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Verfahren zum Betrieb einer aus zwei in bestimmter Weise einander
zugeordneten Lautsprechern bestehenden Lautsprecheranordnung Im Hauptpatent, dem
Patent 690 437, ist eine Lautsprecheranordnung zur T-Tnterdrükkung hörbaren
Schalles des ganzen Frequenzgebietes oder bestimmter zusammenhängender Teile desselben
in einem bestimmten Raumteil beschrieben, bei dem zwei praktisch einander gleiche
Lautsprechereinheiten mit ihren Schallaustrittsöffnungeneinander symmetrisch zugeordnet
und die Membranen so angetrieben sind, daß die eine Membran Überdruck hervorruft,
während zur gleichen Zeit die andere Membran, bezogen auf denselben Raum, Unterdruck
erzeugt, so daß in einem bestimmten ringförmigen Raumteil, dessen Abmessungen von
der Entfernung der Lautsprechereinheiten bzw. deren Schallaustrittsöffnungen voneinander
abhängen, alle in Betracht kommenden Frequenzen durch Interferenzwirkung praktisch
ausgelöscht werden. Schwingen die Membranen genau im Gegentakt, so wird in der Nähe
der Symmetrieebene der Lautsprecheranordnung eine Auslöschzone von etwa kegelringförmiger
Gestalt erzielt. Die Begrenzungslinien dieser Auslöschzonen, bezogen auf gleiche
Auslöschwirkung, sind im Schnitt Hyperbeläste. Es ist nun oft erwünscht, daß zur
Anpassung an bestimmte Raumverhältnisse die Auslöschzonen eine von der erwähnten
nahezu kegelringförmigen Gestalt abweichende Form haben. Dies wird gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß Mittel, wie elektrische, mechanische oder akustische Verzögerungsmittel,
Geräte zur Schallaufzeichnung und -,viedergabe oder Einrichtungen vorgesehen sind,
die bewirken, daß die eine Lautsprechereinheit gegenüber der anderen mit einer der
Frequenz möglichst proportionalen Phasenverschiebung betrieben wird, wobei gegebenenfalls
zusätzliche Verstärker, Lautstärkeregeleinrichtungen o. dgl. vorgesehen sind, welche
die Einregelung der beiden Lautsprechereinheiten auf gleichem Pegel gestatten. Die
Membranen der einander zugeordneten Lautsprecher schwingen also nicht im Gegentakt,
sondern werden mit einer Phasenverschiebung gegeneinander betrieben, welche mit
steigender Frequenz proportional wächst. Daß in der Tat diese Maßnahmen zur Erzielung
von zur Symmetrieebene der beiden Lautsprecher unsymmetrisch liegenden Stillzonen
führen, geht aus folgender Überlegung hervor: Nimmt bei
der einen
Lautsprechereinheit die Phasenverschiebung tnit ansteigender Frequenz proportional
zu, so ist die Laufzeit der von den Schallquellen ausgesandten Schallwellen bis
zum betrachteten Auslöschpunkt unabhängig von der Frequenz konstant. Dementsprechend
ist auch der Laufzeitunterschied, d. h. die Differenz der Laufzeiten, der Schallwellen
von den verschiedenen Schallquellen bis zum Auslöschungspunkt konstant. Da nun die
Laufzeit bzw. der Laufzeitunterschied bei allen Frequenzen konstant ist und die
Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalles gleichfalls konstant ist, so liegen bei
verschiedenen Frequenzen die Auslöschstellen an ein und demselben Ort im Raume.
Der zu wählende Laufzeitunterschied richtet sich nach der Lage der Auslöschzonen
und dem Abstand, welchen die Lautsprechereinheiten untereinander haben. Er fällt
etwa in die Größenordnung von '/20o Sek. Bei den Lautsprechern kann die in Abhängigkeit
von der Frequenz zu verändernde Phasenverschiebung auf verschiedene Weise herbeigeführt
werden.
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Beispielsweise können elektrische oder akustische Kettenglieder genommen
werden, und zwar werden diese Kettenglieder in den Leitungszug der Lautsprechereinheit
eingeschaltet, deren Lautsprecher mit veränderlicher Phasenverschiebung betrieben
werden soll bzw. sollen. Elektrische Kettenglieder werden z. B. in der Weise aufgebaut,
daß eine Drosselkette, bei der die einzelnen Drosselglieder hirtereinandergeschaltet
sind, eingeschaltet wird. Die Kondensatoren für dieses Kettenglied werden parallel
zur Hin- und Rückleitung zwischen die einzelnen Drosselglieder geschaltet. Am Ende
dieser Kette wird vorteilhaft eine Verstärkungseinrichtung, gegebenenfalls im Zusammenhang
mit einer Lautstärkeregeleinrichtung angeschlossen, welche gestattet, daß die an
die Kettenglieder angeschlossene Lautsprechereinheit auf denselben Pegel eingerebelt
wird wie die zu der Lautsprecheranordnung gehörende andere Lautsprechereinheit.
