DK153268B - Retnings- og frekvensuafhaengig hoejttaler- eller mikrofonsoejle eller hoejttaler- eller mikrofonflade - Google Patents

Description

DK 153268 B

Opfindelsen angår et arrangement til modtagelse eller udsendelse af lydbølger og af den artf der omfatter 2k+l omsætterenheder med i hovedsagen ens retningskarakteristik (hvor k er et helt tal, og 2 = k = 4), hvilke 5 omsætterenheder er beliggende i ens afstande (d-^) fra hinanden i en linje, er tilsluttet en fælles elektrisk transmissionskanal og hver har et amplitudestyreorgan til justering af omsætningsfaktoren for den pågældende omsætterenhed, idet de symmetrisk om den centrale omsætter-10 enhed placerede omsætterenheder har omsætningsfaktorer af samme værdi, og hvor samtlige omsætterenheder har samme fasedrejning medens fasen hos den ene omsætterenhed i hvert par af omsætterenheder, der befinder sig i ens ulige multipla af afstanden (d^) fra den centrale omsæt-15 terenhed, er 180° forskellig fra fasen i den anden enhed i det pågældende par, hvorhos omsætningsfaktorerne vælges således, at der i det mindste i hovedsagen opnås en frekvens- og retningsuafhængig omsætning af lydbølgerne.

Opfindelsen angår også en kombination af flere ar-20 rangementer af denne art.

Et arrangement af den indledningsvis nævnte art kendes fra beskrivelsen til DE patent nr. 1.091.771.

Det kendte arrangement kan omfatte et antal mikrofoner eller højttalere, der er anbragt i ens afstande fra 25 hinanden. Opfindelsen kan imidlertid også anvendes i arrangementer, hvor mikrofonerne eller højttalerne udgøres af elektrettransorer. Elektrettransorerne kan i så fald omfatte én enkelt elektrettransor, idet transorerne opnås ved opdeling af elektretmembranen i et antal separate, 30 ækvidistante membransektioner.

Forholdene mellem omsætterenhedernes omsætningsfaktorer i det kendte arrangement justeres i overensstemmelse med koefficienterne i en Bessel-funktion af første art og med et argument svarende til det halve af det største 35 ulige antal af omsætterenheder i arrangementet minus 3.

I et arrangement med mikrofoner giver dette mulighed for at opnå et elektrisk udgangssignal, der i hovedsagen er uafhængigt af frekvensen og retningen af et akustisk sig-

DK 153268B

2 talere og på grund af det elektriske signal, der med flad frekvenskarakteristik tilføres arrangementet, opnås et af højttalerne omsat akustisk signal, der i hovedsagen er u-afhængigt af frekvensen af og den retning, hvori det aku-5 stiske signal udstråles.

Det kendte arrangement har imidlertid den ulempe, at de Bessel-koefficienter, der skal anvendes for forholdene mellem omsætningsfaktorerne, giver uhensigtsmæssige værdier, således at omsætningsfaktorerne kun kan realiseres 10 med meget indviklede analoge og digitale kredse og mange passive komponenter, såsom modstande.

Opfindelsen tager sigte på et arrangement, som er væsentligt nemmere at opbygge, og hvor man samtidigt opretholder fordelene ved det kendte arrangement.

15 Arrangementet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at idet der til et antal omsætterenheder tilordnes et indeks x (x er et helt tal = k + 1), hvor indekset 1 tilordnes en af de yderste omsætterenheder, medens successive indekser tilordnes successive hosliggende omsætter-20 enheder fra nævnte yderste omsætterenhed til den centrale omsætterenhed, og det. højeste indeks tilordnes den centrale omsætterenhed, vælges forholdene mellem de til omsætterenhederne tilordnede omsætningsfaktorer A så de

X

opfylder ligningen; A-, : A0 : Ao : A„ : A. = 1 : 2n : 2 3 14 z * 0 25 2n : η - n : = (n - 1) - 2n .

Ved at begrænse antallet af omsætterenheder i arrangementet til maksimalt 9 og ved at vælge forholdene mellem omsætningsfaktorerne i overensstemmelse med den givne ligning viser det sig, at der kan opnås et nemt realiser-30 bart arrangement med frekvens- og retningsuafhængig omsætning af lydbølger. Det skal bemærkes, at n ikke nødvendigvis skal være et helt tal. Der kan hensigtsmæssigt vælges en lille værdi for n, fordi samtlige omsættere i så fald får i hovedsagen den samme belastning eller i 35 hovedsagen yder det samme bidrag til signalet i transmissionskanalen. Desuden er det i det foregående blevet antaget, at de enkelte omsættere afgiver et udgangssignal, der er uafhængigt af retningen og frekvensen. I praksis, 3

DK 153268 B

i det optimale tilfælde, vil arrangementets opførsel med hensyn til uafhængigheden over for frekvensen og afstanden være identisk med de separate omsætterenheders opførsel.

5 I henhold til en udførelsesform for opfindelsen kan de omsætterenheder, for hvilke omsætningsfaktoren A er nul, udelades.

Ved udeladelse af de omsætterenheder,, der faktisk ikke er koblet til, er det muligt at anvende et mindre 10 antal omsættere end nævnte 5, 7 eller 9 samtidigt med, at den frekvens- og retningsuafhængige opførsel opretholdes.

Værdien af n i forholdet kan karakteriseres ved, at n er et helt tal, fortrinsvis 1. Ved for n at vælge et 15 helt tal opnår man meget enkle og passende værdier for forholdene mellem omsætningsfaktorerne, eftersom disse værdier ofte er hele tal. Hvis n desuden vælges lig med 1, opnår man et arrangement, hvor værdierne for forholdene ikke varierer for meget fra hinanden. Dette muliggør 20 en meget enkel udformning, som endog kan realiseres uden aktive komponenter såsom multiplikatorer og/eller passive komponenter såsom modstande.

