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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft Lautsprecher und insbesondere Lautsprecher, die
zur Anwendung als Monitore in Tonstudios o. ä. geeignet sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein
Problem, auf das man normalerweise im Verlauf von Mischsitzungen
in einem Tonstudio stößt, entsteht
dann, wenn mehrere Personen (z. B. ein oder mehrere Tontechniker
und ein oder mehrere Künstler,
die Aufnahmen eines Auftritts abhören) Wiedergaben von Aufnahmen über Monitorlautsprecher
anhören,
die normalerweise über
der Hinterkante des Mischpults liegen. Bei solchen Sitzungen können die
Hörer der
Aufnahmen beispielsweise entlang der Vorderseite des Mischpults
sitzen, d. h. an verschiedenen Positionen bezogen auf eine Linie,
die sich zwischen einem Lautsprechersatz in einem traditionellen
Stereowiedergabeaufbau erstreckt, und einige der Personen können sogar
im Mischraum herumlaufen. Wegen der Richtcharakteristiken der Lautsprecher
besonders bei hohen Frequenzen nehmen die Zuhörer an unterschiedlichen Positionen
bezogen auf die Lautsprecher unerwünschte Klangfarbenschwankungen
und Schwankungen im wahrgenommenen Klangbild wahr, wobei solche
Schwankungen eventuell auch von Schallreflexionen von der Oberseite
des Mischpults usw. herrühren.
Daher ist erwünscht,
Lautsprecher mit Abstrahlcharakteristiken zu entwerfen, die solche
Probleme zumindest mildern. Ferner wäre von Vorteil, die Richtcharakteristiken
des Lautsprechers an die in einem spezifischen Mischraum vorherrschenden
individuellen Bedingungen anpassen zu können und zwischen unterschiedlichen
Ori entierungen und Standorten des Gehäuses des Lautsprechers ohne
unerwünschte Änderungen
des Abstrahlmusters im Abhörbereich
des Raums wählen
zu können.
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Besonders
im letzten Jahrzehnt fand digitale Tonbearbeitungssoftware für Personalcomputer
starke Verbreitung, was es z. B. für einen professionellen Künstler oder
Produzenten relativ einfach und wirtschaftlich macht, sein eigenes "Home Studio" oder eine andere
Höranlage
aufzubauen, wodurch sich während
einer Tonproduktion Abhörsitzungen
in einem Tonstudio durch Abhörsitzungen
zu Hause ergänzen
lassen. Allerdings ist es von größter Bedeutung,
daß der
Wiedergabeklang weitgehend die gleichen Schallcharakteristiken bei
Abhörsitzungen
zu Hause und im Studio hat, und mindestens eine der Voraussetzungen
dafür sind
im wesentlichen ähnliche
Charakteristiken der Monitorlautsprecher an beiden Orten oder mindestens
im wesentlichen ähnliche Wiedergabe
jener Klangattribute, die zum Erzielen eines gewünschten Klangbilds z. B. während einer Mischsitzung
entscheidend sind.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Vor
diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, einen
Lautsprecher bereitzustellen, der speziell als Studiomonitor angewendet werden
kann, der Abstrahlcharakteristiken vorsieht, mit denen die o. g.
Probleme unerwünschter
Klangfarbenschwankungen im gesamten Abhörbereich zumindest reduziert
werden.
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Als
weitere Aufgabe liegt der Erfindung zugrunde, einen Lautsprecher
bereitzustellen, der speziell als Studiomonitor mit anpaßbaren Richtcharakteristiken,
z. B. bei hohen Frequenzen, aber bei Bedarf auch bei Mittelfrequenzen,
angewendet werden kann, so daß diese
Charakteristiken den in einem spezifischen Mischraum vorherrschenden
individuellen Bedingungen angepaßt werden können, und ferner ermöglicht,
den Lautsprecher mit jeder gewünschten
Orientierung bezogen auf den Abhörraum zu
plazieren, ohne die Hochfrequenz- und/oder Mittelfrequenz-Abstrahlcharakteristiken
des Breitbandmoduls wesentlich zu ändern.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist, einen Lautsprecher bereitzustellen,
der speziell als Studiomonitor angewendet werden kann, der leicht
so erweitert werden kann, daß er
für erhöhte Schallausgabe
bei niedrigen Frequenzen sorgt, ohne unerwünschte Änderungen der Schallcharakteristiken
zu verursachen, speziell des Frequenzgangs und der Abstrahlcharakteristiken,
die schon vor der Erweiterung erreicht wurden. Somit besteht eine
Aufgabe darin, Tonstudios mit einer flexiblen Möglichkeit zu versehen, die
Fähigkeiten
ihrer Monitore zu erweitern, wenn die Anforderungen an die Niederfrequenzleistung
der Monitore steigen.
