DE2017649B2 - Schallstrahler mit schallstrahlerelementen, von denen jedes mindestens drei einzellautsprecher und/oder laugsprecherkombinationen in reihenfoermiger anordnung aufweist - Google Patents
Schallstrahler mit schallstrahlerelementen, von denen jedes mindestens drei einzellautsprecher und/oder laugsprecherkombinationen in reihenfoermiger anordnung aufweistInfo
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Description
ausfüllen (»Philips Technische Rundschau«, 1958/59,
55 Nr. 9, S. 283). Die Einengung der Richtcharakteristiken
bei höheren Frequenzen wurde auch durch diese Anordnung nicht ausreichend beseitigt. Bei konvexen
Gegenstand der Erfindung ist ein Schallstrahler mit Schallstrahlern tritt im Frequenzbereich zwischen
einem oder mehreren Schallstrahlerelementen, von 2 bis 5 kHz ein charakteristischer Einbruch auf. Bei
denen jedes mindestens drei Einzellautsprecher und/ 60 konkaven Schallstrahlern entsteht im Bereich der
oder Lautsprecherkombinationen in reihenförmiger mittleren oder höheren Frequenzen, wo die Wellen-Anordnung
aufweist, wobei die Einzellautsprecher längen etwa gleich der Fokusentfernung ist, wegen der
bzw. Lautsprecherkombinationen in den Schall- fokussierenden Wirkung ein Maximum des Schallstrahlerelementen
derart angebracht sind, daß ihre druckes. Erfahrungsgemäß nimmt auch die Fokus-Strahlungsoberflächen
in Ebenen liegen, von denen 65 entfernung bei höheren Frequenzen wegen der abjede
mit den an sie angrenzenden Ebenen einen Winkel nehmenden Wellenlänge ab. In diesem Fall gelangt
bildet, der von 180° verschieden ist, und daß die der Beobachter (Mikrophon) somit in ein solches
Schnittlinien dieser Ebenen zueinander parallel sind. Schallfeld, bei dem die Schalldruckfrequenzkurve bei
höheren Frequenzen auch bei * = 0c einen fallenden stik in einigen Gebieten Irregularitäten, die breiter
Charakter aufweist. Dieser Effekt kann auch bei Ton- als das kritische Band sind, von einigen dB aufweist,
säulen, die im Grenzfall als Flächenstrahler betrachtet die Klangfarbe nach subjektiver Beurteilung in solchen
werden können, gut beobachtet werden. Fällen verändert, z. B. hart und metallartig. Zum
Eine eigene Erwähnung verdienen die bekannten 5 Beispiel wird durch einen Einbruch bei den mittel-Kugelstrahler,
die die allgemeinsten Ausführungen hohen Tönen in der Umgebung von 2 bis 5 kHz der
der konvexen Strahler sind. Dem klassischen so- Eindruck einer weitentfernten Schallquelle hervorgenannten
Köstersschen Schallstrahler waren mehrere, gerufen, während eine kleine Erhöhung in diesem
auch in der Industrie oft angewandte Konstruktionen Bereich der Frequenzkurve den Eindruck einer nahegefolgt.
Im freien Schallfeld erzeugen diese Schall- io gelegenen Schallquelle hervorruft,
strahlerein schwaches Interferenzfeld, da die elementare Die im Vorhergehenden von subjektiver Seite bestrahlung des Kugelstrahlers divergenten Charakter gründeten Erfordernisse führen in der technischen hat. In geschlossenen Räumen bzw. in der Nähe von Realisierung der Schallstrahler zu sehr strengen Anreflektierenden starren Flächen wird die Stärke des forderungen.
strahlerein schwaches Interferenzfeld, da die elementare Die im Vorhergehenden von subjektiver Seite bestrahlung des Kugelstrahlers divergenten Charakter gründeten Erfordernisse führen in der technischen hat. In geschlossenen Räumen bzw. in der Nähe von Realisierung der Schallstrahler zu sehr strengen Anreflektierenden starren Flächen wird die Stärke des forderungen.
