DE60009336T2

DE60009336T2 - Lautsprechergerät

Info

Publication number: DE60009336T2
Application number: DE60009336T
Authority: DE
Inventors: Hidekazu Tanaka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: CZ295486B6; CN100539738C; US7058186B2; EP1234479A2; US20030108213A1; CZ20021889A3; CN1390430A; EP1234479B1; WO2001041500A3; DE60009336D1; ES2216993T3; WO2001041500A2; MY124203A; JP2001157293A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lautsprechervorrichtung, die für verschiedene Video/Audio-Geräte verwendet wird, und insbesondere eine Lautsprechervorrichtung, die einen wiedergegebenen Schalt erfasst, der von einer Lautsprechereinheit geliefert wird, und den wiedergegebenen Schall kompensiert.
STAND DER TECHNIK
Der Stand der Technik wird unter Bezugnahme auf 5A, 5B und 6 beschrieben.
5A ist eine seitliche Schnittansicht einer herkömmlichen Lautsprechervorrichtung, 5B ist Schnittansicht von oben, und 6 zeigt eine Frequenz, die für ein Mikrophon charakteristisch ist, das in die Lautsprechervorrichtung eingebaut ist. Eine solche Vorrichtung ist in der JP 10032895 (Patent Abstracts of Japan vol. 1998, no. 6, 30. April 1998) abgebildet.
Lautsprechereinheit 1 ist an einer Öffnung von Gehäuse 2 angebracht, und ein akustisches Ausgangssignal wird ausgesendet. Im Gehäuse 2 ist ein Mikrophon 3 für das Erfassen des akustischen Ausgangssignals, das von dem hinteren Teil der Lautsprechereinheit 1 erzeugt wird, an einer Stelle, an der eine einfache Anbringung möglich ist, nahe der Lautsprechereinheit 1 vorgesehen. Mit dem erfassten akustischen Ausgangssignal wird ein Niedertrequenzband über Rückkopplung kompensiert und vergrößert.
Das akustische Ausgangssignal, das durch das Mikrophon 3 erfasst wird, hängt von Höhe N, Breite B und Tiefe T des Inneren des Gehäuses 2 ab und hat eine Schalldruckfrequenzcharakteristik, die aufgrund einer im Inneren erzeugten stehenden Wellen ausgeprägte Spitzen und Täler besitzt. Für die Vergrößerung des Niederfrequenzbandes des Schalls der Lautsprechereinheit 1 wird Rückkopplung verwendet auf Grundlage des akustischen Ausgangssignals, das durch Eliminieren der stehenden Welle mit einem Filter erhalten wird.
Wie in 6 gezeigt ist, erfasst in der herkömmlichen Lautsprechervorrichtung das Mikrophon 3 einen zusätzlichen akustischen Ausgang als Resonanz, die in einem geschlossenen Raum im Gehäuse 2 auftritt, und daher ist es schwierig, ein Schwingen der Vorrichtung zu verhindern. Selbst wenn versucht wird, Resonanzkomponenten unter Verwendung des Filters zu entfernen, können alle nicht entfernt werden, wenn die Resonanz groß ist, und die Schwingung kann nicht zufriedenstellend eingeschränkt werden. Infolgedessen ist die Vergrößerung eines Niedertrequenzwiedergabebandes bei der herkömmlichen Lautsprechervorrichtung begrenzt.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Lautsprechervorrichtung umfasst: einen Verstärker für das Empfangen eines Eingangssignals; eine Lautsprechereinheit für das Wiedergeben eines Ausgangssignals, das von diesem Verstärker geliefert wird; ein Gehäuse, das mit dieser Lautsprechereinheit integriert ist; ein Mikrophon für das Erfassen eines akustischen Ausgangs, der von der Lautsprechereinheit geliefert wird; und eine Rückkopplungsschaltung, um ein akustisches Ausgangssignal, das durch das Mikrophon erfasst wurde, zum Eingang des Verstärkers rückzukoppeln. Die Lautsprechereinheit ist an einer Öffnung in dem Gehäuse angebracht, um das Gehäuse zu schließen, und das Mikrophon wird nahe der Position platziert, an der der Schalldruck der Resonanz, die in einem geschlossenen Raum auftritt, für wenigstens eine der Größen Höhe, Breite und Tiefe des Inneren des Gehäuses minimal ist. Folglich kann ein Einfluss der Resonanz eingeschränkt werden, die Stabilität der Rückkopplungsschaltung verbessert werden, und das Ausmaß an Rückkopplung erhöht werden. Die Vorrichtung kann daher das wiedergegebene Niederfrequenzband vergrößern und Dank des Sicherstellens einer Schwingungsbegrenzung eine Stabilität sicherstellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist eine seitliche Schnittansicht einer Lautsprechervorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
