DE3501316A1 - SOUND PLAY DEVICE - Google Patents
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Description
Kirksaeter Vertriebs-GmbH & Co. KG
Niederrheinstraße 181
4000 Düsseldorf 30Kirksaeter Vertriebs-GmbH & Co. KG
Niederrheinstrasse 181
4000 Düsseldorf 30
Vertreter:Representative:
Kohler-Schwindling-Späth
Patentanwälte
Hohentwielstraße 41
7000 Stuttgart 1Kohler Schwindling Späth
Patent attorneys
Hohentwielstrasse 41
7000 Stuttgart 1
Die Erfindung betrifft eine Schallwiedergabeeinrichtung mit einem Verstärker und einem Lautsprecher, der mindestens ein erstes, elektrisch-mechanisches Wandlersystem zum Umwandeln ankommender elektrischer Verstärkersignale in mechanische Schwingungen und mindestens ein Abstrahlsystem zum Übertragen der mechanischen Schwingungen auf die den Lautsprecher umgebende Luft aufweist, wobei ferner ein zweites, mechanisch-elektrisches Wandlersystem vorgesehen ist, das mit demThe invention relates to a sound reproduction device with an amplifier and a loudspeaker, the at least one first, electro-mechanical converter system for converting incoming electrical amplifier signals into mechanical ones Vibrations and at least one radiation system for transmitting the mechanical vibrations to the loudspeaker having surrounding air, wherein a second, mechanical-electrical converter system is also provided, which with the
Abstrahlsystem zusammenarbeitet und dessen Ausgangssignal einer Rückkopplungsstufe des Verstärkers zugeführt wird.Radiation system cooperates and whose output signal is fed to a feedback stage of the amplifier.
Eine derartige Schallwiedergabeeinrichtung ist aus der DE-AS 11 83 133 bekannt.Such a sound reproduction device is known from DE-AS 11 83 133.
Bei Schallwiedergabeeinrichtungen, insbesondere Musikanlagen, sind die Lautsprecher das letzte Glied der Übertragungskette. Die Technik derartiger Anlagen hat sich in den letzten zehn Jahren beachtlich weiterentwickelt, und die Qualität einer handelsüblichen mittelguten Anlage für den Hausgebrauch entspricht heute derjenigen der teuersten professionellen Anlagen für Film und Rundfunk, wie sie vor zehn Jahren üblich waren. Der Qualitätsunterschied entspricht etwa demjenigen eines zehn Jahre alten Tonbandgerätes verglichen mit einem compact-disc-Plattenspieler modemster Bauweise.In the case of sound reproduction devices, especially music systems, the loudspeakers are the last link in the transmission chain. The technology of such systems has developed considerably in the last ten years, and the The quality of a commercially available, medium-quality system for domestic use today corresponds to that of the most expensive professional systems for film and radio, as they were common ten years ago. The difference in quality is the same for example that of a ten-year-old tape recorder compared to a compact disc record player modemster Construction.
Es haben sich jedoch nicht nur die Aufnahme- und die Wiedergabetechnik, sondern auch die Verstärkertechnik weiterentwickelt. Die Lautsprecher als letztes Glied der Übertragungskette haben zwar ebenfalls eine gewisse Weiterentwicklung erfahren, insbesondere lagen die Neuerungen auf dem Gebiet der Auswahl besserer Materialien und einer erhöhten Produktionsqualität. Im Prinzip ist die Grundstruktur des Lautsprechers jedoch in den letzten zehn Jahren unverändert geblieben, so daß Verbesserungen besonders dringlich sind, weil angesichts der rapide fortgeschrittenen Technik der Aufnahme und Wiedergabe nunmehr die Lautsprecher immer mehr die Qualität des Gesamtsystem begrenzen.However, not only have the recording and playback technology, but also the amplifier technology is further developed. The loudspeakers as the last link in the transmission chain have also experienced a certain further development, in particular the innovations were on the Area of choosing better materials and increased production quality. In principle, the basic structure of the Loudspeaker has remained unchanged in the last ten years, so that improvements are particularly urgent. because in view of the rapidly advanced technology of recording and playback, the speakers are now more and more limit the quality of the overall system.
