EP0133948A1 - Verfahren und Einrichtung zur Gegenkopplung der Bewegungsspannung eines Lautsprechers - Google Patents

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EP0133948A1
EP0133948A1 EP84108638A EP84108638A EP0133948A1 EP 0133948 A1 EP0133948 A1 EP 0133948A1 EP 84108638 A EP84108638 A EP 84108638A EP 84108638 A EP84108638 A EP 84108638A EP 0133948 A1 EP0133948 A1 EP 0133948A1
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Burkhard Dick
Dr. Paul Scherer Erbengemeinschaft
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BURKHARD DICK TE HAMBURG EN ERBENGEMEINSCHAFT DR.
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/002—Damping circuit arrangements for transducers, e.g. motional feedback circuits

Definitions

  • the loudspeaker diaphragm does not exactly follow the applied signal voltage, because the mechanical oscillation circuits, which are more or less firmly coupled to the diaphragm, tend to vibrate naturally when triggered by impulses, which are still disruptive even if they are caused by damping are significantly smaller than the actual signal.
  • the loudspeaker diaphragm has difficulties, e.g. to follow pulse-shaped signal voltages.
  • the transparency of the reproduction depends at least in the mid-range (200 Hz to 1 kHz) on the correct phase behavior, i.e. a loudspeaker should be able to reproduce rectangular sound pressure curves to a certain extent correctly in this frequency range.
  • Circuits for the feedback of a movement variable (e.g. the fast one) / 1 / have become known recently, in which a special converter (e.g. Accelerometer) was used.
  • a movement variable e.g. the fast one
  • a special converter e.g. Accelerometer
  • the object of the present invention is therefore to develop a network for the simulation of the braked loudspeaker, which consists only of capacitors and resistors and has the necessary accuracy up to the frequency range of approximately 50 kHz.
  • the loudspeaker in this circuit Fig.
  • FIG. 4a shows the typical locus of a loudspeaker that is braked. Their characteristic course is essentially due to the existence of eddy currents in the conductive core and magnetic material in the case of an AC-current-carrying coil.
  • R K and L K are frequency independent. At high frequencies, a different spatial field distribution will occur for each frequency f due to the field displacement (skin effect). The flux linkage with the original field and consequently L K and R K become frequency-dependent.
  • the impedance Z K can be described with sufficient accuracy by a network according to FIG. 4c. 3 to 5 chain links were sufficient for the speakers previously used.
  • this equivalent circuit diagram does not take into account any non-linearities. Above all, this includes field distortions with large modulation through the hysteresis, the dependence on the respective position of the voice coil due to inhomogeneous field behavior and temperature influence.
  • the individual elements of the simulation can be determined with little mathematical effort and good accuracy by the system's response to a defined "test signal".
  • Half the period must be chosen so large that the response of the system decays to a negligible final value during this time (Fig. 5a, 5b, 5c). If the voltage response U K (t) is now divided into n time ranges (n ⁇ number of the desired chain links) with 2 base values each, the impedance Z K can be easily calculated using a permissible approximation method / 4 /.
  • FIG. 6 An application example for a 13 cm TT can be seen in FIG. 6.
  • the movement voltage UM induced in the voice coil contains, in addition to the distortion-related deviations, above all the portion that is determined by the mechanical resonance system (membrane together with the voice coil, suspension) and the coupled housing (FIG. 3b).
  • This can be indicated by an electrical resonant circuit with constant loss resistance, as long as the frequency-dependent losses due to radiation in the range of; Fundamental resonance can be neglected. Therefore, if you only want to correct the basic behavior of a loudspeaker in which the influence of the linear mass-spring system dominates by far over the non-linearities, it is sufficient to do this by a network AM (Fig.