1 B ist eine Schnittansicht von oben auf die Lautsprechervorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Schaltkreisblockdiagramm der Lautsprechervorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine akustische Ausgangskennlinie, die durch ein Mikrophon in der Lautsprechervorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erfasst wird.
4A ist eine seitliche Schnittansicht einer Lautsprechervorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
4B ist eine Schnittansicht von oben auf die Lautsprechervorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
5A ist eine seitliche Schnittansicht einer herkömmlichen Lautsprechervorrichtung.
5B ist eine Schnittansicht von oben auf die herkömmliche Lautsprechervorrichtung.
6 zeigt eine akustische Ausgangskennlinie, die durch ein Mikrophon in der in der herkömmlichen Lautsprechervorrichtung erfasst wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Lautsprechervorrichtungen in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf 1A bis 4B beschrieben. In der Beschreibung werden die gleichen Elemente/Merkmale, die zuvor beim Stand der Technik verwendet wurden, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
(Ausführungsform 1)
1A ist eine seitliche Schnittansicht einer Lautsprechervonichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, 1 B ist eine Schnittansicht von oben auf die Lautsprechervorrichtung, 2 ist ein Schaltkreisblockdiagramm der Lautsprechervorrichtung und 3 zeigt eine akustische Ausgangskennlinie eines Mikrophons, das in die Lautsprechervorrichtung angebracht ist. Lautsprechereinheit 1 ist an einer Öffnung in dem Gehäuse 2 angebracht, das eine geschlossene Form und im wesentlichen die Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds hat. Mikrophon 3 ist durch eine Halterung (nicht abgebildet) im Gehäuse 2 platziert.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Lautsprechervorrichtung: eine Eingangsklemme 5; einen Differenzverstärker 6; einen Leistungsverstärker (Endverstärker) 7, der einen Ausgang des Differenzverstärkers 6 empfängt; einen Mikrophonverstärker 10, der einen Ausgang des Mikrophon 3 zum Ertassen einer von der Lautsprechereinheit 1 ausgesendeten Schallwelle empfängt; einen Filter 9 für das Auslöschen einer stehenden Welle; und einen Addierer, um den Ausgang des Differenzverstärkers 6 zu einem Ausgang des Filter 9 zu addieren und ihn an den Differenzverstärker 6 auszugeben. Diese Schaltkreise und die Lautsprechereinheit 1 Form bilden eine Rückkopplungsschaltung.
Eine Position des Mikrophons 3 wird ausführlicher beschrieben.
Gehäuse 2 hat die Resonanzfrequenzen (f_B, f_T, f_H), die unter Verwendung der folgenden Gleichungen, unter der Annahme eines geschlossenes Raums mit Breite B, Tiefe T und Höhe H des Gehäuses 2, berechnet wurden. fB = (n + 1)C/2B fT = (n + 1)C/2T fH = (n + 1)C/2Nwobei n eine ganze Zahl ist, die nicht kleiner als 1 ist, und C eine Schallgeschwindigkeit ist.
Mikrophon 3 wird nahe solcher Positionen angebracht, an denen der Schalldruck der jeweiligen Resonanzfrequenzen im geschlossenen Raum minimal ist.
Eine Beziehung zwischen einem Ausgang und einem Eingang im Blockdiagramm von 2 wird dargestellt durch Vaus/Vein = A / (1 + A·T(S)),wobei V_aus eine Ausgangsspannung ist, V_ein eine Eingangsspannung ist, A eine Gesamtverstärkung der Rückkopplungsschleife ist, T(S) eine Transfertunktion ist.
Wenn das Mikrophon 3 eine fast flache Frequenzcharakteristik hat, ist die Transferfunktion T(S) im wesentlichen die der Lautsprechereinheit 1. Abhängig von einer Phase der Resonanz im geschlossenen Raum, der durch Lautsprechereinheit 1 und Gehäuse 2 gebildet wird, kann der Wert der Transferfunktion T(S) –1 sein. Wenn der Wert –1 ist, so schwingt die Vorrichtung. Weil das Mikrophon 3 keine Resonanz erfasst, die im geschlossenen Raum im Gehäuse 2 bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftritt, ist der Wert der Transfertunktion T(S) selbst im Extremfall kaum –1. Daher ist die Rückkopplungsschleife stabil und gleichzeitig wird ein wiedergegebenes Niederfrequenzband vergrößert.