En særlig udførelsesform for arrangementet ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at de to yderste omsæt-25 terenheder er koblede i serie mellem to tilslutningsterminaler, og de øvrige omsætterenheder koblede i parallel til disse tilslutningsterminaler.

I henhold til endnu en udførelsesform for opfindelsen kan de to yderste omsætterenheder være koblede i pa-30 rallel med hinanden, og de øvrige omsætterenheder sammen med de yderste, parallelforbundne enheder koblede i serie mellem to tilslutningsterminaler.

I begge tilfælde kan man opnå et arrangement med 5, 7 eller 9 omsætterenheder, hvor forholdene mellem omsæt-35 ningsfaktorerne er: 1:2:2: -2:1; 1:2:2:0: -2 :2:-1, og 1:2:2:0: -2 :0:2:-2:1.

I tilfælde af et arrangement med fem omsætterenheder skal den omsætterenhed, der er placeret mellem den centrale og 4

DK 153268 B

den yderste enhed, kobles med modsat fase i forhold til de andre enheder, således at den faktisk virker i modfase. I tilfældet af et arrangement med 7 omsætterenheder skal en af de yderste omsætterenheder og den tredje enhed 5 regnet fra den pågældende ende kobles med modsat fase i forhold til de andre enheder. Desuden vil afstanden mellem de to midterste omsætterenheder være den dobbelte af afstanden d-^ mellem de øvrige enheder, eftersom den centrale omsætterenhed er udeladt. I tilfældet af et arran-10 gement med 9 omsætterenheder skal den centrale omsætterenhed og den anden omsætterenhed set fra den ene ende kobles med modsat fase i forhold til de øvrige enheder.

Desuden vil afstanden mellem den centrale omsætterenhed og de hosliggende enheder være den dobbelte af afstanden 15 d1.

Dette giver et arrangement ifølge opfindelsen med henholdsvis 5, 7 og 9 omsætterenheder uden behov for ét enkelt passivt element, f.eks. modstande, eller aktivt element, f.eks. forstærkere eller dæmpningsled.

20 I henhold til en yderligere udførelsesform for op findelsen, som egner sig til transmission af et stereofonisk signal, kan hver omsætterenhed være udstyret med et yderligere ampiitudestyreorgan, idet de bort fra omsætterenheden vendende terminaler på disse yderligere ampli-25 tudestyreorganer er koblet til en yderligere elektrisk transmissionskanal, hvorhos omsætningsfaktoren for hver omsætterenhed er den samme for begge kanaler og faseforskydninger i venstre kanals omsætterenheder, fra den ene ende til den modsatte ende af arrangementet, er lig med 30 faseforskydningerne for omsætterenhederne i højre kanal, fra nævnte modsatte ende til førstnævnte ende. Det skal bemærkes, at princippet for behandling af stereofoniske signaler allerede kendes fra nævnte DE patentskrift nr. 1.091.771, jf. fig. 4. Forskellen er, at det 35 kendte arrangement ikke anvender de ovenfor specificerede forhold mellem omsætningsfaktorerne. Der kan opnås stereofonisk lydgengivelse eller lydregistrering med et arrangement ifølge opfindelsen, hvor forholdene mellem

DK 153268B

5 omsætningsfaktorerne er i overensstemmelse med de ovenfor givne enkle værdier.

En kombination af flere arrangementer ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at den omfatter 2/ + 1 ar-5 rangementer (JL er et helt tal og 2 ~ / å 4) , hvilke ar-rangementer er anbragt i ens afstande d2 fra hinanden i retning vinkelret på deres længderetning eller er anbragt efter hinanden i deres længderetning, og hver omfatter et yderligere amplitudestyreorgan til indstilling 10 af omsætningsfaktoren og faseforskydningen for det pågældende arrangement, idet nævnte amplitudestyreorganer er tilkoblede en fælles elektrisk transmissionskanal for kombinationen.

Ved at placere flere arrangementer efter 15 hinanden i retning vinkelret på deres længderetning opnår man den fordel, at den frekvens- og retningsuafhængige opførsel i det ene plan kan kombineres med en anden ønsket opførsel i et andet plan vinkelret på det første plan. Ved f.eks. at vælge ens omsætningsfaktorer for samt-20 lige arrangementer opnår man en meget koncentreret strålingskarakteristik i det andet plan, hvis omsætterenhederne er højttalere.

En anden kombination af et antal arrangementer ifølge opfindelsen anbragt efter hinanden i længderetningen er ejendommelig ved, 25 at afstanden d2 mellem de centrale omsætterenheder hos to hosliggende arrangementer er lig med et helt multiplum af afstanden mellem to omsætterenheder og mindre end summen af afstandene mellem den centrale omsætterenhed og den yderste omsætterenhed hos hver af nævnte to hosliggende arrangementer.

30 Ved at placere disse arrangementer på en linie i deres længderetning og ved at forskyde dem i forhold til hinanden kan man bringe én eller flere omsætterenheder i det ene arrangement til at falde sammen med et tilsvarende antal omsætterenheder i et andet arrangement, således 35 at man kan nøjes med et mindre antal omsætterenheder. Herved opnår man en enklere kredsopbygning og et frekvens-og retningsuafhængigt udgangssignal.

