DE4447269C1

DE4447269C1 - Frequency filter for multi-path loudspeaker systems with enhanced phase characteristic

Info

Publication number: DE4447269C1
Application number: DE19944447269
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl Ing Richt
Original assignee: Individual
Current assignee: Richt Stefan Dipl-Ing 67714 Waldfischbach-Bur
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1994-12-30
Publication date: 1996-02-01
Anticipated expiration: 2014-12-31

Abstract

A two-way frequency filter arrangement has the input signal received by high pass (7) and low filters (8) that connect with separate loud speakers that are positioned such that the listener is near to the acoustic centre. The high pass filter is coupled to an additional delay element (9) that allows the phase difference at the filter separating frequency to be reduced to near zero. The resulting summed frequency characteristic is linear. The filter is selected such that without the presence of the delay the phase of the high frequency speaker and the low frequency speaker are in the region of the separating frequency.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruch 1 sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method according to the Generic term of claim 1 and an arrangement for Execution of the procedure.

Ist ein zu übertragendes Signal breitbandiger als die zur Verfügung stehenden Wandler, muß das Gesamtsignal in mehrere Frequenzbänder zerlegt werden. Man verwendet dazu sog. Frequenzweichen, die mit aktiven oder passiven Bauteilen realisiert werden. Diese Frequenzbänder werden dann von optimierten Wandlern (z. B. Hochtöner, Mitteltöner und Tieftöner) wiedergegeben. Die von den Mittel- Hoch- und Tieftöner wiedergegebenen Teilfrequenzbänder summieren sich in der Luft wieder zu einem Gesamtsignal, welches dem Originalsignal so nahe wie möglich kommen soll.Is a signal to be transmitted broadband than that for Available converters, the total signal must be divided into several Frequency bands are broken down. So-called. Crossovers with active or passive components will be realized. These frequency bands are then from optimized transducers (e.g. tweeters, mid-range speakers and woofers) reproduced. Those of the mid-high and woofers reproduced sub-frequency bands add up in the air back to an overall signal that is so close to the original signal should come as possible.

Lautsprecher, die nach diesem Prinzip arbeiten, nennt man Mehrwege Lautsprecher.Loudspeakers that work according to this principle are called multipaths Speaker.

Üblich sind Frequenzweichen mit Butterworth-, Linkwitz Riley- oder Besselcharakteristik zweiter bis vierter Ordnung. (1)Crossovers with Butterworth, Linkwitz Riley or are common Second to fourth order Bessel characteristics. (1)

Nachteilig bei o.g. bekannten Weichentypen mit Ausnahme des Filters 1ter. Ordnung ist die Tatsache, daß die Gruppenlaufzeit des Summensignals der Teilfrequenzbänder nicht konstant ist. Diese Eigenschaft bewirkt Phasenverzerrungen, die vor allem bei Signalen mit großer Bandbreite (z. B. Rechteck-Signal) zu einer beträchtlichen Deformierung des Originalsignals führen.A disadvantage of the above known switch types with the exception of the Filters 1st Order is the fact that the group duration the sum signal of the sub-frequency bands is not constant. These Property causes phase distortion, especially with signals with a large bandwidth (e.g. rectangular signal) to one cause significant distortion of the original signal.

Filter 1. Ordnung liefern, ideale Chassis (kein Bandpaßverhalten) vorausgesetzt, einen linearen Summenschalldruck bei konstanter Phase und Gruppenlaufzeit. Nachteilig ist die schwache Sperrwirkung (6 dB/Oktave), welche die praktische Anwendung sehr einschränkt. (1)Deliver 1st order filter, ideal chassis (no bandpass behavior) provided a linear summation sound pressure at constant Phase and group duration. The weakness is a disadvantage Barrier effect (6 dB / octave), which is very practical restricted. (1)

Ebenso bekannt sind Constant Voltage Filter (2), die unter obigen idealen Voraussetzungen ebenfalls konstante Amplitude und Phase liefern.Constant voltage filters (2), which are described above, are also known ideal conditions also constant amplitude and phase deliver.