3 zeigt eine akustische Ausgangskennlinie, die durch Mikrophon 3 erfasst wird. Mikrophon 3 erfasst nur eine akustischen Ausgangsresonanzkomponente auf der hinteren Oberfläche der Lautsprechereinheit 1.
Positionen, an denen der Schalldruck der jeweiligen Resonanzfrequenzen für die Breite, die Tiefe und die Höhe minimal sind, stimmen im Gehäuse 2, das die Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds hat, nicht notwendigerweise überein. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Mikrophon 3 nahe der Positionen platziert, an denen der Schalldruck minimal ist und an denen die Transfertunktion T(S) nicht –1 ist. Wenn das Mikrophon 3 nahe den Positionen, in denen der Schalldruck der Resonanzfrequenzen für eine oder zwei der Größen Breite, Tiefe und Höhe minimal ist, platziert wird, so wird auch eine Lautsprechervorrichtung, bei der eine Position des Mikrophons 3 extrem leicht einstellbar ist, durch die Lautsprechervorrichtung bereitgestellt, die eine etwas geringere Stabilität im Vergleich mit der oben beschriebenen Anordnung aufweist.
In Ausführungsform 1 hat der geschlossene Raum die Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds. Jedoch selbst wenn das Gehäuse eine andere Form aufweist, z. B. eine Kugel, so ist ein ähnlicher Effekt erreichbar. Selbst wenn das Mikrophon nahe von Positionen platziert wird, an denen der Schalldruck der Resonanzfrequenzen im gesamten geschlossenen Raum oder in einem Teil des geschlossenen Raumes im Gehäuse minimal ist, ist ein ähnlicher Effekt erreichbar.
(Ausführungsform 2)
4A ist eine seitliche Schnittansicht einer Lautsprechervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung, und 4B ist eine Schnittansicht con oben auf die Lautsprechervorrichtung.
Es wird nur ein Unterschied zur Ausführungsform 1 beschrieben. Der Unterschied ist, dass das Mikrophon 3 am Gehäuse 2 über die Halterung 4 angebracht ist.
Wenn die Halterung 4 geeignet ausgebildet ist, kann das Mikrophon 3 ohne Einschränkung an jeder möglichen Position in Gehäuse 2 angebracht werden. Zusätzlich muss das Gehäuse 2 keine komplizierte Struktur für die Montage des Mikrophons 3 haben, so dass eine Spritzgussform des Gehäuses 2 effektiv ausgebildet werden kann.
Die Halterung 4 wird bei einem Verfahren, wie einem integralem Gießen, während des Formens des Gehäuses 2 angebracht, wobei aus dem gleichen Material, insbesondere wenn die Festigkeit nicht herabgesenkt wird, Schraubefestigung, Verklebung und Befestigung an einer Platine, die einen Rückkopplungsschaltung darstellt, geformt werden.
Bei den Ausführungsformen 1 und 2 werden eine Einteilung und ein Betrieb aller Elemente, wie die Lautsprechereinheit, das Mikrophon, die Rückkopplungsschaltung, und der Verstärker, erklärt. Elektronische Schaltkreise, die Elemente unabhängig von der Lautsprechereinheit oder dem Mikrophon sind, können relativ frei vorgesehen werden. Die Technik in der Erfindung umfasst die Lautsprechervorrichtungen, bei denen das Gehäuse gerade die Lautsprechereinheit und das Mikrophon beinhaltet und solche, bei denen das Gehäuse diese zusammen mit einem Teil der elektronischen Schaltkreise beinhaltet.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lautsprechervorrichtung, die für verschiedene Video/Audio-Geräte verwendbar ist, und insbesondere eine Lautsprechervorrichtung, die einen von einer Lautsprechereinheit wiedergegebenen Schall erfasst und den wiedergegebenen Schall kompensiert. Eine Lautsprechervorrichtung, die kaum schwingt und ein vergrößertes Niedertrequenzwiedergabeband aufweist, wird bereitgestellt, wobei die Stabilität eines Rückkopplungsschaltkreises verbessert und eine Ausmaß an Rückkopplung verstärkt wird.