DK 153268B

6

En yderligere kombination i overensstemmelse med opfindelsen er ejendommelig ved, at de arrangementer, der er placerede symmetrisk i forhold til det centrale arrangement, har omsætningsfaktorer af samme værdi, at arran-5 gementerne har ens faseforskydning, men fasen for det ene arrangement i hvert par af arrangementer, der er beliggende i ens ulige multipla af afstanden (dj) fra det centrale arrangement afviger 180° fra fasen for det andet arrangement, at idet et indeks x (x er et helt tal 1 Z+l) 10 er tilordnet et flertal arrangementer, tilordnes indeks 1 et af de yderste arrangementer, medens på hinanden følgende indekser tilordnes på hinanden følgende, hosliggende arrangementer fra nævnte yderste til det centrale arrangement, og det højeste indeks tilordnes det centrale 15 arrangement, vælges forholdene mellem omsætningsfaktorerne BY for arrangementerne så de opfylder ligningen. B-j ; x " 2 * 3 14 2 B2 : Bg : = 1 : 2m : 2m : m - m : | (m -1)-2m .

Ved ydermere at anvende opfindelsens princip til et flertal af arrangementer ifølge opfindelsen, der er 20 beliggende nær hinanden i ens afstande fra hinanden i retning vinkelret på deres længderetning kan man fra kombinationen opnå et udgangssignal, der i hovedsagen er u-afhængigt af frekvensen og retningen i to indbyrdes vinkelrette planer. Når omsætterne er højttalere, er der 25 dannet en i hovedsagen frekvens- og retningsuafhængig, sfærisk lydstråler.

I henhold til en yderligere kombination ifølge opfindelsen kan de arrangementér, for hvilke omsætningsfaktoren B er nul, udelades.

Λ 30 Ved udeladelse af de arrangementer, der faktisk ik ke er koblet til, kan man nøjes med et mindre antal arrangementer end nævnte 5, 7 eller 9, samtidigt med at den nævnte frekvens- og retningsuafhængige opførsel opretholdes. For m kan der hensigtsmæssigt vælges et helt tal, 35 fortrinsvis 1. Ved at vælge et helt tal for m kan der opnås meget enkle og passende værdier for forholdene mellem 7

DK 153268 B

omsætningsfaktorerne for disse arrangementer, fordi disse værdier sædvanligvis også er heltal. Hvis m desuden vælges lig med 1, opnår man en kombination, hvor værdierne for forholdene ikke afviger meget fra hinanden. Dette gi-5 ver mulighed for at opnå en meget enkel kombination, der endog kan realiseres uden aktive komponenter (forstærkere) og/eller passive komponenter (modstande).

En sådan kombination i overensstemmelse med opfindelsen er ejendommelig ved, at de to yderste arrangemen-10 ter er indkoblet i serie mellem to tilslutningsterminaler for kombinationen, og at de øvrige arrangementer er koblet i parallel med hinanden til disse terminaler.

En yderligere kombination i overensstemmelse med opfindelsen er ejendommelig ved, at de yderste arrange-15 menter er koblet i parallel med hinanden, og at de øvrige arrangementer sammen med de parallelforbundne, yderste arrangementer er indkoblet i serie mellem to tilslutningsterminaler for kombinationen.

I begge tilfælde opnår man en kombination med 5, 7 20 eller 9 arrangementer, hvor forholdene mellem omsætningsfaktorerne for arrangementerne er henholdsvis: 1:2:2 : -2 : If 1 : 2 : 2 : 0 : -2 : 2 : -1} og 1:2:2:0 :-2:0:2:-2:1. Når det drejer sig om en kombination med fem arrangementer, skal det arrangement, der er 25 placeret mellem det centrale arrangement og et af de yderste arrangementer, være koblet med modsat polaritet i forhold til de øvrige. I tilfældet af en kombination med syv arrangementer skal et af de yderste arrangementer og det tredje arrangement set fra den pågældende ende, 30 kobles med modsat polaritet i forhold til de øvrige arrangementer. Desuden skal afstanden mellem de to centrale arrangementer være den dobbelte af afstanden (d2) mellem de andre arrangementer, hvis det centrale arrangement er udeladt. I tilfældet af en kombination af ni arrangemen-35 ter skal det centrale arrangement og det andet arrangement set fra den ene ende være koblet med modsat polaritet i forhold til de øvrige. Hvis arrangementerne med omsætningsfaktor lig med nul er udeladt, skal afstanden 8

DK 153268 B

mellem det centrale arrangement og det hosliggende arrangement være den dobbelte af afstanden Dette giver en kombination af arrangementer i overensstemmelse med opfindelsen uden behov for et enkelt passivt element, f.

5 eks. modstand, eller aktivt element, f.eks. forstærker eller dæmpningsled.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et eksempel på et arrangement ifølge 10 opfindelsen med fem transorer, fig. 2a og 2b et koblingsdiagram med de elektriske terminaler til to udførelsesformer for arrangement med fem transorer, fig. 3 et eksempel på et arrangement ifølge opfin-15 delsen med syv transorer, fig. 4a og 4b den elektriske kobling for to mulige udførelsesformer for dette arrangement med syv transorer, hvoraf den ene transor kan være udeladt, fig. 5 et eksempel på et arrangement til behandling 20 af stereofoniske signaler, fig. 6 et eksempel på en udførelsesform for en kombination med fem arrangementer, som er beliggende ved siden af hinanden i en retning vinkelret påderes længderetning, 25 fig. 7a og 7b to mulige konfigurationer for en kom bination med fem arrangementer, der er anbragt på en linie, og fig. 8 et eksempel på en kombination med syv arrangementer, der er beliggende i nærheden af hinanden i en 30 retning vinkelret på deres længderetning.

Det i fig. 1 viste arrangement omfatter fem omsætterenheder, der består af transorer, eksempelvis mikrofoner eller højttalere, med tilhørende amplitudestyreorganer. Transorerne 1-5 er anbragt på en linie i ens af-35 stande d^ fra hinanden.

De fem transorer kan være anbragt i et kabinet 6, som antydet ved en punkteret linie. Tilslutningsterminalerne til transorerne 1-5 har forbindelse med den elektriske

DK 153268B

9 transmissionskanal i arrangementet gennem tilhørende amplitudestyreorganer 11-15/ idet kanalen har forbindelse med tilslutningsterminalerne 7-7' for dette arrangement. Den tilslutningsterminal på transoren, der er mar-5 keret med en prik, er den positive terminal. Amplitudestyreorganerne 11-15 kan forstærke eller dæmpe signalet eller give en faseforskydning eller blot en inversion.