Zwar hat es an Vorschlägen, wie man die Wiedergabequalität eines Lautsprechers verbessern könne, in der letzten Zeit nicht gemangelt, doch hat sich keines der vorgeschlagenen neuen Systeme durchsetzen können. Beispielsweise behielt auch die alte Regel, daß die Qualität der Musikübertragung bei entsprechender Qualität der eingebauten Lautsprecher umso besser ist, je größer das Gehäuse ist, ihre Gültigkeit. Der Gehäusegröße sind jedoch durch die praktischen Aufstellbedingungen im Wohnbereich natürliche Grenzen gesetzt.True, it has suggestions on how to improve the playback quality of a loudspeaker could not be improved recently, but none of the suggested ones has worked enforce new systems. For example, the old rule that the quality of music transmission also retained if the built-in loudspeakers are of the appropriate quality, the larger the housing, the better its validity. However, the size of the housing is naturally limited by the practical installation conditions in the living area.
Lautsprecher haben bekanntlich nur einen sehr kleinen elektrischen Wirkungsgrad. Man muß daher diese Schwäche der Lautsprecher durch entsprechende Verstärkerleistung kompensieren. Wenn nämlich die zugeführten Impulse der Musiksignale nicht im richtigen Verhältnis zueinander wiedergegeben werden, klingt die Musik leblos und hat nicht die Tiefe und Klarheit der Instrumente, die man bei einer Orchsteraufführung im Konzertsaal wahrnehmen kann.As is well known, loudspeakers only have a very small electrical one Efficiency. One must therefore compensate for this weakness of the loudspeakers with appropriate amplifier power. That is, if the supplied impulses of the music signals are not reproduced in the correct ratio to one another the music sounds lifeless and lacks the depth and clarity of the instruments that you would find in an orchestral performance can perceive in the concert hall.
Die Impedanz eines Lautsprechers beträgt üblicherweise 4 Ohm oder 8 Ohm. Bei einer Verstärkerleistung von beispielsweise 100 W erreicht der Strom, der durch die Lautsprecher-Zuleitungen fließt, daher beträchtliche Strom-Impulswerte.The impedance of a loudspeaker is usually 4 ohms or 8 ohms. With an amplifier power of, for example The current flowing through the loudspeaker leads reaches 100 W, therefore considerable current impulse values.
Um einen optimalen Stereo-Effekt zu erreichen, sollte der Abstand zwischen den Lautsprecherboxen ungefähr genau so groß sein wie der Abstand des Hörers von jeder einzelnen Lautsprecherbox (gleichschenkliges Dreieck), was jedoch normalerweise mit den Wohngegebenheiten nicht übereinstimmt, bei denen in der Regel der Abstand zwischen den Lautsprecherboxen größer ist. Demzufolge fallen die Verbindungskabel zwischen dem Verstärker und den Lautsprecherboxen meist sehrIn order to achieve the best stereo effect, the distance between the loudspeakers should be roughly the same be as large as the distance between the listener and each individual loudspeaker box (isosceles triangle), but what usually does not match the living conditions, in which usually the distance between the loudspeaker boxes is bigger. As a result, the connection cables between the amplifier and the loudspeaker boxes are usually very low
lang aus. Dies iührt zwar auch zu ohm'sehen Leitungsverlusten, besonders slörend im hier vorliegenden Zusammenhang sind jedoch die sich aufgrund der Kabellänge einstellenden Kabelinduktivitäten und -kapazitäten, die zu Wiedergabeverfälschungen führer..long out. This also leads to ohmic line losses, Particularly troublesome in the present context, however, are those that occur due to the length of the cable Cable inductances and capacitances that lead to falsification of playback leader..