Interferenzfeldes durch Reflexionen erhöht. Dadurch 15 Bei den Konstruktionen der bekannten Schallwird
das virtuelle Tonbild erweitert, der Ort der Schall- strahler wurden die obigen Überlegungen als Grundquelle
läßt sich subjektiv nicht genau lokalisieren lage betrachtet; so bezog sich das Streben der Fach-
und der Einfluß des Raumes wird stark wahrnehmbar. leute darauf, das Interferenzfe1^ der Strahler auf das
Ob zwar diese Strahlersysteme einen großen Fort- Minimum zu verringern und Inhomogenitäten mögschritt
gegenüber den alten, von eine η einzelnen 20 liehst auszuschließen. Wie das im Fall von den F i g. 1
Lautsprecher aufgebauten Systemen bedeuten, — was bis 5 und den erwähnten verschiedenen Schallstrahlerin
erster Linie damit erklärt ν ~rden kann, daß die typen schon erläutert wurde, hat dieses Bestreben nur
Homogenität des erzeugten Schallfeldes gesteigert einen teilweisen Erfolg; auch bei den besten Lautwurde,
— erfordert die weitere Entwicklung doch die sprechertypen sind solche objektiv meßbaren Irregulari-Überprüfung
der an den Schallstrahler zu stellenden 25 täten des Schalldruckes zu finden, die vom Hörer
[ Anforderungen unter Berücksichtigung der subjektiven auch subjektiv wahrgenommen werden. Denn die
j Erfahrungen. Im folgenden soll geklärt werden, welche Aufhebung der immer bestehenden Inhomogenität
Anforderungen und warum eben diese an einen Schall- durch Interferenzfelder ist ein aussichtsloses Unterstranler
mit naturtreuer Tonwiedergabe gestellt werden fangen.
j müssen. 30 Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, trotz der
! Die Schalldruck/Frequenzkurve und die Rieht- Unmöglichkeit, Interferenzfelder zu vermeiden, einen
j charakteristik des Schallstrahlers sollen zumindest an- Sch.illstrahler zu schaffen, dessen Schallfeld weit-
genähert im Übertragungsbereich gleichmäßig und gehend von solchen Inhomogenitäten frei ist. die zu
möglichst frequenzunabhängig sein. Dies ist insbe- subjektiv wahrnehmbaren Einbrüchen oder An-
! sondere bei der Übertragung eines stereophonen 35 hebungen in der Schalldruck/Frequenzkurve führen.
j Schallereignisses eine wichtige Bedingung. Neben Bei der Realisierung des Erfindungsgegenstandes
obigen Belingungen kommt — unserer Erfahrung wird von dem Grundgedanken ausgegangen, daß das
gemäß — auch der Übereinstimmung der in der Achse Interferenzfeld der Strahler eben nicht ausgeschaltet,
gemessenen Schalldruckfrequenzkurven im Freifeld sondern ein ausgesprochen starkes Interferenzfeld
mit der im geschlossenen Raum eine große Bedeutung 40 erzeugt werden soll, wobei die Einbrüche und An-
zu. Ist dies der Fall, so kann in kleinen und mittleren hebungen so dicht liegen, daß diese subjektiv nicht
j Räumen der gleiche subjektive Eindruck hergestellt mehr wahrgenommen werden können. Trotzdem also,
werden, d. h. das mit einem Schallstrahler erzeugte daß die feinen Irregularitäten des Schallfeldes durch
Schallbild wird raumunabhängig sein. Dies wird durch Messungen objektiv ausweichbar sind, entsteht für
die Identität der abgestrahlten Leistung des Strahlers 45 den Hörer der Eindruck eines subjektiv homogenen
in beiden Fällen erklärt. Feldes.