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Diese
und weitere Aufgaben und Vorteile werden mit einem modularen Lautsprecher
gelöst bzw.
erreicht, der speziell als Studiomonitor angewendet werden kann,
der erfindungsgemäß mindestens
zwei getrennte Module aufweist: ein Breitbandmodul, das entweder
allein verwendet werden kann und das selbst für hochqualitative Tonwiedergabe über einen
Frequenzbereich sorgt, wobei eine vorab festgelegte untere Grenzfrequenz
ausreichend niedrig ist, um für
akzeptable Niederfrequenzwiedergabe für viele praktische Anwendungen
zu sorgen, oder zu einer integrierten Einheit mit mindestens einem
Niederfrequenzmodul kombiniert werden kann, um die Schallausgabe
am Niederfrequenzende des Frequenzbereichs des Breitbandmoduls selbst
zu erhöhen
oder um eine untere Grenzfrequenz der gesamten Einheit vorzusehen,
die unter der des Breitbandmoduls selbst liegt. Somit ist der erfindungsgemäße modulare
Lautsprecher nicht als Breitbandeinheit in Kombination mit einer
Tieftönereinheit,
die von der Breitbandeinheit räumlich
getrennt ist, sondern als räumlich
integrierte Einheit zu betrachten.
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Folglich
wird gemäß einem
Aspekt der Erfindung ein modularer Lautsprecher bereitgestellt,
der aufweist:
- – ein Breitbandmodul (2)
zur Abstrahlung von Schallenergie über einen ersten Frequenzbereich;
- – ein
oder mehrere Niederfrequenzmodule (3, 3') zur Abstrahlung
von Schallenergie über
einen zweiten Frequenzbereich, der den ersten Frequenzbereich mindestens
teilweise überdecken kann;
- – eine
oder mehrere steuerbare Vorverarbeitungseinrichtungen zur Vorverarbeitung
von Audiosignalen (38), die von einer Audioquelle (22)
zugeführt
werden, und zur Verteilung der vorverarbeiteten Audiosignale zwischen
dem Breitbandmodul (2) und dem mindestens einen Niederfrequenzmodul
(3, 3');
- – eine
Einrichtung zum Bereitstellen und Übertragen von Steuerinformationen
(37, 37', 41)
zwischen dem einen oder mehreren Niederfrequenzmodulen (3, 3') und der einen
oder mehreren steuerbaren Vorverarbeitungseinrichtungen, zum Anzeigen
des Vorhandenseins und der Anzahl der Niederfrequenzmodule (3, 3');
wodurch
die Vorverarbeitungseinrichtung infolge der Steuerinformationen
das Vorhandensein und die Anzahl des einen oder mehrerer Niederfrequenzmodule (3, 3') erfassen und
dadurch geeignete Änderungen eines
Satzes von Signalverarbeitungsparametern vornehmen kann, um einen
bestimmten Frequenzgang eines Satzes vorbestimmter Zielfrequenzgänge für den gesamten
modularen Lautsprecher zu erhalten.
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Bei
Kombination des Breitband- und Niederfrequenzmoduls zu einer integrierten
Einheit ist eine Signalübertragung
gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung direkt zwischen diesen Modulen aufgebaut, und der Aufbau
dieser Übertragung ändert automatisch
die geeigneten Parameter mindestens eines der Module so, daß die Parameter
(z. B. Frequenzgang und Richtcharakteristiken) des kombinierten
modularen Lautsprechers in bestimmten vorab festgelegten Grenzen
gehalten werden, d. h. bestimmten bekannten Zielcharakteristiken
entsprechen. Gemäß einer
Ausführungsform
dieses Aspekts der Erfin dung, die im folgenden näher beschrieben wird, ist die
Signalübertragung
als verdrahtete elektrische Verbindung aufgebaut, aber verständlich ist, daß andere
Arten von Übertragungen
auch denkbar wären,
ohne von dem durch die Patentansprüche festgelegten Erfindungsgedanken
abzuweichen. So wäre
z. B. drahtlose Signalübertragung über Funk (direkt
oder über
ein LAN) oder Infrarotübertragung im
Prinzip ebenfalls möglich,
was auch für
den Gebrauch von Faseroptik o. ä.
Einrichtungen gilt.
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Sind
gemäß einer
weiteren Ausführungsform der
Erfindung das Breitband- und Niederfrequenzmodul zu einer integrierten
Einheit kombiniert, werden jedem dieser Module Eingangssignale getrennt
zugeführt,
die geeignet vorverarbeitet sein könnten, um die Parameter (z.
B. Frequenzgang und Richtcharakteristiken) des kombinierten modularen
Lautsprechers in bestimmten vorab festgelegten Grenzen zu halten,
d. h. in Entsprechung zu bestimmten bekannten Zielcharakteristiken.
