EP1216600B1 - Lautsprecherkombination - Google Patents

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EP1216600B1
EP1216600B1 EP00978952A EP00978952A EP1216600B1 EP 1216600 B1 EP1216600 B1 EP 1216600B1 EP 00978952 A EP00978952 A EP 00978952A EP 00978952 A EP00978952 A EP 00978952A EP 1216600 B1 EP1216600 B1 EP 1216600B1
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EP
European Patent Office
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low
pass filter
loudspeaker
loudspeakers
phase
Prior art date
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EP00978952A
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English (en)
French (fr)
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EP1216600A2 (de
Inventor
Martin Kling
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Individual
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Publication date
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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
    • H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers
    • H04R3/14—Cross-over networks

Definitions

  • the invention relates to a loudspeaker combination consisting of at least two loudspeakers, one of which is preceded by a low-pass frequency filter and the other a phase shifter.
  • Such a speaker combination is from the DE 44 47 269 C1 Fig. 2 known.
  • the electrical signals to be converted into acoustic signals are fed to two loudspeakers, wherein one loudspeaker is preceded by a low-pass filter, the other loudspeaker is preceded by a high-pass filter, so that the low frequencies are used with one loudspeaker and the high frequencies with the other loudspeaker be radiated. Since this form of frequency division and frequency separation is unsatisfactory, a phase shifter has been arranged between the high-pass filter and the tweeter with which the phase position of the tweeter signal is rotated by 180 °. This rectangle pulses are to be played satisfactorily, for music and voice transmission, the transmission quality is unsatisfactory.
  • Another circuit for frequency division is from the DE 28 02 938 A1 become known, in which a separate low-pass filter is provided for each frequency range, each having an addition circuit for a feedback of inverted signals from the next lower Frequency range is preceded so that each frequency range only frequencies associated with it, but not also frequencies from a neighboring area.
  • the frequency band to be transmitted is divided into several bands and assigned to several membranes of different sizes.
  • Large and heavy membranes transmit the low frequency range, smaller lighter membranes transmit the higher frequency ranges.
  • the problem arises of different bundling factors, phase responses and group delay of the individual systems, so that resulting discontinuities in the emission and transition area can be avoided.
  • loudspeakers of known types do not meet the requirements for a high quality of voice and sound transmission, numerous attempts have been made to improve the transmission quality by combining loudspeakers of different and the same type with and without upstream frequency filters. In these designs, there is also the problem of different bundling factors, phase responses and group delays of the individual systems and thus there are discontinuities in the radiation and transmission behavior of the overall system in the transition region. In addition, interference between the systems outside the main radiation axis leads to discontinuities in the transmission measure.
  • the invention avoids the disadvantages of the prior art. It is the object of the invention to provide a simple combination of a speaker combination, the frequency response and radiation characteristics is significantly improved and reaches a good sound quality in the low frequency range without special woofer
  • the invention consists in that, of the at least two loudspeakers, at least one, which is preceded by the low-pass frequency filter, transmits only tones of the low-frequency range because of this low-pass frequency filter, and at least one other, preceded by the phase shifter, both tones of this low-frequency range Also, at least tones of medium frequencies radiates, and that this both low-frequency sound and mid-frequency sounding speakers in the phase adjustment of its low frequency range by the phase shifter on the phase of the only sounds of the low tone range radiating speaker is tuned.
  • the simplest embodiment of the invention consists in that the loudspeaker combination of the two loudspeakers, one of which is preceded by only one low-pass frequency filter so that it emits only tones of the low-frequency range, and the other loudspeaker alone is preceded by a phase shifter, so that it tones both the middle and the low tone range radiates, and that this sound of both the low and the middle tone range radiating speakers is tuned in the phase adjustment of its low frequency range by the phase shifter on the phase of the woofer.
  • the technical complexity is low, the possible improvement of the radiation characteristics, however, striking.
  • the phase adjustment is ok in a simple manner. This achieves a slight adaptation to the respective room to be sounded.
  • the speech intelligibility and the music suitability is significantly improved. It achieves a largely frequency-independent bundling of sound radiation without pronounced side lobes. It is achieved a very homogeneous and interferrenzarmes radiation behavior.
  • the basic idea of the invention is: It is possible to use a plurality of principally identically constructed loudspeakers, all or at least the majority of the loudspeakers can transmit the low tones, whereby the loudspeakers, which in addition to the low frequencies also have to transmit higher frequencies, change their phase position be that the low frequencies of all speakers that emit low frequencies are radiated in the same phase.
  • a large loudspeaker area transmits the low frequencies, a smaller one the medium and high frequencies. This results in better transmission results than can be achieved with designed for separate frequency ranges in their design speakers.
