DE3447745A1

DE3447745A1 - Lautsprecherbox

Info

Publication number: DE3447745A1
Application number: DE19843447745
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: BRAUNE HARALD DR ING; GRESSER HANS OTTO; THELE FRIEDHELM DIPL PHYS
Current assignee: BRAUNE HARALD DR ING; GRESSER HANS OTTO; THELE FRIEDHELM DIPL PHYS
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1986-07-10
Also published as: DE3447745C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lautsprecherbox gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Lautsprecherbox ist beispielsweise aus dem Buch von W. Reichardt "Grundlagen der technischen Akustik", VEB Leipziger Druckhaus, Leipzig 1967, Seiten 321 und 322 bekannt.
Bei Lautsprecherboxen wird üblicherweise die elektro-akustische Signalwandlung mit Hilfe von zwei oder mehreren Teilbereichslautsprechern vorgenommen, welche jeweils einem bestimmten Bereich des gesamten Frequenzbandes zugeordnet sind. Bei der in Fig. 1 veranschaulichten Lautsprecherbox 10 gemäß dem Stand der Technik sind ein Tieftonlautsprecher 11 und ein Hochtonlautsprecher 12 vorgesehen, wobei letzterer oberhalb des Tieftonlautsprechers 11 an der Vorderseite der Lautsprecherbox angebracht ist. In die Signal zuführung zu den beiden Teilbereichslautsprechern 11, 12 ist eine elektrische Weiche 13 eingeschaltet, welche eine Aufteilung des Frequenzbandes des ankommenden Tonsignals dahingehend vornimmt, daß der Tieftonlautsprecher 11 idealerweise nur mit den tieferfrequenten Signalanteilen und der Hochtonlautsprecher 12 nur mit den höherfrequenten Signalanteilen des Tonsignals angesteuert wird.
Tatsächlich weisen jedoch die in der elektrischen Weiche 13 vorhandenen elektrischen Hoch- und Tiefpaßglieder im Bereich ihrer Grenzfrequenz einen relativ breiten Uberlappungsbereich auf. Die in diesem Uberlappungsbereich liegenden Signalanteile werden daher von beiden Teilbereichslautsprechern 11, 12 wiedergegeben, mit der Folge einer gegenseitigen akustischen Beeinflussung der Teilbereichslautsprecher, d.h., Interferenzen der von jedem Teilbereichslautsprecher abgestrahlten Schallwellen, welche wiederum zu Klangverfärbungen und zu einer ungleichmäßigen Richtcharakteristik der Lautsprecherbox führen können.
Diese Unzulänglichkeiten lassen sich nur wenig dadurch verringern, daß der Hochtonlautsprecher 1 2a koaxial bezüglich des Tieftonlautsprechers 11 a angeordnet wird, wie anhand von Fig. 2 dargestellt ist. Die gegenseitige Störung der abgestrahlten Schallwellen ist auch bei einer solchen koaxialen Lautsprecheranordnung vorhanden. Zudem treten in dem erwähnten Überlappungsbereich der elektrischen Hoch-und Tiefpaßglieder der elektrischen Weiche 13 elektrische Phasenverschiebungen zwischen den Signalanteilen auf, welche unabhängig von der gegenseitigen Anordnung der Teilbereichslautsprecher eine genaue Ortung der betroffenen Signalanteile erschweren. Eine Abhilfe gegen diese Ortungsfehler ist auch nicht damit möglich, daß, wie Fig. 3 zeigt, unmittelbar vor der Membran des Tieftonlatsprechers 11b eine Filzabdeckung 14 angebracht wird, durch dessen mittige Aussparung die Kalottenmembran des koaxial bezüglich des Tieftonlautsprechers 11b angeordneten Hochtonlautsprechers 12b ragt.
Diese Anordnung wirkt sich allerdings auch im gewünschten Übertragungsbereich des Tieftonlautsprechers 11b aus. Überdies ist auch bei dieser Ausführung einer Lautsprecherbox lOb eine elektrische Weiche 13 vorgesehen, welche Ursache für die erwähnten Phasenverschiebungen der Signalanteile im Überlappungsbereich der elektrischen Hoch-und Tiefpaßglieder ist.
Bei der in Fig. 4 dargestellten, bekannten Lautsprecherbox zu Meßzwecken ist das Gehäuse der Lautsprecherbox allseitig mit einer Schicht 15 aus schalldämpfendem Material bedeckt. Auf der Dämpfungsschicht 15 ist koaxial bezüglich des Tieftonlautsprechers 11 c ein Hochtonlautsprecher 12c angebracht. Beide Teilberreichslautsprecher 11c, 12c werden über einen Umschalter 16 mit dem Tonsgnal gespeist. Der Schalldruck Schali der je nach Stellung des Umschalters 16 von dem Tieftonlautsprecher 11c oder von dem Hochtonlautsprecher 12c abgestrahlten Schallwelle wird mittels eines Reglers 19 konstant.gehalten.
Hierzu wird der Schalldruck mit einem Mikrofon 18 gemessen und dem Regler 19 zugeführt, welcher seinerseits den Regel des der Lautsprecherbox 10c zugeführten Tonsignals entsprechend variiert.
Die Dämpfungsschicht 15 dient dazu, Reflexionen der abgestrahlten Schallwellen am Gehäuse der Lautsprecherbox 10c zu vermeiden, welche bei Aufstellung der Lautsprecherbox 10c in einem reflexionsarmen Raum das Meßergebnis stark beeinflussen können. Außerdem wirkt die Dämpfungsschicht 15 solcher Meßboxen auf das gesamte Übertragungsmaß des Tieftonlautsprechers 11c.