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Erfindungsgemäß verfügt das Breitbandmodul über eine
Hochfrequenz-Strahlungseinrichtung und bei Bedarf auch eine Mittelfrequenz-Strahlungseinrichtung,
deren Richtcharakteristiken, d. h. das Schallstrahlungsmuster, variiert
werden können,
um diese Charakteristiken spezifischen Hörbedingungen, die in einem
bestimmten Raum vorherrschen, und/oder unterschiedlichen Orientierungen
des Breitbandmoduls anzupassen, die in der spezifischen Situation
gewählt
sind. Gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung wird dies durch Ändern
der Orientierung der Strahlungseinrichtung relativ zum Gehäuse des
Breitbandmoduls erreicht, wobei die Strahlungseinrichtung selbst
durch bestimmte feste Strahlungsmuster gekennzeichnet ist, aber
verständlich
ist, daß der
Fachmann andere Wege zur Änderung
des Strahlungsmusters dieser Einrichtung erwägen kann, ohne unbedingt die
Orientierung der Strahlungseinrichtung relativ zum Gehäuse der
Breitbandeinheit zu ändern.
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Erfindungsgemäß weist
das Breitbandmodul ferner eine Strahlungseinrichtung mit einer ausreichend
niedrigen unteren Grenzfrequenz auf, um für akzeptable Niederfrequenzwiedergabe
für viele
typische Höranwendungen
zu sorgen.
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Somit
kann das zuvor offenbarte Breitbandmodul in vielen Situationen selbst
eine voll zufriedenstellende Lösung
als Monitor für
Tonstudios u. ä. bieten.
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Erfindungsgemäß weist
das Breitbandmodul weiterhin eine Steuereinrichtung auf, die u.
a. die untere Grenzfrequenz und/oder die Gesamtausgabe am Niederfrequenzende
des Frequenzbereichs des kombinierten modularen Lautsprechers automatisch ändert, wenn
das Breitbandmodul mit dem Niederfrequenzmodul gekoppelt ist, wodurch
der resultierende Frequenzgang und andere zugehörige Schallcharakteristiken
des integrierten Monitors in bestimmte vorab festgelegte Grenzen
fallen, die bestimmten Zielcharakteristiken entsprechen. Ferner
kann die Steuereinrichtung für
automatische Kompensation des sogenannten Schallwandeffekt (baffle
effect) sorgen, der infolge von akustischer Wechselwirkung zwischen
dem Breitbandmodul und dem Niederfrequenzmodul auftritt, wenn das
Niederfrequenzmodul in enger Nähe
zum Breitbandmodul plaziert ist, und weiterhin für die erhöhte Schallausgabe in dem Teil des
Frequenzbereichs des integrierten Lautsprechers sorgen, in dem eine
bestimmte Überdeckung zwischen
den Frequenzgängen
des Breitband- und Niederfrequenzmoduls stattfindet. Außerdem kann die
Steuereinrichtung so gestaltet sein, daß sie die akustischen Effekte
auf den Frequenzgang des Monitors infolge von Reflexionen von verschiedenen Hindernissen
im Abhörraum
kompensiert, z. B. von der Oberseite eines Mischpults, das unter
und vor dem Monitor liegt. Für
diese Kompensation des Effekts von Reflexionen kann die Steuereinrichtung
natürlich
nicht nur im Fall des kombinierten Monitors sorgen, sondern auch
bei alleiniger Verwendung des Breitbandmoduls.
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Erfindungsgemäß kann die
Niederfrequenzausgabe ferner durch Anwendung von mehr als dem einen
zuvor beschriebenen Niederfrequenzmodul erweitert sein. In diesem
Fall sorgt die erfindungsgemäße Steuereinrichtung
auch für
die weiteren Korrekturen des Schallwandeffekts und überdeckender
Frequenzgänge
gemäß der vorstehenden
Beschreibung, die bei mehr als einem Niederfrequenzmodul notwendig
sind.
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Die
Erfindung und ihre verschiedenen Vorteile werden anhand der nachfolgenden
näheren
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen modularen
Studiomonitors mit den beigefügten
Zeichnungen besser verständlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen modularen Studiomonitors;
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2 einen
Stereoaufbau aus einem Paar erfindungsgemäßer Studiomonitore;
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3 eine
Vorderansicht einer Erweiterung des modularen Studiomonitors gemäß 1 mit zwei
Niederfrequenzmodulen;
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4a eine
Seitenansicht eines Moduls des Monitors gemäß 1;
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4b eine
Perspektivansicht des Monitors gemäß 1, aber
in einer um 90 Grad gekippten Position und mit einer entsprechend
unterschiedlichen Orientierung der Hochfrequenzeinheit;
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5 ein
Blockdiagramm des Audiosignal-Verarbeitungswegs durch den modularen
Lautsprecher gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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6 ein
Blockdiagramm des Steuersignalwegs durch den modularen Lautsprecher
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung; und
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7a, 7b, 7c und 7d Blockdiagramme
von Audio- und Steuersignalwegen in Übereinstimmung mit vier alternativen
Ausführungsformen
der Erfindung mit einem Breitbandmodul und einem Niederfrequenzmodul;
sowie
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8a, 8b, 8c und 8d Blockdiagramme
von Audio- und Steuersignalwegen in Übereinstimmung mit vier alternativen
Ausführungsformen
der Erfindung mit einem Breitbandmodul und zwei Niederfrequenzmodulen.