  • Another embodiment of the invention with a division of the low frequency range is that in addition to the speaker combination in which a low-pass filter and the other second loudspeaker an all-pass filter is preceded by phase shifter, another, additional third sounds in addition to tones middle frequency also tones of the woofer radiating speaker is provided with upstream all-pass filter, that in addition to the second loudspeaker upstream all-pass filter, a low-pass filter is connected upstream, but compared to the first speaker upstream low-pass filter has a higher upper pass frequency, and that the additional third speaker to the all-pass filter another all-pass filter is preceded by phase shifter, said one all-pass filter in its phase position on the first loudspeaker upstream low-pass filter and the other all-pass filter is tuned to the second loudspeaker upstream low-pass filter, while d the all-pass filter before the time speaker is tuned to the low-pass filter in front of the first loudspeaker in its phase position.
  • the three speakers of this speaker combination amplifier can be connected upstream as active switching elements, in such a way that a loudspeaker amplifier is preceded by a low-pass filter, the second speaker with amplifier, a low-pass filter and in its phase on the low-pass filter of the former speaker tuned all-pass filter with phase shifter upstream, that is supplied via a tap between the all-pass filter and the low-pass filter of the second loudspeaker equipped with the amplifier third speaker, which is preceded by an all-pass filter, this all-pass filter is tuned to the low-pass filter before the former speaker.
  • the speaker (s) connected to the low-pass filter and the speaker (s) connected to the phase shifter may be identical or very similar in their type and size. This provides not only price advantages when purchasing larger quantities of speakers of the same type, but also acoustic benefits of various kinds. Deep tones are emitted from several speakers in phase, high tones only from a single speaker or a few speakers the same radiation characteristics.
  • phase shifter is an all-pass filter with a phase shifter.
  • a further loudspeaker is provided in this combination, which has both a low-pass filter,
  • a higher upper pass frequency, as well as a phase shifter is connected upstream, which is tuned in its phase adjustment to the phase of the woofer, and that at least one tweeter with upstream high-pass filter is also provided in this speaker combination.
  • the all-pass filter is constructed entirely of passive switching elements.
  • the all-pass filter can also be constructed of active and passive switching elements.
  • the two identical or very similar speakers one of which a low-pass filter, the other a phase shifter is connected upstream, are housed together with a tweeter in a common housing.
  • the speaker combination may also be a speaker line in which the speakers are housed in an elongated housing and form a speaker line.
  • the woofer is arranged at the ends or at the outer sides of the loudspeaker line.
  • the loudspeaker combination according to the invention consists in its in Fig.1 and 2 shown base circuit of two identically built, built in a housing 1 speakers 2.3, of which a loudspeaker 3 is a low-pass frequency filter 4 is connected upstream.
  • the other loudspeaker 2 is preceded by an all-pass filter 5 with a phase shifter, which is tuned in its phase adjustment to the phase position of the loudspeaker 3 intended for the emission of deep tones.
  • both speakers are 2.3 of the same design and design and are not built specifically or only to a limited extent for the emission of low frequencies and are well suited for the radiation of medium frequencies in their geometric design, is in this combination with the assumption of a suitable phase matching of the Allpass filters 5 a better radiation result achieved when using different, adapted to specific frequency ranges speakers.
  • the amplifiers 6, 7 are added to the passive components as active components.
  • Figure 3 is the speaker combination opposite the base circuit ( Fig.1 ) To another speaker 8, also of the same design and design as the speakers 2 and 3, extended.
  • the speaker 3 as in the basic circuit of Fig.1 a low-pass filter 4 and the loudspeaker 2 an all-pass filter 5 is connected upstream with phase shifter, in addition to the all-pass filter 5 is preceded by a low-pass filter 9, however, compared to the low-pass filter 4 has a higher upper pass frequency.
  • the additional loudspeaker 8 are now preceded by two additional all-pass filters 10 and 11 with phase shifters.
  • the all-pass filter 10 is tuned in its phase to the loudspeaker 3 upstream low-pass filter 4 and the all-pass filter 11 on the speaker 2 upstream low-pass filter 9, while the all-pass filter 5 is tuned as in the base circuit to the low-pass filter 4 in its phase position.
  • the all-pass filter 5, 10, 11 achieves a better radiation result than when different loudspeakers adapted to specific frequency ranges are used.
  • the low-pass filter 4 to be designed for an upper pass frequency of 250 Hz and the low-pass filter 9 to an upper pass frequency of 500 Hz.
  • Each of the three loudspeakers 2, 3, 8 is preceded by an amplifier 6, 7, 12 as an active element.
  • Via a tap between the all-pass filter 5 and the low-pass filter 9, the equipped with the amplifier 6 speaker 8 is supplied to an all-pass filter 11 is connected upstream. This is matched to the low-pass filter 9, while the all-pass filter 5 is tuned to the low-pass filter 4.