. Med henblik herpå kan organerne 11-15 udgøres af forstærkere , dæmpningsled eller passive komponenter, f.eks.

10 modstande, og de kan med den pågældende transor udgøre en omsætterenhed i kabinettet 6. Værdierne a·^ til a^ repræsenterer omsætningsfaktorerne for transorerne og de tilhørende amplitudestyreorganer 11-15. Når det drejer sig om en højttaler, skal man ved udtrykket omsætningsfaktor 15 forstå følgende: Omsætningen af det elektriske signal på .· indgangen til amplitudestyreorganet til det akustiske signal, der udgår fra højttaleren, og når det drejer sig om mikrofoner, omsætningen af det akustiske signal til et elektrisk signal over udgangen fra et amplitudestyreorgan.

20 Omsætnings faktorerne a-^ til a^ for omsætterenheder- ne står indbyrdes i forholdene 1 : 2n : 2n? : -2n : 1.

Herved opnår man, at hvis transorerne 1-5 er mikrofoner, er størrelsen af det elektriske signal over terminalerne 7-7' i hovedsagen uafhængig af frekvensen eller af ret-25 ningen Θ for det akustiske signal, der modtages af arrangementet. Hvis transorerne 1-5 er højttalere, og arrangementet styres med et elektrisk signal med flad frekvenskarakteristik til terminalerne 7-71, opnår man et akustisk signal, der i hovedsagen er uafhængigt af retningen 30 0 og af frekvensen. Det er i så fald antaget, at de se parate transorer har en sfærisk strålingskarakteristik.

I praksis kan man for arrangementet opnå en strålingskarakteristik, der i det optimale tilfælde er identisk med strålingskarakteristikken for de separate transorer.

35 Figur 2a og 2b viser den elektriske kobling i to udførelsesformer for et arrangement med fem transorer.

De viste arrangementer svarer til arrangementet ifølge fig. 1, idet omsætningsfaktorerne a^ til a^ indbyrdes 10

DK 153268 B

står i forhold 1 ; 2 : 2 : -2 : 1, dvs. n har værdien 1.

I fig. 2a er transorerne 1 og 5 koblet i serie mellem tilslutningsterminalerne 7-7' til arrangementet. Transorerne 2, 3 og 4 er koblet i parallel med transorerne 1 5 og 5, og dermed også med hinanden. Desuden er transoren 4 koblet med modsat polaritet. Med henblik herpå er den terminal til transoren 4, der er markeret med en prik, til forskel fra de andre tilsvarende terminaler, forbundet med terminalen 7'. I fig.2b er transorerne 1 og 5 10 koblet i parallel med hinanden. De øvrige transorer 2, 3 og 4 og de parallelt forbundne transorer 1 og 5 er indkoblet i serie mellem terminalerne 7-7'. Transoren 4 er indkoblet med modsat polaritet. I begge tilfælde opnår man et arrangement i overensstemmelse med opfindelsen 15“ uden ét enkelt element 11-15 til forstærkning eller dæmpning, f.eks. forstærker eller dæmpningsled, eller passiv komponent, såsom modstand. I visse tilfælde bør man foretrække det i fig. 2b viste arrangement frem for det i fig. 2a viste af hensyn til den belastning, som arrange-20 mentet repræsenterer for en forstærker, der tilsluttes terminalerne 1-1'.

Fig. 3 viser et eksempel på et arrangement i overensstemmelse med opfindelsen, udstyret med syv transorer 21-27. Transorerne er placeret i ens afstande d-^ fra hin-25 anden. De syv transorer kan være anbragt i et kabinet 6 som vist ved en stiplet linie. Tilslutningsterminalerne til transorerne 21-27 har forbindelse med den elektriske transmissionskanal tilarrangementet gennem tilhørende amplitudestyrearganer 31-37,. idet kanalen afsluttes ved 30 terminalerne 7-7' til arrangementet.

Amplitudestyreorganerne 31-37 kan forstærke eller dæmpe signalet, og de kan give en faseforskydning eller blot en inversion. De kan derfor udgøres af forstærkere eller dæmpningsled eller af passive komponenter, såsom 35 modstande, og de kan eventuelt sammen med den tilhørende transor udgøre en omsætterenhed i kabinettet 6. Amplitude-styreorganerne 31-37 justeres således, at omsætningsfaktorerne ai“an for omsætterenhederne indbyrdes står i for-

DK 153268 B

11 2 3 2 holdene 1 : 2n : 2n : n -n : -2n : 2n : -1, Herved op når man et udgangssignal, der i hovedsagen er uafhængigt af vinklen Θ og af frekvensen.

Fig. 4a og 4b viser den elektriske forbindelse for 5 to udførelsesformer for et arrangement med syv transorer, hvoraf den ene transor kan udelades. Disse udførelsesformer er baseret på det i fig. 3 viste arrangement, hvor omsætningsfaktorerne indbyrdes står i forholdene 1 s 2 : 2 : 0 : —2 ; 2.: —1, idet n har værdien 1. Den centrale om-10 sætterenhed har en omsætningsfaktor på nul og kan derfor udelades, således at der i arrangementet er seks transorer tilbage, idet afstanden mellem transorerne 23 og 25 er på 2d^. I fig. 4a er transorerne 22, 23 og 26 i parallel med hinanden mellem tilslutningsterminalerne 7-7', 15 med den samme polaritet. Transoren 25 er indkoblet med modsat polaritet i parallel med tre parallelt forbundne transorer. Den terminal til transoren 25, der er markeret med en prik, er derfor til forskel fra de tilsvarende forbindelser til transorerne 22, 23 og 26 forbundet med 20 tilslutningsterminalen 7' til arrangementet. De yderste transorer 21 og 27 er koblet i serie, og transoren 27 har modsat polaritet. Med henblik herpå er den terminal til transoren 27, der er markeret med prikken, forbundet med tilslutningsterminalen 7'. I fig. 4b er transorerne 25 21 og 27 koblet i parallel med hinanden. De øvrige trans orer 22, 23, 25 og 26 og de parallelt forbundne transorer 21 og 27 er indkoblet i serie mellem tilslutningstermina-lerne 7-7' til arrangementet. Transorerne 27 og 25 har polaritet modsat de øvrige transorer. I begge tilfælde 30 opnår man et arrangement ifølge opfindelsen uden behov for elementer til forstærkning eller dæmpning eller passive komponenter, såsom modstande.