  • FIG. 7a 1 adder, 2 voltage-controlled Power source with power amplifier, 3 loudspeakers, 4 network to simulate the linear portion of the motion voltage, feedback amplifier) of the same quality and resonance frequency (Fig. 7b). If the radiation impedance Z s plays a role, it can be taken into account according to FIG. 7c. In addition, the electrical compensation of the resistance R necessary for the current injection brings about an additional improvement in the reproduction quality (FIG. 8).
  • This method is particularly suitable for loudspeakers in the mid-range and high-frequency range, which in themselves show good distortion factor behavior and in which the system is isolated from the influences of the loudspeaker housing by encapsulation. An application example for a mid-tone dome is shown in FIG. 8.
  • Another way to gain the movement tension is to operate the loudspeaker a time-division multiplex both as a transmitter and as a receiver / 5 /.
  • the basic idea of the method is that the terminal voltage U L is keyed to the loudspeaker.
  • the keying frequency must be outside the listening range, e.g. 38 kHz.
  • the principle is first explained using a voltage source with purely ohmic internal resistance (Fig. 9: 1 linear gate circuit, 2 power amplifiers, 3 voltage sources with ohmic resistance, 4 low-pass filters).
  • the internal induction voltage can then be sampled in proportion to the current using a small measuring resistor (FIG. 10a).
  • the impedance of the braked loudspeaker contains inductances (Fig. 4c)
  • the stored inductive energy results in a time-increasing decaying interference voltage after switching off the terminal voltage, the effect of which disturbs the measurement of the movement voltage (Fig. 10b).
  • the stored reactive energy reduces the crosstalk attenuation between the "transmit and receive channel".
  • One way to improve "crosstalk" is to scan during the shutdown phase To select the point in time so that the lowest-disturbance value of the movement voltage is recorded (Fig. 10b). This is then regenerated by a downstream low-pass filter.
  • FIG. 11 A detailed block diagram, in which reference was made to FIG. 2, shows FIG. 11: 1 adder, 2 linear gate circuit, 3 voltage-controlled current source with output amplifier, 4 loudspeakers, 5 simulation network, 6 ideal samplers, 7 low-pass filters, 8 feedback amplifiers.

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Abstract

Die Bewegungsspannung eines an einer spannungsgesteuerten Stromquelle (2) betriebenen dynamischen Lautsprechers (3) wird gegengekoppelt.
Eine stromproportionale Spannung wird abgegriffen und über ein Netzwerk (4), das den Spannungsabfall an der Impedanz des festgebremsten Lautsprechers nachbildet, geführt. Da das Netzwerk aus Widerständen, Kondensatoren und Operationsverstärkern besteht, ist eine hohe Nachbildungsgenauigkeit bis ca. 50 kHz möglich. Die Bewegungsspannung ergibt sich nach Subtraktion der Ausgangsspannung dieses Netzwerkes von der Lautsprecherklemmenspannung. Eine Variante des Verfahrens besteht darin, lediglich den linearen Anteil des Feder-Massesystems des Lautsprechers durch ein Netzwerk gleicher Güte und Resonanzfrequenz nachzubilden und die resultierende Spannung zum Eingang zurückzukoppeln. Dabei kann der für die Stromeinprägung notwendige Widerstand zusätzlich durch Strommitkopplung kompensiert werden. Eine weitere Variante ist, den eingeprägten Signalstrom mit hoher Frequenz zu tasten, die Bewegungsspannung während der Abschaltphase abzufragen und mittels nachgeschaltetem Tiefpaß zu regenerieren.
Mit einer Lautsprecherbox mit gegengekoppelten Tief-und Mitteltonkanälen werden rechteckförmige Schalldruckverläufe bis ca. 3 kHz erzielt. Die Abmessungen der Box sind sehr klein gehalten. Die Spiegelquelle des Tieftonlautsprechers wird mit ausgenutzt.

