DE955250C

DE955250C - Loudspeaker funnel with a curved jacket curve

Info

Publication number: DE955250C
Application number: DEK284A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Spaeth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1949-10-30
Filing date: 1949-10-30
Publication date: 1957-01-03

Description

Lautsprechertrichter mit gekrümmtem Mantelkurvenverlauf Gegenstand des Hauptpatents 952 179 ist ein-Lautsprechertrichter mit gekrümmtem Mantelkurvenverlauf nach einem Exponenti.algesetz, bei dem der Erweiterungsfaktor in bestimmten Abständen vom Trichteranfang konstant ist und der konstante Erweiterungsfaktor auf kugelförmig gekrümmte Wellenfronten bezogen ist. Die Erfindung hat den Zweck, derartige Trichter in bezug auf ihr Antriebssystem für die Erregung zu verbessern.Loudspeaker funnel with a curved envelope curve object of the main patent 952 179 is a loudspeaker funnel with a curved envelope curve according to an exponential law, in which the expansion factor at certain intervals from the beginning of the funnel is constant and the constant expansion factor to spherical curved wave fronts is related. The invention has the purpose of such funnels in terms of their drive system for excitation.

Gemäß der Erfindung wird die für die Erregung des Trichters vorgesehene schallabstrahlende Fläche der Erregung so ausgebildet, daß sie im wesentlichen mit der Kugelkalottenfläche übereinstimmt, die der Berechnung des Trichters zugrunde liegt. Damit wird die Schallabstrahlung als solche verbessert, ebenso die Übertragungsgüte insbesondere durch die dabei gegebene Anpassung der Strahlungsverhältnisse zwischen Membran und freiem Schallfeld. Bei Verwendung mehrerer Membranen für den Antrieb liegen dementsprechend ihre Austrittsöffnungen etwa in Sehnen- und Tangentenflächen zur Kugelwellenfläche. Dabei ist es vorteilhaft, die einzelnen Lautsprechersysteme auf verschiedene Eigenresonanzen abzustimmen, vorzugsweise in dem Bereich unterhalb der theoretischen Grenzfrequenz des Trichters. Es ist ferner unter Umständen zweckmäßig, die Lautsprechersysteme auf verschiedene Frequenzbereiche abzustimmen, beispielsweise als Drucktransformation Hoch- und Tieftonlautsprecher; dabei können auch mit Drucktransformation arbeitende Trichterlautsprecher verwendet werden.According to the invention, that provided for the excitation of the funnel sound-radiating surface of the excitation designed so that it is essentially with the spherical cap area corresponds to the calculation of the funnel lies. This improves the sound radiation as such, as well as the transmission quality in particular by the given adaptation of the radiation conditions between Membrane and free sound field. When using several diaphragms for the drive accordingly, their outlet openings lie roughly in the tendon and tangent surfaces to the spherical wave surface. It is advantageous to use the individual loudspeaker systems to match different natural resonances, preferably in the area below the theoretical cutoff frequency of the funnel. It may also be useful to to tune the speaker systems to different frequency ranges, for example as a pressure transformation Tweeter and woofer; can Funnel loudspeakers working with pressure transformation can also be used.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten werden an Hand der Fig. i bis 3 beispielsweise erläutert. Fig. i zeigt einen Kugelwelleritrichter gemäß dem Hauptpatent mit exponentiellem Mantellinienverlauf. Dieser Mantelverlauf ist in erster Linie dadurch bestimmt, daß bei Anwendung des Erweiterungsgesetzes, in Richtung der Schallstrahlen gesehen, kugelige Wellenflächen zugrunde gelegt werden, welche für die Schallwellen der Ort gleicher Phase sind. Der Radius dieser Wellenfläche ist dabei von der Wellenlänge der unteren Grenzfrequenz n. abhängig, die der Trichter noch übertragen soll. Wenn diese Wellenlänge 2,. ist und der Radius der kugeligen Wellenfläche r., so ist dieser Radius bestimmt durch die Gleichung r. = @a : jr. Gemäß der Erfindung erhält die Membran eine Kugelgestalt, derart, daß ihr Radius, wie Fig. a in vergrößerter Darstellung zeigt, ebenfalls der obigen Beziehung genügt, und zwar bezogen auf diejenige Wellenfläche, die für den Anfangsquerschnitt des Trichters oder den Querschnitt maßgebend ist, auf den die Membran z. B. bei Drucktransformation wirkt. Die wirksame Membranfläche M bildet eine Kugelkalotte mit dem Radius r., an diese Fläche schließt sich in diesem Beispiel der Kreisring R für die Einspannung an. Wenn bei einem Trichter nach Fig. i der Anfangsquerschnitt bei'A läge, so würde die Membran die Form der Wellenfläche F bekommen. Je kleiner der Anfangsquerschnitt ist, desto weniger weicht die kugelige Wellenfläche für die Berechnung des Trichters von der Ebene ab, um so flacher wird daher auch die Membran.The invention and further details are illustrated with reference to FIGS 3 explained for example. Fig. I shows a ball shaft funnel according to the main patent with exponential surface lines. This coat course is primarily determined by the fact that when applying the extension law, in the direction of the sound beams seen, spherical wave surfaces are used as a basis, which for the sound waves are the place of the same phase. The radius of this wave surface depends on the wave length depending on the lower limit frequency that the funnel should still transmit. if this wavelength 2 ,. and the radius of the spherical wave surface r., then this is Radius determined by the equation r. = @a: jr. According to the invention, the Membrane has a spherical shape, such that its radius, as shown in FIG. A in an enlarged view shows, also satisfies the above relationship, based on the wave surface which is decisive for the initial cross-section of the funnel or the cross-section, on which the membrane z. B. acts on pressure transformation. The effective membrane area M forms a spherical cap with the radius r., This surface closes in this Example of the circular ring R for the restraint. If with a funnel according to Fig. If the initial cross-section were to be A, the membrane would have the shape of the wave surface F get. The smaller the initial cross-section, the less the spherical one deviates Wave surface for the calculation of the funnel from the plane, the flatter it becomes hence the membrane.