  • a tweeter 14 is also installed in the housing 1. This is preceded by a high-pass filter 13, for example, passes frequencies higher than 2 KHz.
  • the loudspeaker 3 is preceded by a low-pass filter 4 with an upper pass frequency of 500 Hz, for example, and this is another Low-pass filter 15 upstream with an upper pass frequency of 2 KHz.
  • the loudspeaker 2 is connected to an all-pass filter 5 with phase shifter and this to a tap between the two low-pass filters 4 and 5.
  • Figure 6 shows the basic circuit of Fig.1 with a doubled number of speakers in a housing 1, in which the depth radiating speakers are arranged on the outsides of the speaker line.
  • Filters which can also be used are those which digitally process signals and audio pulses of different frequencies.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Signal Processing (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lautsprecherkombination, bestehend aus mindestens zwei Lautsprechern, von denen dem einen ein Tiefpass-Frequenzfilter und dem anderen ein Phasenschieber vorgeschaltet ist.
  • Eine derartige Lautsprecherkombination ist aus der DE 44 47 269 C1 Fig. 2 bekannt geworden. Wie bei solchen Lautsprecherkombinationen üblich, werden die in akustische Signale zu wandelnden elektrischen Signale zwei Lautsprechern zugeführt, wobei dem einen Lautsprecher ein Tiefpassfilter, dem anderen Lautsprecher ein Hochpassfilter vorgeschaltet ist, so dass mit dem einen Lautsprecher die tiefen, mit dem anderen Lautsprecher die hohen Frequenzen abgestrahlt werden. Da diese Form der Frequenzteilung und Frequenztrennung unbefriedigend ist, hat man zwischen dem Hochpassfilter und dem Hochtonlautsprecher einen Phasenschieber angeordnet, mit dem die Phasenlage des Hochtonsignales um 180° gedreht wird. Hiermit sollen Rechteckimpulse befriedigend wiedergegeben werden, zur Musik- und Sprachübertragung ist die Übertragungsqualität unbefriedigend.
  • Eine andere Schaltung zur Frequenzteilung ist aus der DE 28 02 938 A1 bekannt geworden, bei der für jeden Frequenzbereich ein gesonderter Tiefpassfilter vorgesehen ist, dem jeweils eine Additionsschaltung für eine Rückkopplung invertierter Signale aus dem nächst tieferen Frequenzbereich vorgeschaltet ist, damit jeder Frequenzbereich nur ihm zugehörige Frequenzen, nicht aber auch Frequenzen aus einem Nachbarbereich durchlässt.
  • Für Schallwandler zur Übertragung von Musik und Sprachsignalen bestehen im allgemeinen die Forderungen nach spezifiziertem Schalldruck über weite Frequenzbereiche, geringe Eigenschwingungen und Resonanzarmut, linearer Kennlinie, einem breiten Übertragungsbereich, geringen Erstellungskosten und für den Einsatz als Beschallungssystem in Veranstaltungsräumen, öffentlichen Gebäuden etc. besteht zusätzlich, der Anspruch an eine gleichmäßige frequenzunabhängige Schallbündelung und möglichst einstellbar Abstrahlwinkel für verschiedene Einsatzzwecke bei möglichst geringen Abmessungen. Zwar lassen sich einige dieser Forderungen mit heutigen Wandlern und dem Einsatz zusätzlicher Elektronik mittlerweile erzielen, allerdings ist bisher kein Wandler bekannt, der alle oben genannten Forderungen in befriedigender Weise erfüllt.
  • Zur Lösung oben genannter Probleme wurden in der Vergangenheit verschiedene Ansätze realisiert.
  • Für den Konsumbereich kommen im allgemeinen Systeme zum Einsatz, bei denen das zu übertragende Frequenzband auf mehrere Bänder aufgeteilt und mehreren Membranen unterschiedlicher Größe zugeteilt ist. Große und schwere Membranen übertragen den Tieftonbereich, kleinere leichtere Membranen die höheren Frequenzbereiche. Aus dieser Konstruktion ergibt sich das Problem unterschiedlicher Bündelungsfaktoren, Phasengänge und Gruppenlaufzeiten der einzelnen Systeme, damit sich ergebende Unstetigkeiten im Abstrahl- und Übergangsbereich vermieden werden. Darüber hinaus kommt es durch Interferrenzen zwischen den Systemen und außerhalb der Hauptstrahlungsachse zu Unstetigkeiten im Übertragungsmaß.
  • Da Lautsprecher bekannter Bauarten nicht die Anforderungen an eine hohe Qualität der Sprach- und Klangübertragung erfüllen, hat man vielfältige Versuche unternommen, durch Kombinationen von Lautsprechern verschiedener und gleicher Bauart mit und ohne vorgeschaltete Frequenzfilter die Übertragungsqualität zu verbessern. Bei diesen Konstruktionen ergibt sich ebenfalls das Problem unterschiedlicher Bündelungsfaktoren, Phasengänge und Gruppenlaufzeiten der einzelnen Systeme und damit ergeben sich Unstetigkeiten im Abstrahl- und Übertragungsverhalten des Gesamtsystems im Übergangsbereich. Darüber hinaus kommt es durch Interferrenzen zwischen den Systemen außerhalb der Hauptstrahlungsachse zu Unstetigkeiten im Übertragungsmaß.
  • Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, mit einfachen Mitteln eine Lautsprecherkombination zu schaffen, deren Frequenzgang und Abstrahlungscharakteristik wesentlich verbessert ist und die im Tieftonbereich eine gute Klangqualität ohne spezielle Tieftonlautsprecher erreicht
  • Die Erfindung besteht darin, dass von den mindestens zwei Lautsprechern mindestens der eine, dem der Tiefpass-Frequenxfilter vorgeschaltet ist, wegen dieses Tiefpass-Frequenzfilters lediglich Töne des Tieftonbereiches abstrahlt, und mindestens ein anderer, dem der Phasenschieber vorgeschaltet ist, sowohl Töne dieses Tieftonbereiches als auch zumindest Töne mittlerer Frequenzen abstrahlt, und dass dieser sowohl Töne des tiefen Tieftonbereiches als auch Töne mittlerer Frequenz abstrahlende Lautsprecher in der Phaseneinstellung seines Tieftonbereiches durch den Phasenschieber auf die Phasenlage des lediglich Töne des tiefen Tonbereiches abstrahlenden Lautsprechers abgestimmt ist.
  • Durch die Anwendung und Vereinigung dieser technischen Merkmale ist man nicht mehr darauf angewiesen, spezielle sehr große und dadurch auch träge sowie teure Tieftonlautsprecher mit Membranen hohen Gewichts einzusetzen, um im Tieftonbereich eine gute Klangqualität zu erreichen, man kann vielmehr mehrere gleichgebaute, wegen ihrer leichteren Membranen schneller reagierende Lautsprecher einer preiswerten Ausführung einsetzen, um mit diesen allen die tiefen Töne abzustrahlen, während man die mittleren und hohen Tonbereiche nur mit einem Teil der Lautsprecher abstrahlen lässt, Dabei überträgt eine große gleichphasig abstrahlende Lautsprecherfläche die tiefen Töne, während eine kleinere Lautsprecherfläche die mittleren und hohen Frequenzbereiche abstrahlt. Das ergibt bessere Übertragungsergebnisse als sie sich mit für gesonderte Frequenzbereiche in ihrer Bauform ausgelegte Lautsprecherkombinationen erzielen lassen.
  • Die einfachste Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Lautsprecherkombination der zwei Lautsprechern, von denen dem einen nur ein Tiefpass-Frequenzfilter vorgeschaltet ist, so dass er lediglich Töne des Tieftonbereiches abstrahlt, und dem anderen Lautsprecher allein ein Phasenschieber vorgeschaltet ist, so dass er Töne sowohl des mittleren als auch des tiefen Tonbereiches abstrahlt, und dass dieser sowohl Töne des tiefen als auch des mittleren Tonbereiches abstrahlende Lautsprecher in der Phaseneinstellung seines Tieftonbereiches durch den Phasenschieber auf die Phasenlage des Tiefton-Lautsprechers abgestimmt ist.
  • Hierdurch ist der technische Aufwand gering, die mögliche Verbesserung der Abstrahlungscharakteristiken jedoch frappant. Die Phaseneinstellung iässt sich in einfacher Weise durchführen. Dadurch erreicht man eine leichte Anpassung an den jeweils zu beschallenden Raum. Trotz des geringen Aufwandes wird die Sprachverständlichkeit und die Musiktauglichkeit wesentlich verbessert. Man erreicht eine weitgehend frequenzunabhängige Bündelung der Schallabstrahlung ohne ausgeprägte Nebenkeulen. Es wird ein sehr homogenes und interferrenzarmes Abstrahlverhalten erreicht.
  • Der Grundgedanke der Erfindung ist dabei: Man kann mehrere vornehmlich gleichgebaute Lautsprecher verwenden, alle oder zumindest den überwiegenden Teil der Lautsprecher die tiefen Töne übertragen lassen, wobei die Lautsprecher, die neben den tiefen Frequenzen auch höhere Frequenzen zu übertragen haben, in ihrer Phasenlage so verändert werden, dass die tiefen Frequenzen von allen Lautsprechern, die tiefe Frequenzen abstrahlen in gleicher Phasenlage abgestrahlt werden. Dabei überträgt eine große Lautsprecherfläche die tiefen Frequenzen, eine kleinere die mittleren und hohen Frequenzen. Das ergibt bessere Übertragungsergebnisse als sie sich mit für gesonderte Frequenzbereiche in ihrer Bauform ausgelegten Lautsprechern erzielen lassen.