Es sei darauf hingewiesen, daß hier schmalbandige Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im
Unregelmäßigkeiten der Schalldruck/Frequenzkurve Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Zweckinmitten
des Übertragungsbandes außer Betracht mäßige Ausgestaltnngen dieser Erfindung sind den
bleiben können. Denn wie — tinter anderem — aus 5" U it.;ransprüchen zu entnehmen,
den Ergebnissen von F 1 ο h r e r gefolgert \ erden Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird das starke kann, werden in der Übertragungscharakteristik ent- lnterferenzschailfeld des aus mehreren Lautsprechern haltene Einbrüche und Anhebungen mit einer relativen zusammengebauten Schallstrahlerelementes (im wei-Bandbreite von AfIf < 0,1 durch subjektives Ab- teren Schallstrahlerelement) unmittelbar auf dessen hören nicht wahrgenommen. Betrachtet werden nur 55 Apertur erzeugt. Unter Apertur soll jenes wirkliche die in der Übertragur.gsk'irve vorkommenden oder fiktive begrenzende Flächenelement des Schallbreiteren Einbrüche und Anhebungen, d. h. solche, die Strahlers verstanden werden, durch welches das erregte die genannte kritische Bandbreite überschreiten. Ihr Schallfeld dem Medium des Schallfeldes direkt überVorhandensein ist auch dann hörbar und störend, geben wird. Bei der Mehrzahl der möglichen Anwenn sie Interferenzursprung haben. 60 Ordnungen steht die Apertur im Bereich des Haupt-Von den bei Schallstrahlern üblichen Kenndaten abstrahlungswiukels der Lautsprecher mit den Wandbetrachten wir die Form der Schalldruck/Frequenz- lerelementen der einzelnen Lautsprecher in einem oder kurve in der Hauy'.strahlungsrichtung im Über- mehreren Punkten in Berührung. An der Fläche der tragungsbereich. Eine Schwankung von ± 5 dB ist sich im Nahfeld des Schallstrahlerelementes belindkeine Seltenheit. Laut der Erfahrungen von Shorter 65 lichen Apertur verändert sich die Amplitude und sind Schwankungen von ± 2 dB an einzelnen Stellen Phase der die Luftteilchen erreichenden Erregung von der Kurve schon wahrnehmbar. Nach seinen Be- Punkt zu Punkt rasch. Die entlang der Fläche der obachtungen wird, wenn die Übertragiingscharakteri- Apertur als Funktion des Ortes rasch veränderliche
den Ergebnissen von F 1 ο h r e r gefolgert \ erden Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird das starke kann, werden in der Übertragungscharakteristik ent- lnterferenzschailfeld des aus mehreren Lautsprechern haltene Einbrüche und Anhebungen mit einer relativen zusammengebauten Schallstrahlerelementes (im wei-Bandbreite von AfIf < 0,1 durch subjektives Ab- teren Schallstrahlerelement) unmittelbar auf dessen hören nicht wahrgenommen. Betrachtet werden nur 55 Apertur erzeugt. Unter Apertur soll jenes wirkliche die in der Übertragur.gsk'irve vorkommenden oder fiktive begrenzende Flächenelement des Schallbreiteren Einbrüche und Anhebungen, d. h. solche, die Strahlers verstanden werden, durch welches das erregte die genannte kritische Bandbreite überschreiten. Ihr Schallfeld dem Medium des Schallfeldes direkt überVorhandensein ist auch dann hörbar und störend, geben wird. Bei der Mehrzahl der möglichen Anwenn sie Interferenzursprung haben. 60 Ordnungen steht die Apertur im Bereich des Haupt-Von den bei Schallstrahlern üblichen Kenndaten abstrahlungswiukels der Lautsprecher mit den Wandbetrachten wir die Form der Schalldruck/Frequenz- lerelementen der einzelnen Lautsprecher in einem oder kurve in der Hauy'.strahlungsrichtung im Über- mehreren Punkten in Berührung. An der Fläche der tragungsbereich. Eine Schwankung von ± 5 dB ist sich im Nahfeld des Schallstrahlerelementes belindkeine Seltenheit. Laut der Erfahrungen von Shorter 65 lichen Apertur verändert sich die Amplitude und sind Schwankungen von ± 2 dB an einzelnen Stellen Phase der die Luftteilchen erreichenden Erregung von der Kurve schon wahrnehmbar. Nach seinen Be- Punkt zu Punkt rasch. Die entlang der Fläche der obachtungen wird, wenn die Übertragiingscharakteri- Apertur als Funktion des Ortes rasch veränderliche
Phase der Erregung führt dazu, daß das Schallätrahlerelement
superdireklive Eigenheiten aufweist, d. h. daß die Richtcharakteristiken mit steigender
Frequenz praktisch nicht schärfer werden.