Die A u f g a b e der Erfindung besteht demgegenüber darin, bei einer Lautsprecherbox der eingangs erwähnten Art die akustische Wiedergake-zu verbessern, insbesondere Klangverfärbungen und Ortungsfehler zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird e r f i n d u n g s g e m ä ß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lautsprecherbox nach Anspruch 1 ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 6.
Eine alternative Aufgabenlösung für eine Lautsprecherbox mit nur einem einzigen Lautsprecher ist im Anspruch 7 angegeben. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird durch das vorgesetzte akustische Filter der abgestrahlte Klirrfaktor wesentlich vermindert.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Figur 5, welche eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lautsprecherbox zeigt, näher erläutert.
Die in Fig. 5 mit 10d bezeichnete Lautsprecherbox weist einen Tieftonlautsprecher 11d auf, welcher unmittelbar von dem Tonsignal am Lautsprecherbox-Eingang angesteuert wird. In einem Abstand a vor der Schallaustrittsöffnung des Tieftonlautsprechers 11d befindet sich eine Dämpfungsschicht 20. Die Dämpfungsschicht 20 bildet zusammen mit der Luftschicht 21 zwischen der Dämpfungsschicht 20 und der Schallaustrittsöffnung des Tieftonlautsprechers 11d einen akustischen Tiefpaß. Die Wirkung dieses erfindungsgemäßen akustischen Filters setzt ein, sobald der Übergangsbereich des Tieftonlautsprechers 11 d zum Hochtonlautsprecher 12d erreicht wird. Bei höherfrequenten Signalanteilen zeigt der Tieftonlautsprecher 11d eine Richtwirkung, d.h., die Schallwellen werden bevorzugt nach vorne, also gerichtet abgestrahlt, wodurch ohne das Filter 20, 21 Klangverfärbungen und Verzerrungen. auftreten könnten.
Das erfindungsgemäß vorgesehene Filter 20, 21 bedämpft diese höherfrequenten Signalanteile, welche insbesondere auch in Form von Oberwellen tieferfrequenter Signalanteile auftreten.
Damit wird gleichzeitig der abgestrahlte Klirrfaktor der erfindungsgemäßen Lautsprecherbox verringert.
selbst wenn diese in Abweichung von der Darstellung in Fig. 5 und der nachfolgenden Erläuterungen nur einen einzigen Lautsprecher aufweist.
Im dargestellten Beispielsfalle von Fig. 5 ist auf der Dämpfungsschicht 20 koaxial bezüglich des Tieftonlautsprechers 11d ein Hochtonlautsprecher 12d so angeordnet, daß er vor der Dämpfungsschicht 20 liegt und damit hinsichtlich seines Übertragungsmaßes nicht von dem Filter 20, 21 beeinflußt wird. Der Hochtonlautsprecher 12d wird parallel zu dem Tieftonlautsprecher 11d von dem Tonsignal am Eingang der Lautsprecherbox 10d angesteuert, wodurch eine elektrische Weiche entfällt. Von dem gesamten angebotenen Spektrum des ankommenden Tonsignals vermag der Hochtonlautsprecher 12d nur die höherfrequenten Signalanteile wiederzugeben. Die nach rückwärts abgestrahlten Schallanteile des Hochtonlautsprechers 12d werden durch die Dämpfungsschicht 20 gedämpft, so daß störende Reflexionen am Tieftonlautsprecher 11d oder am Lautsprechergehäuse vermindert werden. Die vom Tieftonlautsprecher 11d gerichtet wiedergegebenen höherfrequenten Signalanteile werden, wie bereits erläutert, von dem Filter 20, 21 aufgrund seines Tiefpaßverhaltens praktisch vollständig bedämpft.
Dies bedeutet zum einen, daß elektrische Phasenfehler, wie sie bezüglich der Signalanteile im Überlappungsbereich elektrischer Hoch- und Tiefpaßglieder auftreten, infolge des Wegfalls einer elektrischen Weiche 13 ( Fign. 1 bis 3 bei der erfindungsgemäßen Lautsprecherbox 10d vollständig vermeiden werden. Zum anderen wird eine gegenseitige Beeinflussung beider Teilbereichslautsprecher 11d, 12d vermieden. Zwar strahlt der Tieftonlautsprecher die höherfrequenten Signalanteile gerichtet ab, doch werden diese Schallanteile durch das akustische Filter 20, 21 reduziert.
Im Ergebnis wird durch die einfache und billige Maßnahme eines akustischen Filters mit Tiefpaßverhalten vor der Schallaustrittsöffnung des Tieftonlautsprechers einer Lautsprecherkombination oder des einzigen Lautsprechers einer Lautsprecherbox in überraschender Weise eine erhebliche Verbesserung der akustischen Eigenschaften der Lautsprecherbox erzielt.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf den in Fig. 5 gezeigten konstruktiven Aufbau des akustischen Filters 20, 21 beschränkt ist.
Beispielsweise kann die Luftschicht 21 auch in die Dämpfungsschicht 20 integriert werden, insbesondere in Form von Perforationslöchern.
Des weiteren kann die Lautsprecherbox auch mit mehreren Teilbereichslautsprechern versehen werden, beispielsweise mit einem zusätzlichen Mitteltonlautsprecher. Schließlich ist es auch möglich, das akustische Filter 20, 21 mit einer einstellbaren Grenzfrequenz auszubilden, um das übertragungsmaß der Lautsprecherbox an den persönlichen Geschmack des Benutzers individuell anpassen zu können.