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NÄHERE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im
folgenden wird eine Ausführungsform
der Erfindung näher
beschrieben.
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In
1 ist
eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen modularen
Studiomonitors gezeigt, der allgemein mit der Bezugszahl
1 bezeichnet ist.
Der Monitor
1 weist zwei Module auf: ein Breitbandmodul
2,
in dem eine Hochfrequenz-Chassiseinheit
6 untergebracht
ist, wobei diese Einheit außen an
der Frontplatte
4 liegt, die mit einer akustischen Linse
5 gemäß der
US-A-6068080 versehen
ist, die zur Drehung um eine Achse X durch die Chassiseinheit und
die Linse
5 angeordnet ist, was durch den Pfeil R bezeichnet
ist. Die Position der akustischen Linse
5 entlang der Achse
X relativ zur Frontplatte
4 des Breitbandmoduls
2 ist
kritisch, was im folgenden diskutiert wird. Weiterhin weist das
Breitbandmodul
2 eine kombinierte Mittelbereich- und Niederfrequenz-Lautsprechereinheit
7 auf,
die in der Frontplatte
4 benachbart zur akustischen Linse
5 angeordnet ist.
Außer
diesen akustischen Komponenten enthält das Modul
2 einen
geeigneten elektronischen Schaltungsaufbau mit Leistungsverstärker, Frequenzweiche,
Frequenzentzerrungseinrichtung und verschiedenen Steuereinrichtungen.
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Das
zweite Modul des modularen Studiomonitors 1 ist ein Niederfrequenzmodul 3 mit
einer Niederfrequenz-Lautsprechereinheit 8 und einem Leistungsverstärker.
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Das
Breitbandmodul 2 und das Niederfrequenzmodul 3 könnten als
Schallwände
mit geschlossenem Gehäuse
gestaltet sein, d. h. nicht mit Belüftungen (wie in Baßreflexgehäusen) oder
mit passiven Strahlungseinheiten versehen sein, aber belüftete Gehäuse oder
mit passiven Strahlungseinheiten versehene Gehäuse können auch verwendet werden.
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In 2, 3, 4a und 4b sind verschiedene
mögliche
Konfigurationen für
einen oder zwei erfindungsgemäße modulare
Monitore dargestellt.
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Insbesondere
zeigt 2 einen Stereoaufbau bzw. einen stereophonischen
Aufbau mit einem Paar erfindungsgemäßer modularer Monitore. In
diesem Fall weist jedes Paar das Breitbandmodul 2 und das
Niederfrequenzmodul 3 auf, aber verständlich ist, daß ein Stereoaufbau
mit nur einem Paar Breitbandmodulen wie zuvor erwähnt auch
möglich
wäre. Außerdem ist
die Relativkonfiguration der Breitband- und Niederfrequenzmodule
gemäß 2 so,
daß die Breitbandmodule
am nächsten
zur senkrechten Symmetrieebene des Aufbaus plaziert sind, wobei
die Niederfrequenzmodule von dieser Ebene am weitesten entfernt
plaziert sind. Im Prinzip wäre
es auch möglich,
die Breitbandmodule am weitesten entfernt von der Symmetrieebene
und die Niederfrequenzmodule am nächsten zu dieser Ebene zu plazieren. Über die
günstigste
Lösung
muß im
spezifischen Fall entschieden werden.
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Der
Stereoaufbau gemäß 2 ist
symmetrisch zur senkrechten Mittelebene zwischen dem linken und
rechten Lautsprechermodul. Möglich
ist natürlich
auch, einen asymmetrischen Aufbau anzuwenden, wobei das Breitbandmodul
des rechten modularen Lautsprechers am nächsten zur Mittelebene des
Systems plaziert ist und das Breitbandmodul des linken modularen
Lautsprechers am weitesten entfernt von der Mittelebene plaziert
ist oder umgekehrt. Je nach den Umständen ist natürlich jede
Plazierung des Breitbandmoduls und des Niederfrequenzmoduls relativ
zueinander durchaus möglich.
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3 zeigt
eine mögliche
Erweiterung des modularen Monitors mit zwei Niederfrequenzmodulen 21, 21', die auf jeder
Seite des Breitbandmoduls 20 plaziert sind. Auf diese Weise
ist es möglich,
eine noch höhere
Schallausgabe bei niedrigen Frequenzen als mit dem einzelnen Niederfrequenzmodul
gemäß 1 und 2 zu
erhalten. Verständlich
ist, daß in
diesem Fall das System die Wirkung auf die Systemparameter infolge
des erhöhten
Schallwandeffekts und der Schallausgabe in überdeckenden Frequenzbereichen
bei Anwendung zweier Niederfrequenzmodule anstelle von nur einem
automatisch kompensiert, was in der Offenbarung der Erfindung erwähnt ist.