I visse tilfælde kan det i fig. 4b viste arrangement være at foretrække frem for det i fig. 4a viste af 35 hensyn til den belastning, som arrangementet repræsenterer for en forstærker, der skal kobles til tilslutningsterminalerne 7-7'.

DK 153268B

12 På samme måde som beskrevet i det foregående kan der opnås et arrangement som vist i fig. 1 eller 3, men med ni transorer. Forholdene mellem omsætningsfaktorerne for omsætterenhederne bør i så fald vælges som: 1 : 2n : 5 2n2 : n^ - n : |(n4 - l)-2n2 : - (n2 - n) : 2n2 : -2n : 1.

En særlig udførelsesform er et arrangement, hvor n har værdien 1. Dette giver følgende forhold: 1:2:2:0: ~2 : 0 : 2 : -2 : 1. På samme måde som for de i fig. 2 og 4 viste arrangementer er dette arrangement meget en-10 kelt, dvs. uden behov for aktive eller passive komponenter. Omsætningsfaktorerne for de omsætterenheder, der er nåbo til den centrale omsætterenhed, er på nul, hvorfor disse omsætterenheder kan udelades. Den centrale transor og den transor, der befinder sig ved siden af en 15 af de yderste transorer, er indkoblet med polaritet modsat de Øvrige transorer.

Fig. 5 viser et arrangement med hvilket man kan behandle stereofoniske signaler. Som udførelseseksempel er der vist et arrangement, der omfatter fem transorer 1-5 20 i form af højttalere. Hver transor er forbundet med to transmissionskanaler 28 og 29 gennem to amplitudestyreorganer, idet kanalerne afsluttes ved indgangsterminalerne L og R. Det stereofoniske signals L- og R-signalkompo-santer tilføres arrangementet gennem terminalerne L· og R.

25 De to signalkomposanter tilføres de respektive transorer 1-5 gennem amplitudestyreorganerne henholdsvis 11 og 11', 12 og 12', 13 og 13', 14 og 14' og 15 og 15'. Forholdene mellem omsætningsfaktorerne a^-a^ for omsætterenhederne, som opnås ved justering af de respektive amplitudestyre-30 organer 11-15, fra den ene ende, eksempelvis transoren 1, til den modsatte ende, f.eks. transoren 5, i arrangementet er de samme som forholdene mellem omsætningsfaktorerne, som opnås ved justering af de respektive amplitudestyreorganer 11'-15' fra den nævnte modsatte ende (trans-35 or 5) til den førstnævnte ende, og disse forhold svarer til de under henvisning til fig. 1 angivne værdier. Et arrangement som vist i fig. 5, men med syv eller ni transorer i form af højttalere eller mikrofoner med de respek-

DK 153268B

13 tive forhold, der er angivet under henvisning til de foregående figurer, kan opnås på samme måde.

Fig. 6 viser, set forfra, et eksempel på en kombination af fem arrangementer ifølge opfindelsen. Hvert ar-5 rangement omfatter fan, syv eller ni transorer som beskrevet i det foregående- Fig. 6 viser fem arrangementer 41 til 45, der hver omfatter fem transorer. Hver transor repræsenteres skematisk af et kvadratisk felt som vist ved 46 eller 47. Disse arrangementer er anbragt ved si-10 den af hinanden i ens afstande fra hinanden i retning vinkelret på deres længderetning.

Forholdene mellem omsætningsfaktorerne for omsæt- 2 terenhederne er 1 : 2n : 2n : -n2 : 1 for samtlige arrangementer, idet n har den samme værdi for samtlige ar-15 rangementer. De fem arrangementer er udstyret med hver sit amplitudestyreorgan - ikke vist på tegningen - og alle disse amplitudestyreorganer er tilsluttet en elektrisk transmissionskanal til kombinationen. Ved hjælp af disse amplitudestyreorganer kan man vælge omsætningsfaktorerne 20 for arrangementerne således, at der opnås en ønsket retningskarakteristik i et plan vinkelret på tegningens plan og med sporet på tegningens plan svarende til linien x.

For at opnå med denne kombination en kraftig koncentration i planet vinkelret på tegningen, skal disse omsæt-25 ningsfaktorer vælges lig med hinanden. Når det drejer sig om en kombination af højttalere, betyder dette, at de transorer, der er placeret på en horisontal linie, får tilført den samme signalamplitude.

Som en anden mulighed kan forholdene mellem omsæt- 30 ningsfaktorerne for arrangementerne fra den ene ende af kom- 2 binationen til den modsatte ende være som: 1 : 2m : 2m ; -2m : 1. Herved opnås, at kombinationen også i et plan, der står vinkelret på tegningens plan og skærer tegningens plan langs linien y, har en karakteristik, der er 35 uafhængig af frekvensen og retningen. Når det drejer sig om en kombination af højttalere, opnår man herved en tredimensional sfærisk lydgiver.

