DE4424995A1 - Gehäuse für Baßlautsprecher - Google Patents
Gehäuse für BaßlautsprecherInfo
- Publication number
- DE4424995A1 DE4424995A1 DE4424995A DE4424995A DE4424995A1 DE 4424995 A1 DE4424995 A1 DE 4424995A1 DE 4424995 A DE4424995 A DE 4424995A DE 4424995 A DE4424995 A DE 4424995A DE 4424995 A1 DE4424995 A1 DE 4424995A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sound
- sound chamber
- chamber
- woofers
- loudspeaker housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 8
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 5
- 230000011514 reflex Effects 0.000 claims description 5
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
- H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only
- H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
- H04R1/2807—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements
- H04R1/2838—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements of the bandpass type
- H04R1/2842—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements of the bandpass type for loudspeaker transducers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
- Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für Baßlautsprecher,
das nach dem Prinzip eines akustischen Bandpaßfilters
aufgebaut ist. Ein solches Lautsprechergehäuse ist im
speziellen Fall zum Verbessern der Tonwiedergabe von
Fernsehgeräten vorgesehen.
Bei der konstruktiven und ästhetischen Gestaltung von
Fernsehgeräten besteht das Problem, daß sich das Tonteil
der Gestaltung des Bildwiedergabeteils unterordnen muß.
Das heißt, der Bildschirm stellt den optisch dominierenden
Teil eines Fernsehgerätes dar und für die Tonstrahler sind
im allgemeinen nur schmale Flächen im Bereich der Ränder
vorhanden, wobei die Tonstrahler für den Zuschauer kaum
wahrnehmbar angeordnet werden.
Entsprechend physikalischer Grundsätze ist in einem
Lautsprechersystem der Wirkungsgrad im Baßbereich und die
zu erwartende untere Grenzfrequenz um so niedriger, je
tiefer die Eigenresonanz des Lautsprechers und je größer
der Durchmesser der Membran vom Lautsprecher ist. Es ist
jedoch nachteilig, daß solche Lautsprecher zum Vermeiden
eines akustischen Kurzschlusses Gehäuse mit großem
geschlossenen Volumen erfordern.
Aus den eingangs beschriebenen Gründen der Gestaltung
weisen Fernsehgeräte eine zu geringe Oberfläche und ein
unzureichendes nutzbares Volumen auf, um optimale
Bedingungen für eine gute Baßwiedergabe im Bereich von
z. B. unter 150 Hz zu schaffen.
Auch mit speziellen Tieftönern, die nur einen geringen
Membrandurchmesser aufweisen und die in kleineren Gehäusen
eingebaut werden können, ist im vorliegenden Fall keine
befriedigende Wiedergabe erreichbar. Derartige sogenannte
Langhub-Tieftöner erfordern im Baßbereich sehr große
Auslenkungen der Membran, um einen ausreichenden
Schalldruck zu erzielen und benötigen dafür wesentlich
mehr elektrische Signalleistung als Tieftöner mit einem
entsprechend großen Membrandurchmesser. Darüber hinaus
erfordert eine Aufteilung des Wiedergabebereichs auf
Lautsprecher für verschiedene Tonbereiche Filter höherer
Ordnung zur Trennung der Bereiche.
In Fernsehgeräten ist jedoch die elektrische
Signalleistung oft begrenzt, da die elektrische
Betriebsleistung für die Audioverstärker von einem
Schaltnetzteil bereitgestellt wird, das mit
kostengünstigem Aufwand nur begrenzt elektrische Leistung
aufbringen kann, so daß die Ausgangsleistung der
Audioverstärker von Fernsehgeräten gewöhnlich nur weniger
als 2 × 15 Watt an 2 × 8 Ohm Lautsprecherimpedanz beträgt.
Da jedoch entsprechend der Hörempfindlichkeit des
menschlichen Ohres im Baßbereich ein wesentlich höherer
Schalldruck erforderlich ist, als im Mitteltonbereich,
kann mit dieser geringen Ausgangsleistung und
Langhub-Tieftönern kein ausreichender Schalldruck für eine
gute Tieftonwiedergabe erzeugt werden.
Üblicherweise werden deshalb in Fernsehgeräten
Breitbandlautsprecher mit einer Resonanzfrequenz von über
120 Hz eingesetzt, die den Bereich bis 60 Hz nur
unzureichend wiedergeben.
Es ist bekannt, Tieftöner in Gehäusen, die als akustische
Resonatoren ausgestaltet sind, anzuordnen. Bekannte
Ausführungsformen nutzen den Frequenzverlauf eines
Helmholtzresonators (vergleiche DE-Zeitschrift "Klang &
Ton", 1993, Heft 2, Seiten 48-51). Dieses Prinzip weist
gegenüber anderen Gehäusetypen beachtliche Vorteile auf,
wie z. B. eine niedrige Grenzfrequenz bei relativ geringem
Volumen, einem besseren akustischen Wirkungsgrad und einen
steilen Verlauf der Filterkurve im Bereich der oberen und
unteren Grenzfrequenz von mindestens 12 dB pro Oktave.