Description

  • Besonders im Bereich der Grundresonanz des dynamischen Lautsprechers und tiefer Gehäuseresonanzen folgt die Lautsprechermembran nicht genau der angelegten Signalspannung, weil die mehr oder weniger fest an die Membran angekoppelten mechanischen Schwingkreise bei impulsartiger Anregung zu Eigenschwingungen neigen, die selbst dann noch stören, wenn sie infolge von Dämpfung erheblich kleiner als das eigentliche Signal sind. Außerdem hat die massebehaftete Lautsprechermembran Schwierigkeiten, z.B. impulsförmigen Signalspannungen zu folgen. Die Durchsichtigkeit der Wiedergabe hängt aber zumindest im Mitteltonbereich (200 Hz bis 1 kHz) ganz wesentlich vom richtigen Phasenverhalten ab, d.h. ein Lautsprecher sollte in der Lage sein, in diesem Frequenzbereich rechteckförmige Schalldruckverläufe einigermaßen richtig wiedergeben zu können. Dies bedeutet, daß die Lautsprecher des Tief- und Mitteltonteils zur Vermeidung von Laufzeit unterschieden engbenachbart eingebaut werden müssen, was im allgemeinen zu kleinen Lautsprechergehäusen führt. Wegen der erforderlichen Volumenschnelle des Tieftonlautsprechers wird daher die Kontrolle der Membranbewegung noch dringlicher.
  • Es sind in letzter Zeit Schaltungen (Fig. 1: 1 Addierer, 2 Endverstärker, 3 Lautsprecher, 4 Rückmeldeverstärker) zur Rückkopplung einer Bewegungsgröße (z.B. der Schnelle) /1/ bekannt geworden, bei denen zur Abtastung der Membranbewegung zusätzlich ein spezieller Wandler (z.B. Beschleunigungsaufnehmer) verwendet wurde. Dies hat den Nachteil, daß der Lautsprecher durch eine' zusätzliche Wandlermasse zunächst verschlechtert wird, und kein serienmäßiges Lautsprechersystem verwendet werden kann. Naheliegend ist daher, die Bewegungsspannung des Lautsprechers zur Rückkopplung selbst zu verwenden. Dies bedingt, daß die Lautsprecherklemmenspannung von den Anteilen, die von der Signalspannung herrühren, befreit werden muß. Seit geraumer Zeit ist vorgeschlagen worden /2/, zur Auskopplung der Bewegungsspannung eine Brückenschaltung zu verwenden, die im wesentlichen aus den Impedanzen des bewegten und fest gebremsten Lautsprechers besteht. Diese Schaltung hat - so bestechend einfach sie auf den ersten Blick aussieht - den Nachteil, daß auf grund der.Niederohmigkeit ihre Verlustleistung relativ hoch ist, und sich deshalb die Genauigkeit der Nachbildung bei hoher Belastung verschlechtert, weil sich das festgebremste System thermisch anders verhält. Andererseits aber ist die richtige Phasenlage der Rückemeldespannung Voraussetzung für ein stabiles Verhalten bei den'erforderlichen Gegenkopplungsgraden. Hier bereitet die Brückenschaltung Schwierigkeiten, weshalb sie bislang kaum Anwendung fand.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Netzwerk für die Nachbildung des fest gebremsten Lautsprechers zu entwickeln, das lediglich aus Kondensatoren und Widerständen besteht und bis in den Frequenzbereich von ca. 50 kHz die notwendige Genauigkeit besitzt. In Abweichung von der üblichen Technik wird der Lautsprecher in dieser Schaltung (Fig. 2: 1 Addierer, 2 spannungsgesteuerte Stromquelle mit Endverstärker, 3 Lautsprecher, 4 Netzwerke zur Nachbildung des Spannungsabfalles an der Impendanz des fest gebremsten Lautsprechers, 5 Rückmeldeverstärker) mit eingeprägtem Strom - d.h. an einem Endverstärker mit sehr hohem Innenwiderstand - betrieben, um einerseits die Rückwirkung der Schwingspulenverzerrungen /3/ auf den Strom gering zu halten und andererseits bei Zeitmultiplexbetrieb - wie später erläutert - die induzierte Bewegungsspannung unbelastet abgreifen zu können. Eine Spannung, dem dem vom Lautsprecher aufgenommenen Strom IL proportional ist, wird über das Nachbildungsnetzwerk A' fgeführt und von der separat abgegriffenen Lautsprecherklemmenspannung UL subtrahiert (Fig. 2, Fig. 3a). Man erhält so auf recht einfache Weise die "innere" Induktionsspannung UM der bewegten Membran, die auf andere Weise nicht zu messen ist. Aufbau und Dimensionierung des Nachbildungsnetzwerkes ergibt sich aus folgenden Überlegungen.