  • Um diese Lautsprecherkombination sehr preiswert herstellen zu können, ist es vorteilhaft, dass mindestens einer der auch Töne des mittleren Frequenzbereiches abstrahlenden Lautsprecher dieser Lautsprecherkombination von gleicher Bauart und Bauform wie der Lautsprecher mit dem vorgeschalteten Tiefpass ist. Die Verwendung von Lautsprechern der industriellen Massenproduktion ist so möglich und führt neben den genannten technischen Vorteilen auch zu wirtschaftlichen Vorteilen.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung mit einer Teilung des Tieftonbereiches besteht darin, daß zusätzlich zu der Lautsprecherkombination,in der einem ersten Lautsprecher ein Tiefpaßfilter und dem anderen zweiten Lautsprecher ein Allpaßfilter mit Phasenschieber vorgeschaltet ist, ein weiterer, zusätzlicher, dritter neben Tönen mittlerer Frequenz ebenfalls Töne des Tieftonbereiches abstrahlender Lautsprecher mit vorgeschaltetem Allpaßfilter vorgesehen ist, daß zusätzlich zu dem dem zweiten Lautsprecher vorgeschalteten Allpaßfilter ein Tiefpaßfilter vorgeschaltet ist, das jedoch gegenüber dem dem ersten Lautsprecher vorgeschalteten Tiefpaßfilter eine höhere obere Durchlaßfrequenz aufweist, und daß dem zusätzlichen dritten Lautsprecher zu dem Allpaßfilter ein weiteres Allpaßfilter mit Phasenschieber vorgeschaltet ist, wobei das eine Allpaßfilter in seiner Phasenlage auf das dem ersten Lautsprecher vorgeschaltete Tiefpaßfilter und das andere Allpaßfilter auf das dem zweiten Lautsprecher vorgeschaltete Tiefpaßfilter abgestimmt ist, während das Allpaßfilter vor dem zeiten Lautsprecher auf das Tiefpaßfilter vor dem ersten Lautsprecher in seiner Phasenlage abgestimmt ist.
  • Den drei Lautsprechern dieser Lautsprecherkombination können Verstärker als aktive Schaltelemente vorgeschaltet sein, und zwar derart, daß dem einen Lautsprecher mit Verstärker ein Tiefpaßfilter vorgeschaltet ist, dem zweiten Lautsprecher mit Verstärker ein Tiefpaßfilter und ein in seiner Phasenlage auf das Tiefpaßfilter des erstgenannten Lautsprechers abgestimmtes Allpaßfilter mit Phasenschieber vorgeschaltet ist, daß über einen Abgriff zwischen dem Allpaßfilter und dem Tiefpaßfilter des zweitgenannten Lautsprechers der mit dem Verstärker ausgestattete dritte Lautsprecher versorgt wird, dem ein Allpaßfilter vorgeschaltet ist, wobei dieses Allpaßfilter auf das Tiefpaßfilter vor dem erstgenannten Lautsprecher abgestimmt ist.
  • Bei dieser Lautsprecherkombination können der (oder die) an das Tiefpaßfilter angeschlossenen Lautsprecher und der (oder die) an den Phasenschieber angeschlossenen Lautsprecher identisch oder sehr ähnlich in ihrer Bauart und Baugröße sein. Das erbringt nicht nur Preisvorteile beim Einkauf größerer Mengen von Lautsprechern derselben Bauart, sondern auch akustische Vorteile verschiedener Art. Tiefe Töne werden aus mehreren Lautsprechern phasengleich abgestrahlt, hohe Töne nur aus einem einzigen Lautsprecher oder einigen wenigen Lautsprechern gleicher Strahlungscharakteristik.
  • Diese Lautsprecherkombination wird sehr einfach, wenn der Phasenschieber ein Allpaßfilter mit einem Phasenverschiebungsglied ist.
  • Bei dieser Lautsprecherkombination ist es durchaus möglich und für größere Anlagen empfehlenswert, daß mehrere Lautsprecher an das Tiefpaßfilter und/oder mehrere Lautsprecher an den Phasenschieber angeschlossen sind.
  • Für höhere Schallleistungen und verbesserte Tonqualität ist es von Vorteil, wenn ein weiterer Lautsprecher in dieser Kombination vorgesehen ist, dem sowohl ein Tiefpaßfilter, jedoch mit höherer oberer Durchlaßfrequenz, als auch ein Phasenschieber vorgeschaltet ist, der in seiner Phaseneinstellung auf die Phasenlage des Tiefton-Lautsprechers abgestimmt ist, und daß mindestens ein Hochtonlautsprecher mit vorgeschaltetem Hochpaßfilter zusätzlich in dieser Lautsprecherkombination vorgesehen ist.
  • Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Allpaßfilter vollständig aus passiven Schaltelementen aufgebaut ist. Das Allpaßfilter kann aber auch aus aktiven und passiven Schaltelementen aufgebaut sein.
  • Weiter ist es von Vorteil, wenn die beiden identischen oder sehr ähnlichen Lautsprecher, von denen dem einen ein Tiefpaßfilter, dem anderen ein Phasenschieber vorgeschaltet ist, gemeinsam mit einem Hochtonlautsprecher in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.
  • Die Lautsprecherkombination kann auch eine Lautsprecherzeile sein, bei der die Lautsprecher in einem langgestreckten Gehäuse untergebracht sind und eine Lautsprecherzeile bilden.
  • Bei einer Lautsprecherzeile ist es von Vorteil, wenn die Tieftonlautsprecher an den Enden bzw an den Außenseiten der Lautsprecherzeile angeordnet ist.
  • Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch in Blockschaltbildern dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig.1
    Die Basisschaltung mit zwei gleichgebauten Lautsprechern, betrieben mit passiven Filtern.
    Fig.2
    Die Basisschaltung mit zwei gleichgebauten Lautsprechern, betrieben mit aktiven Filtern.
    Fig.3
    Eine Schaltung mit drei gleichen Lautsprechern, betrieben mit passiven Filtern.
    Fig.4
    Die Schaltung mit drei gleichen Lautsprechern, betrieben mit aktiven Filtern.
    Fig.5
    Die um einen zusätzlichen Hochtöner erweiterte Grundschaltung.
    Fig.6
    Die in der Lautsprecheranzahl verdoppelte Basisschaltung.
  • Die erfindungsgemäße Lautsprecherkombination besteht in ihrer in Fig.1 und 2 gezeigten Basisschaltung aus zwei gleichgebauten, in einem Gehäuse 1 eingebauten Lautsprechern 2,3, von denen dem einen Lautsprecher 3 ein Tiefpaß-Frequenzfilter 4 vorgeschaltet ist. Dem anderen Lautsprecher 2 ist ein Allpaßfilter 5 mit Phasenschieber vorgeschaltet, der in seiner Phaseneinstellung auf die Phasenlage des für die Abstrahlung tiefer Töne vorgesehenen Lautsprechers 3 abgestimmt ist. Obwohl beide Lautsprecher 2,3 von gleicher Bauart und Bauform sind und nicht speziell oder nur eingeschränkt für die Abstrahlung tiefer Frequenzen gebaut sind und für die Abstrahlung mittlerer Frequenzen gut in ihrer geometrischen Gestaltung geeignet sind, wird bei dieser Kombination unter der Voraussetzung einer geeigneten Phasenanpassung des Allpaßfilters 5 ein besseres Abstrahlungsergebnis als bei der Nutzung unterschiedlicher, auf bestimmte Frequenzbereiche angepaßter Lautsprecher erzielt.
  • In ihrer in Fig.2 gezeigten Ausführungsform sind zu den passiven Bauelementen die Verstärker 6,7 als aktive Bauelemente hinzugekommen.
  • In Fig.3 ist die Lautsprecherkombination gegenüber der Basisschaltung (Fig.1) um einen weiteren Lautsprecher 8, ebenfalls von gleicher Bauart und Bauform wie die Lautsprecher 2 und 3, erweitert. In dieser Kombination, in der dem Lautsprecher 3 wie in der Basisschaltung der Fig.1 ein Tiefpaßfilter 4 und dem Lautsprecher 2 ein Allpaßfilter 5 mit Phasenschieber vorgeschaltet ist, ist zusätzlich dem Allpaßfilter 5 ein Tiefpaßfilter 9 vorgeschaltet, das jedoch gegenüber dem Tiefpaßfilter 4 eine höhere obere Durchlaßfrequenz aufweist. Dem zusätzlichen Lautsprecher 8 sind nun zwei zusätzliche Allpaßfilter 10 und 11 mit Phasenschieber vorgeschaltet. Das Allpaßfilter 10 wird in seiner Phasenlage auf das dem Lautsprecher 3 vorgeschaltete Tiefpaßfilter 4 und das Allpaßfilter 11 auf das dem Lautsprecher 2 vorgeschaltete Tiefpaßfilter 9 abgestimmt, während das Allpaßfilter 5 wie in der Basisschaltung auf das Tiefpaßfilter 4 in seiner Phasenlage abgestimmt ist. Bei dieser Kombination ist unter der Voraussetzung einer geeigneten Phasenanpassung der Allpaßfilter 5,10,11 ein besseres Abstrahlungsergebnis als bei der Nutzung unterschiedlicher, auf bestimmte Frequenzbereiche angepaßter Lautsprecher erzielt.