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In 1, 2, 3 und 4a ist
die akustische Linse 5 mit der gleichen Orientierung relativ
zum Breitbandmodul dargestellt, aber erfindungsgemäß kann die
Linse 5 um die Achse X durch die Hochfrequenzeinheit gedreht
sein. Dies ist in 4b geschehen, in der das Breitbandmodul 2 ferner
in einer Position plaziert ist, die relativ zur aufrechten Position
gemäß 1, 2, 3 und 4a um
90 Grad gedreht ist. Gleichwohl ist verständlich, daß die Linse 5 bei
Bedarf um jeden gewünschten
Winkel um die Achse X gedreht sein kann.
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In 5 und 6 ist
eine Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen modularen
Lautsprechers dargestellt, dessen Grundaufbau dem System gemäß 7a entspricht.
In 7b bis 7d sind drei
alternative Ausführungsformen
des Aufbaus eines erfindungsgemäßen modularen
Lautsprechers gezeigt.
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Wie
in der Offenbarung der Erfindung erwähnt, ist bei Kombination des
Breitband- und Niederfrequenzmoduls zu einer integrierten Einheit
eine Signalübertragung
gemäß einem
Aspekt der Erfindung direkt zwischen diesen Modulen aufgebaut. und der
Aufbau dieser Übertragung ändert automatisch die
geeigneten Parameter mindestens eines der Module so, daß die Parameter
(z. B. Frequenzgang und Richtcharakteristiken) des kombinierten
modularen Lautsprechers in bestimmten vorab festgelegten Grenzen
gehalten werden, d. h. bestimmten be kannten Zielcharakteristiken
entsprechen. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener
Ausführungsformen
eines erfindungsgemäßen modularen Lautsprechers
hervorgeht, sind viele unterschiedliche Signalwege zur Verteilung
von Audiosignalen und geeigneten Steuerinformationen unter den verschiedenen
Modulen und potentiellen externen Signalverarbeitungseinrichtungen
möglich,
ohne vom Schutzumfang der Erfindung gemäß der Festlegung in den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.
Wie bereits erwähnt,
sollte auch betont werden, daß eine Übertragung
notwendiger Informationen zwischen den verschiedenen Modulen und
potentiellen externen Signalverarbeitungseinrichtungen durch viele unterschiedliche
Einrichtungen erreicht werden kann und daß die Übertragung von Steuerinformationen
in Form eines elektrischen Signals (eines Präsenzsignals als Anzeige des
Vorhandenseins und der Anzahl von Niederfrequenzmodulen im modularen
Lautsprecher) gemäß der nachfolgenden
Beschreibung im Zusammenhang mit 5 bis 8d nur
eine Möglichkeit
ist, diese Informationsübertragung
zu realisieren. Dem Fachmann werden natürlich verschiedene nicht galvanische Übertragungseinrichtungen
sowie mechanische Einrichtungen deutlich sein, die zwischen eng
benachbarten Modulen wirken. Beispielsweise wäre auch ein ohmscher Spannungsteiler
mit einer Gleichstromquelle und einem Widerstand in einem Modul
und einem weiteren Widerstand in einem weiteren Modul eine mögliche Einrichtung
zur Übertragung
solcher Informationen, wobei die Informationen durch den Pegel einer
Gleichspannung bereitgestellt werden, die sich im Spannungsteiler
bei Aufbau einer Verbindung zwischen z. B. zwei benachbarten Modulen
entwickelt.
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Gemäß der Ausführungsform
der Erfindung, die in 5, 6 und 7a gezeigt
ist, weist das Breitbandmodul 2 einen Eingangsanschluß IBB zum Empfangen eines Audiosignals 38 von
einer Signalquelle 22 auf. Nach geeigneter Vorverarbeitung
im Breitbandmodul, die später
beschrieben wird, wird das Audio signal 38 in einer Frequenzweiche 26 in zwei
Kanäle
aufgeteilt und über
geeignete Leistungsverstärker 27, 28 dem
Hochfrequenzchassis 6 bzw. dem Nieder-/Mittelfrequenzchassis 7 zugeführt. verständlich ist,
daß das
Breitbandmodul nicht auf ein Zweiwegesystem wie in den Darstellungen
beschränkt
ist, sondern wie erwähnt
z. B. auch ein separates Mittelfrequenzchassis aufweisen könnte, das mit
einer geeigneten akustischen Linse usw. versehen ist. Vor der Aufteilung
des Signals 38 in zwei Kanäle in der Frequenzweiche 26 erfährt das
Audiosignal 38 vom Eingangsanschluß IBB eine
Vorverarbeitung, die in jenen Fällen
notwendig ist, in denen ein oder mehrere Niederfrequenzmodule 3, 3' mit dem Breitbandmodul 2 gekoppelt
sind. Insbesondere wird das Eingangssignal IBB einer
Frequenzweiche 23 zum Aufteilen des Eingangssignals 38 in
ein durch das Breitbandmodul 2 wiederzugebendes Signal
und ein durch das (die) Niederfrequenzmodul(e) wiederzugebendes
Signal zugeführt.
Jedes dieser Signale wird Entzerrern (Equalizern) 24, 25 getrennt
zugeführt.