  • Fig. 4a zeigt die typische Ortskurve eines festgebremsten Lautsprechers. Ihr charakteristischer Verlauf ist im wesentlichen auf die Existens von Wirbelströmen im leitenden Kern- und Magnetmaterial bei wechselstromdurchflossener Spule zurückzuführen.
  • Gemäß der Lenzschen Regel schwächen sie das Originalfeld zunehmend mit wachsender Frequenz, wobei die elektrische Energie zusammen mit den Hystereseverlusten im leitenden Material in Wärmeenergie umgesetzt wird /3/. Dieser Sachverhalt kann in einem Ersatzschaltbild nach Fig. 4b dargestellt werden.
  • Für tiefe Frequenzen sind RK und LK frequenzunabhängig. Bei hohen Frequenzen wird sich aufgrund der Feldverdrängung (Skineffekt) für jede Frequenz f eine andere räumliche Feldverteilung einstellen. Die Flußverkettung mit dem Originalfeld und demzufolge LK und RK werden frequenzabhängig.
  • Die Impedanz ZK läßt sich mit hinreichender Genauigkeit durch ein Netzwerk nach Fig. 4c beschreiben. Für die bisher benutzten Lautsprecher genügten 3 bis 5 Kettenglieder. Dieses Ersatzschaltbild berücksichtigt selbstverständlich keine Nichtlinearitäten. Dazu gehören vor allem Feldverzerrungen bei großer Aussteuerung durch die Hysterese, die Abhängigkeit von der jeweiligen Lage der Schwingspule durch inhomogenen Feldverlauf und Temperatureinfluß.
  • Die einzelnen Elemente der Nachbildung lassen sich mit geringem mathematischen Aufwand und guter Genauigkeit durch die Antwort des Systems auf ein definieres "Testsignal" bestimmen. Dazu eignet sich z.B. ein Stromsprung, zur Zeit t = 0, wobei die abfallende Spannung als Antwort gemessen wird. Aus meßtechnischen Gründen ist es jedoch günstiger, anstelle des einmaligen Sprungs eine Folge von Rechtecksignalen zu verwenden. Die halbe Periodendauer muß dabei so groß gewählt werden, daß die Antwort des Systems in dieser Zeit auf einen vernachlässigbaren Endwert abklingt (Fig. 5a, 5b, 5c). Teilt man nun die Spannungsantwort UK(t) in n-Zeitbereiche (n ≙ Anzahl der gewünschten Kettenglieder) mit jeweils 2 Stützwerten auf, so läßt sich die Impedanz ZK durch ein zulässiges Näherungsverfahren einfach berechnen /4/.
  • Der Einsatz von Spulen bei der Nachbildung der Impedanz Z bringt Nachteile mit sich weil technische Spulen keine reinen Induktivitäten darstellen. Sie beinhalten bereits Verlustwiderstände, die die Nachbildung besonders bei hohen Frequenzen beträchtlich erschweren.
