DE939452C - Lautsprecher mit vorgebbarer Laufzeitverzoegerung - Google Patents

Description

• Lautsprecher mit vorgebbarer Laufzeitverzögerung Akustische Darbietungen werden in großen Räumen -und im Freien zur Erzielung ausreichender Lautstärke oft mit Mikrofonen aufgenommen und verstärkt durch Lautsprecher wiedergegeben. Abgesehen von optischer Beeinflussung würde einem Zuhörer der Schallquelle in der Richtung erscheinen, aus der der Schall mit der kürzesten Gesamtlaufzeit kommt, wenn dieses erste Schallsignal nicht weniger als zehnmal kleinere Intensität als der nachfolgende Schall besitzt und wenn. der Laufzeitunterschied zwischen zo und 5o Millisekunden liegt. Bei kleineren Laufzeiten gibt es einen Stereophoneffekt, bei größeren treten deutliche Echos auf. Sorgt man also dafür, daß innerhalb der angegebenen Laufzeit-Intensitäts-Bedihgung der Originalschall zuerst ankommt, dann kann man gleichzeitig eine Übertragungsanlage zur Lautstärkeerhöhung anwenden, ohne daß der Zuhörer den Schall auf eine andere als die Originalschallquelle lokalisiert.
• Die notwendige zeitliche Verzögerung des verstärkten Schalles kann man nur in wenigen Fällen so einfach erreichen, daß man die Lautsprecher weiter vom Zuhörer entfernt anordnet als die Originalschallquelle. Man greift daher zu elektroakustischen Verzögerungsanlagen. Solche Anlagen sind als Teile der elektrischen Verstärkeranlage bereits bekannt in Form von elektrischen Laufzeitketten und in Form von elektroakustischen Verzögerungsvierpolen, welche aus Rohrleitungen bestehen können, die an einem Ende durch Lautsprecher angeregt werden und von deren anderem Ende das Signal mittels eines Mikrofons zur weiteren Verstärkung abgenommen wird. Nachteilig ist die mehrfache Zwischenumformung des Signals. Auch Magnetofonanlagen können zu diesem Zweck verwendet werden. Sind mehrere verschiedene Verzögerungszeiten erforderlich, so braucht man entsprechend mehrere Mikrofone in verschiedenen Abständen im Verzögerungsrohr oder mehrere Hörköpfe auf dem Magnetband und jeweils dazu die entsprechenden Vor- und Endverstärker. Der Aufwand wird also dann verhältnismäßig groß.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, dem Aufnahmemikrofon ein akustisch,.sS,.allverzögerungssystem vorzuschalten, z. B. eine Rohrleitung, so daß die mehrfache Umformung des. Schallsignals und der entsprechende kostspielige technische Aufwand; z. B. eine Magnetofonanlage, wegfällt. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß man eine einzige, wenn auch veränderliche Verzögerungszeit zur Verfügung hat, so däß man bei Aufstellung von mehreren Lautsprechern, die verschiedene Verzögerungszeiten erfordern, mehrere Mikrofone mit entsprechenden Vor- und Endverstärkern aufstellen muß.
• Die den bekannten Übertragungsanlagen mit vor-. gebbarer Laufzeitverzögerung anhaftenden- Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß zur Erzielung der für die subjektive Lokalisierung auf die Original.schallquelle notwendigen begrenztenLaufzeitdifferenz zwischenOriginalschall und Lautsprecher-Wiedergabeschall zwischen dem elektromechanischen bzw. elektroakustischen Antriebssystem des Lautsprechers, welches die elektrische Tonfrequenzenergie in mechanische Bewegung verwandelt, und dem ,soh.al1abstrahlenden Element des Lautsprechers, z. B. einem Trichter oder Konus, welches die mechanische bzw. akustische Energie als Schall in den Raum abstrahlt, eine akustisch oder mechanisch-akustisch wirkende Verzögerungseinrichtung eingeschaltet wird, welche eine entsprechend lange Laufzeitdifferenz erzeugt. Ein derartiger Aufbau bringt eine ganze Reihe von bemerkenswerten Verbesserungen mit sich. Es ist nicht nur möglich, bei der Aufnahme der Schalldarbietung ein übliches Mikrofon, also ein dynamisches oder ein Kondensatormikrofon, zu verwenden, sondern man kann auch ohne weiteres mehrere Mikrofone gleichzeitig einsetzen, was bei den Mikrofonen mit, zeitlicher Verzögerung etwas umständlich ist. Die Wiedergabe" der Schalldarbietung kann trotz Verwendung einer einzigen Verstärkeranlage übermehrere beliebig verteilte, gerichtet strahlende Lautsprecher erfolgen, wenn jeder mit der notwendigen zeitlichen Verzögerung versehen ist. Über eine solche Anlage können auch andere Übertragungen erfolgen, z. B. auch solche, bei der die Primärschallquelle selbst ein Lautsprecher ist. Dies ist z. B. bei Tonfilmwiedergabe der Fall, wo man trotz verteilter Aufstellung vieler Lautsprecher die Lokalisierung auf die hinter der Bildwand liegenden Lautsprecher, erreichen will.