Nachteilig ist aber der sehr großen Überlappungsbereich und die geringe Flankensteilheit.The disadvantage is the very large overlap area and the low slope.

Weiterhin nachteilig ist, daß dieses Filter nur aktiv realisiert werden kann.Another disadvantage is that this filter is only actively implemented can be.

Es ist eine weitere Frequenzweichenfamilie bekannt, die "delay derived" Frequenzweichen von Stanley P. Lipshitz und John Vanderkoy. Diese Frequenzweichen erreichen ideale Lautsprecher vorausgesetzt sowohl eine konstante Gruppenlaufzeit als auch eine starke Filterwirkung.Another family of crossovers is known, the "delay derived "crossovers from Stanley P. Lipshitz and John Vanderkoy. These crossovers achieve ideal loudspeakers provided both a constant group term and one strong filter effect.

Leider ist es bei diesem Weichentyp notwendig, sehr lange Verzögerungszeiten zu realisieren, (4) so daß diese Weichen mit vertretbarem Aufwand nur digital realisiert werden können. Die digitale Realisierung bedeutet wiederum einen erheblicher Mehraufwand, da pro Frequenzband jeweils 1 Mal digital/analog gewandelt werden muß.Unfortunately, with this type of switch it is necessary for a very long time Realize delay times, (4) so that these switches with reasonable effort can only be realized digitally. The digital realization in turn means a considerable one Additional effort, since 1 frequency digital / analog per frequency band must be changed.

Weiterhin nachteilig am Stand der Technik ist die Tatsache, daß o.g. letzten drei Typen von Frequenzweichen unter Vernachlässigung der Bandpaßeigenschaften real er Lautsprecher zwar eine konstante Gruppenlaufzeit erreichen, aber mit realen Lautsprechern eine solche nur sehr schwer erreichbar ist. Another disadvantage of the prior art is the fact that o.g. neglecting the last three types of crossovers The bandpass characteristics of real loudspeakers are constant Reach group time, but with real speakers one such is very difficult to reach.

Im Folgendem wird eine 2-Weg Frequenzweiche nach dem Stand der Technik beschrieben.In the following a 2-way crossover according to the state of the Technology described.

Fig. 1 zeigt eine 2-Weg Frequenzweiche nach dem Stand der Technik Das Originalsignal (1) wird mit jeweils einem aktiven oder passiven Hochpaßfilter (2) und Tiefpaßfilter (3) in zwei Teilfrequenzbereiche aufgeteilt. Der Hochtoner (4) wird an den Ausgang des Hochpaßfilters angeschlossen, der Tieftöner (5) an den Ausgang des Tiefpaßfilters. Je nach Übertragungsverhalten des Hochpaßkanals und des Tiefpaßkanals (in Verbindung mit den Lautsprechern) erreicht man einen linearen Summenschalldruck, wenn beide Lautsprecher gleichphasig oder gegenphasig angeschlossen werden. Fig. 1 shows a 2-way crossover according to the prior art. The original signal ( 1 ) is divided into two partial frequency ranges, each with an active or passive high-pass filter ( 2 ) and low-pass filter ( 3 ). The tweeter ( 4 ) is connected to the output of the high-pass filter, the woofer ( 5 ) to the output of the low-pass filter. Depending on the transmission behavior of the high-pass channel and the low-pass channel (in connection with the loudspeakers), a linear sum sound pressure is achieved if both loudspeakers are connected in phase or in phase.

Um mit realen Lautsprechern dem theoretischem Ideal näher zu kommen, wird nach dem Stand der Technik versucht, die Lautsprecher so anzuordnen, daß die akustischen Zentren der verwendeten Lautsprecher gleichen Abstand zur Hörposition besitzen. (2) Bei einem Konus Tieftonlautsprecher liegt das akustische Zentrum weiter hinten, als beispielsweise bei einem Kalottenlautsprecher. Durch Neigen der Schallwand oder durch Rücksetzen des Hochtöners wird dieser Zeitversatz in bekannter Weise ausgeglichen.To get closer to the theoretical ideal with real speakers come, it is tried according to the prior art, the speakers to be arranged so that the acoustic centers of the used Speakers have the same distance from the listening position. (2) The acoustic center of a cone woofer is the acoustic center further back than, for example, with a dome speaker. By tilting the baffle or by resetting the tweeter this time offset is compensated in a known manner.