Es wird bei der erfindungsgemäßen Lösung der gestellten Aufgabe unter oberer Grenzfrequenz auf
Grund des bezüglichen IEC-Empfehlungsentwurfes jene Frequenz verstanden, bei der der in Jer Hauptstrahlungsrichtung
in einer Entfernung von 1 m gemessene Wert des Schalldruckes um 1OdB abfällt,
bezogen auf den in einem Oktavband gemittelten Wert in der Umgebung der maximalen Empfindlichkeil
des Übertragungsbereiches. Scharfe Einbrüche und Anhebungen, die schmäler als Vs Oktav sind,
sollen dabei außer Acht gelassen werden.
Der Erhndungsgegenstand wird an Hand von Ausführungsformen mit Hilfe der F i g. 6 bis 24 näher
beschrieben.
F i g. 6 zeigt skizzenhaft abgebildet die erfindungsgemäße allgemeine Anordnung; sie stellt ein Schallstrahlerelement
mit fünf Lautsprechern dar.
Die F i g. 7, 8 und 9 zeigen aus 4 bzw. 5 Lautsprechern aufgebaute Schallstrahlerelemente.
Fig. 10 und 11 zeigen aus zwei Schallstrahlerelementen
zusammengesetzte Schallstrahler, aus 2x4
bzw. 2x3 Einzellautsprechern aufgebaut. Im Falle dieser Ausführung kann durch die übereinander
gelegten einander entsprechenden Lautsprecher-Öffnungsflächen eine gemeinsame Ebene gelegt werden.
Fig. i2 uiiii 13 zeigen ebenfalls aus zwei Schallstrahlerelementen
zusammengesetzte Schallstrahler, die aus 2x3 bzw. 2x4 Gliedern aufgebaut wurden.
Der Unterschied zu den in A b b. 10 und 11 gezeigten
Ausführungsformen besteht darin, daß die Ebenen der Einzellautsprecher des einen Schallstrahlerelementes
gegenüber denen des anderen Elementes verdreht sind.
F i g. 14 gibt als Ausführungsform ein Schallstrahlersystem
mit großer Schalleistung an, bei dem die einzelnen Lautsprecher jeweils durch Lautsprechergruppen
mit Lautsprechern gleicher Bauart ersetzt sind.
F i g. 15 zeigt die Ansicht eines Schallstrahlerelementes, bei welchem zwei Lautsprecher durch
je eine Lautsprecherkombination ersetzt sind. Die zwei mittleren Lautsprecher sind Breitbandlautsprecher.
Fig. 20a und 20b zeigen eine Ausführungsform des Schallstrahlerelementes mit weiter erhöhter Inhomogenität
des Jnterfenrnzfeldes.
Die übrigen Figuren zeigen Meßergebnisse für erfindungsgemäße Anordnungen und — zum Vergleich — für einen bekannten Strahler.
Das in F i g. 6 gezeigte Schallstrahlerelement besteht aus fünf einfachen oder zusammengesetzten
Lautsprechern S und ist derart ausgeführt, daß die von den aufeinanderfolgenden Ebenen 6 gebildeten
Winkel 7 zwischen aneinander angrenzenden Ebenen abwechselnd größer und kleiner als 180° ?<«d, und
daß die Strahlungszentren 15 von einander benachbarter Einzellautsprecher bzw. Lautsprecherkombinationen einen gegenseitigen Abstand aufweisen, der
kleiner ist als das Zehnfache der der oberen Grenzfrequenz des übertragenen Tonfrequenzbandes zugeordneten Schallwellenlänge. Betrachtet man eine
Projektion auf eine zu den Lautsprecherebenen senkrechte Ebene 9, so erkennt man, daß die Projektionen 12 der Strahlungssymmetrieachsen 11 der
einzelnen einander benachbarten Lautsprecher 5. sich in Punkten 11 bzw. 14 schneiden, die abwechselnd
vor und hinter der durch die Projektion der Lautsprecherebenen 6 gebildeten zick-zack-förmigen Linie
10 liegen.