Die Grundausführung eines solchen Gehäuses besteht aus
einer geschlossenen und einer offenen, auf eine
Resonanzfrequenz abgestimmten, Schallkammer mit einer
Baß-Reflexöffnung. In dieser ist ein abgestimmter
Schallaustrittskanal angeordnet, der die Schallemission
realisiert. In der Wand zwischen den Schallkammern und
damit innerhalb des Gehäuses befindet sich mindestens ein
Tieftöner. Die geschlossene Schallkammer umschließt die
Rückseite des Tieftöners schalldicht und die offene,
sogenannte ventilierte Kammer umschließt die Vorderseite
des Tieftöners.
Das Gehäuse ist eine Kombination aus einem Kompaktgehäuse
und einem Helmholtz-Resonator, mit einer Resonanzfrequenz
fc. Die Eigenschaften dieses Lautsprechersystems werden
einerseits von den Kennwertwerten des Tieftöners:
Freiluftresonanz f₀, Äquivalentvolumen Vas, Freiluftgüte Qt und effektive Strahlerfläche und andererseits durch die Gehäuseparameter: Volumen Vb1 der geschlossenen Schallkammer, Volumen Vb2 der offenen Schallkammer, die Bedämpfung der Schallkammern und die geometrischen Abmessungen des Schallaustrittskanals bestimmt. Auf diese Weise können mit den Gehäuseparametern die akustischen Eigenschaften des Systems:
Resonanzfrequenz, Bandbreite, Welligkeit der Resonanzkurve und der akustische Wirkungsgrad variiert werden. Damit kann beispielsweise durch Verkleinern des Volumens Vb1 der geschlossenen Kammer oder Vergrößern des Volumens Vb2 der ventilierten Kammer der Wirkungsgrad des Bandpaßsystems gesteigert werden. Andererseits nimmt durch Verkleinern des Volumens Vb1 der geschlossenen Kammer oder Vergrößern des Volumens Vb2 der ventilierten Kammer die Bandbreite B des Systems ab.
Freiluftresonanz f₀, Äquivalentvolumen Vas, Freiluftgüte Qt und effektive Strahlerfläche und andererseits durch die Gehäuseparameter: Volumen Vb1 der geschlossenen Schallkammer, Volumen Vb2 der offenen Schallkammer, die Bedämpfung der Schallkammern und die geometrischen Abmessungen des Schallaustrittskanals bestimmt. Auf diese Weise können mit den Gehäuseparametern die akustischen Eigenschaften des Systems:
Resonanzfrequenz, Bandbreite, Welligkeit der Resonanzkurve und der akustische Wirkungsgrad variiert werden. Damit kann beispielsweise durch Verkleinern des Volumens Vb1 der geschlossenen Kammer oder Vergrößern des Volumens Vb2 der ventilierten Kammer der Wirkungsgrad des Bandpaßsystems gesteigert werden. Andererseits nimmt durch Verkleinern des Volumens Vb1 der geschlossenen Kammer oder Vergrößern des Volumens Vb2 der ventilierten Kammer die Bandbreite B des Systems ab.
Ein solches Gehäuse mit zwei Tieftönern kann
beispielsweise bei sorgfältiger Dimensionierung in einem
Wiedergabebereich von 50 Hz bis 120 Hz mit 2 × 1 Watt
elektrische Signalleistung einen Schalldruck Ps um 90 dB
erzeugen. Im Vergleich zu anderen Systemen ist dieses ein
beachtlicher akustischer Wirkungsgrad. Für die vorgesehene
Anwendung ist jedoch dieser Wert ebenfalls noch zu gering.
Aus der Druckschrift EP-B1-154 219 ist ein Fernsehgerät
mit einem Stereo-Tonteil bekannt, bei dem im Gehäuse des
Fernsehgerätes zwei ventilierte Schallkammern für
Tieftöner von den Hoch- und Mitteltönern akustisch
getrennt angeordnet sind. Die zwei Tieftöner, denen
jeweils das Ausgangssignal eines Stereokanals zugeführt
wird, sind in Öffnungen einer Schalltrennwand, die sich
zwischen den Schallkammern im Fernsehgerät befindet,
angeordnet und akustisch verbunden, so daß jeder Tieftöner
beide ventilierte Schallkammern speist. Die Schallkammern
haben verschieden große Volumen. Im Gegensatz zur
vorgenannten Lösung weisen beide Kammern je einen
Schallaustrittskanal zum Abstrahlen des Schalls auf. Damit
entsteht ein Bandpaß mit zwei ventilierte Schallkammern,
die zum Erzielen eines breiten Baßbereichs auf
verschiedene Resonanzfrequenzen abgestimmt sind.
Aus der Druckschrift EP-B1-284 286 ist ein ähnliches
System mit einer Baßlautsprecherbox und sogenannten
Satellitenboxen bekannt. Dieses enthält für jeden Tonkanal
mindestens ein Lautsprechergehäuse zur Wiedergabe des
Tonbereichs oberhalb von etwa 150 Hz. Die Baßwiedergabe
erfolgt für die Stereokanäle gemeinsam über ein drittes
Lautsprechergehäuse. Dieses enthält ebenfalls zwei
Tieftöner in einer Schalltrennwand im Innern des Gehäuses
und ist als akustischer Bandpaß mit zwei verschieden
großen Schallkammern ausgelegt. Die Schallkammern weisen
ebenfalls jeweils einen Schallaustrittskanal auf, sind auf
verschiedene Resonanzfrequenzen abgestimmt und geben
ausschließlich den Tonbereich unterhalb von 150 Hz wieder.