Auch wenn die akustischen Zentren der Lautsprecher ausgeglichen werden, ergibt sich mit Frequenzweichen nach dem Stand der Technik zwar ein weitgehend linearer Frequenzgang, jedoch keine konstante Gruppenlaufzeit. Lautsprecher mit obiger Frequenzweiche nach dem Stand der Technik produzieren starke Phasenverzerrungen, die die Wiedergabequalität hörbar beeinträchtigen.Even if the acoustic centers of the speakers are balanced with crossovers according to the state of the art a largely linear frequency response, but not a constant one Group term. Loudspeaker with the above crossover after State of the art produce strong phase distortions that the Audible impairment of playback quality.

Fig. 3 zeigt den simulierten Frequenz und Phasengang des Summenschaldruck einer 2-Weg Frequenzweiche nach dem Stand der Technik entsprechend Fig. 1, basierend auf gemessenen Frequenz und Impedanzverlauf von realen Lautsprechern (Focal 5ko131, Focal TC120). Die Trennfrequenz von Hochtöner und Tieftöner beträgt ca. 3500 Hz, die akustischen Zentren der Lautsprecher sind durch räumliche Anordnung bezüglich des Abhörpunktes angeglichen. (2) Fig. 3 shows the simulated frequency and phase response of the total sound pressure of a 2-way crossover according to the prior art corresponding to Fig. 1, based on the measured frequency and impedance curve of real speakers (Focal 5ko131, Focal TC120). The separation frequency of tweeters and woofers is approx. 3500 Hz, the acoustic centers of the loudspeakers are aligned with respect to the listening point by spatial arrangement. (2)

Die verwendeten Filter sind identisch mit den Filtern des nachfolgend beschriebenen bevorzugen Ausführungsbeispiels. Der strichlierte Graph zeigt nun den Phasengang eines simulierten Minimalphasensystems, dessen Amplitudengang an den Frequenzgang der Frequenzweiche nach Fig. 1 angepaßt wurde.The filters used are identical to the filters of the preferred exemplary embodiment described below. The dashed graph now shows the phase response of a simulated minimal phase system, the amplitude response of which has been adapted to the frequency response of the crossover according to FIG. 1.

Verglichen mit dem Minimalphasensystem fällt auf, daß die Phase im realen Lautsprechersystem bezogen auf das Minimalphasensystem ab dem Bereich der Trennfrequenz zu steigen beginnt. Von konstanter Gruppenlaufzeit kann keine Rede sein, der Hochtöner kommt zu "früh".Compared to the minimal phase system, it is noticeable that the phase in the real speaker system based on the minimal phase system the range of the crossover frequency begins to increase. From constant There can be no question of a group duration, the tweeter is coming "early".

Dies ist typisch für Mehrweglautsprecher nach dem Stand der Technik.This is typical for reusable loudspeakers according to the state of the art Technology.

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, und mit einfachen wirtschaftlichen Mitteln ein Verfahren schaffen, welches in Frequenzgemisch in mehrere Teilfrequenzbereiche so aufteilt, daß mit realen Lautsprechern ein Summensignal mit konstanter Amplitude und wesentlich verbessertem Phasengang bzw. annähernd konstanter Gruppenlaufzeit im Bereich der Trennfrequenz erreicht wird. Ebenso soll die Filterwirkung ausreichend hoch sein, damit die angeschlossenen Treiber in ihrem optimalem Bereich arbeiten. The aim of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art to avoid and with simple economic means Create procedures, which in frequency mix in several Partial frequency ranges divided so that with real speakers a sum signal with constant amplitude and essential improved phase response or approximately constant group delay is achieved in the range of the crossover frequency. Likewise, the The filter effect must be sufficiently high so that the connected Drivers work in their optimal range.

