DE7023571U - Akustische wiedergabevorrichtung - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft eine akustische Wiedergabevorrichtung, die zusammen mit einem Rundfunkempfänger, einem elektrischen Stereoschallplattenspieler oder dergleichen verv/endet werden kann, uia elektrische Signal«= in akustische Signale umzusetzen xziä dadurch eine Rundfunksendung, vorher aufgenommene Musik oder dergleichen ^wiederzugeben.

3pi einen) Lautsprecher, der zusammen mit einem Rundfunkempfänger., eines elektrischen Stereoplatten.= pi'ler oder dergleichen verwendet wird, hängt die 'Wiedergabe eines akustischen Signale im niederfrecuenten 3ereich von der Kennlinie und äem Durchmesser d·?. oermtzterft Lautsprechers and der K>nnlinip d^r den Lautsprecher aumehrnpiiaeri 3ox ab. Um irisbt-.-ionderf· Schall niedriger Prf.~uenz im Dereich von 50 bis ^G Hz wiederzugeben, müssen ein dafür dimensionierter Lautsprecher gro3en Durchmessers und eine enteprechfnde Box mit groSen Abmessungen für die Aufnahme eines dfrartig^-n lautsprechprs vorg#>fh*r wcrdenu Infolgedessen sind die bis $ezzt verwendeten Lautsprecher für die

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derartigem niederfrequenten Schall mit einem Schälltrichter von fi

einigen Metern Länge versahen, der einen Lautsprecher großen f

Durchmessers aufnimmt, was verständlicherweise zu großen Abate®·* i

sungen der gesagten Wiedergabevorrichtung führt, !,■

Bei der Wiedergabe von Schall unterhalb 100 Hz erfahren die
Membran des Lautsprechers und die damit verbundene Schwingspule

eine so groSe Auslenkung, daä die Bewegung der Membran und der ;^:

Schwingspule nicht linear den auf sie einwirkenden Signalen folgen !

kann. Die Membran und die Schwingspule zeigen also eine nicht- \

lineare Bewegung, die eine Intermodulationsverzerrung verursacht« l

Selbst wenn für die Wiedergabe von 3aßtönen ein Lautsprecher S

groSen Durchmessers und eine groß bemessene Box verwendet werden, i

enthält daher der wiedergegebene Schall höhere harmonische j;

Schwingungen, die von der Intermodulationsvcrzerrung im nieder- |

frequenten Bereich unter 100 Hz herrühren, so daß leine klare und ji

ver7errungsfreie Wiedergabe erreicht wird. <

Für die Verringerung derartiger harmonischer Schwingungen im ; Frecuenzbereich unter 100 Hz gibt es zwei verschiedene Möglich- i

keiten: I

Die eine I^Sglichkeit besteht in einer solchen Anordnung des I es des BaSwiecergabelatbsorechers, daß ein homogenes |

ί Magnetfeld über äen Auslenkungsbereich der Schwingspule erzeugt |

vr*ä fern* r in ^inei- solcaen Ausgestaltung des äußeren | Bands und des zentrierenden Abschnitts der Membran, daß die %

proportions 1 zuni öurcii die Schwingspule fliesenden
SignaIsfro3 schwingen kann. Mit; anderen Worten, der Lautsprecher
wire so auTgecaut, ca 3 er eine lineare 3eziehung zwischen dem
öderen öle SehwiEgspule flleSeiideö Signalstrom und den Membran-

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Fin derartiger Lautsprecher ist jedoch im Hinblick auf die Werkstoffe, die Form und die Herstellung der Zentriereinrichtung und der Randabschnitte der Membran schwierig zu bauen, so daß bisher 'Λ*>1η Lautsprecher gefertigt worden ist, bei dem die Schwingung der Membran genau dem FingangssignaIstrom folgt. Um ferner ein homogenes Magnetfeld über den Auslenkungsbereich der Schwingspule zu erzeugen, muß die Zahl der im Lautsprecher veruf.jvÄe*f.Tj pojujanjB^mjcfo oyijrvXHfr «sei die Forni dieser Ms^n^te besonders gewählt werden, was unvermeidbar zu höheren Kosten lind damit zu einem in der Praxis geringeren Wert des gefertigten Läutspreobers führt.