Die Ausgabe vom Entzerrer 24 wird der Frequenzweiche 26 zur
Wiedergabe über
das Breitbandmodul 2 zugeführt, und die Ausgabe vom Entzerrer 25 ist über einen
Ausgangsanschluß OABB mit dem Eingangsanschluß ILF1 des Niederfrequenzmoduls 3 gekoppelt,
in dem sie über
einen Entzerrer 30 und einen Leistungsverstärker 31 zur
Niederfrequenz-Chassiseinheit 8 geleitet wird. Ähnlich kann das
Ausgangssignal vom Entzerrer 25 als Eingangssignal weiteren
Niederfrequenzmodulen zugeführt werden
(in der Zeichnung durch ein solches Modul 3' dargestellt). Für eine Beschreibung
von Ausführungsformen
mit zwei Niederfrequenzmodulen sei auf 8a bis 8d und
die entsprechende Beschreibung verwiesen.
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Gemäß der Ausführungsform
von 5 und 6 ist das Breitbandmodul 2 weiterhin
mit einer Steuereinrichtung 29 zum Erfassen des Vorhandenseins
eines oder mehrerer Niederfrequenzmodule 3, 3' und zum daraufhin
erfolgenden Ändern
der Charakteristiken der Frequenzweiche 23 und der Entzerrer 24, 25 im
Breitbandmodul versehen, wodurch der resultierende Frequenzgang
und andere zugehörige
Schallcharakteristiken des integrierten Monitors in vorab festgelegte
Grenzen fallen, die bestimmten Zielcharakteristiken entsprechen.
Weiterhin kann die Steuereinrichtung für automatische Kompensation
des sogenannten Schallwandeffekts sorgen, der infolge von akustischer
Wechselwirkung zwischen dem Breitbandmodul und dem Niederfrequenzmodul
auftritt, wenn das Niederfrequenzmodul in enger Nähe zum Breitbandmodul
plaziert ist, und ferner für
die erhöhte
Schallausgabe in dem Teil des Frequenzbereichs des integrierten
Lautsprechers sorgen, in dem eine bestimmte Überdeckung zwischen den Frequenzgängen des
Breitband- und Niederfrequenzmoduls stattfindet. Außerdem kann
die Steuereinrichtung so gestaltet sein, daß sie die akustischen Effekte
auf den Frequenzgang des Monitors infolge von Reflexionen von verschiedenen
Hindernissen im Abhörraum
kompensieren kann, z. B. von der Oberseite eines Mischpults, das
unter und vor dem Monitor liegt. Für diese Kompensation des Effekts
von Reflexionen kann die Steuereinrichtung natürlich nicht nur im Fall des
kombinierten Monitors sorgen, sondern auch bei alleiniger Verwendung
des Breitbandmoduls. Um die Steuerung von Frequenzweichen- und Entzerrerparametern
zu erreichen, führt
die Steuereinrichtung 29 geeignete Steuersignale c1, c2 und c3 zur Frequenzweiche 23 und zu den Entzerrern 24, 25 bei
Empfang eines Präsenzsignals 37,
das durch einen Präsenzsignalgenerator 32, 35 im
(in den) Niederfrequenzmodul(en) 3, 3' erzeugt und
zur Steuereinrichtung 29 über einen entsprechenden Eingangsanschluß ICBB im Breitbandmodul 2 übertragen
wird.
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In 7a bis 7d sind
verschiedene Möglichkeiten
für den
Aufbau der notwendigen Signalwege für Audiosignale und Steuersignale
in unterschiedlichen Ausführungsformen
eines modularen Lautsprechers schematisch dargestellt, der ein Breitbandmodul 2 und
ein Niederfrequenzmodul 3 gemäß der Erfindung aufweist. Wie
zuvor erwähnt,
stellt insbesondere 7a die in Verbindung mit 5 und 6 beschriebene
Ausführungsform
dar, nach der das Audiosignal 38 den Eingangsanschlüssen IBB des Breitbandmoduls 2 zugeführt und
ein Niederfrequenzanteil des Audiosignals über den Anschluß OABB zum Niederfrequenzmodul 3 weitergeleitet
wird, das der Steuereinrichtung 29 im Breitbandmodul ein
geeignetes Präsenzsignal 37 zum
Anzeigen des Vorhandenseins des Niederfrequenzmoduls am, Breitbandmodul
zuführt,
was zur notwendigen Einstellung von Frequenzweichen- und Entzerrerparametern
im Breitbandmodul führt.