Eine Realisierung mit passiven Bauelementen soll möglich sein.Realization with passive components should be possible.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren und durch erfindungsgemäße Anordnungen erreicht.This object is achieved by the method according to the invention and by Arrangements achieved.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand der 2-Weg Frequenzweiche des bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert.The method according to the invention is now based on the 2-way Crossover of the preferred embodiment explained.

Fig. 2 zeigt eine 2-Weg Frequenzweiche nach der Lehre der Erfindung. Fig. 2 shows a 2-way crossover according to the teaching of the invention.

Das Originalsignal (6) wird entsprechend dem Stand der Technik mit einem Hochpaßfilter (7) und einem Tiefpaßfilter (8) beliebiger Ordnung in zwei Teilfrequenzbereiche aufgeteilt. Erfindungsgemäß wird einer der beiden Lautsprecher entgegen dem Stand der Technik verpolt, so daß sich, wenn die akustischen Zentren der Chassis ausgeglichen sind, oder wenn das akustische Zentrum des Hochtöners (10) vor dem des Tieftöners (11) liegt, eine Kerbstelle im Amplitudengang des Summensignals ergibt. Die Filter der Frequenzweiche werden nach der Lehre der Erfindung so dimensioniert, daß ohne die zusätzliche Verzögerung (9) die Phase des höherfrequenten Lautsprechers (10) der Phase des niederfrequenten Lautsprechers (11) im Bereich der Trennfrequenz vorauseilt. Dadurch entsteht die o.g. Kerbe im Amplitudengang. Im bevorzugtem Ausführungsbeispiel beträgt die Phasendifferenz 120 Grad.The original signal ( 6 ) is divided according to the prior art with a high-pass filter ( 7 ) and a low-pass filter ( 8 ) of any order into two sub-frequency ranges. According to the invention, one of the two loudspeakers is reversed in polarity, contrary to the prior art, so that if the acoustic centers of the chassis are balanced, or if the acoustic center of the tweeter ( 10 ) lies in front of that of the woofer ( 11 ), a notch in the amplitude response of the Sum signal results. The filters of the crossover are dimensioned according to the teaching of the invention so that, without the additional delay ( 9 ), the phase of the higher-frequency loudspeaker ( 10 ) leads the phase of the low-frequency loudspeaker ( 11 ) in the region of the separation frequency. This creates the notch in the amplitude response. In the preferred embodiment, the phase difference is 120 degrees.

Fig. 4 zeigt den simulierten Frequenz und Phasengang von Hochtöner und Tieftöner (jeweils mit Frequenzweiche) sowie den Summenfrequenzgang der Frequenzweiche entsprechend Fig. 2, jedoch ohne zusätzliche relative Verzögerung des Hochtöners (9), basierend auf gemessenen Frequenz- und Impedanzverläufen von realen Lautsprechern. (Focal 5ko131, Focal TC120). Die Trennfrequenz von Hochtöner und Tieftöner beträgt ca. 3500 Hz, die akustischen Zentren der Lautsprecher sind durch räumliche Anordnung bezüglich des Abhörpunktes angeglichen. (2) Fig. 4 shows the simulated frequency and phase response of the tweeter and woofer (each with crossover) and the total frequency response of the crossover according to Fig. 2, but without additional relative delay of the tweeter ( 9 ), based on measured frequency and impedance profiles of real speakers. (Focal 5ko131, Focal TC120). The separation frequency of tweeters and woofers is approx. 3500 Hz, the acoustic centers of the loudspeakers are aligned with respect to the listening point by spatial arrangement. (2)

Die durchgezeichnete Kurve zeigt Frequenz- und Phasengang des Hochtöners, die strichlierte Kurve zeigt den Frequenz- und Phasengang des Tiefmitteltöners, und die gepunktete Kurve zeigt den Frequenz- und Phasengang des Summenschalldrucks.The solid curve shows the frequency and phase response of the Tweeters, the dashed curve shows the frequency and Phase response of the bass-midrange, and the dotted curve shows the frequency and phase response of the total sound pressure.