Die andere Möglichkeit zur- Unterdrückung der höheren harmonischen Schwingungen besteht darin, zwei Lautsprecher vorzusehen, von denen der erste Lautsprecher für die Wiedergabe von Schall unter 100 Kz und der zweite Lautsprecher für- die Wtdergabe von Sehall über 100 Ks dient, und den durch den ersten Lautsprecher wieder-gegebenen Schall durch ein akustisches Bandfilter zu schicken, das ein BurchlaSband von J5O - 100 Hs aufweist. Dadurch werden die höherem harmonischen Schwingungen raifc einer Frequenz vox? 100 Kz und mehr abgetrennt. Kit anderes Worten, die tiöheren harsaonischerä Schwingungen der Grundschailschwingungen unter 100 Hz werden durch das akustische Bandfilter ausgesiebt, das die Schallwellen mit einer Frequenz von mehr als 100 Hz stark däapft, so daß nur Grundschwingungen wiedergegeben werden, während Schall von 100 Hz und höher den zweiten Lautsprecher wiedergegeben wird.

Fs ist daher Aufgabe der Neuerung, eine akustische Wiedergabeeinriehtung zu schaffen, die die Wiedergabe von allen höheren aarsaonischen Schwingungen unterdrückt, die im Schall mit Frequenzen unter 100 Hz enthalten sind. Insbesondere soll eine derartige akustische Wiedergabeeinrichtung mit einem akustischen Bandfilter versehen sein, um nur Schall innerhalb eines bestimmten Frequenz-

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bereichs durchzulassen. Schließlich soll die Wiedergäbeeinrichtung eiiisn kompakten Lautsprecher und eine kompakte Lautsprecherbox verwenden, jedoch Schall von beträchtlich niedrigen Frequenzen wiedergeben*

Fine akustische Wifdergabeeinrichtung mit cin*r 3ox zur .Auf na "ame eines Lautsprechers, wobei eine Trennwand den Tnnenraua der Lautsprecherbox in zwei Fächer unterteilt und eine öffnung in mindestens einem der beiden Fächer vorgesehen ist, und wobei d^r Lautsprecher an der Trennwand montiert ist, ist neuerungsg^äS dadurch gekennzeichnet, daö der an der Trennwand montierte Lautsprecher für die Wirdergabe von niederfrequentem Schall vorgesehen ist, und daS Lautsprecher zur Wiedergabe von zwischen- und hochfreauentem Schall im anderen Fach untergebracht sind.

Mit der neuerungsgemäßen akustischen Wiedergabeeinrichtung wird Schall mit einer Frequenz von weniger als 100 Hz durch das akustische Bandfilter durchgelassen, das die höheren harmonischen Schwingungen dämpft, die im Schall vorhanden sind, und die Auslenkung der Membran des Lautsprechers "wird sehr klein bei der Mittenfrfequenz des akustischen Bandfilters, so daß nur die Verdrängung der Luft an der Öffnung sehr groS wird, wodurch verzerrungsarme klare Baßtöne wiedergegeben werden. Das akustische Bandfilter erlaubt auch die gleichmäßige Wiedergabe von Schall mit einer Frequenz bis zu 35 Hz, wobei ein gewöhnlicher Lautsprecher mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser für die Baßviiedergabe benutzt werden kann. Ferner können der Lautsprecher und die Lautsprecherbox als akustisches Bandfilter ausgebildet sein. Auf diese weise wird durch die Neuerung eine kompakte akustische Wiedergabeeinriehtung mit einfachem Aufbau geschaffen.