In den F i g. 7 bis 15 werden verschiedene Ausführungsformen gezeigt, die in Kenntnis der A b b .6 weitere, den Aufbau erläuternde Erklärungen nicht erfordern, außer die bei der Aufzählung der Abbildungen erfolgten Bemerkungen.
Die Schallstrahler werden von der gleichen Signalquelle gespeist. Das erfindungsgemäß ausgebildete Schallstrahlerelement, bzw. der Schallslrahler erzeugt ein stärkeres Interferenzfeld als die bekannten Schallstrahler-Konstruktionen mit ebener oder Kugelfläche. Ein Vergleich mit einem bekannten Strahler mit '/β Kugelfläche zeigt den Vorteil der Erfindung: Die Schalldruck/Frequenzkurve weist keinen Einbruch zwischen 2 bis 5 kHz auf, und die Richtcharakteristik ist weitgehend frequenzunabhängig. A b b. 16 zeigt den Unterschied der in der Hauptstrahlungsrichtung
In den F i g. 7 bis 15 werden verschiedene Ausführungsformen gezeigt, die in Kenntnis der A b b .6 weitere, den Aufbau erläuternde Erklärungen nicht erfordern, außer die bei der Aufzählung der Abbildungen erfolgten Bemerkungen.
Die Schallstrahler werden von der gleichen Signalquelle gespeist. Das erfindungsgemäß ausgebildete Schallstrahlerelement, bzw. der Schallslrahler erzeugt ein stärkeres Interferenzfeld als die bekannten Schallstrahler-Konstruktionen mit ebener oder Kugelfläche. Ein Vergleich mit einem bekannten Strahler mit '/β Kugelfläche zeigt den Vorteil der Erfindung: Die Schalldruck/Frequenzkurve weist keinen Einbruch zwischen 2 bis 5 kHz auf, und die Richtcharakteristik ist weitgehend frequenzunabhängig. A b b. 16 zeigt den Unterschied der in der Hauptstrahlungsrichtung
ao gemessenen Schalldruck/Frequenzkurven in gleicher Meßentfernung. Der Schallstrahler nach der Erfindung
wurde aus 2x4 Stück Lautsprechern gleichen
Typs (parallel geschaltet) aufgebaut entsprechend F i g. 10. Fi g. 16 zeigt die Kurve 16, die die Sthall-
a5 druck/Frequenzkurve nach der erfindungsgemäßen
Lösung !bt, im Vergleich zu der des bekannten '/«-
Kugelstrahlers nach Kurve 17 in F i g. 16. Beide Kurven wurden mit Rosabandpaßrauschen von einer
Breite von '/a Oktav gemessen. Die zur Messung
benutzten obigen Schallstrahler waren in Gehäusen von gleichem Volumen derart ausgeführt, daß je zwei
Lautsprecher untereinander untergebracht wurden. Die Gehäuse waren mit Watte gedämpft. Die Lautsprecher
waren zueinander bei der erfindungsgemäßc.i
Lösung in einem Winkel von β -■- 145% — wo β den
in F i g. 6 mit 7 bezeichneten Winkel bedeutet — und bei der bekannten Lösung β ~ 135 untergebracht.