Die Kerbstelle im Summenschalldruck und die voreilende Phase des Hochtöners im Bereich der Trennfrequenz ist gut zu erkennen.The notch in the sum sound pressure and the leading phase of the Tweeters in the area of the crossover frequency can be clearly seen.

Fig. 5 zeigt den simulierten Frequenz und Phasengang von Hochtöner und Tieftöner sowie den Summenfrequenzgang der Frequenzweiche entsprechend Fig. 2, mit zusätzlicher relative Verzögerung des Hochtöners (9) nach der Lehre der Erfindung. Die Filter der Frequenzweiche und die Lautsprecher sind identisch mit Fig. 3 und Fig. 4. Fig. 5 shows the simulated frequency and phase response of the tweeter and woofer and the total frequency response of the crossover according to Fig. 2, with additional relative delay of the tweeter ( 9 ) according to the teaching of the invention. The filter of the diplexer and the loudspeakers are identical to Fig. 3 and Fig. 4.

Die Phasendifferenz zwischen Hochtöner (10) und Tieftöner (11) bei der Trennfrequenz wird durch die zusätzliche Verzögerung auf Null reduziert. Dadurch verschwindet die Kerbstelle im Summenschalldruck von Fig. 4.The phase difference between tweeter ( 10 ) and woofer ( 11 ) at the crossover frequency is reduced to zero by the additional delay. As a result, the notch in the sum sound pressure of FIG. 4 disappears.

Ebenso wird dadurch auch das Abstrahlverhalten in vertikaler Richtung verbessert.The radiation behavior in the vertical direction is also thereby increased Direction improved.

Durch die erfindungsgemäße zusätzliche Verzögerung des Hochpaßsignals mehr als zum Ausgleich der akustischen Zentren notwendig, kombiniert mit o.g. Verpolung eines der beiden Chassis kann ein in der Amplitude linearer Summenfrequenzgang mit annähernd konstanter Gruppenlaufzeit erreicht werden. Die notwendige Zeitverzögerung hängt von den Lautsprechern und den verwendeten Filtern ab.Due to the additional delay of the invention High-pass signal more than to compensate for the acoustic centers necessary, combined with the above Reverse polarity of one of the two chassis can have a sum frequency response that is linear in amplitude almost constant group runtime can be achieved. The necessary time delay depends on the speakers and the used filters.

Fig. 6 zeigt schließlich den simulierten Frequenz und Phasengang des Summenschaldrucks und eines Minimalphasensystems, dessen Frequenzgang an den Frequenzgang des Summenschalldrucks angepaßt wurde. Filter und Lautsprecher entsprechen Fig. 3 bis Fig. 5. Fig. 6 shows the simulated frequency and phase response of the sum of sound pressure and a minimum phase system, whose frequency response has been adapted to the frequency response of the sum of the sound pressure. Filter and speakers correspond to Fig. 3 to Fig. 5.

Sofort fällt auf, daß die Phase verglichen mit dem strichliert dargestellten Minimalphasensystem nach der Übernahmefrequenz nicht ansteigt, und in fast idealer Weise dem Minimalphasensystem folgt. Verglichen mit Fig. 3 ist eine dramatische Verbesserung des Phasenverhaltens zu sehen, während die Filterwirkung identisch bleibt. Der Hochtöner kommt nicht mehr zu "früh".It is immediately apparent that the phase does not increase after the crossover frequency compared to the minimal phase system shown in broken lines, and follows the minimal phase system in an almost ideal manner. Compared to FIG. 3, a dramatic improvement in the phase behavior can be seen, while the filter effect remains identical. The tweeter is no longer "early".

Lediglich die Phasenfehler bedingt durch das Hochpaßverhalten des Tieftonlautsprechers und des "Cone Break Up" des Hochtöners bleiben erhalten. Im Übernahmebereich wird eine annähernd konstante Gruppenlaufzeit erreicht.Only the phase errors due to the high-pass behavior of the Woofer and the "cone break up" of the tweeter remain intact. In the takeover area there is an almost constant Group runtime reached.