Bei der praktischen Behandlung solcher Trichter gibt es nun verschiedene Gründe, den Trichter zu kürzen. Solche Kürzungen können bedingt sein durch die zur Verfügung stehende Bautiefe, durch die zu wählende Grenzfrequenz und ferner durch die zu erzielende Schalleistung. Es ist ein besonderer Vorteil des Kugelwellentrichters nach dem Hauptpatent, daß durch Abschneiden von Anfang an diesen Verhältnissen Rechnung getragen werden kann, so ist nur dafür zu sorgen, daß in dem Anfangsquerschnitt die gewünschte Erregung des Trichters hervorgerufen wird; dies kann gemäß der weiteren Erfindung bei größeren Querschnitten, die mit einer Membran nicht zu erregen sind, mit mehreren Membranen geschehen, wofür Fig.3 ein Beispiel zeigt. Der darin dargestellte Trichter T besitzt ähnlich wie in Fig. i einen exponentiellen Mantelverlauf nach dem Kugelwellenprinzip des Hauptpatents wie in Abb. i. Der Anfangsquerschnitt A habe dabei eine Größe, die von einer einzigen Membran nicht mehr beherrscht werden kann, und die Kugelwellenfläche für diesen Querschnitt sei F'. Dann werden die einzelnen Membranen gemäß der Erfindung so angeordnet, daß die Ebenen ihrer Schallaustrittsöffnungen möglichst in der Wellenfläche F' liegen; dementsprechend sind in den dargestellten Schnitt vier Lautsprecher L i bis L4 so angeordnet, daß ihre Schallaustrittsebenen nicht in derselben Ebene liegen, sondern auf einet gekrümmten Fläche nach Art der Kugelkalotte, die für den Anfangsquerschnitt des Trichters maßgebend ist. Da die Wellenfläche F' die Kalotte einer Kugel bildet, sind die Lautsprecher über die ganze Fläche verteilt so anzuordnen, daß sie diese Fläche möglichst ganz erfassen. Es ist unter Umständen dabei zweckmäßig, für die Ausfüllung eventuell toter Räume besondere Schallführungen vorzusehen, so daß die Querschnittserweiterung des Trichters überall konstant bleibt und somit Reflexionen und Brechungen vermieden werden.In the practical treatment of such funnels, there are now various reasons to shorten the funnel. Such reductions can be caused by the available installation depth, by the cut-off frequency to be selected and also by the sound power to be achieved. It is a particular advantage of the ball shaft funnel according to the main patent that these conditions can be taken into account by cutting off from the beginning, so it is only necessary to ensure that the desired excitation of the funnel is produced in the initial cross-section; According to the further invention, this can be done with several membranes in the case of larger cross-sections, which cannot be excited with one membrane, of which FIG. 3 shows an example. The funnel T shown therein has an exponential jacket profile similar to that in FIG. The initial cross-section A has a size that can no longer be controlled by a single membrane, and the spherical wave surface for this cross-section is F '. Then the individual membranes are arranged according to the invention so that the planes of their sound outlet openings are as possible in the wave surface F '; Accordingly, four loudspeakers L i to L4 are arranged in the section shown so that their sound exit planes are not in the same plane, but on a curved surface in the manner of the spherical cap, which is decisive for the initial cross-section of the funnel. Since the wave surface F 'forms the dome of a sphere, the loudspeakers are to be distributed over the entire surface so that they cover this surface as completely as possible. Under certain circumstances, it is useful to provide special sound guides for filling any dead spaces so that the cross-sectional expansion of the funnel remains constant everywhere and thus reflections and refractions are avoided.