Die Neuerung -wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Fs zeigen:

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Pig. 1 einen vertikalen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der akustischen Wiedergabevorrichtung gemäß der Neuerung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 abgebildeten akustischen Wiedergabevorrichtung;

Fig. 3 das Frsatzschaltblld der akustischen Wiedergabevorrichtung von Fig. 1 und 2;

Pig- 4- dir Kennlinie der akultischen Wiedergaoevorrichtung von Fi <ς. l _und 2:

Fig.. 5 einen vertikalen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der neuerungsgemäßen akustischen Wiedergabevorrichtung, das zusätzlich mit einem Lautsprecher zur Wiedergabe von Schall im Nieder-UiJd Zwischenfrequenzbereich oberhalb 100 Hz und. einem anderen Lautsprecher zur Wiedergabe von Schall in Hochfrecuenzbereieh versehen ist: und

?ig. 6 einen ähnlichen vertikalen Schnitt durch ein

drittes Ausführungsbsispiel der neuerungsgemäSen akustischen Wiedergabevorrichtung, bei dem beide Fächer der Lautsprecherbox öffnungen haben.

Gemäß Fig. 1 und 2 hat eine Lautsprecherbox 1 einen i?^ivchteck:- querschnitt und be ^t ent aus Furnierholz oder dergleichen, wobei die Seitenwände und die Deck- sot*!«⁹ 3odenwanä der Box luftdicht durch einen Klebstoff verbunden sind. Diese Verbindungsstellen sind ferner durch elastischen Kitt versiegelt oder nit Klebebändern beschichtet. Fine Trennwand 2, die ebenfalls aus Furnierholz oder dergleichen besteht, verläuft quer durch die Lautsprecherbox Ί, um die Box 1 in zwei Fächer, nämlich ein obires Fach 3 und fin -unteres Fach k zu unterteilen. Die Trennwand 2 ist mit den -Seltenwäncen äex* laut-=preeherbox 1 euren einen Klebstoff verbunden, um eine luftdichte Trennung zwischen dem oberen unä unteren Fach 3 bzw. 4 zu erzielen. Die Trennwand 2 hat in ihrer

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Mitte eine öffnung 5, öle durch einen Lautsprecher 6 verschlossen ist» Der Lautsprecher 6 befindet sieh Im oberen Fach, wobei seine Frontfläehe nach unten zum unteren Fach h durch die Öffnung 5 i-eigt.. Der Lautsprecher 6 hat eine solche Kennlinie, daS er Sehall m niederfrequenten Bereich unterhalb 100 Hz wiedergibt. Die Prontseltenwand 7 der Lautsprecherbox 1 hat an Ihrem unteren Abschnitt eine öffnung 3, nämlich am unteren Fach 4, so daS vom Lautsprecher 6 erzeugter Schall aus der Lautsprecherbox 1 über die öffnung 8 trittο Die Innenfläche der das obere und das untere Fach 3 bzw. 4 bildenden Wände 1st mit einem schallschluckenden Werkstoff {nicht abgebildet) beschichtet.

Bei einer derartigen Anordnung hat das untere Fach H der Lautsprecherbox 1 eine Resonanzfrecuenz, die durch das Volumen des Faciis 4 und die Querschalttsflache sowie die Länge der Öffnung 8 bestimmt 1st. isenn niederfrequente Signale in den Lautsprecher 6 zu dessen Erregung eingespeist werden, können nur diejenigen Frequenzen des vom Lautsprecher 6 erzeugten Sehalls durch die öffnung R austreten, die -Ich In der Nähe der Resonanzfrequenz des unteren Fachs 4 befinden, Wenn mit C- die Summe der reziproken Steifigkeit des oberen Fachs 5 und der reziproken Steifigkeit des Lautsprechers 5 bezeichnet wird, ferner rait R der auf den Lautsprecher* einwirkende mechanische Widerstand, mit M₁ die Ersatzsasse des Lautsprechers 6, mit C₀ die reziproke Steifigkeit des umteren Fachs 5, alt Hp die Frsatzmasse der öffnung 5 und juit ? äai· niederfr^cuente Signal, das In die Schv/Ingspule des Lautsprechers ό eimg^-'pf-ist wird, dann bedarf das Ersatzschaltbild aev akustischen Wiedergabevorrichtung von Flg. 1 und 2, das is» Fig· 5 zu sehen ist, an sich keiner "weiteren Irläuterung. «as ?ig* *> ist ersichtlich, daS die akustische Wiedergabevorrichtung ^iness Parallelresonanzkreis 9 aus einem Kondensator C₂ und * liner Spule >< hat, der mit de-n Lautsprecher 6 verbunden ist, ö'v bus ^in^-3 kondensator C₁, < ines Viidfrstend R und einer Spule