Messungen an einem Prototypen ergaben nahezu ideale Rechteckwiedergabe eines erfindungsgemäßen 2-Weg Lautsprechers. Bei niederen Trennfrequenzen beispielsweise 300 Hz ist es mitunter schwierig den höherfrequenten Lautsprecher so zu verzögern, daß der Phasenunterschied zwischen höherfrequenten Lautsprecher und niederfrequenten Lautsprecher im Bereich der Trennfrequenz Null wird. Linearer Summenschalldruck und lineare Gruppenlaufzeit werden nach der Lehre der Erfindung auch erreicht, wenn die Phasendifferenz zwischen beiden Lautsprechern entsprechend Patentanspruch 3 ca. 90 Grad ist.Measurements on a prototype gave almost ideal results Rectangular reproduction of a 2-way loudspeaker according to the invention. At low crossover frequencies, for example 300 Hz, it is sometimes difficult to delay the higher frequency speaker so that the phase difference between higher frequency speakers and low-frequency speakers in the range of zero crossover frequency becomes. Linear composite sound pressure and linear group delay are also achieved according to the teaching of the invention if the Phase difference between the two speakers accordingly Claim 3 is approximately 90 degrees.

Die Abstrahlcharakteristik in vertikaler Richtung ist in diesem Fall schlechter, aber aufgrund der langen Wellenlängen nicht so entscheidend.The radiation characteristic in the vertical direction is in this Case worse, but not because of the long wavelengths crucial.

Hörtests haben weiterhin einen stark verbesserten Raumeindruck bei bei stereophoner Musikwiedergabe ergeben. Vor allem die Tiefenstaffelung und die Ortbarkeit der Instrumente bei sinfonischer Musik ist stark verbessert.Hearing tests continue to have a much improved spatial impression in the case of stereophonic music playback. Especially the Depth grading and the location of the instruments symphonic music is greatly improved.

Die erfindungsgemäße Verzögerung kann leicht durch die räumliche Anordnung der Lautsprecher, oder durch eine elektrische Schaltungseinrichtung beispielsweise mit Allpaßfilter erfolgen.The delay according to the invention can easily be determined by the spatial Arrangement of speakers, or by an electrical Circuit device for example with all-pass filter.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel, von dem die Simulationen Fig. 4 bis Fig. 6 stammen, wird der Hochtonlautsprecher um ca. 3.5 cm rückgesetzt, was mit einfachen Mitteln zu erreichen ist.In the preferred embodiment, from which the simulations Fig. 4 come to FIG. 6, the tweeter is reset cm by about 3.5, which can be achieved with simple means.

Selbstverständlich kann auch die nötige Zeitverzögerung durch eine elektrische Schaltungseinrichtung oder durch räumliche Anordnung oder durch eine Kombination aus beiden.Of course, the necessary time delay can also be caused by a electrical circuit device or by spatial arrangement or a combination of both.

Die verbleibenden Abweichungen im Phasengang verglichen mit dem Minimalphasensystem können leicht durch Optimierung der Filter und Optimieren der zusätzlichen Zeitverzögerung entsprechend Anspruch 1, sowohl durch elektrische Entzerrung weiter verbessert werden.The remaining deviations in the phase response compared to the Minimal phase system can be easily optimized by filter and Optimize the additional time delay according to claim 1, both can be further improved by electrical equalization.

Das anhand einer 2-Weg Weiche beschriebene erfindungsgemäße Verfahren läßt sich leicht auf 3 und Mehrwegesysteme erweitern. The described according to the invention using a 2-way switch The process can easily be expanded to 3 and multi-way systems.

Ein 3-Weg-System wird realisiert, indem Mitteltöner gegenüber Bass und Hochtöner gegenüber Mitteltöner und Baß verzögert wird, und gleichzeitig die Chassis nach der Lehre der Erfindung gepolt werden.A 3 way system is realized by using midrange versus bass and tweeter is delayed compared to midrange and bass, and simultaneously poled the chassis according to the teaching of the invention will.