Ein solches Lautsprechersystem hat den Vorteil, daß die
Lautsprechergehäuse für den Hoch- und Mitteltonbereich
ohne Minderung der Wiedergabequalität mit geringem Volumen
realisierbar sind und daß nur ein Gehäuse mit einem hohen
Aufwand an Material und Volumen für die Wiedergabe des
Baßbereichs beider Stereokanäle benötigt wird.
Die zwei Tieftöner sind jeweils einem anderen der zwei
Stereokanäle zugeordnet. Beide Tieftöner arbeiten im
gleichen Frequenzbereich auf ein Kammernpaar, das aus den
verschieden abgestimmten ventilierten Schallkammern
besteht.
Die Wirkung eines Bandpaßsystems mit zwei verschieden
abgestimmten Schallkammern ist ausführlich in der
DE-A1-34 10 134 beschrieben. Im Vergleich mit einem
System, das eine offene und eine geschlossene Kammer
enthält, erzeugt das doppelt abgestimmte System mit
gleichen Tieftönern, gleichem Gesamtvolumen und
entsprechender Dimensionierung der Austrittskanäle im
obengenannten Wiedergabebereich einen Schalldruck Ps mit
Werten, die um etwa 3 dB höher liegen. Dieses ist dadurch
erklärbar, daß beim doppelt abgestimmten System beide
Seiten der Tieftönermembran zur Schallabstrahlung genutzt
werden.
Im Gegensatz dazu werden bei einem Gehäuse mit einer
geschlossenen Kammer 50% der erzeugten Schallenergie in
dieser Kammer in Wärme umgewandelt.
Die Fig. 1 zeigt beispielsweise die Verläufe von
Schalldruck Ps und Auslenkung der Schwingspulen für ein
doppelt abgestimmtes System, welches für zwei Tieftöner
und mit einem Volumen von V₀ = 33 l vorrangig zum
Erzielen eines maximalen Schalldrucks ausgelegt wurde.
Die Tieftöner weisen Membrandurchmesser von je 130 mm, ein
Äquivalentvolumen Vas = 11 l und eine Freiluftresonanz
von etwa 60 Hz auf. Das Volumen für die vordere Kammer
beträgt VF = 10 l und das Volumen für die hintere Kammer
beträgt VR = 23 l. Die vordere Kammer wurde auf eine
Abstimmfrequenz fcF = 110 Hz und die hintere Kammer auf
eine Abstimmfrequenz fcR = 35 Hz abgestimmt.
Die Fig. 1 a) zeigt, daß mit dieser Dimensionierung in
einem Frequenzbereich von 58 Hz bis 170 Hz mit 2 × 1 Watt
elektrische Signalleistung ein Schalldruck Ps zwischen
90 dB und 96 dB realisierbar ist, wobei jedoch die
Linearität des Schalldrucks Ps unbefriedigend ist.
Eine bessere Linearität ist zu erwarten, wenn das Gehäuse
auf optimalem Frequenzverlauf dimensioniert wird. In
diesem Fall kann jedoch der genannte Schalldruck nicht
erreicht werden.
Um die Welligkeit der Schalldruckkurve in praktisch
brauchbaren Grenzen zu halten, müssen die
Abstimmfrequenzen fcF und fcR der beiden Schallkammern
weit auseinander liegen. Damit benötigt die hintere
ventilierte Kammer ein Schallaustrittskanal mit einer
Länge von 37,6 cm und einem Querschnitt von 50 cm². Ein
Gehäuse, bei dem in einer Schallkammer ein
Schallaustrittskanal mit einer solchen Länge angeordnet
werden muß, ist in der Praxis schon aus gestalterischen
Gründen schwer zu realisieren. Darüber hinaus besteht die
Gefahr, das im Schallaustrittskanal unzumutbare
Strömungsgeräusche von der bewegten Luft auftreten.
Die Fig. 1 b) zeigt den Verlauf der Auslenkung der
Schwingspule vom Tieftöner. Dabei ist erkennbar, daß die
Schwingspule bei den Abstimmfrequenzen fcF und fcR mit
minimaler Amplitude ausgelenkt wird.
Von Nachteil ist jedoch, das außerhalb dieser Frequenzen
die Schwingspule wesentlich größere Amplituden ausführt.
Im Beispiel weist die Kurve ein erstes Amplitudenmaximum
von 4 mm und ein zweites Amplitudenmaximum von 1,5 mm auf.
Obwohl die Frequenz beim ersten Maximalwert mit 25 Hz am
unteren Rand des Bandpaßbereichs des Lautsprechergehäuses
liegt, muß der Tieftöner diese hohen Amplituden
verzerrungsfrei ausführen können, wenn diese Frequenz im
elektrischen Signal auftritt. Anderenfalls würden die
Oberwellen, die von einer Verzerrung verursacht werden,
durch die Resonatorwirkung verstärkt abgestrahlt werden.
Um solche hohen Membranauslenkungen verzerrungsfrei zu
realisieren, müssen Langhub-Tieftöner verwendet werden und
diese verteuern den Aufwand erheblich.
Ein prinzipieller Nachteil von Bandpaßgehäusen ist das
Auftreten von unerwünschten Resonanzen fr in den
Schallaustrittskanälen oberhalb des Baßbereichs, welche
die Klangfarbe der Wiedergabe verfälschen. Diese
Resonanzen fr liegen in der Regel zwischen 500 und 1000
Hz und müssen elektrisch gefiltert werden.