  • Aus Gründen der schnellen praktischen Realisierbarkeit bei fast idealem Frequenzverhalten und hoher Genauigkeit ist es deshalb besser, Kondensatoren an ihrer Stelle zu verwenden. Prinzipiell ist dies auch in einer Brückenschaltung möglich, wenn man bzw. einen Gyrator benutzt. Die in vieler Hinsicht günstigere Methode wurde bereits in Fig. 2 vorgestellt. Dazu wird ein System A'f benötigt, das auf die Eingangsspannung U1 = IL · R mit der Ausgangsspannung U'f = IL - Z'f antwortet. R ist dabei der Widerstand, über den der Lautsprecherstrom gemessen wird.
  • Da anstelle der Spulen die Verwendung von Kondensatoren gewünscht ist setzt man eine Dualitätsbeziehung an.
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
  • Für ZCf ergibt sich eine Kettenschaltung nach Fig. 4d.
  • Die Ersatzgrößen berechnen sich zu:
    Figure imgb0003
  • Ein Anwendungsbeispiel für einen 13 cm TT ist Fig. 6 zu entnehmen.
  • Die in der Schwingspule induzierte Bewegungsspannung UM (Fig. 3a) beinhaltet außer den verzerrungsbedingten Abweichungen vor allem den Anteil, der durch das mechanische Resonanzsystem (Membran nebst Schwingspule, Aufhängung) und angekoppeltem Gehäuse bestimmt wird (Fig. 3b). Dies läßt sich durch einen elektrischen Schwingkreis mit konstantem Verlustwiderstand angeben, solange die frequenzabhängigen Verluste durch Abstrahlung im Bereich der ; Grundresonanz vernachlässigt werden können. Wenn man daher nur das grundsetzliche Verhalten eines Lautsprechers korrigieren will, bei dem der Einfluß des linearen Masse-Federsystems über die Nichtlinearitäten bei weitem dominiert, genügt es, diesen Anteil durch ein Netzwerk AM (Fig. 7a: 1 Addierer, 2 spannungstesteuerte Stromquelle mit Endverstärker, 3 Lautsprecher, 4 Netzwerk zur Nachbildung des linearen Anteils der Bewegungsspannung, Rückmeldeverstärker) gleicher Güte und Resonanzfrequenz (Fig. 7b) nachzubilden. Falls die Strahlungsimpedanz Zs eine Rolle spielt, kann sie gemäß Fig. 7c berücksichtigt werden. Darüber hinaus bringt die elektrische Kompensation des für die Stromeinprägung notwendigen Widerstandes R eine zusätzliche Verbesserung der Wiedergabequalität (Fig. 8). Diese Methode ist besonders für Lautsprecher im Mittel-und Hochtonbereich geeignet, die an sich schon ein gutes Klirrfaktorverhalten zeigen, und bei denen das System den Einflüssen des Lautsprechergehäuses durch Abkapselung entzogen ist. Ein Anwendungsbeispiel für eine Mitteltonkalotte zeigt Fig. 8.
  • Eine weitere Möglichkeit, die Bewegungsspannung zu gewinnen besteht darin, den Lautsprecher ein Zeitmultiplex sowohl als Sender wie auch als Empfänger zu betreiben /5/. Die Grundidee des Verfahrens besteht darin, daß die Klemmenspannung UL getastet an den Lautsprecher angelegt wird. Die Tastfrequenz muß außerhalb des Hörbereichs liegen, z.B. 38 kHz. Das Prinzip sei zunächst an einer Spannungsquelle mit rein ohmschem Innenwiderstand erläutert (Fig. 9: 1 lineare Torschaltung, 2 Endverstärker, 3 Spannungsquelle mit ohmschem Widerstand, 4 Tiefpaß).