  • In dieser Lautsprecherkombination kann z.B. das Tiefpaßfilter 4 auf eine obere Durchlaßfrequenz von 250 Hz und das Tiefpaßfilter 9 auf eine obere Durchlaßfrequenz von 500 Hz ausgelegt sein.
  • Die mit aktiven Bauelementen ausgestattete, in Fig.4 gezeigte Ausführungsform einer Lautsprecherkombination mit drei gleichen Lautsprechern ist etwas anders aufgebaut als die in Fig.3 gezeigte Ausführungsform mit lediglich passiven Bauelementen:
  • Den drei Lautsprechern 2,3,8 ist jeweils als aktives Element ein Verstärker 6,7,12 vorgeschaltet. Dem Lautsprecher 3 mit Verstärker 7 ist wie in der Basisschaltung lediglich ein Tiefpaßfilter 4 vorgeschaltet, dem Lautsprecher 2 ein Tiefpaßfilter 9 und ein in seiner Phasenlage auf das Tiefpaßfilter 4 abgestimmtes Allpaßfilter 5 mit Phasenschieber. Über einen Abgriff zwischen dem Allpaßfilter 5 und dem Tiefpaßfilter 9 wird der mit dem Verstärker 6 ausgestattete Lautsprecher 8 versorgt, dem ein Allpaßfilter 11 vorgeschaltet ist. Dieses ist auf das Tiefpaßfilter 9 abgestimmt, während das Allpaßfilter 5 auf das Tiefpaßfilter 4 abgestimmt ist.
  • In der Ausführungsform der Fig. 5 ist zusätzlich zu den gleichgebauten Lautsprechern 2 und 3 noch ein Hochtonlautsprecher 14 im Gehäuse 1 eingebaut. Diesem ist ein Hochpaßfilter 13 vorgeschaltet, das z.B. Frequenzen höher als 2 KHz durchläßt. Dem Lautsprecher 3 ist ein Tiefpaßfilter 4 mit einer oberen Durchlaßfrequenz von z.B. 500 Hz vorgeschaltet, und diesem ist ein weiteres Tiefpaßfilter 15 mit einer oberen Durchlaßfrequenz von 2 KHz vorgeschaltet. Der Lautsprecher 2 ist an ein Allpaßfilter 5 mit Phasenschieber und dieses an einen Abgriff zwischen den beiden Tiefpaßfiltern 4 und 5 geschaltet.
  • Fig.6 zeigt die Basisschaltung der Fig.1 mit einer verdoppelten Lautsprecheranzahl in einem Gehäuse 1, in dem die die Tiefen abstrahlenden Lautsprecher an den Außenseiten der Lautsprecherzeile angeordnet sind.
  • Als Filter können auch solche zum Einsatz kommen, die Signale und Tonimpulse verschiedener Frequenzen digital verarbeiten.
    • Liste der Bezugszeichen
    • 1
    Gehäuse
    2
    Lautsprecher
    3
    Lautsprecher
    4
    Tiefpaß-Frequenzfilter
    5
    Allpaßfilter mit Phasenschieber
    6
    Verstärker
    7
    Verstärker
    8
    Lautsprecher
    9
    Tiefpaßfrequenzfilter
    10
    Allpaßfilter mit Phasenschieber
    11
    Allpaßfilter mit Phasenschieber
    12
    Verstärker
    13
    Hochpaßfilter
    14
    Hochtonlautsprecher
    15
    Tiefpaßfilter

Claims (9)

  1. Lautsprecherkombination,
    bestehend aus mindestens zwei Lautsprechern (2,3), von denen dem einen (3) ein Tiefpaß-Frequenzfilter (4) und dem anderen (2) ein Phasenschieber (5) vorgeschaltet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß von den mindestens zwei Lautsprechern (2,3) mindestens der eine, dem der Tiefpaß-Frequenzfilter (4) vorgeschaltet ist, wegen dieses Tiefpaß-Frequenzfilters (4) lediglich Töne des Tieftonbereiches abstrahlt, und mindestens ein anderer, dem der Phasenschieber (5) vorgeschaltet ist, sowohl Töne dieses Tieftonbereiches als auch zumindest Töne mittlerer Frequenzen abstrahlt, und daß dieser sowohl Töne des tiefen Tieftonbereiches als auch Töne mittlerer Frequenz abstrahlende Lautsprecher (2) in der Phaseneinstellung seines Tieftonbereiches durch den Phasenschieber (5) auf die Phasenlage des lediglich Töne des tiefen Tonbereiches abstrahlenden Lautsprechers (3) abgestimmt ist.