Aus den genannten Gründen ist ein Bandpaßgehäuse mit zwei
ventilierten Schallkammern für die vorgesehene Anwendung
ebenfalls unzureichend geeignet.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine
Lautsprechergehäuse für den Tieftonbereich unterhalb von
etwa 150 Hz zu schaffen, das bei kleinem Volumen, mit
preisgünstigen Tieftönern und geringer elektrischer
Leistung im Vergleich zu den bekannten Lösungen einen
höheren Schalldruck Ps erzeugt.
Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, daß sich die Signale
von den Stereokanälen im Tieftonbereich annähernd
gleichen. Außerdem ist es möglich, die Tieftöner für beide
Stereokanäle in einem Gehäuse unterzubringen, da unterhalb
von 200 Hz die Ortbarkeit des Schalls stark nachläßt.
Damit ist es möglich die Tieftöner, die für jeden
Stereokanal vorhanden sind, unabhängig vom Stereokanal,
dem sie zugeordnet sind, jeweils in einem anderen
Frequenzbereich zum Erzeugen von Schalldruck zu nutzen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei
einem Lautsprechergehäuse, das mehrere Tieftöner enthält,
jeder Tieftöner in der Öffnung einer Zwischenwand eines
separaten Schallkammersystem angeordnet ist. Ein separates
Schallkammersystem besteht sowohl aus einer geschlossenen
Schallkammer als auch aus einer als Bandpaßfilter
ausgebildeten offenen Schallkammer mit einem abgestimmten
Schallausgang. Die Schallkammersysteme sind akustisch von
einander getrennt, so daß jeder Tieftöner unbeeinflußt vom
anderen System in einem ausgewählten Frequenzbereich
Schalldruck erzeugt. Die Systeme sind vorrangig unter dem
Aspekt abgestimmt, in einem ausgewählten Frequenzbereich
des Baßbereiches einen besonders hohen Schalldruck zu
erreichen, ohne daß mit einem einzelnen System über den
gesamten Baßbereich ein ausreichender Schalldruck erzielt
wird. Erst durch die Addition des Schalls von allen
Tieftönern, die im Gegensatz zu den bekannten Lösungen
außerhalb des Lautsprechergehäuses erfolgt, entsteht eine
vollständige Baßwiedergabe.
Die Gehäuseparameter wie Güte, Dämpfungsfaktor,
Abstimmfrequenz der Systeme und die Phasenlage der
Schallwellen an den Baßreflexöffnungen werden dabei so
aufeinander abgestimmt, daß ein hoher Schalldruck mit
einer entsprechenden Linearität über den gesamten
Baßbereich erreicht wird.
Die Erfindung wird anhand von Figuren erläutert. Es zeigen
Fig. 1 den Verlauf von Schalldruck Ps und Auslenkung A
der Schwingspulen bei einem Bandpaßgehäuse mit
zwei ventilierten Schallkammern, entsprechend dem
Stand der Technik,
Fig. 2 das Grundprinzip des erfindungsgemäßen
Bandpaßgehäuses mit vier Schallkammern,
Fig. 3 das Prinzip des frequenzabhängigen Verlaufs des
Schalldrucks Ps bei einem Bandpaßgehäuse
entsprechend der Erfindung,
Fig. 4 den Verlauf von Schalldruck Ps, Phasenlage des
emittierten Schalls und Auslenkung der
Schwingspulen bei den einzelnen Schallkammer
systemen und den Verlauf des Gesamtschalldrucks
Psu eines erfindungsgemäßen Bandpaßgehäuses,
Fig. 5 eine weitere konstruktive Ausführungsform der
Erfindung.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel erläutert
werden.
Die Fig. 2 zeigt ein Lautsprechergehäuse 1 mit einem
vorgegebenen Volumen V₀. Dieses wird erfindungsgemäß
durch Schalltrennwände 2.1 und 2.2 mit Öffnungen 3 und
Schalltrennwänden 2.3 und 2.4 ohne Öffnungen in zwei
geschlossene Schallkammern 6.1 bzw. 6.2 und zwei
ventilierte Schallkammern 7.1 bzw. 7.2 aufgeteilt. In den
Öffnungen 3 der Schalltrennwände 2.1 und 2.2 ist jeweils
ein Tieftöner 4.1 bzw. 4.2 angeordnet.
Die Schalltrennwände 2.3 und 2.4 ohne Öffnungen trennen
das Lautsprechergehäuse 1 in zwei voneinander akustisch
unabhängige Schallkammersysteme 5.1 und 5.2, welche
jeweils eine geschlossene Schallkammer 6.1 bzw. 6.2 und
eine ventilierte Schallkammer 7.1 bzw. 7.2 enthalten.
Die Schallkammersysteme 5.1 und 5.2 sind auf verschiedene
Abstimmfrequenzen fc1 und fc2 und Bandbreiten B1 und
B2 abgestimmt.
Wie die Fig. 3 zeigt, werden die Abstimmfrequenzen fc1
und fc2 und Bandbreiten B1 und B2 vorzugweise so
gewählt, daß an der Übergangsfrequenz ft, an der sich
die fallende Frequenzkurve des Schallkammersystems 5.1 mit
der steigenden Frequenzkurve des Schallkammersystems 5.2
kreuzt, der Schalldruck Ps um 3 dB gegenüber dem Maximum
reduziert ist.