  • In der Abschaltphase kann dann die innere Induktionsspannung über einen kleinen Meßwiderstand stromproportional abgetastet werden (Fig. 10a). Da die Impedanz des festgebremsten Lautsprechers jedoch Induktivitäten enthält (Fig. 4c), ergibt sich infolge der gespeicherten induktiven Energie nach Abschalten der Klemmenspannung eine zeitvergrößert abklingende Störspannung, durch dessen Wirkung die Messung der Bewegungsspannung gestört wird (Fig. 10b). Im Prinzip bewirkt die gespeicherte Blindenergie eine Verminderung der Ubersprechdämpfung zwischen dem "Sende- und Empfangskanal". Eine Möglichkeit, das "Ubersprechen" zu verbessern, besteht darin, während der Abschaltphase den AbtastZeitpunkt so zu wählen, daß der störungsärmste Wert der Bewegungsspannung erfaßt wird (Fig. 10b). Diese wird dann durch ein nachgeschaltetes Tiefpaßfilter regeneriert. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Maßnahmen zu ergreifen, durch die, trotz der Induktivitäten, der Sendestrom durch "Gegensteuern" möglichst schnell auf den Wert "Null" abfällt. Dies läßt sich z.B. durch ein Differenzierglied erreichen, das dem Endverstärker vorgeschaltet wird. Besser ist es jedoch, den Lautsprecherstrom mit Hilfe einer spannungsgesteuerten Stromquelle direkt einzuprägen. Dadurch wird zusätzlich erreicht, daß sich die Membran während der Meßphase aufgrund des hohen Innenwiderstandes der Stromquelle elektrisch ungedämpft weiterbewegen kann. Der Vorteil der Zeitmultiplexmethode besteht darin, daß sie sich mit der Methode der Nachbildung der festgebremsten Impedanz kombinieren läßt. Ein ausführliches Blockschaltbild, bei dem auf Fig. 2 zurückgegriffen wurde, zeigt Fig. 11: 1 Addierer, 2 lineare Torschaltung, 3 spannungsgesteuerte Stromquelle mit Endverstärker, 4 Lautsprecher, 5 Nachbildungsnetzwerk, 6 idealer Abtaster, 7 Tiefpaß, 8 Rückmeldeverstärker.
  • Versuche mit bewegungskontrollierten Lautsprechersystemen, sowohl nach der Zeitmultiplexmethode /5/ als auch mit den Methoden nach Fig. 2 und Fig. 7a zeigten, daß die Lautsprechersysteme bei rechteckförmiger Anregung in der Lage waren, rechteckförmige Schalldruckverläufe zu erzeugen. Eine Gegenkopplung im Bereich der Grundresonanz von ca. 14 dB erwieß sich als gut. Dabei sei erwähnt, daß mit den Methoden nach Fig. 2 und 7a stabiler Betrieb bei Gegenkopplungsgraden im Bereich von 40 dB möglich war. Die Methode nach Fig. 2 zeigte, daß ein Tieftonlautsprecher in einem 51-Gehäuse ausgezeichnet linearisiert wird. Selbst bei Schalldrucken von ca. 90 dB (1,2m Entfernung im schalltoten Raum, f=100 Hz) wurden die Signale klar und frei von Eigenschwingungen der Grundresonanz wiedergegeben. Mit der Methode nach Fig. 7a konnte die Wiedergabequalität einer Mitteltonkalotte bezüglich des Ubertragungs- und dynamischen Verhaltens erheblich verbessert werden.
  • Die günstigen Resultate bezüglich der Wiedergabe rechteckförmiger Schalldruckverläufe können bei Lautsprecherboxen mit mehreren Frequenzbereichen naturgemäß nur dann erzielt werden, wenn kleine Lautsprechersysteme verwendet und eng benachbart im kleinen Gehäuse angeordnet werden, um ein für alle Frequenzen einheitliches akustisches Zentrum zu wahren. Bezüglich des Tieftonlautsprechers kann aber in diesem Fall nur durch Bewegungsgegenkopplung ein befriedigendes Verhalten erzielt werden. Ein Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 12a. Es handelt sich um ein 51-Gehäuse, bei dem das Tieftonsystem in der Gehäuseoberseite angeordnet ist, so daß bei Montage auf der Wand die Spiegelschallquelle mit ausgenutzt wird. Dies bedeutet eine Verdopplung des wirksamen Schalldrucks, wenn der Tieftonlautsprecher einen Abstand von 2d<λ/4 zur Wand hat. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 12b mit d=6 cm und einer max. Betriebsfrequenz von ca. 450 Hz ist diese Forderung hinreichend erfüllt.