Die Breite des Gehäuses betrug in beiden Fällen
0,6 m. Das lichte Volumen des zur Messung benutzten
Raumes war 125 m3. seine Nachhallzeit "betrug im Bereich von 100 bis 1000 Hz 0,45 s mit einer Schwankung
von ± 0,05 s. Das Meßmikrophon war eines der Firma Brüel—Kjaer, Typ 4135. Die Vcrglcidisme»-
sungen der gewählten zwei verschiedenen Anordnungen zeigen, daß bei gleichen Abmessungen und
Anwendung von gleichen Lautsprechern die erfindungsgemäße Anordnung gegenüber der bekannten
Anordnung, die einen Kugelstrahler nachahmt vorteile aufweist. Dies trifft auch auf die im freien Schallfeld
gemessenen Richtcharakteristiken zu. In diesem Fall kam es zu Vergleichsmessungen im reflexionsfreiem
Raum. Die gewonnenen Ergebnisse wurden mit Hilfe des obengenannten Meßmikrophons, in einer Entfernung von 2 m von den Sehallstrahlern aufgestellt,
erhalten. Das Meßsignal war '/s Oktavband breiies
Rosabandpaßrauschen. Die bei der erfindungsgemäßen Ausiührung gemessenen Richtcharakteristiken werden
in F i g. 17a, 17b, 17c, 17d, 17e gezeigt, gemessen mit
genanntem Meßsignal mit Bandmittenfrequenzen 1, 2,
4, 8,16 kHz. In F i g. 18a, 18b, 18c, 18d, 18e sind die
Richtcharakteristiken des bekannten Ve-Kugelstrahlers
gezeigt. Die Stabilisierung der Richtcharakteristiken bei Erhöhung der Bandmittenfrequenz und so die
damit verknüpfte Superdirektivität sind bei der er
findungsgemäßen Lösung in F i g. 17 gut sichtbar.
Das Schallstrahlerelement in erfindungsgemäßer Ausführung ergibt bei Anwendung in symmetrischer
Anordnung und mit einer geraden Anzahl gleicher
Lautsprecher eine symmetrische Richtcharakteristik. Wird aber eine asymmetrische Lautsprecheranordnung
angewendet, oder aber eine mit gerader Zahl aber mit voneinander abweichender Empfindlichkeit angewendet,
so dreht r-ich das Maximum der Richtcharakteristik in Richtung der Lautsprecher von größerer
Zahl bzw. in die Richtung der Lautsprecher mit der höheren Empfindlichkeit. Es kann also ein Schallstrahlerelemcnt
mit verdrehter Hauptatotrahlrichtung gebaut werden.
Mit einer Anordnung laut Fig. 11 wurden Messungen durchgeführt; die in Fig. 19a bis 19e gezeigten
Richtcharakteristiken zeigen die Verdrehung der Symmetrieachse klar, wodurch die erwähnte
besondere Wirkung erreicht werden kann. Die Meßumstände und die angewendeten Mittenfrequenzen
waren auch hier mit denen bezüglich der F i g. 17 und 18 schon beschriebenen gleich.
Wenn die Schallstrahlcrclementc bei der Ausbildung
eines Schallstrahlers so zusammengebaut werden, daß sie miteinander einen von 180° abweichenden Winkel
einschließen, so kann die Symmetrie, bzw. Asymmetrie der Richtcharakteristik auch in senkrechten Ebenen
den Erfordernissen entsprechend gewählt werdi <\.
Um die Inhomogenität des Interferenzfeldes noch zu verstärken, d. h. die Richtcharakteristik noch
frequenzunabhängiger zu machen, ist es zweckmäßig, vor d m Lautsprechern stabförmige Hindernisse unterzubringen,
deren Durchmesser mit der Wellenlänge vergleichbare Abmessungen haben. Eine solche Anordnung
zeigen die F i g. 20a und 20b. Die der Oberfläche der Hindernisse entlang erfolgende Beugung
vergrößert dann an der Apertur des Schallstrahlerelementcs
die Phasenschwankung der Erregung weiter. Betragen die Abmessungen der vor den Lautsprechern
untergebrachten Hindernisse die Hälfte (oder mehr) der zur oberen Grenzfrequenz gehörenden Schallwellenlänge
des übertragenen Tonfrequenzbandes, so tritt die geschilderte Wirkung ein. Dies zeigen die
Richtcharakteristiken gemäß den Fig. 21a bis 21 e.