  2. Lautsprecherkombination,
    bestehend aus zwei Lautsprechern (2,3), von denen dem einen (3) ein Tiefpaß-Frequenzfilter (4), und dem anderen (2) ein Phasenschieber (5) vorgeschaltet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in dieser Lautsprecherkombination der zwei Lautsprecher (2,3) dem einen (3) nur ein Tiefpaß-Frequenzfilter (4) vorgeschaltet ist, so daß er lediglich Töne des Tieftonbereiches abstrahlt, und dem anderen Lautsprecher (2) allein ein Phasenschieber (5) vorgeschaltet ist, so daß er Töne sowohl des mittleren als auch des tiefen Tonbereiches abstrahlt,
    und der sowohl Töne des tiefen als auch des mittleren Tonbereiches abstrahlende Lautsprecher (2) in der Phaseneinstellung seines Tieftonbereiches durch den Phasenschieber (5) auf die Phasenlage des Tiefton-Lautsprechers (3) abgestimmt ist.
  3. Lautsprecherkombination,
    bestehend aus mindestens zwei Lautsprechern (2,3), von denen einem ersten (3) ein erstes Tiefpaß (4) und einem zweiten (2) ein Phasenschieber (5) vorgeschaltet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in dieser Kombination, der Phasenschieber durch ein erstes Allpaßfilter realisiert und ein weiterer, zusätzlicher, neben Tönen mittlerer Frequenz ebenfalls Töne des Tieftonbereiches abstrahlender Lautsprecher (8) mit vorgeschaltetem zweiten Allpaßfilter (10) vorgesehen ist,
    daß zusätzlich zu dem dem zweiten Lautsprecher (2) vorgeschalteten ersten Allpaßfilter (5) ein zweites Tiefpaßfilter (9) vorgeschaltet ist, das jedoch gegenüber dem ersten Tiefpaßfilter (4) eine höhere obere Durchlaßfrequenz aufweist,
    und daß dem zusätzlichen Lautsprecher (8) zu dem Allpaßfilter (10) ein weiteres drittes Allpaßfilter (11) mit Phasenschieber vorgeschaltet ist,
    wobei das zweite Allpaßfilter (10) in seiner Phasenlage auf das dem dritte Lautsprecher (3) vorgeschaltete Tiefpaßfilter (4) und das dritte Allpaßfilter (11) auf das dem zweiten Lautsprecher (2) vorgeschaltete Tiefpaßfilter (9) abgestimmt ist,
    während das erste Allpaßfilter (5) auf das erste Tiefpaßfilter (4) in seiner Phasenlage abgestimmt ist.
  4. Lautsprecherkombination,
    bestehend aus mindestens drei Lautsprechern (2,3,8), in der
    den Lautsprechern (2,3,8) Verstärker (6,7,12) als aktive Schaltelemente vorgeschaltet sind, wobei einem ersten dieser Lautsprecher (3) mit Verstärker (7) erstes ein Tiefpaßfilter (4) vorgeschaltet ist, einem zweiten dieser Lautsprecher (2) mit Verstärker (12) ein erstes Tiefpaßfilter (9) und Allpaßfilter (9) und ein in seiner Phasenlage auf das erste liefpaßfilter (4) abgestimmtes erstes Allpaßfilter (5) mit Phasenschieber vorgeschaltet ist,
    daß über einen Abgriff zwischen dem ersten Allpaßfilter (5) und dem zweiten liefpaßfilter (9) ein dritter mit einem Verstärker (6) ausgestatteter Lautsprecher (8) versorgt wird, dem zweites Allpaßfilter (11) vorgeschaltet ist, wobei dieses auf das zweite Tiefpaßfilter (9) in seiner Phasenlage abgestimmt ist,
    während das erste Allpaßfilter (5) auf das erste Tiefpaßfilter (4) in seiner Phasenlage abgestimmt ist.
  5. Lautsprecherkombination nach einem der Ansprüche 1,2,3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mindestens einer der auch Töne des mittleren Frequenzbereiches abstrahlenden Lautsprecher (2,8) dieser Lautsprecherkombination von gleicher Bauart und Bauform wie der Lautsprecher (3) mit dem vorgeschalteten Tiefpaß (4) ist.
  6. Lautsprecherkombination nach einem der Ansprüche 1,2,3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß alle oder zumindest mehrere Lautsprecher (2,3,8) dieser Lautsprecherkombination eine gleiche oder zumindest sehr ähnliche Frequenzcharakteristik haben.
  7. Lautsprecherkombination nach einem der Ansprüche 1,2,3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß alle oder zumindest mehrere Lautsprecher (2,3,8) dieser Lautsprecherkombination von gleicher Bauart und Bauform sind.
  8. Lautsprecherkombination nach einem der Ansprüche 1,2,3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Phasenschieber (5) ein Allpaßfilter mit einem Phasenverschiebungsglied ist.
  9. Lautsprecherkombination nach einem der Ansprüche 1,2,3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zusätzlich mindestens ein Hochtonlautsprecher (14) mit vorgeschaltetem Hochpaßfilter (13) in dieser Lautsprecherkombination vorgesehen ist.
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