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Die frequenzproportionale Phasenverschiebung kann auch mittels eines
Gerätes, welches den Schall aufnimmt und wiedergibt, wie beispiels«-eise eines Stahldraht-,
Schallplatten-, Filmgerätes o. dgl., vorgenommen «-erden. Von diesem Gerät werden
die von der Lautsprecheranordnung wiedergegebenen Impulse oder ein Teil von ihnen
aufgezeichnet. Wenn nur ein Teil der 'Impulse aufgezeichnet wird, so «-erden von
dem Aufzeichnungsgerät die Impulse für die eine Lautsprechereinheit finit einer
Verzögerung abgegriffen, welche dein Laufzeitunterschied entspricht. Werden dagegen
für die gesamte Lautsprecheranordnung die Impulse vom Schallaufzeichnungsgerät aufgenommen,
so «erden an diesen zwei Abnahmeeinrichtungen vorgesehen, welche einen Abstand voneinander
haben, welcher dem Laufzeitunterschied der SchallNyellen entspricht. So kann beispielsweise
bei Stahldrahtgeräten ein Besprechungskopf vorgesehen werden, dagegen zwei Abnahmeköpfe.
Der Abstand der Abnahmeköpfe vom Besprechungskopf kann beliebig sein. Er ist so
zu wählen, daß die Abnahmeköpfe vom Aufnahmekopf nicht störend beeinflußt werden.
Der Abstand dex Abnahmeköpfe untereinander wird vorteilhaft veränderbar ausgeführt,
damit der Laufzeitunterschied eingestellt werden kann.
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Wird das Schallaufzeichnungs-und-wiedergabegerät nur in der Leitung
angeordnet, mit welcher die Lautsprechereinheit betrieben wird, welche mit veränderlicher
Phasenverschiebung laufen soll, so ist in diesem Falle der Abstand zwischen Aufzeichnungs-
und Wiedergabekopf bei Stahldrahtapparaturen nicht willkürlich zu wählen, sondern
hängt von dem Laufzeitunterschied ab. Entsprechendes gilt bei anderen Geräten.
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Weiterhin kann die frequenzproportionale Phasenverschiebung dadurch
erzielt werden, daß man die wiederzugebenden Impulse einem an einem Ende eines Rohres
angebrachten Lautsprecher zuführt. Innerhalb des Rohres sind zwei Mikrophone angeordnet,
von denen das eine Mikrophon die eine Lautsprechereinheit, während das andere Mikrophon
die andere Einheit steuert. Der Abstand der Mikrophone untereinander entspricht
in diesem Falle gleichfalls dem Laufzeitunterschied von der Größenordnung von etwa
1/20o Sek. Auch hier ist es vorteilhaft, den Abstand der Mikrophone untereinander
einregeln zu können.
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Das Rohr muß so lang sein, daß es akustisch wie ein unendlich langes
Rohr wirkt. Das andere Ende des Rohres ist mit einer akustisch reflexionsfreien
Wand abzuschließen.
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Es besteht auch hier die Möglichkeit, mit nur einem Mikrophon auszukommen.
Es ist dann aber erforderlich, besondere Regeleinrichtungen vorzusehen, mit welchen
man das Frequenzband und die Lautstärke beeinflussen kann, damit beide Lautsprechereinheiten
gleiche Frequenzbänder mit gleicher Stärke abstrahlen.
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Ferner ist es möglich, in der Nähe des Redners mehrere Mikrophone
bz w. @Iikrophongruppen mit verschiedenem Abstand von der Schallquelle aufzustellen,
welche den verschiedenen Lautsprechereinheiten zugeordnet sind. Der Abstand der
Mikrophone untereinander entspricht dem Laufzeitunterschied, der zum Betrieb der
verschiedenen Lautsprechereinheiten erforderlich ist. Auch hier sind
besondere
Vorkehrungsmaßregeln getroffen, damit die Lautsprechereinheiten gleiche Frequenzbänder
mit gleicher Stärke wiedergeben.
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Es sei noch bemerkt, daß sowohl eine der angegebenen Einrichtungen
für sich allein als auch ein Teil davon ganz oder teilweise zusammen mit einer oder
mehreren der anderen Einrichtungen zur Anwendung gelangen können, um den beabsichtigten
Zweck der frequenzproportionalen Phasenverschiebung für die Lautsprecheranordnung
zu erzielen.
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Für die Lautsprecheranordnung ist es gleichgültig, woher die wiederzugebenden
Impulse kommen. Sie kann an eine Besprechungsanlage oder an andere Wiedergabeeinrichtungen,
wie Rundfunkgeräte, Schallplattenwiedergabegeräte o. dgl., angeschlossen werden.
Gegebenenfalls kann die Einrichtung so getroffen werden, daß von einem Betrieb auf
den anderen umgeschaltet werden kann oder daß mehrere Betriebsarten gleichzeitig
einschaltbar sind.
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Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Lautsprecheranordnung
mit den eingezeichneten Stillzonen. Auf dem Boden der zu besprechenden Fläche ist
ein Mast r aufgestellt, auf welchem die Lautsprecheranordnung a befestigt ist. Diese
besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse 3, an dessen Enden die Lautsprecher 4 und
5 eingesetzt sind. Das Rohr 3 wird vorteilhaft derart durchgebildet, daß es verlängert
oder verkürzt werden kann. Hierdurch ist es leicht möglich, den Abstand der Lautsprecher
.einzuregeln, was eine Beeinflussung der Auslöschzonen gestattet. Infolge des Betriebs
der beiden Lautsprecher mit von der Gegenphasigkeit abweichenden Impulsen entstehen
Auslöschbereiche, deren Achse hyperbelförmig ist. Mit 7 und 8 sind die ebenfalls
hyperbelförmigen, oberhalb und unterhalb der Achse 6 liegenden Grenzen des Bereichs
der Auslöschung bezeichnet.