Um mit gleichen Tieftönern 4.1 und 4.2 die Schalldrücke
Ps1 und Ps2 der beiden Schallkammersysteme 5.1 und 5.2
aufeinander anzupassen, ist es erforderlich, daß das
Schallkammersystem 5.1, welches für die tiefere
Abstimmfrequenz fc1 bemessen ist, von beiden Systemen
auf die geringere Bandbreite B1 abgestimmt wird. Dazu muß
das Gesamtvolumen Vs = Vb1 + Vb2 dieses Systems
größer als das des anderen sein.
Bei einem Gehäuses 1 mit einem Gesamtvolumen V₀ = 33 l
sind zum Beispiel, um einen hohen akustischen Wirkungsgrad
zu erreichen, die Volumen Vb1.1 = 7 l und Vb1.2 = 8 l
der geschlossenen Schallkammern 6.1 und 6.2 gegenüber dem
Äquivalentvolumen Vas = 11 l des Tieftöners kleiner.
Die ventilierte Schallkammer 7.1 ist mit einem
Schallaustrittskanal 8.1, der eine Länge von 13,8 cm
aufweist, versehen und auf eine Abstimmfrequenz fc1 = 65
Hz abgestimmt. Die ventilierte Schallkammer 7.2 enthält
einen Schallaustrittskanal 8.2, der eine Länge von 9,9 cm
aufweist und ist auf eine Abstimmfrequenz fc1 = 91 Hz
abgestimmt. Im Gegensatz zu den üblichen Dimensionen sind
die Volumen der ventilierten Schallkammern 7.1 bzw. 7.2
mit Vb2.1 = 7 l und Vb2.2 = 12 l gegenüber den Volumen
Vb1.1 =Vb1.2 der geschlossenen Schallkammern 6.1 und
6.2 gleich oder größer.
Mit diesen Dimensionen haben die akustisch unabhängigen
Schallkammersysteme 5.1 und 5.2 gegenüber üblichen
Bemessungen einen höheren Wirkungsgrad, wobei das tiefer
abgestimmte System etwa eine Bandbreite von B1 = 12 Hz und
das höher abgestimmte System eine Bandbreite von
B1 = 60 Hz aufweist.
Wie die Fig. 4 a) zeigt, bewirkt dieses gemeinsam mit der
geringen Bandbreite B1 bzw. B2 des einzelnen Kammersystems,
daß jeder der Tieftöner 4.1, 4.2 der Schallkammersysteme
5.1, 5.2 in einem anderen Teilfrequenzbereich des
erwünschten Baßbereiches, der im Beispiel von 50 bis 130
Hz reicht und eine geringe Welligkeit aufweist, mit
optimalen Wirkungsgrad Schalldruck Ps erzeugt.
Das erfindungsgemäße Lautsprechergehäuse 1 enthält damit
anstelle der bekannten zwei großen Schallkammern, von
denen jede eine andere Abstimmfrequenzen fc11 und fc2
aufweist, zwei kleine Schallkammersysteme 5.1 und 5.2, die
jeweils vom bekannten einfachen Grundsystem mit je einer
offenen und einer geschlossenen Schallkammer gebildet
werden. Bei jedem dieser Schallkammersysteme 5.1 und 5.2
wird ohne Rückwirkung auf das andere System ein hoher
Wirkungsgrad eingestellt. Bei diesem Wirkungsgrad sind die
Bandbreiten B1 und B2 der Schallkammersysteme 5.1 und 5.2
geringer und die Welligkeit im Arbeitsbereich höher als
bei gebräuchlicher Dimensionierung.
Ein einzelnes Schallkammersystem 5.1 oder 5.2 ist
demzufolge für eine zufriedenstellende Tonwiedergabe
ungeeignet.
Erst durch die Addition des Schalldrucks Ps1 und Ps2
beider Schallkammersysteme 5.1 und 5.2 außerhalb des
Lautsprechergehäuses 1 entsteht, wie Fig. 4 b) zeigt, der
Schalldruck Psu = Ps1 + Ps2, der für eine
befriedigende Tieftonwiedergabe benötigt wird.
Die Fig. 4 c) zeigt die Auslenkung der Schwingspulen der
Tieftöner im erfindungsgemäßen Gehäuse in Abhängigkeit von
der Wiedergabefrequenz. Die Schwingspulen der Tieftöner
4.1 und 4.2 werden bei der entsprechenden Abstimmfrequenz
fc1 = 65 Hz bzw. fc2 = 91 Hz des Schallkammersystems
mit minimaler Amplitude ausgelenkt.
Während jedoch die Schwingspulen der Lautsprecher 4.1 und
4.2 im Schallkammersystem mit zwei ventilierten
Schallkammern, wie in Fig. 1b) gezeigt, Auslenkungen bis
zu A = 4 mm ausführen, liegen beim erfindungsgemäßen
Lautsprechergehäuse die ersten Amplitudenmaxima mit 2 mm
bzw. 1,7 mm und die zweiten Amplitudenmaxima mit 1 mm bzw.
0,8 mm wesentlich unterhalb der Werte von Fig. 1 b). Es
ist offensichtlich, daß die Tieftöner im erfindungsgemäßen
Gehäuse bezüglich der Hubweite der Schwingspulen geringere
Anforderungen erfüllen müssen.
Damit ist es möglich, weniger aufwendigere und damit
preiswertere Tieftöner einzusetzen.
Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung
ist es jedoch auch möglich, bei einem ausgewogenen
Gesamtschalldruck Pso für beide Systeme annähernd
gleiche Bandbreiten B1 und B2 zu wählen. Dieses kann
dadurch erreicht werden, daß die Schallkammersysteme 5.1
und 5.2 mit verschiedenen Tieftönern ausgestattet werden.
Das Schallkammersystem 5.1 mit der tieferen
Abstimmfrequenz muß in diesem Fall einen Tieftöner 4.1
mit einem größeren Membrandurchmesser erhalten.
Wie bekannt ist, läßt das Grundsystem eines Bandpasses mit
einer geschlossenen Schallkammer und einer ventilierten
Schallkammer prinzipiell einen schlechteren Wirkungsgrad
erwarten. Entgegen den Erwartungen sind jedoch mit der
erfindungsgemäßen doppelten Anordnung der Grundausführung
eines Bandpaßgehäuses entweder mit einer bestimmten
Nennleistung, vorgegebenem Tieftönertyp und Volumen ein
höherer Schalldruck Ps oder mit gleichem Volumen und
kleineren Tieftönern der gleiche Schalldruck gegenüber der
Grundausführung realisierbar. Durch das Anordnen der
Tieftöner 4.1 und 4.2 in zwei unterschiedlich abgestimmte
Kammersysteme 5.1 und 5.2 kann das tiefer abgestimmte
Kammersystem schmalbandig auf möglichst hohen Schalldruck
eingestellt werden. Das höher abgestimmte Kammersystem
kann dann breitbandiger mit kleinerem Volumen auf gleichen
Schalldruck eingestellt werden. Die Schalldrücke Ps1 und
Ps2 bei der Übergangsfrequenz ft liegen etwa 3 dB
unter den Maximalwerten Pr1 und Pr2. Beide Systeme
zusammen liegen bei guter Amplituden- und Phasenabstimmung
breitbandig etwa 4 dB über den Einzelsystemen P₅₀ =
Ps1 + 4 dB = Ps2 + 4 dB.
Das erfindungsgemäße Lautsprechergehäuse weist damit
gegenüber den Zweikammergehäusen mit zwei Reflexöffnungen
und zwei Tieftönern den Vorteil auf, daß bei gleicher
elektrischer Signalleistung ein Gewinn an Schalldruck
Pso von 2 bis 3 dB über den gesamten Tieftonbereich
möglich ist, wobei infolge der Dämpfung durch die relativ
kleinen Volumen der geschlossenen Schallkammern 6.1 bzw.
6.2 die Membranauslenkungen der Tieftöner wesentlich
reduziert werden. Auf diese Weise können einfache
preiswerte Standardlautsprecher verwendet werden.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung können
auch die Phasenlagen der abgestrahlten Schallwellen
aufeinander abgestimmt werden. Dieses kann einerseits auf
elektrischem Wege geschehen. Dafür können zum Beispiel für
die Induktivitäten, die üblicherweise in Serie zu den
Schwingspulen der Tieftöner geschaltet sind um zu
verhindern, daß diese im Mittel- und Hochtonbereich
Signalleistung verbrauchen, verschiedene Werte gewählt
werden.
Andererseits können wie die Fig. 5 zeigt, die
Schalltrennwände 2.1 und 2.2 mit den Tieftönern 4.1 bzw.
4.2 in ihrer Lage zu den innenliegenden Öffnungen der
Schallaustrittskanäle 8.1 bzw. 8.2 so angeordnet werden,
daß in den Schallkammersystemen 5.1 und 5.2 verschieden
lange Schallwege L1 und L2 und damit Unterschiede in der
Länge der Laufzeiten des Schalls in beiden Systemen
entstehen. Auf diese Weise, verlassen die Schallwellen die
Schallkammersysteme 5.1 und 5.2 mit verschiedener
Phasenlage.
Die Phasenlagen können so gewählt werden, daß bei einem
Schallsignal, das beide Tieftönern 4.1 und 4.2 am
Übergangsbereich vom Schallkammersystem 5.1 zum
Schallkammersystem 5.2 mit der Übergangsfrequenz ft in
den Raum abstrahlen, der Phasenunterschied an den
Baßreflexöffnungen minimal ist.
Auf diese Weise lassen sich Schalldruckabsenkungen im
Bereich der Übergangsfrequenz ft, die infolge einer
Signalsubtraktion der beiden Schallwellen auftreten kann,
vermeiden.
Desweiteren kann die Phasenlagen der Systeme untereinander
soweit geringfügig variiert werden, daß die beschriebenen
unerwünschten Resonanzen fr, die in den
Schallaustrittskanälen oberhalb des Baßbereiches auftreten
und welche die Klangfarbe der Wiedergabe verfälschen
zumindest in ihrem unteren Bereich infolge
entgegengesetzter Phasenlage der austretenden Schallwellen
ausgelöscht werden.