Diese komplexe Last wirkt nämlich destabilisierend auf den Verstärker und verfälscht das Klangbild bei der Wiedergabe. Insbesondere wird das Klangbild hart und komprimiert statt weich und luftig.This complex load has a destabilizing effect on the amplifier and falsifies the sound image during playback. In particular, the sound becomes hard and compressed instead of soft and airy.
Aus diesem Grunde ist bereits vorgeschlagen worden, den Stereo-Endverstärker aus der eigentlichen Musikanlage herauszulösen und als zwei getrennte Monoverstärker in die beiden Lautsprecherboxengehäuse zu integrieren. Auf diese ^ Weise stören die langen Verbindungskabel zwischen der eigentlichen Musikanlage und den nun aktiven Lautsprecherboxen nicht. Die Kabelführung innerhalb des Gehäuses ist in diesem Falle so kurz, daß sie vernachlässigt werden kann.For this reason it has already been proposed that To separate stereo power amplifiers from the actual music system and as two separate mono amplifiers in the to integrate both loudspeaker box housings. In this way the long connecting cables interfere with the actual Music system and the now active loudspeakers are not. The cable routing inside the housing is in this Fall so short that it can be neglected.
Es liegt jedoch auf der Hand, daß zwei getrennte Monoverstärker teuerer sind als ein gemeinsamer Stereoverstärker, und im übrigen benötigt jeder Monoverstärker in jeder Lautsprecherbox sein eigenes Netzteil mit entsprechender Versorgung. Manche modernen Aktivboxensysteme weisen zwei oder drei Leistungsverstärker mit vorgeschaltetem elektronischem Filter auf, woraus sofort ersichtlich wird, daß erheblich erhöhte Kosten entstehen, die in einem durchaus fraglichen Verhältnis zur erzielbaren Qualitätsverbesserung stehen.It is obvious, however, that two separate mono amplifiers are more expensive than a single stereo amplifier, and for the rest, each mono amplifier in each loudspeaker box needs its own power supply unit with an appropriate supply. Some modern active speaker systems have two or three power amplifiers with an upstream electronic Filters on, from which it is immediately apparent that there are significantly increased costs, which in a very questionable one Relate to the achievable quality improvement.
Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, eine aktive Rückkopplung, und zwar eine Gegenkopplung, zu verwenden, und dabei ein Signal aus dem Lautsprecher einer Gegenkopplungsstufe des Verstärkers zuzuführen. Auf diese Weise kann man den Amplitudenverlauf über der Frequenz, den sog. Frequenzgang, linearisieren, wobei die Geschwindigkeit des Gegenkopplungs-Regelkreises sehr viel höher ist, als dies vom menschlichen Ohr wahrgenommen werden könnte.It has also been proposed to use active feedback, namely negative feedback, and thereby to feed a signal from the loudspeaker to a negative feedback stage of the amplifier. That way you can get the Linearize the amplitude curve over the frequency, the so-called frequency response, whereby the speed of the negative feedback control loop is much higher than can be perceived by the human ear.
Zur Erzeugung eines Gegenkopplungssignales ist es aus der DE-OS 22 35 664 bekannt, einen Serienwiderstand im elektrisch/mechanischen Wandlersystem des Lautsprechers vorzusehen, beispielsweise einen Widerstand von 0,1 Ohm. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand kann als Gegenkopplungssignal herangezogen werden, gibt jedoch nur eine sehr unzureichende Information, weil lediglich der in den Lautsprecher fließende Strom, nicht jedoch die Bewegung des Abstrahlsystems erfaßt wird.To generate a negative feedback signal, it is known from DE-OS 22 35 664, a series resistance in the electrical / mechanical Provide transducer system of the speaker, for example a resistance of 0.1 ohms. The voltage drop at this resistor can be used as a negative feedback signal, but only gives a very inadequate one Information because only the current flowing into the loudspeaker, not the movement of the radiation system is detected.
Es ist weiterhin in der eingangs genannten DE-AS 11 83 133 vorgeschlagen worden, eine Hilfsspule mit dem Abstrahlsystem zusammenarbeiten zu lassen, wobei der Hilfsspule ein getrenntes Magnetsystem zugeordnet war.It is also in DE-AS 11 83 133 mentioned at the beginning has been proposed to let an auxiliary coil work together with the radiation system, the auxiliary coil being a separate Magnet system was assigned.