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Gemäß 7b ist
es aber auch möglich, dem
Niederfrequenzmodul das Audiosignal 38 direkt über den
Anschluß ILF1 zuzuführen
und ein geeignet vorverarbeitetes Audiosignal 39 zum Breitbandmodul 2 weiterzuleiten,
wobei das Niederfrequenzmodul 3 in diesem Fall mit einer
Frequenzweichen- und Entzerrereinrichtung zum Durchführen dieser
Vorverarbeitung versehen ist. Ein Vorteil dieser Ausführungsform
ist, daß die
Erzeugung und Übertragung
eines Präsenzsignals
nicht wie in der vorherigen Ausführungsform
dazu zu gehören
braucht, da ein oder mehrere Niederfrequenzmodule stets mit einem Breitbandmodul
im modularen Lautsprecher zusammenwirken. Der Eingangsanschluß IBB kann auch zum Empfangen des Audiosignals 38 dienen,
wenn das Breitbandmodul mit dem (den) Niederfrequenzmodul(en) verwendet
wird.
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Gemäß 7c ist
es auch möglich,
sowohl dem Breitbandmodul 2 als auch dem Niederfrequenzmodul 3 das
gleiche, unverarbeitete Eingangssignal 38 zuzuführen, wobei
in diesem Fall das Niederfrequenzmodul 3 mit einer Einrichtung
zum Erzeugen des Präsenzsignals 37 für das Breitbandmodul 2 versehen
sein muß.
Weiterhin ist in dieser Ausführungsform
das Niederfrequenzmodul 3 mit einem geeigneten Tiefpaßfilter
versehen, um das im Niederfrequenzmodul verstärkte und abgestrahlte Audiosignal
auf den geeigneten Niederfrequenzbereich zu begrenzen. Ferner ist
gemäß dieser
Ausführungsform das Breitbandmodul
mit einer geeigneten Hochpaßfilter-
und Entzerrereinrichtung zum Ändern
der unteren Grenzfrequenz des Breitbandmoduls und zur Kompensation
des Schallwandeffekts infolge des Vorhandenseins des Niederfrequenzmoduls
versehen, wobei das Hochpaßfilter
und der Entzerrer durch das Präsenzsignal 37 vom
Niederfrequenzmodul gesteuert werden.
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Wie 7d schließlich schematisch
zeigt, ist es möglich,
eine erforderliche Vorverarbeitung völlig außerhalb der Module 2, 3 des
Lautsprechers in einer gesonderten Vorverarbeitungseinheit 40 durchzuführen, die
Eingangsanschlüsse
IAP und ICP für das Audiosignal 38 bzw.
ein geeignetes Präsenzsignal
sowie Ausgangsanschlüsse
OPBB und OPLF für jedes
der vorverarbeiteten Audiosignale für das Breitbandmodul bzw. das
Niederfrequenzmodul aufweist, wobei die Einheit 40 z. B.
einen integrierten Bestandteil eines Mischpults oder anderer Technik
in einem Tonstudio bilden könnte.
In diesem Fall werden jedem der Module 2, 3 getrennte
vorverarbeitete Ausgangssignale 38', 38'' zugeführt, und
ein Präsenzsignal 37 vom Niederfrequenzmodul
wird dem Vorprozessor 40 zugeführt.
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Wie
zuvor erwähnt,
kann mehr als ein Niederfrequenzmodul im erfindungsgemäßen Lautsprecher
verwendet werden, z. B. um die maximale unverzerrte Schallausgabe
bei niedrigen Frequenzen zu erhöhen.
Somit muß das
zuvor beschriebene Präsenzsignal
allgemein Informationen über
die Anzahl anliegender Niederfrequenzmodule enthalten. Weiterhin
sind das oder die Niederfrequenzmodule (3) allgemein mit
Entzerrereinrichtungen 30, 33 versehen, die entweder
für eine
feste (werkseitig eingestellte) Entzerrung einzelner Niederfrequenzmodule sorgen
können,
um die elektroakustischen Parameter dieser Module in bestimmten
Toleranzgrenzen zu halten, oder mit einer Einrichtung zum Steuern
der Einstellung der Entzerrer 30, 33 als Reaktion
auf Steuersignale versehen sein können, die vom Breitbandmodul
oder von einem weiteren Niederfrequenzmodul übertragen werden. Im zuletzt
genannten Fall können
die Entzerrer 30, 33 als Einrichtung zum Erhalten
des Zielfrequenzgangs des kompletten modularen Lautsprechers im
Zusammenwirken mit den Vorverarbeitungseinrichtungen 23, 24, 25 im Breitbandmodul 2 dienen.
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Beispiele
für Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen modularen
Lautsprechers mit zwei Niederfrequenzmodulen 3, 3' sind in 8a bis 8d gezeigt.
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Insbesondere
entspricht 8a der Ausführungsform gemäß 7a,
in der das Audiosignal 38 den Eingangsanschlüssen IBB des Breitbandmoduls 2 zugeführt und
ein Niederfrequenzanteil 36 des Audiosignals über den
Ausgangsanschluß OABB zu den Eingangsanschlüssen ILF1 und
ILF2 der beiden Niederfrequenzmodule 3, 3' weitergeleitet
wird, die über Eingangsanschlüsse ICBB1 und ICBB2 der
Steuereinrichtung 29 im Breitbandmodul geeignete Präsenzsignale 37, 37' zum Anzeigen
des Vorhandenseins der beiden Niederfrequenzmodule am Breitbandmodul
zuführen,
was zur notwendigen Einstellung von Frequenzweichen- und Entzerrerparametern
im Breitbandmodul führt.