Es ist nach der Lehre der Erfindung mit einfachen wirtschaftlichen Mitteln möglich, ein Frequenzgemisch auf mehrere Teilfrequenzbereiche aufzuteilen, so daß der Summenfrequenzgang eine annähernd ideale Gruppenlaufzeit besitzt.It is according to the teaching of the invention with simple economic Means possible to mix one frequency over several Partial frequency ranges to divide so that the total frequency response has an almost ideal group duration.

Da das erfindungsgemäße Verfahren mit beliebigen Filtern funktioniert, kann die notwendige Sperrwirkung perfekt auf die verwendeten Lautsprecher angepaßt werden.Since the method according to the invention with any filter works, the necessary blocking effect can be perfectly on the speakers used can be adjusted.

Weiterhin vorteilhaft an der Erfindung ist, daß die Filter der Frequenzweiche sowohl aktiv, als auch passiv sein können.Another advantage of the invention is that the filter of Crossover can be both active and passive.

Mit der Lehre der Erfindung läßt sich mit extrem einfachen Mitteln ein "zeitrichtiger" Mehrweglautsprecher realisieren, der eine nahezu perfekte Rechteck- und Impulswiedergabe hat und in der räumlichen Abbildung Maßstäbe setzt.With the teaching of the invention can be done with extremely simple means realize a "timely" reusable speaker, the one has almost perfect square and pulse reproduction and in the spatial illustration sets standards.

Im Folgenden werden die Filter der Frequenzweiche des bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben.Below are the filters of the crossover of the preferred Described embodiment.

Fig. 7 zeigt das elektrische Schaltbild. Fig. 7 shows the electrical circuit diagram.

Der Hochtöner (HT) wird über ein Hochpaß 2. Ordnung, während der Tieftöner (TT) über einen Tiefpaß 3. Ordnung angesteuert wird. C1, L1, R1 bilden einen Hochpaß 2. Ordnung. R2 und R3 dienen zur Schalldruckanpassung, und R4, C2 und L2 realisieren einen Saugkreis, welcher im Wesentlichen die mechanische Resonanz des Hochtöners bedämpft.The tweeter (HT) is a 2nd order high-pass filter during the Woofer (TT) is controlled via a 3rd order low-pass filter. C1, L1, R1 form a 2nd order high-pass filter. R2 and R3 are used for Sound pressure adjustment, and R4, C2 and L2 implement a suction circuit, which is essentially the mechanical resonance of the tweeter dampened.

L3, L4 und C3 bilden einen Tiefpaß 3. Ordnung und R5 und C5 dienen zur Impedanzlinearisierung des Tieftöners.L3, L4 and C3 form a 3rd order low pass and R5 and C5 serve for linearization of the woofer impedance.

Die Werte sind:
C1 = 7,4 µF
C2 = 30 µF
C3 = 4,7 µF
R1 = 1 Ohm
R2 = 2,5 Ohm
R3 = 2,9 Ohm
R4 = 4,7 Ohm
R5 = 10 Ohm
L1 = 0,4 mH 0,5 Ohm
L2 = 1 mH 0,42 Ohm
L3 = 1,6 mH 0,76 Ohm
L4 = 0,56 mH 0,42 Ohm.The values are:
C1 = 7.4 µF
C2 = 30 µF
C3 = 4.7 µF
R1 = 1 ohm
R2 = 2.5 ohms
R3 = 2.9 ohms
R4 = 4.7 ohms
R5 = 10 ohms
L1 = 0.4 mH 0.5 ohm
L2 = 1 mH 0.42 ohms
L3 = 1.6 mH 0.76 ohms
L4 = 0.56 mH 0.42 ohm.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.