DK 153268B

14

En mulig udførelsesform for en sådan kombination er vist i fig. 6, hvor forholdene mellem omsætningsfaktorerne for omsætterenhederne i hvert arrangement og mellem omsætningsfaktorerne for arrangementerne er 1 : 2 5 : 2 : -2 : 1, dvs. n og m har værdien 1, således at forholdene mellem omsætningsfaktorerne er de samme både horisontalt og vertikalt. Hvis kombinationen omfatter højttalere, er forholdene mellem signalamplituderne til transorerne i relation til den mindste signalamplitude 10 til transoren 47, angivet ved tallene i de respektive felter. Under hensyntagen til den belastning, som kombinationengiver på den forstærker, der forbindes med kombinationens tilslutningsterminaler, foretrækker man at placere transorerne i arrangementet som vist f.eks. i 15 fig. 2a, og at forbinde arrangementerne i kombinationen på samme måde som vist for transorerne i fig. 2b, eller omvendt.

Fig. 7a viser - set forfra - endnu et eksempel på fem arrangementer, der nu er opstillet på en linie. Selv 20 om hvert arrangement kan omfatte fem, syv eller ni transorer, viser fig. 7a arrangementer 51 til 55 med fem hosliggende transorer med ens afstande d£ fra den midterste transor i det ene arrangement til den midterste transor i det andet arrangement. Forholdene mellem omsætningsfakr 25 torerne for omsætterenhederne i hvert arrangement er som: 2 1 : 2n : 2n . -2n : 1, hvor n har den samme værdi for samtlige arrangementer. Hvert af de fem arrangementer har sit amplitudestyreorgan, og disse organer er alle-sammen forbundet med en transmissionskanal til kombina- 30 tionen. Amplitudestyreorganerne justeres således, at forholdene mellem omsætningsfaktorerne for arrangementerne fra den ene ende af kombinationen til den modsatte ende 2 er som: 1 : 2m : 2m : -2m : 1. En hensigtsmæssig udførelsesform er vist i fig. 7a, hvor forholdene mellem om-35 sætningsfaktorerne for omsætterenhederne i hvert arrangement samt også mellem arrangementerne er som: 1:2: 2 : -2 : 1, idet n og m har værdien 1. Hvis transorerne udgøres af højttalere, repræsenterer tallene i felterne

DK 153268B

15 den signalamplitude, med hvilken den pågældende transor aktiveres. Tallene star i relation til den mindste signalamplitude, der tilføres transoren 56.

Fig. 7b viser en kombination af samme art som i fig.

5 7a, Afstanden mellem to hosliggende arrangementer er imidlertid valgt mindre end summen af afstandene mellem den centrale transor og den yderste transor i to hosliggende arrangementer. Ved sammenfletning af arrangementerne på en sådan måde, at én eller flere transorer i to 10 hosliggende arrangementer falder sammen, er der mulighed for at anvende et væsentligt mindre antal transorer end fem gange antallet af transorer pr. arrangement. Dette er vist skematisk i fig. 7b. For overskueligheds skyld er de sammenflettede arrangementer 51-55 i fig. 7a vist 15 lidt forskudt i retning vinkelret på deres længderetning. Kombinationen 50 opnås nu ved addition af omsætningsfaktorerne for modsvarende transorer i forskellige arrangementer, såsom 57, 58 og 59 i arrangementerne 52, 53 og 54 for at opnå værdien af amplituden til transoren 20 60 i kombinationen. Det ses, at der for to transorer op nås en omsætningsfaktor lig med 0, således at disse transorer kan udelades, hvorfor der kun er 11 transorer i kombinationen.

For den foretrukne udførelsesform for arrangementet 25 ifølge fig. 7a, hvor n og m er lig med 1, kan transorerne i hvert arrangement hensigtsmæssigt kobles som vist i fig.

2a, og arrangementerne i kombinationen bør kobles som vist i fig. 2b, eller omvendt. Dette tager hensyn til den belastning, som kombinationen repræsenterer for en forstær-30 ker, der kobles til tilslutningsterminalerne til kombinationen.

Fig. 8 er et skematisk billede, set forfra, af et eksempel på en kombination med syv arrangementer ifølge opfindelsen. Selv om de enkelte arrangementer kan omfatte 35 5, 7 eller 9 transorer, viser fig. 8 arrangementer 61- 67, der hvert har 7 transorer, hvilke arrangementer er placerede i ens afstande d2 fra hinanden i retning vinkelret på deres længderetning.

16

DK 153268 B

Forholdene mellem omsætningsfaktorerne for omsætter- 2 3 2 enhederne er som: 1 : 2n : 2n : n -n : -2n : 2n : -1 for samtlige arrangementer, idet n har den samme værdi for samtlige arrangementer. De syv arrangementer har 5 hvert sit, på tegningen ikke vist, amplitudestyreorgan, idet disse organer allesammen er koblede til en elektrisk transmissionskanal til kombinationen. Disse amplitude-styreorganer justeres således, at omsætningsfaktorerne for arrangementerne kan antage sådanne værdier, at der 10 opnås en ønsket retningskarakteristik i et plan, der står vinkelret på tegningens plan og på dette plan har sit spor langs linjen x. Med henblik på med denne kombination at opnå en kraftig koncentration i planet vinkelret på tegningen plan skal disse omsætningsfaktorer vælges lig 15 med hinanden.

Når det drejer sig om en kombination af højttalere, betyder dette, at alle de transorer, der er beliggende på en vandret linje, får tilført den samme signalamplitude.

20 Som en anden mulighed kan forholdene mellem omsæt ningsfaktorerne for arrangementerne imidlertid også være 2 3 2 som: 1 : 2m : 2m : m -m : -2m : 2m : -1. Herved op nås, at kombinationen også i det plan, der strækker sig vinkelret på tegningens plan og har sit spor langs linjen 25 y, udviser en frekvens- og retningsuafhængig karakteristik. Når det drejer sig om en kombination af højttalere, opnår man herved en tre-dimensional sfærisk lydgiver.