Bezugszeichen

1: Lautsprechereinheit
2: Gehäuse
3: Mikrophon
4: Halterung
5: Eingangsklemme
6: Differenzverstärker
7: Leistungsverstärker (Endverstärker)
8: Addieren
9: Filter
10: Mikrophonverstärker

Claims

Eine Lautsprechervorrichtung umfassend: einen Verstärker für das Verstärken eines Eingangssignals; ein Gehäuse mit einer Öffnung; eine Lautsprechereinheit für die Wiedergabe eines Ausgangssignals des Verstärkers, die an der Öffnung angebracht ist, um das Gehäuse zu schließen; ein Mikrophon zum Erfassen eines akustischen Ausgangs der Lautsprechereinheit, das im Gehäuse vorgesehen ist; und eine Rückkopplungsschaltung, um ein akustisches Ausgangssignal, das durch das Mikrophon erfasst wurde, an einen Eingang des Verstärkers rückzukoppeln, wobei das Mikrophon in der Nähe einer Position platziert ist, an der der Schalldruck der Resonanz, die in einem geschlossenen Raum im Gehäuse auftritt, minimal ist.
Die Lautsprechervorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend eine Halterung für das Platzieren und Befestigen des Mikrophons in dem Gehäuse.
Eine Lautsprechervorrichtung umfassend: einen Verstärker für das Verstärken eines Eingangssignals; ein Gehäuse mit einer Öffnung; eine Lautsprechereinheit für die Wiedergabe eines Ausgangssignals des Verstärkers, die an der Öffnung angebracht ist, um das Gehäuse zu schließen; ein Mikrophon zum Erfassen eines akustischen Ausgangs der Lautsprechereinheit, das im Gehäuse vorgesehen ist; und eine Rückkopplungsschaltung, um ein akustisches Ausgangssignal, das durch das Mikrophon erfasst wurde, an einen Eingang des Verstärkers rückzukoppeln, wobei das Mikrophon in der Nähe einer Position platziert ist, an der der Schalldruck der Resonanz, die in einem geschlossenen Raum auftritt, für eine der Größen Höhe, Breite und Tiefe des Inneren des Gehäuses minimal ist.
Die Lautsprechervorrichtung gemäß Anspruch 3, weiter umfassend eine Halterung für das Platzieren und Befestigen des Mikrophons in dem Gehäuse.
Eine Lautsprechervorrichtung umfassend: einen Verstärker für das Verstärken eines Eingangssignals; ein Gehäuse mit einer Öffnung; eine Lautsprechereinheit für die Wiedergabe eines Ausgangssignals des Verstärkers, die an der Öffnung angebracht ist, um das Gehäuse zu schließen; ein Mikrophon zum Erfassen eines akustischen Ausgangs der Lautsprechereinheit, das im Gehäuse vorgesehen ist; und eine Rückkopplungsschaltung, um ein akustisches Ausgangssignal, das durch das Mikrophon erfasst wurde, an einen Eingang des Verstärkers rückzukoppeln, wobei das Mikrophon in der Nähe einer gemeinsamen Position platziert ist, an der die jeweilige Resonanz, die in einem geschlossenen Raum auftritt, für wenigstens zwei der Größen Höhe, Breite und Tiefe des Inneren des Gehäuses minimal ist.
Die Lautsprechervorrichtung gemäß Anspruch 5, weiter umfassend eine Halterung für das Platzieren und Befestigen des Mikrophons in dem Gehäuse.
Eine Lautsprechervorrichtung umfassend: ein Gehäuse mit einer Öffnung; eine Lautsprechereinheit, die an der Öffnung angebracht ist, um das Gehäuse zu schließen; und ein Mikrophon zum Erfassen eines akustischen Ausgangs der Lautsprechereinheit, das im Gehäuse vorgesehen ist, wobei das Mikrophon in der Nähe einer Position platziert ist, an der der Schalldruck der Resonanz, die in einem geschlossenen Raum in dem Gehäuse auftritt, minimal ist.
Die Lautsprechervorrichtung gemäß Anspruch 7, weiter umfassend eine Halterung für das Platzieren und Befestigen des Mikrophons in dem Gehäuse.
Eine Lautsprechervorrichtung umfassend: ein Gehäuse mit einer Öffnung; eine Lautsprechereinheit, die an der Öffnung angebracht ist, um das Gehäuse zu schließen, und die zum Schließen des Gehäuses an der Öffnung angebracht ist; ein Mikrophon zum Erfassen eines akustischen Ausgangs der Lautsprechereinheit, das im Gehäuse vorgesehen ist, wobei das Mikrophon in der Nähe einer Position platziert ist, an der der Schalldruck der Resonanz, die in einem geschlossenen Raum auftritt, für eine der Größen Höhe, Breite und Tiefe des Inneren des Gehäuses minimal ist.
Die Lautsprechervorrichtung gemäß Anspruch 9, weiter umfassend eine Halterung für das Platzieren und Befestigen des Mikrophons in dem Gehäuse.
Eine Lautsprechervorrichtung umfassend: ein Gehäuse mit einer Öffnung; eine Lautsprechereinheit, die an der Öffnung angebracht ist, um das Gehäuse zu schließen, und die zum Schließen des Gehäuses an der Öffnung angebracht ist; ein Mikrophon zum Erfassen eines akustischen Ausgangs der Lautsprechereinheit, das im Gehäuse vorgesehen ist, wobei das Mikrophon in der Nähe einer Position platziert ist, an der die jeweilige Resonanz, die in einem geschlossenen Raum auftritt, für wenigstens zwei der Größen Höhe, Breite und Tiefe des Inneren des Gehäuses minimal ist.
Die Lautsprechervorrichtung gemäß Anspruch 11, weiter umfassend eine Halterung für das Platzieren und Befestigen des Mikrophons in dem Gehäuse.