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bestellt; ₃ so da3 ein HledergaGefrequeirzhand durch, die Frequenzen eis die· Hesonanzfrecuenz des Hesonaiizlcreises 9

Für die Schaltung von Fig. j> kann der Betrag [ll des Stroms, der duren die Spule sL·^ des Parallelresonanskreises 9 fließt, nach. folgender Forael berechnet sercen:

1 (D

U! =1 ^ _s

wobei Cj — 2λ f ist und der Hiderstand H zur Vereinfachung der Rechnung weggelassen ist.

Die Forsei (1) gilt für ^oi2 Bandfilter, das durch den Resonanzkreis 9 ϊ3Ώα dei2 Lautsprecher 6 gebildet wird, so daS die Signale außerhalb csr Besonanzfrequsnz dieses Bandfilters stark gedämpft werden, wenn _z±e durch dieses Filter laufen. Tn der akustischen wiedergabevoirrichtung von ?ig. 1 νεηά 2 entspricht der Strom T₃ wie er ersatzsc&altbildaaSig durch die Forael (I) angegeben n*ird, der VersclaiebungsgescliMiTSGigkeit der Schallquelle fiSr einen durch die öffnung S abgestrahlten Sehall, und der Schalldruck P, der durch diese Schallcaelie erzeugt Tsird, ist proportioaisl zur Beschleunigung in dein LuftFciSiiiigui^en der Öffnung r-₉ wie in; folgenden gezeigt isti

Aus der Formel (2) ist ersichtlich, daS der SchalIdruök ? des durch die öffnung 8 abgegebener? Schalls groSer for des Schall in größerer ?£ähe der Resonanzfrequenz des HeronaiizJcreisf s kleiner für von der Hesonanzfreouertz frecJuenzrosSig &texe Schall ist. Auf die^e V/eise wird ein Bandfilter, dessen J

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freemenz die Resonanzfrequenz des unteren Fachs h Ist, durch das untere Fach 4, das obere Fach 3 ^Qo die Öffnung 8 sowie den Lautsprecher 6 der Box i gebildet.

Das in FIg.1 und 2 abgebildete Ausführungsbeispiel der akustischen Wiedergabevorrichtung kann folgende Abmessungen haben:

S Lautsprecher box 1

Breite hOO

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mm

Tiefe 300 mm

Oberes Fach 3

Höhe 470 mm

Höhe 540

ms

Öffnung 6

Breite I90

Höhe 50

Boxwände

Dicke /5

Lautsprecher 6

Resonanzfrequenz f 35

Membranmasse 14 g

Durchmesser 2ö cm (8 Zoll)

die rrecuenzkennlinle der- gezeigten akustische?? Wiedergabevorrichtung den ±n Pig- ^ abgebildeten Verlauf. Genauer gesagt, Sehall Ie FrecueEzberelea von 33 - -OO Hz Viird iiber¹ die öffnung f» wiedergegeben, wobei iiöhs^s hsrinorilsehe Schwingungen dieser Freauenzen geschwächt werden, us klare 3a3— töne zu erzeugen. Da die Kennlixiie des akustischen Basdfirters für die Frequenzen bis zu -^O Hz flach ist, kann sogar ein Lautsprecher mit verhältnismäSIg kleines Durehmesser Schall von bis zu 33 Hz wiedergeben.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der akustischen Wiedergabevorrichtung gemäß der Neuerung. Bei dieses Ausführungsbeispiel hat das obere Fach 3 der Lautsprecherbox 1 eine Öffnung ■ il in der Frontwand 7 zur Halterung eines Lautsprechers IO zur