Diese Kurven wurden gemessen mit einem Schallstrahler 19 gemäß Fig. 20a und 20b, vor dessen
Lautsprechern S aus Holz gefertigte Zylinder 18 angebracht sind. Aus dem Vergleich der F i g. 17 und 21
geht es klar hervor, daß nach Einbau der Hindernisse die Richtcharakteristiken noch stärker einen superdirektiven
Charakter aufweisen; die Richtcharakteristiken werden mit steigender Frequenz infolge der
Schallbeugung an den Zylindern breiter. Die Eigenart
ίο der Wirkung ist — frequenzabhängig — von der
akustischen Impedanz des eingebauten Hindernisses abhängig.
Die F i g. 22, 23 und 24 zeigen die im freien Schallfeld in der Hauptstrahlungsrichtung gemessenen
Schalldruck/Frequenzkurven. Bei den Messungen wurden die bei der Messung der Richtcharakteristiken
angewendeten geometrischen Anordnungen und ebenfalls Rosabandpaßrauschen von '/» Oktav Bandbreite
angewendet. F i g. 22 zeigt das Meßergebnis für die in
ao F i g. 10 gezeigte erfindungsgemäße Anordnung, während F i g. 23 die der bekannten Kugelstrahler-Anordnung
wiedergibt. In F i g 24 sind die Meßergebnisse der Ausführung gemäß F i g. 10, laut
spezieller Ausführung nach F i g. 20a und 20b dar-
»5 gestellt. An Hand des Vergleiches der F i g. 16 und 22/24
ist leicht zu erkennen, daß die erfindungsgemäße Ausführung eine bessere Übereinstimmung der Schalldruck/Frequenzkurve
in der Hauptstrahlungsrichtung im Freifeld mit der im geschlossenen Raum ergibt;
es zeigt sich auch, daß die Frequenzunabhängigkcit
ihrer Richtcharakteristik, und damit ihre superdirektive Eigenschaft, gut erfüllt werden. Durch den
Vergleich der gemessenen Ergebnisse mit den im Lauf der Beschreibung behandelten subjektiven Erfahrungen
und der aus ihnen folgenden technischen Aufgabe ergibt sich, daß durch die Anwendung des
erfindungsgemäßen Schallstrahlers subjektiv eine recht gute Wirkung, gleichzeitig aber auch eine mit objektiven
Parametern sicher in der Hand haltbare Konstruktion erzielt werden kann.
209553/282
2822
Claims (5)
1. Schallstrahler mit einem oder mehreren elektroakustischen Übertragung beschäftigen, wohl-Schaflstrahlerelementen,
von denen jedes min- 5 bekannt, daß mit einem Schallstrahler, der aus einem destens drei Einzellautsprecher und/oder Laut- einzelnen Lautsprecher aufgebaut ist (Trichter, Schallsprecherkombinationen
in reihenförmiger An- wand, Schallbox), keine große Schalleis: ung erzeugt
Ordnung aufweist, wobei die Einzellautsprecher werden kann. Es ist weiterhin auch wohlbekannt, daß
bzw. Lautsprecherkombinationen in den Schall- die Charakteristiken des entstehenden Schallfeldes,
Strahlerelementen derart angebracht sind, daß ihre io d.h. die Schalldruck/Frequenzkurve und die P.cht-Strahlungsoberflächen
in Ebenen liegen, von denen charakteristik eines aus mehreren Schallstrahlerjede
mit den an sie angrenzenden Ebenen einen elementen ausgebildeten Schallstrahlers durch den
Winkel bildet, der von 180° verschieden ist, und konstruktiven Aufbau des Strahlers beeinflußt werden,
daß die Schnittlinien dieser Ebenen zueinander Bei solchen Schallstrahlern aus mehreren Schallparallel sind, dadurch gekennzeichnet, 15 elementen entsteht in Nähe des Strahlers ein inhomndaß
die von den aufeinanderfolgenden Ebenen genes sogenanntes Interferenzschallfeld. Die Ausgebildeten
Winkel zwischen aneinander angren- breitung und die Inhomogenität desselben hängt vom
zenden Ebenen abwechselnd größer und kleiner als Aufbau des Schallstrahlers, von seinen Abmessungen
180' sind, und daß die Strahlungszentren (15) von und von der gegenseitigen Anordnung der Schalleinander
benachbarten Einzellautsprechern bzw. 20 Strahlerelemente, ao. Die Untersuchung bekannter
Lautsprecherkombinationen einen gegenseitigen Schallstrahlerkonstruktionen zeigt eine Korrelation
Abstand aufweisen, der kleiner ist als das Zehnfache zwischen der Inhomogenität des Nahfeldes und der
der der oberen Grenzfrequenz des übertragenen Richtcharakteristik des Strahlers. Nach der Theorie
Tonfrequenzbandes zugeoidneten Schallwellen- wird die Richtcharakteristik des Flächenstrahlers bei
länge (Fig. 6). 25 höheren Frequenzen zunehmend schärfer.