Fig. 8 viser en foretrukken udførelsesform for en sådan kombination, hvor forholdene mellem omsætningsfak-30 torerne for transorerne i hvert arrangement og mellem omsætningsfaktorerne for arrangementerne er som: 1:2: 2:0:-2:2:-1, hvor n og m har værdien 1, således at der både vandret og lodret opnås de samme amplitudeforhold. Forholdene mellem signalamplituderne til tran-35 sorerne og den mindste signalamplitude, der tilføres, er angivet ved tallene i felterne.

I denne foretrukne udførelsesform kan højttalerne i den centrale søjle og den centrale række udelades, idet

DK 153268B

17 omsætningsfaktorerne og dermed signalamplituderne for disse transorer er lig med 0, Dette giver en enklere konstruktion og et arrangement med et mindre antal transorer * Afstanden mellem de to arrangementer 63 og 65 er 5 dermed det dobbelte af afstanden d2 mellem de øvrige hosliggende arrangementer.

Af de samme grunde som i det foregående for kombinationen med fem arrangementer bør transorerne i arrangementerne fortrinsvis kobles som vist i f.eks. fig. 4a# 10 og arrangementerne i kombinationen bør fortrinsvis kobles på samme måde som for transorerne i fig. 4b, eller omvendt .

På samme måde som for kombinationen ifølge fig. 7 kan man opnå en kombination med syv arrangementer med 5, 15 7 eller 9 transorer, idet arrangementerne er anbragt ved siden af hinanden på en linje i ens afstande fra hinanden.

De syv arrangementer omfatter hvert et amplitudestyreorgan, idet samtlige styreorganer er koblede til en elektrisk transmissionskanal, hvorhos forholdene mellem 20 omsætningsfaktorerne for arrangementerne, fra den ene ende af kombinationen til den modsatte ende, er som: 2 3 2 1 : 2m : 2m : m - m : -2m : 2m s -1.

En kombination med ni arrangementer med 5, 7 eller 9 transorer kan opstilles på samme måde som vist i fig.

25 6 og 8. Forholdene mellem omsætningsfaktorerne for om sætterenhederne i hvert arrangement vil i så fald være de samme for samtlige arrangementer. I så fald har hvert arrangement et ampiitudestyreorgan, og styreorganerne er alle forbundet med en fælles elektrisk transmissions-30 kanal til kombinationen. Amplitudestyreorganerne kan indstilles således, at forholdene mellem omsætningsfaktorer- 2 3 ne for arrangementerne er som: 1 : 2m : 2m : m - m : |(m4 - 1) - 2m2 : -(m3 - m) : 2m2 : =2m : 1. I dette tilfælde opnår man en kombination med en sfærisk retnings-35 karakteristik. I henhold til en hensigtsmæssig udførelsesform kan forholdene mellem omsætningsfaktorerne for arrangementerne være som: 1:2:2:0:-2:0:2: -2:1, således at der opnås en meget enkel kobling for

DK 153268B

18 arrangementet. Det centrale arrangements to naboarrangementer har en omsætningsfaktor lig med 0, og de kan derfor udelades. Desuden er det centrale arrangement og et af de arrangementer, der er placeret ved siden af de 5 yderste arrangementer, koblet til kombinationens tilslutningsterminaler med polaritet modsat de øvrige arrangementer .

Omsætningsfaktorerne for arrangementerne kan også vælges lig med hinanden. I så fald opnår man en stærk 10 koncentration af retningskarakteristikken i et plan, der står vinkelret på arrangementernes længderetning. På samme måde som vist i fig. 7 kan der opnås en kombination af ni arrangementer med 5, 7 eller 9 transorer, der placeres på en linje i deres længderetning.

15 Opfindelsen kan også finde anvendelse ved arrange menter og kombinationer, hvori transorerne ikke er separate transorer, men udgør dele af én enkelt transor.

Et eksempel herpå ved højttalere er én enkelt elektret-transor, hvis lydafgivende membran er opdelt i membran-20 sektioner, der hver har sin signalstyring, og som udgør de enkelte transorer i arrangementerne og/eller kombinationerne .

Den rækkefølge, hvori de angivne forhold for omsætningsfaktorerne for transorerne i et arrangement eller 25 for arrangementerne i en kombination forekommer, er ikke begrænset til de angivne rækkefølger. Rækkefølgen kan også være omvendt.

Det skal endvidere bemærkes, at hvis frekvensområdet for de lydsignaler, der skal gengives, eller de lydbøl-30 ger, der skal modtages, er opdelt i to eller flere separate indgangs- eller udgangssignaler, hvoraf hvert signal repræsenterer ét frekvensområde, bør arrangementerne eller kombinationerne duplikeres én eller flere gange, idet hvert arrangement eller hver kombination dækker ét fre-35 kvensbånd, idet transorer eller arrangementer, der svarer til forskellige frekvensområder, har ens cmsæfcningsfaktorer.

