwirkung infolge des hermetischen Abschlusses der nach vorne ab­ strahlenden Fläche des Tieftonlautsprechers auch die Amplituden der tieferen Frequenz­ anteile beeinflußt. Bei höherfrequenten Signalan­ teilen zeigt der Tieftonlautsprecher 11 d eine Richtwirkung, d. h., die Schallwellen werden be­ vorzugt nach vorne, also gerichtet abgestrahlt, wodurch ohne das Filter 20, 21 Klangverfärbungen und Verzerrungen auftreten können.

Das erfindungsgemäß vorgesehene Filter 20, 21 bedämpft diese höherfrequenten Signalanteile, welche insbesondere auch in Form von Oberwellen tieferfrequenter Signalanteile auftreten. Damit wird gleichzeitig der abgestrahlte Klirrfaktor der erfindungsgemäßen Lautsprecherbox verringert.

Im dargestellten Beispielsfalle von Fig. 5 ist auf der Dämpfungsschicht 20 koaxial be­ züglich des Tieftonlautsprechers 11 d ein Hoch­ tonlautsprecher 12 d so angeordnet, daß er vor der Dämpfungsschicht 20 liegt und damit hin­ sichtlich seines Übertragungsmaßes nicht von dem Filter 20, 21 beeinflußt wird. Der Hoch­ tonlautsprecher 12 d wird parallel zu dem Tief­ tonlautsprecher 11 d von dem Tonsignal am Ein­ gang der Lautsprecherbox 10 d angesteuert, wo­ durch eine elektrische Weiche entfällt. Von dem gesamten angebotenen Spektrum des ankommen­ den Tonsignals vermag der Hochtonlautsprecher 12 d nur die höherfrequenten Signalanteile wiederzugeben. Die nach rückwärts abgestrahlten Schallanteile des Hochtonlautsprechers 12 d werden durch die Dämpfungsschicht 20 gedämpft, so daß störende Reflexionen am Tieftonlaut­ sprecher 11 d oder am Lautsprechergehäuse ver­ mindert werden. Die vom Tieftonlautsprecher 11 d gerichtet wiedergegebenen höherfrequenten Signalanteile werden, wie bereits erläutert, von dem Filter 20, 21 aufgrund seines Tief­ paßverhaltens praktisch vollständig bedämpft. Dies bedeutet zum einen, daß elektrische Phasen­ fehler, wie sie bezüglich der Signalanteile im Überlappungsbereich elektrischer Hoch- und Tiefpaßglieder auftreten, infolge des Wegfalls einer elektrischen Weiche 13 (Fig. 1 bis 3) bei der erfindungsgemäßen Lautsprecherbox 10 d vollständig vermieden werden. Zum anderen wird eine gegenseitige Beeinflussung beider Teil­ bereichslautsprecher 11 d, 12 d vermieden. Zwar strahlt der Tieftonlautsprecher die höher­ frequenten Signalanteile gerichtet ab, doch werden diese Schallanteile durch das akustische Filter 20, 21 reduziert.

Im Ergebnis wird durch die einfache und billige Maßnahme eines akustischen Filters mit Tiefpaß­ verhalten vor der Schallaustrittsöffnung des Tieftonlautsprechers einer Lautsprecherkombi­ nation einer Lautsprecherbox in überraschender Weise eine erhebliche Verbesserung der akustischen Eigen­ schaften der Lautsprecherbox erzielt.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf den in Fig. 5 gezeigten konstruktiven Aufbau des akustischen Filters 20, 21 beschränkt ist. Beispielsweise kann die Luftschicht 21 auch in die Dämpfungsschicht 20 integriert werden, insbesondere in Form von Perforationslöchern. Des weiteren kann die Lautsprecherbox auch mit mehreren Teilbereichslautsprechern versehen werden, beispielsweise mit einem zusätzlichen Mitteltonlautsprecher. Schließlich ist es auch möglich, das akustische Filter 20, 21 mit einer einstellbaren Grenzfrequenz auszubilden, um das Übertragungsmaß der Lautsprecherbox an den persönlichen Geschmack des Benutzers individuell anpassen zu können.

Claims (4)

1. Lautsprecherbox mit wenigstens zwei Teilbereichslaut­ sprechern, von denen einer ein Tieftonlautsprecher und einer ein Hochtonlautsprecher ist, wobei vor dem Tieftonlautsprecher oder einen anderen Teilbereichs­ lautsprecher ein akustisches Filter angeordnet ist, welches wenigstens eine Luftschicht und wenigstens eine weitere Schicht aufweist, und wobei das Frequenz­ band des Tonsignals aufgeteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das akustische Filter (20, 21) so ausgebildet ist, daß die weitere Schicht aus einer in einem Abstand (a) zum Tieftonlautsprecher (11 d) bzw. dem anderen Teilbereichs­ lautsprecher angebrachten Dämpfungsschicht (20) besteht und seine Filterwirkung einsetzt, sobald der Übergangs­ bereich des Tieftonlautsprechers (11 d) bzw. des anderen Teil­ bereichslautsprechers zum Hochtonlautsprecher (12 d) erreicht wird.

2. Lautsprecherbox nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das akustische Filter (20, 21) aus einer perforierten Dämpfungs­ schicht (20) besteht.

3. Lautsprecherbox nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem akustischen Filter (20, 21) unbeeinflußte Teil­ bereichslautsprecher (12 d) auf oder in dem akustischen Filter (20, 21) koaxial zu dem Tieftonlautsprecher (11 d) angebracht ist.

4. Lautsprecherbox nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur individu­ ellen Anpassung des Übertragungs­ maßes der Lautsprecherbox an den persönlichen Geschmack des Benutzers die Grenzfrequenz des akustischen Filters (20, 21) einstellbar ist.