2. Schallstrahler nach Anspruch 1, dadurch Diese Erscheinung verursacht eine Verringerung
gekennzeichnet, daß die Strahlungssymmetrie- des Schalldruckes in Seitenrichtung. In F i g. 1 wird
achsen der P.inzellautsprecher bzw. Lautsprecher- der Schallstrahler 1 in Seitensicht, der Vektor 2, der
kombinationen jedes Schallstrahlerelements in zum Aufpunkt im Fernfeld führt, und der Winkel \
einer Ebene liegen. 30 dieses Vektors mit der Hauptstrahlungsrichtung, ge-
3. Schallstrahler nach Anspruch 2, dadurch zeigt. In F i g. 2 ist die idealisierte Schalldruck;
gekennzeichnet, daß mindtstens zwei Schall- Frequenzkurve ρ = p(f) in der Hauptstrahlungsstrahlerelemente
gleicher Ausführung vorgesehen richtung (x = 0c) und unter einem bestimmten
sind, deren einander jeweils entsprechenden Strah- Winkel χ (χ φ 0°) zu sehen. Bei höheren Frequenzen
lungsoberflächen sich in gemeinsamen Ebenen 35 verringert sich der Schalidruck mit zunehmender
befinden (Fig. 10 und 11). Frequenz seitlich von der Hi-uptstrahlungsrichtung.
4. Schallstrahler nach Anspruch 2, dadurch Diese theoretische Erfahrung kann in der Praxis oft
gekennzeichnet, daß mindestens zwei Schall- bewiesen werden. Wie bekannt, finden häufig konvexe
Strahlerelemente gleicher Ausführung vorgesehen oder konkave Strahler Anwendung. In F i g. 3 wird
sind, die gegeneinander parallel verschoben sind 40 ein konvexer und ein konkaver Strahler 3 bzw. 4 ge-(F
i g. 12 und 13). zeigt; ein Strahler des ersteren Typs ist in der eingangs
5. Schallstrahler nach einem der vorhergehenden genannten deutschen Auslegeschrift 1 257 853 beAnsprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß vor schrieben. Bei solchen Strahlern verstärkt sich die
mindestens einem seiner Lautsprecher wenigstens vorhergenannte Wirkung, und es ist sogar auch die
ein stuoförmiges Hindernis angebracht ist, dessen 45 Schalldruck/Frequenzkurve in der Hauptstrahlungs-Durchmesser
ein Zehntel der der oberen Grenz- richtung (λ = 0°) ungleichmäßig. Die von λ abhänfrequenz
des übertragenen Tonfrequenzbandes gigen entsprechenden Schalldruck/Frequenzkurven
zugeordneten Wellenlänge beträgt, und daß die ρ — p(f) sind in F i g. 4 und 5 dargestellt. Zur Herab-Entfernung
des Hindernisses, von der Mitte der setzung dieses Effektes wurde bereits angeregt, die
Membran des Lautsprechers gemessen, größer ist 50 Lautsprecher einer Lautsprecherzeile nicht achsals
die Hälfte der der oberen Grenzfrequenz des parallel anzuordnen, sondern dieselben derart gegenübertragenen
Tonfrequenzbandes zugeordneten einander zu verdrehen, daß die einzelnen Hochton-Wellenlänge,
bündel das Gesamtbündel möglichst gleichmäßig
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