: V/iedergabe von Sehall im ZwischenfreGuenzbereich und eine acdsre

Öffnung 13 zur Halterung eines Lautsprechers .P. zur Wiedergabe

J von Schall im Hochfrequenzbereich. Bei der in FIg. 1 und 2 ab,ge-

bildeten Vorrichtung kann der Lautsprecher 6 nur Schall unter 100 Hz aufgrund des alcustischen Filters erzeugen, so daS Laut-

• Sprecher vorgesehen sein sollten, um Schall Im Frequenzbereich

j oberhalb 100 Hz wlederzugeben. Im Ausführungsbeispiel von FIg-

ι erzeugt der Lautspreeher 10 Schall im Frequenzbereich von 100 -

' 3COO Hz und der Lautsprecher 12 Schall mit einer Frecuenz von

mehr als 3OOO Hz, 'während Schall mit einer Frequenz von unter

100 Hz durch den Lautsprecher6erzeugt wird, der dem akustischen *- Filter zugeordnet ist. Daher kann Schall im gesamten Tonfreqmenz-

berelch durch eine einzige Lautsprecherbox gemäß der Keue-rung erzeugt werden. Die beidf π Lautsprecher 10 und 12 können vorzugsweise durch Trenrw¥nde abgeschir-st sein, um eine Interferenz .wischen diesen Lautsprechern zu verhindern.

. (. ;.eigt ein weiteres Ausi'ührunf-sbeispiel der neuerungsgtakuriischen Wiedergabevorrichtung, bei dem sowohl das- obere

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als auch das unter*⁵ Fach eine Öffnung haben. Fs ist ersichtlich, daß die Frontwand 7 des oberer* Fachs J> fine öffnung Ik hat, um ichall durchzulassen, der an di^r Rückseite de Lautsprechers 6 erzeugt wird. Bei diesem Ausführungsoeispirl der Vorrichtung: hat auch das ober? Fach 5 eine bestimmte Resonanzfrequenz, die durch das Volumen des oberen Fachs > und die QuerschnittSflache sowie die Länge der öffnung 14 bestimmt ist, und ein akustisches Bandfilter wird durch das obere Fach J5 und den Lautsprecher 6 gebildet. Daher kann Schall innerhalb des Durchia3bandes dieses Filters durch die öffnung 1% abgestrahlt werden.

Fs ist auch möglich, das obere und untere Fach 3 bzw. h mdt unterschiedlichen Resonanzfrequenzen auszubilden, so daß ein akustisches Bandfilter mit größerem Freouenzdurchlaßband gewonnen wird.

Zusammenfassend kann also gesagt werden, daß die neuerungsgemäSe akustische Wiedergabevorrichtung eine Lautsprecherbox hat, die als akustisches Filter dient, so 4aß höhere harmonische Schwingungen im Niederfrequenzbereich unterdrückt werden. Durch den neuerungsgemäSen Aufbau wird eine kompakte und einfache Vorrichtung erreicht.

Bei "iner Progranimschallquelle wird die Intermodulationsverzerrung sehr klein, so da3 klare Baßtöne wiedergegeben werden können.

Claims (1)

Schutzansprüehe

1. Akustische Wiedergabevorrichtung mit einer 3ox zur Aufnahme eines Lautsprechers, wobei eine Trennwand den Innenraum der Lautsprecherbox in zwei Fächer unterteilt und eine Öffnung in mindestens einem der beiden Fächer vorgesehen ist, und wobei der Lautsprecher an der Trennwand montiert ist, dadurch gekennzeichnet _, daß der an der Trennwand (2) monierte Lautspreeher (6) für die Widergabe von niederfrequentes Sehall vorgesehen ist, und daß Lautsprecher (10, 12) zur wiedergabe von zwischen- und hochfrequentem Schall iti anderen Feeti (5) untergebracht sind (Pig. 5)·

2„ "Errichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da2 eine Öffnung (3, 14) in jede-n der beiden Fächer (5, 4) vorhanden ist, um verschieden Resonanzfrequenzen den beiden Fächern zu verleihen (Fig. 6).

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