Als Lautsprecher können dabei an sich beliebige Systeme mit beliebigen Antrieben verwendet werden, in erster Linie kommen elektrodynamische an sich bekannter Bauart in Frage; ihre Zahl richtet 'sich einmal nach der Größe des Anfangsquerschnittes, ferner nach ihrer eigenen Größe und nach der Energie, die im Anfangsquerschnitt zur Erregung des Trichters gewünscht wird; so können also zwei und mehr Lautsprecher verwendet werden. Dieses Prinzip ist grundsätzlich von der Form des Trichteranfangsquerschnittes unabhängig. Die vorgeschlagene Anordnung kann bei Kreisquerschnitten wie auch bei eckigen Querschnitten angewandt werden. Es ist ferner auch möglich, von der idealen Wellenfläche bei der Systemanordnung in gewissem Maße abzuweichen. Es genügt unter Umständen schon eine im wesentlichen angenäherte Nachbildung, vor allem bei Anwendung von Vielfachsystemen. Die beschriebenen Anordnungen bringen unter Umständen auch bei Trichtern eine vorteilhafte Wirkung, die mehr oder weniger von der kugeligen Wellenfläche abweichen und sich damit den bisher bekannten Trichtern nähern.Any system with any Drives are used, primarily electrodynamic ones are known per se Type in question; their number depends on the size of the initial cross-section, furthermore according to their own size and according to the energy in the initial cross-section is desired to excite the funnel; so two or more speakers can do this be used. This principle is basically based on the shape of the funnel starting cross-section independent. The proposed arrangement can be used for circular cross-sections as well as for angular cross-sections can be used. It is also possible from the ideal Wave surface deviate to a certain extent in the system arrangement. It is enough under Under certain circumstances, an essentially approximate replica, especially when used of multiple systems. The arrangements described may also bring with funnels a beneficial effect that is more or less different from the spherical Deviate from the wave surface and thus approach the previously known funnels.

Bei der Verwendung mehrerer Lautsprecher für die Erregung werden diese vorteilhaft auf verschiedene Eigenresonanzen abgestimmt, die vorzugsweise in einem Bereich unterhalb der theoretischen Grenzfrequenz des Trichters liegen. Es können auch zum Antrieb Hoch- und Tieftonlautsprecher kombiniert vorgesehen sein, beispielsweise ein zentraler Hochtonlautsprecher, um den herum Tieftonlautsprecher liegen, um die ganze Antriebsfläche auszufüllen. Es können gegebenenfalls auch mehrere Hochtonsysteme vorgesehen sein. Die Hochtonsysteme können dabei ebenso wie gegebenenfalls die Tieftonsysteme mit Trichtern ausgerüstet sein. Die Trichter haben zweckmäßig einen Verlauf wie der Haupttrichter. Bei Trichtern tritt an Stelle der Membranöffnung die Trichteröffnung. Bei Antrieb mit mehreren Lautsprechern ist wenigstens ein mit Drucktransfomation arbeitendes Trichtersystem vorgesehen für den Bereich der hohen und höchsten Frequenzen, das vorzugsweise analog dem Haupttrichtersystem ausgebildet ist.When using multiple speakers for excitation, these will be advantageously matched to different natural resonances, which are preferably in one Range below the theoretical cut-off frequency of the funnel. It can can also be provided combined to drive tweeter and woofer, for example a central tweeter around which woofers are located, around the fill out the entire drive area. If necessary, several tweeter systems can also be used be provided. The tweeter systems, as well as the woofer systems, if applicable be equipped with funnels. The funnels expediently have a course like the main funnel. In the case of funnels, the funnel opening takes the place of the membrane opening. In the case of a drive with several loudspeakers, at least one is with pressure transformation working funnel system intended for the range of high and highest frequencies, which is preferably designed analogously to the main funnel system.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Loudspeaker funnel with a curved jacket curve according to an exponential law, in which the expansion factor in certain Intervals from the start of the funnel is constant and the constant expansion factor to spherical curved wavefronts, according to patent 95.

2 179, characterized in that the sound-emitting surface provided for the excitation of the funnel is designed so that it essentially coincides with the spherical cap surface on which the calculation of the funnel is based. a. Loudspeaker funnel according to claim i, characterized in that at. several membranes for the drive, the outlet openings of which form roughly chordal or tangent surfaces of the spherical wave surfaces.

3. Loudspeaker funnel according to claim i or a, characterized in that in the case of a drive with several loudspeaker systems these are matched to different natural resonances, which are preferably in one Range below the theoretical cut-off frequency of the funnel.

4. Loudspeaker funnel according to one of claims i to 3, characterized in that when using several Drive systems high and low frequency systems are provided, which are preferably with pressure transformation work and are provided with funnels.

5. Loudspeaker funnel after one of the Claims i to 4, characterized in that in the case of a drive with several loudspeakers at least one funnel system operating with pressure transformation is provided for the range of high and highest frequencies, which is preferably analogous to the main funnel system is trained.