• Der einfachste Aufbau einer Kombination aus akustischer Verzögerungsleitung und Lautsprecher besteht in der Einschaltung einer gas- oder luftgefüllten Rohr- oder Schlauchleitung passender Länge zwischenDruckkammersystem und Trichterhals eines Trichterlautsprechers. Die Probleme der Anpassung lassen sich hierbei ohne Schwierigkeiten lösen, wenn man den Rohrquerschnitt entsprechend dem Halsquerschnitt wählt. Selbstverständlich kann man mehrere Druckkammersysteme, mehrere Verzögerungsleitungen und mehrere Trichter kombinieren. Die Verzögerungsleitung kann, aus einem Metall-, Glas-, Gummi-, Kunststoffrohr oder -schlauch bestehen' oder aus anderen. festen oder biegsamen Materialien hergestellt sein. Sie erhält die Länge, die der gewünschten Laufzeit entspricht. Die Verzögerungsleitung kann durch Falten oder Aufwickeln auf kleinem Raum untergebracht werden. Veränderbarkeit der Laufzeit kann man durch veränderliche Länge der Verzögerungsleitung erzielen.
• Eine allgemeinere Lösung der Aufgabe besteht darin, daß man zwischen das elektroakustische Umwandlungssystem (Antriebssystem), welches aus dem ankommenden elektrischen Signal die mechanisch-akustischen Schwingungen erzeugt, und das schallabstrahlende Element des Lautsprechers, d. h. den Trichter, die Membran oder ähnliches, eine mechanisch-akustische oder rein akustische Verzögerungsleitung einschaltet. Zur Anpassung der akustisch-mechanischen Widerstände der drei genannten Elemente aufeinander können noch Transformationsglieder, z. B. Druckkammern, eingeschaltet werden. Statt der Rohrleitung kann man irgendeine akustische oder mechanisch-akustische Verzögerungskette verwenden, welche die- nötige frequenzunabhängige Laufzeitverzögerung bewirkt. Verwendet man eine Körperschalleitung oder eine mechanische Verzögerungskette, z. B. in der Form eines Stabes oder eines Drahtes, dann sind Konusmembranen für die Abstrahlung besonders einfach an diese Verzögerungsleitung anzupassen. Als Antriebssysteme sind in diesem Fall dynamische und elektromagnetische sowie elektrostatische Systeme, unmittelbar oder über ein Transformationsglied arbeitend, sehr geeignet. Körperschallverzögerungsleitungen stellt man zweckmäßig aus Materialien mit kleiner Schallgeschwindigkeit her. Mechanische Verzögerungsketten können durch Kombination von Massen und Federungen in an sich bekannter Weise aufgebaut werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Lautsprecher mit vorgebbarer Laufzeitverzögerung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der für die subjektive Lokalisierung auf die Originalschallquelle notwendigen begrenzten Laufzeitdifferenz zwischen Original- Schall und Lautsprecher-Wiedergabeschall zwischen dem elektromechanischen bzw. elektroakustischen Antriebssystem des Lautsprechers, welches die elektrische Tonfrequenzenergie in mechanische Bewegung verwandelt, und dem schallabstrahlenden Element des Lautsprechers, z. B. einem Trichter oder Konus, welches die mechanische bzw. akustische Energie als Schall in den Raum abstrahlt, eine akustisch oder mechanisch-akustisch wirkende Verzögerungseinrichtung eingeschaltet wird, welche eine entsprechend lange Laufzeitdifferenz erzeugt.
2. 2. Lautsprecher mit vorgebbarer Laufzeitverzögerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungsleitung veränderbarer Länge verwendet wird, so daß die Laufzeitdifferenz veränderlich ist.
3. 3. Lautsprecher mit vorgebbarer Laufzeitverzögerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung akustisch durch Schalleitung in einem Medium arbeitet.
4. 4. Lautsprecher mit vorgebbarer Laufzeitverzögerung nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Schallverzögerungsleitung eine gestreckte, gefaltete oder aufgewickelte gas- oder luftgefüllte Schlauch- oder Rohrleitung verwendet wird.
5. 5. Lautsprecher mit vorgebbarer Laufzeitverzögerung nach Anspruch i, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schallverzögernde Schlauch- oder Rohrleitung zwischen ein Druckkammersystem und einen Trichter, als schallabstrahlendes Element, eingeschaltet wird.
6. 6. Lautsprecher mit vorgebbarer Laufzeitverzögerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen elektroakustisches Antriebssystem und Verzögerungseinrichtung einerseits und zwischen Verzögerungseinrichtung und schallabstrahlendes Element andererseits Anpassungsglieder eingeschaltet werden.
7. 7. Lautsprecher mit vorgebbarer Laufzeitverzögerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung aus einer akustischen, mechanisch-akustischen oder mechanischen Laufzeitkette besteht. B. Lautsprecher mit vorgebbarer Laufzeitverzögerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung aus einer Körperschalleitung oder einer Körperschallaufzeitkette besteht. Lautsprecher mit vorgebbarer Laufzeitverzögerung nach Anspruch i und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregung elektrodynamisch, elektromagnetisch oder elektrostatisch direkt oder über ein Transformationsglied erfolgt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 474 o86, 686 343, 7o6 798; französische Patentschrift Nr. 7o5 64o.