Literatur:Literature:

(1) Vance Dickason, Lautsprecherbau, S. 169-170, Elektor Verlag Aachen ISBN3-928051-36-9.
(2) Stanley P. Lipshitz, John Vanderkooy, A family of Linear- Phase Crossover Networks of High Slope derived by Time Delay, Seite 374 . . 378 An antology of articles on loudspeakers from the pages of the journal of the Audio Engineering Society Vol. 26- Vol. 31).
(3) Stanley P. Lipshitz, John Vanderkooy, A family of Linear- Phase Crossover Networks of High Slope derived by Time Delay, Seite 378 . . 392 An antology of articles on loudspeakers from the pages of the journal of the Audio Engineering Society Vol. 26- Vol. 31).
(4) Vance Dickason, Lautsprecherbau, S. 175-180, Elektor Verlag Aachen ISBN3-928051-36-9.(1) Vance Dickason, loudspeaker construction, pp. 169-170, Elektor Verlag Aachen ISBN3-928051-36-9.
(2) Stanley P. Lipshitz, John Vanderkooy, A family of Linear- Phase Crossover Networks of High Slope derived by Time Delay, page 374. . 378 An antology of articles on loudspeakers from the pages of the journal of the Audio Engineering Society Vol. 26- Vol. 31).
(3) Stanley P. Lipshitz, John Vanderkooy, A family of Linear-Phase Crossover Networks of High Slope derived by Time Delay, page 378. . 392 An antology of articles on loudspeakers from the pages of the journal of the Audio Engineering Society Vol. 26- Vol. 31).
(4) Vance Dickason, loudspeaker construction, pp. 175-180, Elektor Verlag Aachen ISBN3-928051-36-9.

Claims

1. A method for dividing a frequency mixture into several sub-frequency ranges, in particular for reusable loudspeakers in which the sub-frequency bands are divided by any electrical filter, characterized in that the respective higher-frequency sub-frequency range relative to the low-frequency sub-frequency range is more than necessary to compensate for the acoustic centers of the higher-frequency and the low-frequency loudspeaker is additionally delayed by the spatial arrangement of the loudspeakers and / or by an electrical circuit device, and at the same time the phase of the higher-frequency or the low-frequency sub-frequency range is rotated by 180 degrees with respect to the phase position, which is necessary to achieve an approximately linear frequency response of the sum signal without additional time delay .

2. The method according to claim 1, characterized in that the electrical filter of the crossover are dimensioned so that the phase of the higher frequency speaker with electrical Switch the phase of the low-frequency loudspeaker with electrical switch at the same distance from the acoustic Centers to a listening point at 90 to 180 degrees at the Separation frequency leads ahead, and this phase difference by the relative delay of the higher frequency speaker after Claim 1 is reduced to almost zero.

3. The method according to claim 1 to 2, characterized in that the electrical filter of the crossover are dimensioned so that the phase of the higher frequency speaker with electrical Switch the phase of the low-frequency loudspeaker with electrical switch at the same distance from the acoustic Centers to a listening point at 90-180 degrees at the Separation frequency leads, and the phase difference by relative Delay of the higher frequency speaker according to claim 1 is reduced by approximately 90 degrees.

4. Arrangement for performing the method according to claim 1 to 3, characterized in that the relative time delay of the higher-frequency sub-frequency range according to claim 1 by resetting the higher frequency speaker to low-frequency speakers related to a listening point and / or by an electrical circuit device is achieved.

5. Arrangement for performing the method according to claim 1 to 3, characterized in that the relative time delay of the higher-frequency sub-frequency range according to claim 1 by placing the low-frequency speaker at higher frequency speakers related to a listening point and / or achieved by an electrical circuit device becomes.

6. Arrangement for performing the method according to claim 1 to 3, characterized in that the reset speaker according to claim 4 with a horn-like sound guide is provided.

7. Arrangement for performing the method according to claim 1 to 3, characterized in that the relative time delay of the higher-frequency sub-frequency range according to claim 1 by tilting the baffle and / or by resetting the higher frequency speaker and / or by an electrical Circuit device is reached.

8. Arrangement for performing the method according to claim 1 to 3, characterized in that the time delay by using a coax speaker with reset tweeter and / or is achieved by an electrical circuit device.