Ein Nachteil dieser bekannten Lösung ist jedoch, daß auch Hilfsspulen mit Magnetsystem erhebliche Nichtlinearitäten aufweisen, so daß diese Nichtlinearitäten statt zu einer Verbesserung der Ubertragungseigenschaften vielmehr zu weiteren Verzerrungen führen können.A disadvantage of this known solution, however, is that auxiliary coils with a magnet system also have considerable non-linearities have so that these non-linearities instead of improving the transmission properties rather can lead to further distortions.
.3·.3 ·
Insgesamt ist es bei den seither bekannt gewordenen Schallwiedergabeeinrichtungen nicht gelungen, ein der Lautsprecherfunktion exakt entsprechendes Signal zu erzeugen, das die Aufbaugeschwindigkeit des. Schalls, dessen Frequenzen und Phasenlage sowie mögliche nichtlineare Bewegungen des Abstrahlsystems erfaßt.Overall, it is with the sound reproduction devices that have become known since then failed to generate a signal that exactly corresponds to the loudspeaker function, the the build-up speed of the sound, its frequencies and phase position as well as possible non-linear movements of the emission system recorded.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schallwiedergabeeinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die vorstehend genannten Ziele erreicht werden.The invention is therefore based on the object of a sound reproduction device of the aforementioned type to the effect that the aforementioned goals are achieved will.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zweite Wandlersystem als schalldichte Kapsel ausgebildet ist, die einen Schwingungsaufnehmer umschließt und mechanisch mit dem Abstrahlsystem verbunden ist.This object is achieved in that the second transducer system is designed as a soundproof capsule which encloses a vibration sensor and mechanically is connected to the radiation system.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird damit vollkommen gelöst, weil die erfindungsgemäße Schallwiedergabeeinrichtung die vorstehend genannten Ziele erreicht. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die Wiedergabeeigenschaften der erfindungsgemäßen Schallwiedergabeeinrichtung deutlich besser als bei bekannten Einrichtungen sind, außerdem erfordert die Erfindung nur leicht herzustellende Komponenten, die darüber hinaus auch bequem justiert werden können.The object on which the invention is based is thus completely achieved because the sound reproduction device according to the invention achieved the above objectives. It has been shown in practice that the reproduction properties the sound reproduction device according to the invention are significantly better than in known devices, also requires the invention only components that are easy to manufacture and that can also be easily adjusted.
Die wesentliche Verbesserung der Wiedergabeeigenschaften liegt vermutlich im wesentlichen daran, daß nicht nur die Auslenkungsamplitude der Abstrahleinrichtung, sondern auch deren Körperschall erfaßt werden. Da die Kapsel direkt mechanisch mit dem Abstrahlsystem verbunden ist, enthält das Ausgangssignal des Schwingungsaufnehmers ausschließlichThe essential improvement in the reproduction properties is presumably mainly due to the fact that not only the Deflection amplitude of the emitting device, but also its structure-borne sound can be detected. Because the capsule directly is mechanically connected to the radiation system, contains the output signal of the vibration sensor exclusively
durch die Bewegung des Abstrahlsystems verursachte Signale. Aufgrund der Schalldichtheit der Kapsel beeinflussen die vom Abstrahlsystem an die umgebende Luft übertragenen mechanischen Schallschwingungen den- Schwingungsaufnehmer hingegen nicht. Wegen der starren mechanischen Befestigung der Kapsel am Abstrahlsystem bewegt sich überdies die Kapsel vollkommen synchron mit dem Abstrahlsystem.signals caused by the movement of the radiation system. Due to the soundproofness of the capsule, the from Radiation system transmitted to the surrounding air mechanical sound vibrations, however, the vibration sensor not. In addition, because of the rigid mechanical attachment of the capsule to the radiation system, the capsule moves completely synchronous with the radiation system.