Bezugszeichenliste
1 Lautsprechergehäuse
2.1 Schalltrennwand
2.2 Schalltrennwand
3 Öffnung
3.1 Tieftöner
3.2 Tieftöner
4.1 Schallkammersystem
4.2 Schallkammersystem
6.1 geschlossene Schallkammer
6.2 geschlossene Schallkammer
7.1 ventilierte Schallkammer
7.2 ventilierte Schallkammer
8.1 abgestimmter Schallausgang
8.2 abgestimmter Schallausgang
2.1 Schalltrennwand
2.2 Schalltrennwand
3 Öffnung
3.1 Tieftöner
3.2 Tieftöner
4.1 Schallkammersystem
4.2 Schallkammersystem
6.1 geschlossene Schallkammer
6.2 geschlossene Schallkammer
7.1 ventilierte Schallkammer
7.2 ventilierte Schallkammer
8.1 abgestimmter Schallausgang
8.2 abgestimmter Schallausgang
Claims (11)
1. Lautsprechergehäuse (1) nach dem Bandpaßprinzip mit:
- - mehreren Schallkammern (6.1, 6.2, 7.1, 7.2), welche
- -- entweder als ventilierte Schallkammern (7.1, 7.2) mit einen abgestimmten Schallaustrittskanal (8.1, 8.2) als akustischer Resonator
- -- oder als geschlossene Schallkammern (6.1, 6.2) ausgebildet sind
wobei die Abstimmfrequenzen (fc1, fc2) der
Resonatoren verschieden sind
- - mindestens zwei Tieftönern (4.1, 4.2), die sich in Öffnungen (3) von Schalltrennwänden (2.1, 2.2) im Innern des Lautsprechergehäuses (1) befinden, so daß Schallwege (L1, L2) zwischen den Tieftönern (4.1, 4.2) und den Schallaustrittskanälen (8.1, 8.2) vorhanden sind
dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Tieftöner (4.1, 3.2) in einem separaten
Schallkammersystem (5.1, 5.2) enthalten ist, welches
jeweils aus einer geschlossenen Schallkammer (6.1, 6.2)
und einer abgestimmten ventilierten Schallkammer (7.1,
7.2) mit einem Schallaustrittskanal (8.1, 8.2) besteht,
so daß die Schallkammersysteme (5.1, 5.2) von einander
akustisch getrennt sind, wobei der Tieftöner (4.1, 4.2)
in der Schalltrennwand (2.1, 2.3) zwischen der
geschlossenen Schallkammern (6.1, 6.2) und der
ventilierten Schallkammer (7.1, 7.2) des
Schallkammersystems (5.1, 5.2) angeordnet ist.
2. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in mindestens einem
Schallkammersysteme (5.1, 5.2) das Volumen (Vb2) der
ventilierten Schallkammern (7.1, 7.2) größer ist, als
das Volumen (Vb1) der geschlossenen Schallkammer
(6.1, 6.2).
3. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schallkammersysteme (5.1, 5.2)
akustisch so abgestimmt sind, daß die Abstimmfrequenzen
(fc1, fc2) und die Bandbreiten (B1, B2) an der
Übergangsfrequenz ft, an der sich die fallende
Schalldruckkurve (Ps1) des Schallkammersystems (5.1)
mit der steigenden Schalldruckkurve (Ps2) des
Schallkammersystems (5.2) kreuzt, der Schalldruck
(Ps1 = Ps2) um 3 dB gegenüber dem Wert (Pr1 und
Pr2) bei Resonanz geringer ist.
4. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Schallkammersysteme (5.1,
5.2) verschiedene Bandbreiten (B1 und B2) aufweisen.
5. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schallkammersystems (5.1) mit
der niedrigsten Abstimmfrequenz (fc1) die geringste
Bandbreite aufweist.
6. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in den Schallkammersystemen (5.1,
5.2) Tieftöner (4.1, 4.2) mit akustisch
unterschiedlichen Eigenschaften, die jeweils an die
Erfordernisse des entsprechenden Teilfrequenzbereich
angepaßt sind, vorhanden sind.
7. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Schallkammersysteme (5.1,
5.2) Mittel vorhanden sind, mit denen die Phasenlage
der austretenden Schallwellen abgestimmt werden können.
8. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel zum Abstimmen der
Phasenlage unterschiedliche Schallwege (L1, L2) sind,
die in der Art dimensioniert sind, daß bei einem
Schallsignal mit der Übergangsfrequenz (ft), das
beide Tieftönern (4.1 und 4,2 ) am Übergangsbereich von
einem Schallkammersystem (5.1) zum anderen
Schallkammersystem (5.2) in den Raum abstrahlen, die
Phasenverschiebung zwischen den Schallwellen an den
Baßreflexöffnungen minimal sind.
9. Lautsprechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel zum Abstimmen der
Phasenlage in der Art dimensioniert sind, daß die
abgestrahlten Schallsignale, die als unerwünschten
Resonanzen (fr) in den Schallaustrittskanälen (8.1
und 8.2) oberhalb des Baßbereiches vorhanden sind, bei
den austretenden Schallwellen zumindest in ihrem
unteren Bereich eine entgegengesetzte Phasenlage
aufweisen.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4424995A DE4424995A1 (de) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | Gehäuse für Baßlautsprecher |
DE59503239T DE59503239D1 (de) | 1994-07-15 | 1995-07-14 | Gehäuse für Basslautsprecher |
EP95111048A EP0692922B1 (de) | 1994-07-15 | 1995-07-14 | Gehäuse für Basslautsprecher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4424995A DE4424995A1 (de) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | Gehäuse für Baßlautsprecher |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4424995A1 true DE4424995A1 (de) | 1996-01-18 |
Family
ID=6523228
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4424995A Withdrawn DE4424995A1 (de) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | Gehäuse für Baßlautsprecher |
DE59503239T Expired - Fee Related DE59503239D1 (de) | 1994-07-15 | 1995-07-14 | Gehäuse für Basslautsprecher |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE59503239T Expired - Fee Related DE59503239D1 (de) | 1994-07-15 | 1995-07-14 | Gehäuse für Basslautsprecher |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0692922B1 (de) |
DE (2) | DE4424995A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013110535A1 (de) | 2013-09-24 | 2015-03-26 | D&B Audiotechnik Gmbh | Bassreflex-Lautsprechersystem mit Phasenkorrekturelement |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0213766D0 (en) * | 2002-06-14 | 2002-07-24 | Funktion One Res | Low frequency loudspeaker |
DE102004025146B4 (de) * | 2004-05-21 | 2006-06-01 | Elac Electroacustic Gmbh | Tiefton-Lautsprecher |
CN113596672B (zh) * | 2020-04-30 | 2022-11-22 | 华为技术有限公司 | 扬声器模组及电子设备 |
CN113810800B (zh) * | 2021-09-16 | 2024-01-09 | 维沃移动通信有限公司 | 扬声器模组及其声音调节方法、装置和电子设备 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU720830A1 (ru) * | 1978-07-07 | 1980-03-05 | Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. 50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Акустическое устройство |
EP0125625A1 (de) * | 1983-05-13 | 1984-11-21 | International Standard Electric Corporation | Lautsprecherbox mit integriertem akustischem Bandpassfilter |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3892288A (en) * | 1971-10-02 | 1975-07-01 | Monitron Ind | Speaker enclosure |
WO1988004514A1 (en) * | 1986-12-02 | 1988-06-16 | Wolfgang Spors | Loudspeaker installation |
JP2506193B2 (ja) * | 1989-05-24 | 1996-06-12 | 株式会社ケンウッド | 低音スピ―カシステム |
JPH0575955A (ja) * | 1991-09-10 | 1993-03-26 | Sony Corp | テレビセツト |
-
1994
- 1994-07-15 DE DE4424995A patent/DE4424995A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-07-14 EP EP95111048A patent/EP0692922B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-14 DE DE59503239T patent/DE59503239D1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU720830A1 (ru) * | 1978-07-07 | 1980-03-05 | Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. 50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Акустическое устройство |
EP0125625A1 (de) * | 1983-05-13 | 1984-11-21 | International Standard Electric Corporation | Lautsprecherbox mit integriertem akustischem Bandpassfilter |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
4-77199 A., E-1225,June 29,1992,Vol.16,No.294 * |
JP Patents Abstracts of Japan: 3-96198 A., E-1090,July 16,1991,Vol.15,No.280 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013110535A1 (de) | 2013-09-24 | 2015-03-26 | D&B Audiotechnik Gmbh | Bassreflex-Lautsprechersystem mit Phasenkorrekturelement |
US9288571B2 (en) | 2013-09-24 | 2016-03-15 | D&B Audiotechnik Gmbh | Bass reflex loudspeaker system with phase correction element |
DE102013110535B4 (de) | 2013-09-24 | 2018-03-01 | D&B Audiotechnik Gmbh | Bassreflex-Lautsprechersystem mit Phasenkorrekturelement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0692922B1 (de) | 1998-08-19 |
DE59503239D1 (de) | 1998-09-24 |
EP0692922A2 (de) | 1996-01-17 |
EP0692922A3 (de) | 1997-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4446690B4 (de) | Lautsprecheranordnung | |
DE3037496C2 (de) | Lautsprecheranlage zur Wiedergabe im Mittel- und/oder Tieftonbereich | |
DE102006058009B3 (de) | Lautsprechersystem mit reduzierter rückseitiger Schallabstrahlung | |
DE69622059T2 (de) | Lautsprechersystem für ein Fernsehgerät | |
DE2536439A1 (de) | Lautsprechersystem | |
DE3410134A1 (de) | Lautsprecher-system mit einem mit mehreren schalloeffnungen versehenen gehaeuse | |
DE69431391T2 (de) | Lautsprechersystem für Fernsehgeräte | |
DE3317518A1 (de) | Lautsprecherbox mit integriertem akustischem bandpassfilter | |
DE69027144T2 (de) | Lautsprechersystem | |
DE19507296A1 (de) | Lautsprecher | |
DE60225345T2 (de) | Modularer lautsprecher | |
DE69225328T2 (de) | Lautsprecher mit einem gehäuse in form eines hexagonalen-prismas | |
DE3907275C2 (de) | Tonsystem | |
DE69736941T2 (de) | Lautsprechervorrichtung | |
EP2508008A1 (de) | Flachlautsprecher | |
EP1216600A2 (de) | Lautsprecherkombination | |
EP0692922B1 (de) | Gehäuse für Basslautsprecher | |
DE2801227B2 (de) | Lautsprecherbox mit Hornresonator | |
DE3130234A1 (de) | Lautsprecherbox bzw. -kombination fuer stereo-wiedergabe | |
EP0303912A2 (de) | Tiefton-Lautsprecherbox | |
DE19830947C2 (de) | Basslautsprecheranordnung | |
DE2739523C2 (de) | ||
DE3506139C1 (de) | Lautsprechersystem für eine qualitativ hochwertige Tonwiedergabe | |
DE2902819C2 (de) | Lautsprecheranordnung und Schaltung zur Raumklangerzeugung | |
DE1291790B (de) | Lautsprecherbox mit einem oder mehreren Lautsprechern |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |