EP0080054A1 - Bass reflex box with a controlled passive radiator - Google Patents

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EP0080054A1
EP0080054A1 EP82109448A EP82109448A EP0080054A1 EP 0080054 A1 EP0080054 A1 EP 0080054A1 EP 82109448 A EP82109448 A EP 82109448A EP 82109448 A EP82109448 A EP 82109448A EP 0080054 A1 EP0080054 A1 EP 0080054A1
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bass
bass reflex
reflex box
passive radiator
box according
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EP82109448A
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Inventor
Peter Schinnerling
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Deutsche Thomson Brandt GmbH
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Deutsche Thomson Brandt GmbH
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
    • H04R1/2807—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements
    • H04R1/283—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements using a passive diaphragm
    • H04R1/2834—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements using a passive diaphragm for loudspeaker transducers

Definitions

  • the invention relates to a bass reflex box according to the preamble of the first claim.
  • bass reflex boxes have already been developed and are known, in which instead of a bass reflex opening of rectangular or round shape, an air-coupled membrane as a so-called passive radiator closed off a corresponding housing opening.
  • Such solutions are, for example, from the "loudspeaker book" by Jecklin, Franksche Verlags Stuttgart, Stuttgart 1967, pages 91 to 95, as an interesting variant or special form of the conventional bass reflex principle, and from patent specifications No. 706 137, 1 074 651, 1 110 228, 23 54 614 and 25 52 591 are known.
  • the bass reflex opening Hzw. -Opened openings with one or more speakers without magnet and voice coil.
  • the membrane mass takes the place of the air in the bass reflex opening or the bass reflex opening. This membrane is driven exclusively by the internal air volume of the box, and consequently works as an air-coupled swing system.
  • the active and passive membranes work in opposite phases, while the upper one works in opposite phases.
  • the impedance curve has a saddle while the phase shift is 90 ° here. This peculiarity is responsible for the often "bumpy" bass reproduction.
  • FIGS. 1 and 2 The prior art from which the present invention is based is shown in FIGS. 1 and 2.
  • Figure 1 shows a bass reflex box 1, which has a tweeter 2 and a woofer 3, which are connected to the crossover 5. The latter is fed via inputs 6 and 7.
  • An air-coupled passive radiator 4 without magnet and voice coil closes the bass reflex opening.
  • FIG. 2 shows the typical impedance curve of such a bass reflex box with the maxima at f 1 and f 2 , which are responsible for the uncomfortably booming sound, which is often also referred to as "boomy" sound.
  • FIG. 3 shows the solution according to the invention.
  • An air-coupled passive radiator 8 with a complete bass system corresponding to the active bass system 3 works on a resistor 9 which is connected to its voice coil. All other positions correspond to FIG. 1 and are therefore not described.

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Abstract

A bass reflex box (1) has an active low-range speaker system (3) and an air-coupled corresponding passive system (8) which is loaded with a resistance (9) connected to its voice coil. When the ohmic value of the resistance (9) is selected to be between the voice coil impedance Zo and 4Zo, that is to say four times the amount, an advantageous expansion and improvement is obtained in the lower range of the bass radiation. To adjust a desired attenuation in this range, the resistance (9) can be constructed to be variable. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Baßreflexbox gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to a bass reflex box according to the preamble of the first claim.

Stand der Technik:State of the art:

Es sind bereits viele Ausführungen von Baßreflexboxen entwickelt und bekannt geworden, bei welchen statt einer Baßreflexöffnung rechteckiger oder runder Form eine luftgekoppelte Membran als sogenannter Passivstrahler eine entsprechende Gehäuseöffnung abschloß. Beispielsweise sind derartige Lösungen aus dem "Lautsprecherbuch" von Jecklin, Franksche Verlagshandlung, Stuttgart 1967, Seiten 91 bis 95, als interessante Variante oder Sonderform des gewöhnlichen Baßreflexprinzips, sowie aus den Patentschriften Nr. 706 137, 1 074 651, 1 110 228, 23 54 614 und 25 52 591 bekannt. Im Prinzip wurde jeweils die Baßreflexöffnung Hzw. -öffnungen mit einem oder mehreren Lautsprechern ohne Magnet und Schwingspule abgedichtet. Bekanntlich tritt dabei die Membranmasse an die Stelle der Luft in der Baßreflexöffnung bzw. den Baßreflexöffnungan. Diese Membran wird ausschließlich über das innere Luftvolumen der Box angetrieben, arbeitet folglich als luftgekoppeltes Schwinsystem.Many designs of bass reflex boxes have already been developed and are known, in which instead of a bass reflex opening of rectangular or round shape, an air-coupled membrane as a so-called passive radiator closed off a corresponding housing opening. Such solutions are, for example, from the "loudspeaker book" by Jecklin, Franksche Verlagshandlung, Stuttgart 1967, pages 91 to 95, as an interesting variant or special form of the conventional bass reflex principle, and from patent specifications No. 706 137, 1 074 651, 1 110 228, 23 54 614 and 25 52 591 are known. In principle, the bass reflex opening Hzw. -Opened openings with one or more speakers without magnet and voice coil. As is known, the membrane mass takes the place of the air in the bass reflex opening or the bass reflex opening. This membrane is driven exclusively by the internal air volume of the box, and consequently works as an air-coupled swing system.

Aus der DE-AS 24 51 475 ist eine Anordnung bekannt, bei der das Einschwingverhalten eines Lautsprechers durch ein der Schwingspule des Wandlers parallelgeschaltetes Netzwerk bedämpft wird. Wie aus Spalte 4 Absatz 4 zu entnehmen ist, kann dieses Netzwerk auch einen regelbaren ohmschen Widerstand enthalten. Hier wurde die Aufgabe gelöst, akustische Wandler, vorzugsweise bestimmte Lautsprechertypen, für unterschiedliche Aufstellungen und Verwendungszwecke einsetzbar zu machen, indem die Gegen-EMK mittels eines auf die Frequenz dieser Gegen-EMK abgestimmten Reihenschwingkreises und Parallelschaltung derselben zur Schwingspule bedämpft wurde. Hier wurde also der elektrisch angetriebene Lautsprecher "primär" bedämpft, es wird eine Art Stoßdämpferwirkung erzeugt. Diese Lösung ist nicht für die Anwendung bei einem Passivstrahler in einer Baßreflexbox vorgesehen und anwendbar. Vielmehr befaßt sich die vorliegende Erfindung mit Problemen eines Reflexsystems, die sich aus dem Nachstehenden ergeben und speziell den unteren Baßbereich betreffen.From DE-AS 24 51 475 an arrangement is known in which the transient response of a loudspeaker is damped by a network connected in parallel with the voice coil of the converter. As can be seen from column 4, paragraph 4, this network can also contain an adjustable ohmic resistance. Here, the task was solved to make acoustic transducers, preferably certain types of loudspeakers, usable for different configurations and uses by damping the back emf by means of a series resonant circuit tuned to the frequency of this back emf and parallel connection thereof to the voice coil. So here the electrically powered loudspeaker was "primarily" damped, it creates a kind of shock absorber effect. This solution is not intended and applicable for use with a passive radiator in a bass reflex box. Rather, the present invention addresses problems of a reflex system that arise from the following and specifically relate to the lower bass range.

Wie sich gezeigt hat, ist es in der Regel sehr schwierig, mit dieser Anordnung eine optimale Abstimmung des Reflezsystemds, nämlich kleine Einschwingzeiten durch sinnvolle Bedampfung der zu stark ausgeprägten Resonanzbereiche, zu erreichen. Unter anderem erkennt man diese Problematik auch aus den in den genannten Veröffentlichungen gebrachten praktischen Ausführungsbeispielen und an der Notwendigkeit der unterschiedlichsten Auslegung hinsichtlich Masse, Größe und Steifigkeit des aktiven und passiven Tieftonschwingsystems. Die Passivmembran wurde mit unterschiedlicher Steifigkeit, zusätzlicher Masse und unterschiedlichem Durchmesser ausgeführt. Das Gehäuse der Baßreflexbox wurde mit durchbrochenen Trennwänden oder anderen zusätzlichen Dämpfungsmitteln ausgestattet. Grundsätzlich zeigt eine solche Eaßreflexbox in ihrer typischen Impedanzkurve zwei Rescnanzstellen, wie es dem entsprechenden Ersatzschaltbild eines Bandpasses entspricht. Bei der untersten Resonanzstelle arbeiten die aktive und die passive Mambran gegenphasig, hingegen bei der oberen gleichphasig. Im dazwischen liegenden Pereich hat die Impedanzkurve einen Sattel während hier die Phasenverschiebung 90° beträgt. Diese Eigenart ist für die häufig "bumsige" Baßwiedergabe verantwortlich.As has been shown, it is generally very difficult to achieve an optimal coordination of the reflection system with this arrangement, namely short settling times through sensible vaporization of the resonance ranges that are too pronounced. Among other things, this problem can also be recognized from the practical exemplary embodiments given in the publications mentioned and from the need for a wide variety of configurations with regard to the mass, size and rigidity of the active and passive low-frequency vibration system. The passive membrane was designed with different stiffness, additional mass and different diameter. The housing of the bass reflex box has been equipped with perforated partition walls or other additional damping means. Basically, such an Eaßreflexbox shows in its typical impedance curve two resonance points, as it corresponds to the corresponding equivalent circuit diagram of a bandpass. At the lowest resonance point, the active and passive membranes work in opposite phases, while the upper one works in opposite phases. In the area in between, the impedance curve has a saddle while the phase shift is 90 ° here. This peculiarity is responsible for the often "bumpy" bass reproduction.

Alle bekannten Lösungen versuchten dieses Problem zu lösen. Sie konnten aber nicht befriedigen hinsichtlich der Kontrollierbarkeit der Dämpfung in diesem unteren Baßwiedergabebersich. Der vorlisgenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrund, eine vereinfachende Lösung zu finden, die eine Dämpfungskontrolle des Systems erlaubt.All known solutions tried to solve this problem. However, they could not be satisfied with the controllability of the damping in this lower bass range. The present invention was therefore based on the object of finding a simplifying solution which allows damping control of the system.

Lösung:

  • Diese Aufgabe wird für eine Baßreflexbox mit einem aktiven Tieftonsystem und einem luftgekoppelten Passivstrahler gemäß dem Kennzeichen des ersten Anspruchs erfindungsgemäB gelöst.
Solution:
  • This object is achieved according to the invention for a bass reflex box with an active bass system and an air-coupled passive radiator according to the characterizing part of the first claim.

Vorteile:

  • Wenn zwei gleiche, komplette Tieftonlausprecher als aktives und passives Strahlersystem verwendet werden und das passive, luftgekoppelte System mit einem Widerstand belastet wird, ergibt sich die geforderte Dämpfungskontrolle auf einfachste Weise durch die Dimensionierung dieses Widerstandes. Der Antrieb der Passivmembran und ihrer Schwingspule über das in der Box eingeschlossene Luftvolumen induziert in dieser einen Strom, der durch den Dämpfungswiderstand mehr oder weniger kurzgeschlossen wird. Vorteilhafterweise kann durch geschickte Dimensionierung des Dämpfungswiderstandes eine in weiten Grenzen beliebige Abstimmung des Baßreflexsystems erzielt werden. In einer praktischen Erprobung zeigte sich, daß ein zwischen R = Z0 und R = 4 x Z0 einstellbarer Widerstand die erforderliche Dämpfung der Resonanzgebiete ermöglicht, wodurch sich die Einschwingzeiten-verringern und die Stromverzerrungen insbesondere in dem Bereich der für eine gute Baßwiedergabe wichtigen unteren Grenzfrequenz kleiner werden.
Advantages:
  • If two identical, complete low frequency speakers are used as active and passive radiator systems and the passive, air-coupled system is loaded with a resistor, the required damping control results in the simplest way by dimensioning this resistor. The drive of the passive membrane and its voice coil via the air volume enclosed in the box induces a current in it, which is more or less short-circuited by the damping resistance. Advantageously, any adjustment of the bass reflex system can be achieved within a wide range by cleverly dimensioning the damping resistance. A practical test showed that a resistance which can be set between R = Z 0 and R = 4 x Z 0 enables the required damping of the resonance regions, which reduces the settling times and the current distortions, particularly in the area of the lower cut-off frequency, which is important for good bass reproduction.

Die Zeichnung:The drawing:

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Sie zeigt in

  • Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Baßreflexbox, wobei die vordere Seitenwand weggelassen ist;
  • Figur 2 eine typische Impedanzkurve einer Baßreflexbox nach Figur 1;
  • Figur 3 eine schematische-Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Baßreflexbox, wobei die vordere Seitenwand weggelassen ist;
  • Figur 4 eine Impedanzkurvenschar der Baßreflexbox nach Figur 3;
  • Figur 5 eine Impedanzkurvenschar für eine erfindungsgemäße Baßreflexbox, wobei Kurven für drei charakteristische Widerstandswerte des Dämpfungswiderstandes eingetragen sind;
The invention is described below with reference to the drawing. It shows in
  • Figure 1 is a schematic side view of a bass reflex box with the front side wall omitted;
  • FIG. 2 shows a typical impedance curve of a bass reflex box according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a schematic side view of a bass reflex box according to the invention, the front side wall being omitted;
  • FIG. 4 shows an array of impedance curves of the bass reflex box according to FIG. 3 ;
  • FIG. 5 shows an impedance curve family for a bass reflex box according to the invention, curves for three characteristic resistance values of the damping resistance being entered;

Beschreibung der Zeichnung:Description of the drawing:

Der Stand der Technik, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, wird in den Figuren 1 und 2 gezeigt. Figur 1 läßt eine Baßreflexbox 1 erkennen, die einen Hochtonlautsprecher 2 und einen Tieftonlautsprecher 3 aufweist, die an die Weiche 5 angeschlossen sind. Letztere wird über die Eingänge 6 und 7 gespeist. Ein luftgekoppelter Passivstrahler 4 ohne Magnet und Schwingspule schließt die Baßreflexöffnung ab. Figur 2 zeigt die typische Impedanzkurve einer derartigen Baßreflexbox mit den Maxima bei f1 und f2, die für den unangenehm dröhnenden Klang verantwortlich sind, was häufig auch mit "bumsigem" Klang bezeichnet wird.The prior art from which the present invention is based is shown in FIGS. 1 and 2. Figure 1 shows a bass reflex box 1, which has a tweeter 2 and a woofer 3, which are connected to the crossover 5. The latter is fed via inputs 6 and 7. An air-coupled passive radiator 4 without magnet and voice coil closes the bass reflex opening. FIG. 2 shows the typical impedance curve of such a bass reflex box with the maxima at f 1 and f 2 , which are responsible for the uncomfortably booming sound, which is often also referred to as "boomy" sound.

Figur 3 läßt die erfindungsgemäße Lösung erkennen. Ein luftgekoppelter Passivstrahler 8 mit einem vollständigen Tieftonsystem entsprechend dem aktiven Tieftonsystem 3 arbeitet auf einen Widerstand 9, der an seine Schwingspule angeschlossen ist. Alle übrigen Positionen entsprechen der Figur 1 und werden deshalb nicht beschrieben. Die Kurvenschar der Figur 4 zeigt den Impedanzverlauf für Widerstandswerte R = 5 Ohm (gestrichelte Kurve), R = 10 Dhm (ausgezogene Kurve) und R = 15 Ohm (strichpunktierte Kurve) und läßt deutlich werden, daß bei geeigneter Dimensionierung eine gewünschte Dämpfung gewählt werden kann. Charakteristische Impedanzkurven sind in Figur 5 für extreme Widerstandswerte eingezeichnet, wie R =∞, R = 0 und R≈Z0.Figure 3 shows the solution according to the invention. An air-coupled passive radiator 8 with a complete bass system corresponding to the active bass system 3 works on a resistor 9 which is connected to its voice coil. All other positions correspond to FIG. 1 and are therefore not described. The curve family of FIG. 4 shows the impedance curve for resistance values R = 5 ohms (dashed curve), R = 10 dhm (solid curve) and R = 15 ohms (dash-dotted curve) and makes it clear that a suitable damping can be selected with suitable dimensions can. Characteristic impedance curves are shown in FIG. 5 for extreme resistance values, such as R = ∞, R = 0 and R≈Z 0 .