Das Ausgangssignal des Schwingungsaufnehmers ist daher repräsentativ für die Amplitude und Phase der Bewegung des Abstrahlsystems.The output signal of the vibration sensor is therefore representative of the amplitude and phase of the movement of the Radiation system.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Abstrahlsystem eine konische Membran mit einem Hals an der Spitze des Konus auf und die Kapsel ist am Hals befestigt.In a preferred embodiment of the invention, the radiation system has a conical membrane with a neck on the Tip of the cone on and the capsule is attached to the neck.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß zum einen die Kapsel an einer mechanisch besonders stabilen Stelle des Abstrahlsystems befestigt ist, zum anderen werden aber auch Nichtlinear itäten des Abstrahlsystems selbst bei konischen Membranen, vor allem im Bereich von deren Hals erfaßt, weil der Hals u.U. nicht exakt in axialer Richtung schwingt, sondern seine Bewegung auch radiale Komponenten haben kann. Auch diese Art von Nichtlinearitäten des Abstrahlsystems können bei dieser Ausführungsform der Erfindung daher erkannt und entsprechend kompensiert werden.This measure has the advantage that, on the one hand, the capsule is at a mechanically particularly stable point of the emitting system is attached, but on the other hand, non-linearities of the radiation system are also avoided even with conical membranes, especially in the area of the neck, because the neck may not vibrate exactly in the axial direction, but his Movement can also have radial components. This type of non-linearity of the radiation system can also occur in this Embodiment of the invention can therefore be recognized and compensated accordingly.
Bei weiteren Ausgestaltungen der Erfindung kann die Amplitude oder die Phase des Ausgangssignales des Schwingungsaufnehmers in dem Verstärker auf eine Frequenzganz-Kompensationsstufe und/oder eine Phasengang-Kompensationsstufe einwirken. In further refinements of the invention, the amplitude or the phase of the output signal of the vibration sensor can be used act in the amplifier on a frequency integral compensation stage and / or a phase response compensation stage.
M-M-
Auf diese Weise können Nichtlinearitäten der Amplitude über der Frequenz oder aber der Phase kompensiert werden.In this way, non-linearities of the amplitude can be over the frequency or the phase can be compensated.
Besonders vorteilhaft kann eine Phasengang-Kompensation bei solchen Lautsprechern verwendet werden, die mehrere Abstrahlsysteme und Wandlersysteme aufweisen, weil erfahrungsgmäß die mehreren Abstrahlsysteme derartiger Mehrwegeboxen nicht in Phase sind und somit Klangverfälschungen produzieren. Erfaßt man hingegen jede einzelne Phase jedes Abstrahlsystems, kann durch entsprechende Beeinflussung jedes einzelnen Abstrahlsystems ein völlig synchrones Schwingen der mehreren Abstrahlsysteme gewährleistet werden, so daß bei einem kompletten Klangbild die in den mehreren Abstrahlsystemen wiedergegebenen Frequenzen im Überlappungsbereich der Einzelfrequenzgänge der Abstrahlsysteme phasensynchron wiedergegeben werden.A phase response compensation can be used particularly advantageously in loudspeakers that have several radiation systems and converter systems, because experience shows the multiple radiation systems of such multi-way boxes are not in phase and therefore sound falsifications to produce. If, on the other hand, one captures every single phase of every radiation system, it can be influenced by appropriate influence each individual radiation system ensures a completely synchronous oscillation of the multiple radiation systems, so that in the case of a complete sound image the frequencies reproduced in the multiple emission systems are phase-synchronized in the overlap area of the individual frequency responses of the emission systems be reproduced.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dem Schwingungsaufnehmer ein Impedanzwandler und/oder ein Verstärker mit niederohmigem Ausgang nachgeschaltet, vorzugsweise befinden sich der Impedanzwandler und/oder der Verstärker ebenfalls in der Kapsel.In a preferred embodiment of the invention, the vibration sensor is an impedance converter and / or an amplifier connected downstream with a low-resistance output, the impedance converter and / or the amplifier are preferably located also in the capsule.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine niederohmige und damit störungsarme Signalverarbeitung möglich ist, wobei die Nähe der aktiven Elemente zum Schwingungsaufnehmer eine weitere Miminierung an Störungen ergibt.This measure has the advantage that a low-resistance and thus low-interference signal processing is possible, with the The proximity of the active elements to the vibration sensor results in a further reduction in interference.
Stellt man in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Kapsel aus Metall her, kann diese entweder zur weiteren Abschirmung gegen Störungen geerdet sein, sie kann jedoch auch gegenüber einem geerdeten Lautsprecherchassis auf einem Bezugspotential liegen und die Signalspannung führen.If, in a further embodiment of the invention, the capsule is made of metal, it can either be used for further Shielding against interference can be grounded, but it can also be compared to a grounded loudspeaker chassis on a Reference potential and carry the signal voltage.
η-η-
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Schwingungsaufnehmer eine Elektret-Mikrophonkapsel. In a particularly preferred embodiment of the Invention, the vibration sensor is an electret microphone capsule.
Diese Maßnahme hat den besonderen Vorteil, daß ein besonders leichtgewichtiger Schwingungsaufnehmer entsteht, wie er heutzutage als Serienprodukt für Mikrophone in hoher Qualität bei minimalem Gewicht zur Verfügung steht. Da es bei der Erfindung naturgemäß darauf ankommt, daß das Eigengewicht der Kapsel wesentlich geringer ist als das Gewicht des Abstrahlsystems selbst, erweist sich diese Ausführungsform als besonders vorteilhaft, weil bekanntlich Elektret-Mikrophonkapseln nicht nur sehr leicht sind, sondern auch einen extrem linearen Frequenzgang im hier interessierenden Frequenzbereich haben.This measure has the particular advantage that a particularly lightweight vibration sensor is created, like him Nowadays it is available as a series product for microphones in high quality with minimal weight. Since the Invention naturally depends on the fact that the weight of the capsule is significantly less than the weight of the Emission system itself, this embodiment proves to be particularly advantageous because electret microphone capsules are known are not only very light, but also have an extremely linear frequency response in the frequency range of interest here to have.
Schließlich kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Kapsel mit einer definierten Öffnung versehen sein, um ein frequenzabhängiges Zusatzsignal oder einen Signalbereich zu bekommen, der zur Servosteuerung der Resonanzdämpfung dienen kann.Finally, in a further embodiment of the invention, the capsule can be provided with a defined opening to get a frequency-dependent additional signal or a signal range that is used for servo control of the resonance damping can serve.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further advantages emerge from the description and the attached drawing.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is shown in the drawing and is explained in more detail in the following description. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Lautsprechers, teilweise im Schnitt, wie er für eine erfindungsgemäße Schallwiedergabeeinrichtung verwendet werden kann;Fig. 1 is a schematic representation of a loudspeaker, partly in section, as it is for a sound reproduction device according to the invention can be used;
Pig. 2Pig. 2
und 3 ein sinusähnliches Signal zur Erläuterung der Wirkung der erfindungsgemäßen Einrichtung.and FIG. 3 a sine-like signal to explain the effect of the device according to the invention.
Pig. 1 veranschaulicht die erfindungsgemäße Schallwiederga-"beeinrichtung anhand eines elektrodynamischen Lautsprechers, es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch bei anderen Lautsprechersystemen anwendbar ist. Das Magnetsystem besteht aus einem torusförmigen Permanentmagneten 2 mit einer Polplatte 1 und einem Kern 11. Im Luftspalt zwischen dem Kern 11 und der Polplatte 1 kann sich eine Schwingspule 3 bewegen, die auf einen zylindrischen Spulenhalter gewickelt ist, der seinerseits am Hals einer Membran 6 befestigt ist. Im Bereich des Halses ist die Membran 6 mittels einer Zentriermembran 5 an einem üblicherweise metallischen Korb 4 befestigt. Pig. 1 illustrates the sound reproduction device according to the invention using an electrodynamic loudspeaker, it is understood, however, that the invention also applies to others Speaker systems is applicable. The magnet system consists of a toroidal permanent magnet 2 with a pole plate 1 and a core 11. In the air gap between the core 11 and the pole plate 1 a voice coil 3 can move, which is wound on a cylindrical bobbin holder, which in turn is attached to the neck of a membrane 6. in the In the area of the neck, the membrane 6 is attached to a usually metallic basket 4 by means of a centering membrane 5.
Eine luftdichte Kapsel 7 ist im Bereich des Halses der Membran 6 mit diesem fest verbunden, beispielsweise angeklebt, aufgenietet oder dergleichen. Der Hals ist nämlich der steifste Teil der Membran 6 und die Kapsel 7 wird zweckmäßigerweise im Bereich des Halses befestigt. Er kann jedoch grundsätzlich auch an anderer Stelle der Membran 6 befestigt sein.An airtight capsule 7 is firmly connected in the area of the neck of the membrane 6, for example glued on, riveted or the like. The neck is namely the stiffest part of the membrane 6 and the capsule 7 is expedient attached in the area of the neck. In principle, however, it can also be fastened at another point on the membrane 6 be.
Im Inneren der schalldichten Kapsel 7 erkennt man eine Mikrophonkapsel 8, die vorzugsweise eine Elektret-Mikrophonkapsel ist. Der Mikrophonkapsel 8 ist unmittelbar ein Verstärker 9 mit Impedanzwandler nachgeschaltet. Außerdem erkennt man im Inneren der luftdichten Kapsel 7 eine Mikrophon-Membran 10.Inside the soundproof capsule 7, a microphone capsule 8 can be seen, which is preferably an electret microphone capsule is. The microphone capsule 8 is followed by an amplifier 9 with an impedance converter. aside from that a microphone membrane 10 can be seen inside the airtight capsule 7.
Wenn die Membran 6 sich bewegt, wird die Mikrophon-Membran
10 nicht von den von der Membran 6 abgestrahlten Schallwellen beeinflußt, weil die Kapsel 7 - wie erwähnt - schalldicht
ist. Die Bewegungen der- Membran 6 versetzen hingegen die Kapsel 7 in absolut synchrone Bewegungen, die auf die
Mikrophon-Membran 10 übertragen werden, so daß die Mikrophonkapsel 8 ein mit der Bewegung der Membran 6 absolut
synchrones Signal erzeugt.When the diaphragm 6 moves, it becomes the microphone diaphragm
10 is not influenced by the sound waves emitted by the membrane 6 because the capsule 7 - as mentioned - is soundproof. The movements of the membrane 6, however, set the capsule 7 in absolutely synchronous movements which are transmitted to the microphone membrane 10, so that the microphone capsule 8 generates a signal that is absolutely synchronous with the movement of the membrane 6.
Das Ausgangesignal der Mikrophonkapsel 8 wird nun einem in Fig. 1 nicht dargestellten Verstärker zugeführt, der eine Gegenkopplungsstufe aufweist.The output signal of the microphone capsule 8 is now an in Fig. 1 is supplied to amplifier, not shown, which has a negative feedback stage.
Normalerweise nimmt die akustische Ausgangsleistung eines Lautsprechers mit der Frequenz zu. Aufgrund des vorstehend geschilderten Mechanismus1 verändert sich die von der Mikrophonkapsel 8 abgegebene Signalspannung in entsprechender Weise. Wird nun dieses frequenzabhängige Signal der Gegenkopplungsstufe des Verstärkers zugeführt, wird der Frequenzgang des Lautsprechers insgesamt linearisiert.Typically, the acoustic output power of a loudspeaker increases with frequency. Due to the mechanism 1 described above, the signal voltage emitted by the microphone capsule 8 changes in a corresponding manner. If this frequency-dependent signal is now fed to the negative feedback stage of the amplifier, the overall frequency response of the loudspeaker is linearized.
Das Ausgangssignal der Mikrophonkapsel 8 kann auch einem Komparator zugeführt zu werden, in dem es mit dem Verstärker-Ausgangssignal verglichen wird, und zwar hinsichtlich des Frequenzganges, der Anstiegsgeschwindigkeit bei Impulsbelastung und der Phase.The output signal of the microphone capsule 8 can also be a To be supplied to the comparator, in which it is compared with the amplifier output signal, namely with regard to the frequency response, the rate of rise with impulse loading and the phase.
Durch eine entsprechende Regelung können dann ein nichtlinearer Frequenz- oder Phasengang, aber auch Eigenfehler des Abstrahlsystems, beispielsweise durch Schwingungen des Membranhalses in radialer statt axialer Richtung, kompensiert werden.A non-linear frequency or phase response, but also intrinsic errors of the Emission system, for example, by vibrations of the membrane neck in the radial instead of the axial direction, compensated will.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können Regelkreise verwendet werden, deren Regelgeschwindigkeit so groß ist, daß die Nachstellung des Verstärker-Ausgangssignales vom menschlichen Ohr nicht mehr wahrgenommen wird.In the context of the present invention, control loops can be used whose control speed is so high that that the adjustment of the amplifier output signal is no longer perceived by the human ear.
"Befindet sich beispielsweise die Membran 6 in Ruhe und gelangt ein sinusförmiges Signal hoher Amplitude auf die ruhende Membran 6, wird sich ein Amplitudenverlauf gemäß Pig. 2 einstellen, wobei die erste Halbschwingungsauslenkung-Auslenkung der Membran 6 aus der Ruhelage verlangsamt erfolgt und erst ab der zweiten Halbschwingung die periodische Schwingung der Membran 6 in voller Spitzenamplitude auftritt."If, for example, the membrane 6 is at rest and If a sinusoidal signal of high amplitude arrives at the resting membrane 6, an amplitude curve is shown according to FIG Pig. Set 2, whereby the first half-oscillation deflection-deflection of the diaphragm 6 from the rest position is slowed down takes place and only from the second half oscillation the periodic oscillation of the membrane 6 in full peak amplitude occurs.
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird dies vermieden, weil bereits im ersten Anstiegsbereich der oberen Halbschwingung gemäß Fig. 2 erkannt wird, daß die Auslenkung der Kapsel 7, die repräsentativ für die Auslenkung der Membran 6 ist, gegenüber dem zugehörigen elektrischen Ansteuersignal nacheilt. Der Regelkreis wird nun dafür sorgen, daß die Auslenkung der Membran zusätzlich beschleunigt wird, bis die Regelung feststellt, daß die Membran jetzt schneller ausgelenkt wird, als dies der Anstiegsgeschwindigkeit des Ansteuersignales entspricht. Über die Regelung kann nun die Auslenkung der Membran wieder vermindert werden, so daß im Mittel Regelspiele um den Sollverlauf auftreten, wie sie in Pig. 3 angedeutet sind. Man erkennt in Fig. 3 auch, daß die Regelgeschwindigkeit so groß ist, daß ihre Frequenz um Größenordnungen oberhalb der Audiofrequenz liegt, so daß sie vom menschlichen Ohr nicht mehr wahrgenommen wird.This is avoided with the device according to the invention, because it is already recognized in the first rise region of the upper half-oscillation according to FIG. 2 that the deflection of the Capsule 7, which is representative of the deflection of the membrane 6, with respect to the associated electrical control signal lags behind. The control circuit will now ensure that the deflection of the membrane is additionally accelerated until the Control determines that the membrane is now deflected faster than the rate of increase of the control signal is equivalent to. The deflection of the membrane can now be reduced again via the control, so that in the Means rule games around the target course, as they occur in Pig. 3 are indicated. It can be seen in Fig. 3 also that the Control speed is so great that its frequency is orders of magnitude above the audio frequency, so that it is no longer perceived by the human ear.
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| 8181 | Inventor (new situation) |
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