Unter anderem betrifft diese Einstellung die Empfindlichkeit der
Niederfrequenzmodule, die relativ zur Ausführungsform von 7a reduziert
sein muß,
was in diesem Fall Folge des Vorhandenseins zweier Schallstrahler
ist. Außerdem müssen geeignete Änderungen
der Kompensation des o. g. Schallwandeffekts vorgenommen werden, was
die im Breitbandmodul durchgeführte
Signalverarbeitung beeinflußt.
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Die
Ausführungsform
gemäß 8b entspricht
der Ausführungsform
von 7b mit der Ausnahme, daß zwei Niederfrequenzmodule 3, 3' vorhanden sind.
Ein vorverarbeitetes Audiosignal 39 (geeignet hochpaßgefiltert
und im Hinblick auf den Schallwandeffekt kompensiert) wird von einem
der Niederfrequenzmodule 3 dem Breitbandmodul 2 zugeführt, und
dieses Niederfrequenzmodul 3 muß mit einer Frequenzweichen-
und Entzerrereinrichtung zur Durchführung dieser Verarbeitung versehen
sein. Ferner müssen
die beiden Niederfrequenzmodule 3, 3' mit einer Einrichtung
zum Austauschen von Steuerinformationen 41 über ihr
Vorhandensein am anderen Niederfrequenzmodul versehen sein, damit
das andere Niederfrequenzmodul Empfindlichkeitsreduzierungen vornehmen
kann, die wegen des Vorhandenseins zweier Niederfrequenzmodule notwendig sind.
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In 8c ist
eine Ausführungsform
der Erfindung gezeigt, die der von 7c entspricht,
aber zwei Niederfrequenzmodule 3, 3' aufweist. In dieser Ausführungsform
wird jedem der Module 2, 3 und 3' das Audiosignal 38 von
der Signalquelle 22 zugeführt, und Präsenzsignale 37, 37' werden von
jedem der Niederfrequenzmodule 3, 3' dem Breitbandmodul zugeführt, um
das Breitbandmodul zu veranlassen, die notwendigen Änderungen
bezogen auf die untere Frequenzgrenze und die Kompensation des Schallwandeffekts
durchzuführen.
Außerdem
werden wie in der Ausführungsform
gemäß 8b Steuerinformationen 41 zwischen
jedem der Niederfrequenzmodule 3, 3' ausgetauscht, um die Empfindlichkeitsänderungen
infolge des Vorhandenseins zweier Niederfrequenzmodule zu initiieren.
Wie in Verbindung mit 7c zuvor erwähnt wurde, weisen das oder
die Niederfrequenzmodule ferner geeignete Tiefpaßfilter auf, die zum Begrenzen
des Frequenzbereichs der Signale zum Einsatz kommen, die durch das
oder die Niederfrequenzmodule verarbeitet werden.
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Schließlich zeigt 8d eine
Ausführungsform,
die der von 7d entspricht, aber zwei Niederfrequenzmodule 3, 3' aufweist. Gemäß dieser Ausführungsform
werden Präsenzsignale 37, 37' durch die beiden
Niederfrequenzmodule dem externen Vorprozessor 40 zugeführt, der
das Audiosignal 38 in einen Breitbandanteil 38' mit geeigneter
Hochpaßfilterung
und Schallwandeffekt-Kompensation und einen Niederfrequenzanteil 38'' für die Niederfrequenzmodule 3, 3' mit geeigneter
Tiefpaßfilterung und
geeigneten Empfindlichkeitseinstellungen aufteilt.
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Obwohl
eine Reihe von Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen modularen
Lautsprechers in den vorstehenden Teilen der näheren Beschreibung dargestellt
und beschrieben wurde, ist verständlich, daß dem Fachmann
andere Ausführungsformen deutlich
sein können,
sowohl im Hinblick auf die Anzahl, Art und Plazierung der Schallstrahlungseinheiten
in den Modulen, den spezifischen Aufbau der Gehäuse der Module als auch die
Art und Weise der Wegleitung und Verarbeitung von Audio- und Steuersignalen
in und zwischen den Modulen, ohne vom Schutzumfang der Erfindung
gemäß der Festlegung durch
die nachfolgenden Ansprüche
abzuweichen. Außerdem
könnten
die Informationen über
das Vorhandensein eines oder mehrerer Niederfrequenzmodule ohne
die Erzeugung eines Präsenzsignals
bereitgestellt werden, z. B. durch Anwendung eines ohmschen Spannungs-
oder Stromteilernetzes. Wie erwähnt,
könnte
auch eine drahtlose Übertragung dieser
Informationen vorgesehen sein, und sogar eine mechanische Kopplung
zwischen benachbarten Modulen könnte
verwendet werden, wobei diese Kopplung eine Schalteinrichtung in
dem oder den Modulen beeinflußt.