Die praktische Erprobung eines Ausführungsbeispiels mit einem entsprechend ausgewählten Potentiometer bewies, daß auf diese Weise der Frequenzumfang deutlich nach unten erweitert wird und die unangenehme Klangfärbung sicher vermieden wird, sowie gleichzeitig eine sehr wirkungsvolle Anpassung der Baßwiedergabe an die unterschiedlichen akustischen Eigenheiten des Wiedergaberaumes und/oder des Zuhörergeschmacks möglich ist.Practical testing of an exemplary embodiment with an appropriately selected potentiometer proved that in this way the frequency range is expanded significantly downwards and the unpleasant sound coloration is reliably avoided, and at the same time a very effective adaptation of the bass reproduction to the different acoustic characteristics of the reproduction space and / or the Listener taste is possible.

Claims (6)

1. Baßreflexbox mit einem aktiven Tieftonsystem und einem luftgekoppelten Passivstrahler, dadurch gekennzeichnet, daß der Passivstrahler ein vollständiger Tieftonlautsprecher ist, der elektrisch mit einem Widerstand belastet ist, dessen Ohm-Wert zwischen der Schwingspulenimpedanz Z0- und dem vierfachen Betrag, 4 x Z0, ausgewählt ist.1. bass reflex box with an active bass system and an air-coupled passive radiator, characterized in that the passive radiator is a complete woofer which is electrically loaded with a resistor whose ohmic value between the voice coil impedance Z 0 - and four times the amount, 4 x Z 0 is selected. 2. Baßreflexbox gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Tieftonsysteme identisch sind, also elektrisch und akustisch gleiche Daten besitzen.2. Bass reflex box according to claim 1, characterized in that the two bass systems are identical, that is, they have the same electrical and acoustic data. 3. Baßreflexbox gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand zur Einstellung einer unterschiedlichen Dämpfung als Potentiometer ausgeführt ist.3. bass reflex box according to claim 1, characterized in that the resistor for setting a different attenuation is designed as a potentiometer. 4. Baßreflexbox gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrstufiger Wahlschalter und eine entsprechende Anzahl von unterschiedlichen Widerständen mit Werten zwischen etwa Z0 und 4xZ0 vorgesehen sind, die als wählbare Dämpfung an der Schwingspule des Passivstrahlers angeschlossen sind.4. bass reflex box according to claim 1, characterized in that a multi-stage selector switch and a corresponding number of different resistors with values between about Z 0 and 4xZ 0 are provided, which are connected as selectable damping to the voice coil of the passive radiator. 5. Baßreflexbox gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Tieftonsysteme an der gleichen Wandseite der Box, also.an der Schallwand, neben- oder untereinander angeordnet sind.5. Bass reflex box according to claim 1, characterized in that the two bass systems are arranged on the same wall side of the box, that is, on the baffle, next to or below one another. 6. Baßreflexbox gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Tieftonsysteme an zwei verschiedenen Wandseiten der Box montiert sind.6. bass reflex box according to claim 1, characterized in that both bass systems are mounted on two different wall sides of the box.
EP82109448A 1981-11-20 1982-10-13 Bass reflex box with a controlled passive radiator Withdrawn EP0080054A1 (en)

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DE3145959 1981-11-20
DE19813145959 DE3145959C1 (en) 1981-11-20 1981-11-20 Bass reflex box with a controlled passive radiator

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