Claims (13)

1. Arrangement til modtagelse eller udsendelse af lydbølger og af den art, der omfatter 2k + 1 omsætterenheder (1-5) med i hovedsagen ens retningskarak- 5 teristik (hvor k er et helt tal, og 2 = k = 4), hvilke omsætterenheder er beliggende i ens afstande (d^) fra hinanden i én linje, er tilsluttet en fælles elektrisk transmissionskanal (7, 7') og hver har ét amplitudestyreorgan (11-15) til justering af omsætnings-10 faktoren for den pågældende omsætterenhed, idet de symmestrisk om den centrale omsætterenhed (3) placerede omsætterenheder har omsætningsfaktorer af samme værdi, og hvor samtlige omsætterenheder har samme fasedrejning medens fasen hos den ene omsætter-15 enhed (4) i hvert par af omsætterenheder (2, 4), der befinder sig i ens ulige multipla af afstanden (d^) fra den centrale omsætterenhed, er 180° forskellig fra fasen i den anden enhed (2) i det pågældende par, hvorhos omsætningsfaktorerne vælges således, at 20 der i det mindste i hovedsagen opnås en frekvens- og retningsuafhængig omsætning af lydbølgerne, kendetegnet ved„ at idet der til et antal omsætterenheder tilordnes et indeks x (x er et helt tal = k + 1), hvor indekset 1 tilordnes en (1) af de 25 yderste omsætterenheder, medens successive indekser tilordnes successive hosliggende omsætterenheder fra nævnte yderste omsætterenhed (1) til den centrale omsætterenhed (3) og det højeste indeks tilordnes den centrale omsætterenhed (3), vælges forholdene mellem 30 de til omsætterenhederne tilordnede omsætningsfaktorer A så de opfylder ligningen: A1 : A~ : A^ : x 23 1 1 4 ^ J 2 A^ : Ag = 1 : 2n : 2m : η - n : | (n - 1) - 2n .

2. Arrangement ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de omsætterenheder (64), for hvilke 35 omsætningsfaktoren A er 0, udelades. DK 153268B

3. Arrangement ifølge krav 1 eller 2, k e n-detgenet ved, at n er et helt tal, fortrinsvis 1 .

4. Arrangement ifølge krav 2 og 3, kende-5 tegnet ved, at de to yderste omsætterenheder (1, 5) er koblede i serie mellem to tilslutningsterminaler, og de øvrige omsætterenheder (2-4) koblede i parallel til disse tilslutningsterminaler, (fig. 2a) .

5. Arrangement ifølge krav 2 og 3, kende tegnet ved, at de to yderste omsætterenheder (1, 5) er koblede i parallel med hinanden, og de øvrige omsætterenheder (2-4) sammen med de yderste parallelforbundne enheder indkoblede i serie mellem to 15 tilslutningsterminaler, (fig. 2b).

6. Arrangement ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at hver omsætterenhed med henblik på transmission af et stereofonisk signal er udstyret med et yderligere amplitu-20 destyreorgan (11'-15'), idet de bort fra omsætterenheden vendende terminaler på disse yderligere amplitudestyreorganer er koblede til en yderligere elektrisk transmissionskanal, hvorhos omsætningsfaktoren for hver omsætterenhed er den samme for begge kana-25 ler, og faseforskydningerne i venstre kanals (28) omsætterenheder, fra den ene ende til den modsatte ende af arrangementet, er lig med'faseforskydningerne for omsætterenhederne i højre kanal (29), fra nævnte modsatte ende til førstnævnte ende, (fig. 5).

7. Kombination af et antal arrangementer ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at kombinationen omfatter 21 + 1 arrangementer (51-55) (£ er et helt tal, og 2 = i = 4), hvilke arrangementer er anbragt i ens afstande d2 35 fra hinanden i retning vinkelret på deres længderetning eller er anbragt efter hinanden i deres længde- DK 153268 B retning, og hver omfatter et yderligere amplitudestyreorgan til indstilling af omsætningsfaktoren og faseforskydningen for det pågældende arrangement, idet nævnte amplitudestyreorganer er tilkoblede en 5 fælles elektrisk transmissionskanal for kombinationen.

8. Kombination ifølge krav 7, og hvor arrangementerne er anbragt efter hinanden i deres længderetning, kendetegnet ved, at afstanden 10 meHem de centrale omsætterenheder hos to hos liggende arrangementer er lig med et helt multiplum af afstanden mellem to omsætterenheder og mindre end summen af afstandene mellem den centrale omsætterenhed og den yderste omsætterenhed hos hver af nævnte 15 to hosliggende arrangementer, (fig. 7b).

9. Kombination ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at de arrangementer, der er placerede symmetrisk i forhold til det centrale arrangement, har omsætningsfaktorer af samme værdi, at 20 arrangementerne har ens faseforskydning, men fasen for det ene arrangement (52) i hvert par af arrangementer (52, 54), der er beliggende i ens ulige multipla af afstanden (d9) fra det centrale arrange- 0 Δ ment, afviger 180 fra fasen for det andet arrange-25 ment (54), at idet et indeks x (x er et helt tal = Z + 1) es tilordnet et antal arrangementer, tilord-nes indeks 1 et af de yderste arrangementer (51), medens på hinanden følgende indekser tilordnes på hinanden følgende, hosliggende arrangementer fra 30 nævnte yderste til det centrale arrangement (53), og det højeste indeks tilordnes det centrale arrangement (53), vælges forholdene mellem omsætnings- faktorerne Bv for arrangementerne så de opfylder * 2 ligningen: B. : B, : B, : B, : Br = 1 : 2m : 2m : 3 i -A ^ ^ 35 m - m : i (nT-1) - 2m . DK 153268B

10. Kombination ifølge krav 9, kendetegnet ved, at de arrangementer, for hvilke omsætningsfaktoren B er 0, udelades. X

11. Kombination ifølge krav 9 eller 10, kende-5 tegnet ved, at m er et helt tal, fortrinsvis 1.

12. Kombination ifølge krav 10 og 11, kendetegnet ved, at de to yderste arrangementer er indkoblede i serie mellem to tilslutningsterminaler for kombinationen, og at de øvrige arrangementer er koblede i 1. parallel med hinanden til disse terminaler.

13. Kombination ifølge krav 10 og 11, kendetegnet ved, at de yderste arrangementer er koblede i parallel med hinanden, og at de øvrige arrangementer sammen med de parallelforbundne, yderste arrangementer 15 er indkoblede i serie mellem to tilslutningsterminaler for kombinationen.