    • Literatur
    • /1/ Philips Technik-Praxis; Technik der Lautsprecherbox, 545 Studio MFB-Philips Kontakte Heft 39/1976
    • /2/ wird noch gereicht
    • /3/ Feldtkeller, R.: Spulen und Übertrager mit Eisenblechkernen, Teil 1, S. Hirzel-Verlag, Stuttgart 1949
    • /4/ Scherer, P., Dick, B.: Motional Feedback on Dynamic Loudspeaker-Systems, AES-Veröffentlichung voraussichtlich August 1983
    • /5/ Scherer, P.: Bewegungsgegenkopplung eines dynamischen Lautsprechers im Zeitmultiplex, ICA-Vortrag, Paris, 20. Juli 1983

Claims (4)

1.) Einrichtung zur Gewinnung der Bewegungsspannung eines dynamischen Lautsprechers aus der Nachbildung seiner Impedanz, dadurch gekennzeichnet, daß das wiederzugebende elektrische Signal zur Verminderung der Verzerrung und zur Vermeidung unnötiger Belastung der Bewegungsspannung dem Lautsprecher als eingeprägter Strom zugeführt wird, daß mit Hilfe eines Netzwerkes, bestehend aus Kondensatoren, Widerständen und Operationsverstärkern, welches mit hoher Genauigkeit den Spannungsabfall an der Impedanz des festgebremsten Lautsprechers bis zu Frequenzen von ca. 50 kHz zur Gewährleistung einer sicheren Stabilität nachbildet, und nachfolgendem Addieren, dem eine dem Lautsprecher proportionale Spannung sowie die Lautsprechexklemmenspannung zugeführt wird, die Bewegungsspannung des Lautsprechers gewonnen und bezüglich der Signalspannung gegengekoppelt wird.
2.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Teil der Bewegungsspannung, der durch das Feder-Massesystem der mechanischen Seite bestimmt wird, durch ein Netzwerk gleicher Resonanzfrequenz und Güte nachgebildet wird, dem eine dem Lautspecherstrom proportionale Spannung zugeführt wird, an dessen Ausgang eine Spannung zur Verfügung steht, die bezüglich der Signalspannung gegengekoppelt werden kann, wobei es zusätzlich erforderlich ist, den zur Stromeinprägung notwendigen Widerstand durch Strommitkopplung zu kompensieren.
3.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Lautsprecher eingeprägte Signalstrom mit einer Frequenz oberhalb des Hörbereiches getastet wird, und in den Abschaltphasen zu geeigneten Zeitpunkten die Bewegungsspannung an den Lautsprecherklemmen abgetastet und durch einen nachgeschalteten Tiefpaß regeneriert wird, wobei durch ein Nachbildungsnetzwerk zusätzlich dafür gesorgt wird, daß die durch die Impedanz des festgebremsten Lautsprechers bewirkte Störspannung eleminiert wird.
4.) Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Gegenkopplung kleine Tief- und Mitteltonlautsprecher verwendet werden können, um ein kleines akustisches Zentrum zu erhalten, durch das die Abstrahlung rechteckförmiger Schalldruckverläufe nach allen Seiten bis zu Frequenzen von ca. 3 kHz möglich wird, durch Anordnung des Tieftonlautsprechers an der Stirnseite dafür gesorgt wird, daß die Spiegelschaltquelle des Tieftonlautsprechers bei Wandmontage des Gehäuses zur Abstrahlung mitverwendet wird.
EP84108638A 1983-07-22 1984-07-21 Verfahren und Einrichtung zur Gegenkopplung der Bewegungsspannung eines Lautsprechers Expired EP0133948B1 (de)

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