Claims

LAUTSPRECHERBOX Patentansprüche Lautsprecherbox mit wenigstens zwei, unterschiedliche Frequenzbereiche wiedergebenden Lautsprechern ( Teilbereichslautsprechern und mit einer Anordnung zum Aufteilen des Frequenzbandes in die unterschiedlichen Frequenzbereiche, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Anordnung zum Aufteilen des Frequenzbandes ein akustisches Filter (20, 21) umfaßt, welches vor dem- oder denjenigen Teilbereichslautsprecher(n) (imid) angeordnet ist, dessen bzw. deren Ubertragungsmaß durch das akustische Filter (20, 21) beeinflußt werden soll.
2. Lautsprecherbox nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das akustische Filter (20, 21) aus wenigstens einer Luftschicht (21) und wenigstens aus einer Dämpfungsschicht (20) besteht.
3. Lautsprecherbox nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das akustische Filter (20, 21) aus einer perforierten Dämpfungsschicht besteht.
4. Lautsprecherbox nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß derjenige Teilbereichslautsprecher (12d), dessen Übertragungsmaß von dem akustischen Filter (20, 21) unmittelbar nicht beeinflußt wird, auf oder in dem akustischen Filter (20, 21) koaxial zu dem von dem akustischen Filter (20, 21) beeinflußten Teilbereichslautsprecher (11d) angebracht ist.
5. Lautsprecherbox nach Anspruch 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Grenzfrequenz des akustischen Filters (20, 21) einstellbar ist.
6. Lautsprecherbox nach Anspruch 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das akustische Filter (20, 21) ein Tiefpaßverhalten aufweist und daß die Grenzfrequenz des akustischen Filters (20, 21) derart gewählt ist, daß seine Wirkung dort einsetzt, wo höherfrequente, unerwünschte Signalanteile ( z.B. Partialschwingungen, Verzerrungen unterdrückt werden sollen.
7. Lautsprecherbox nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß anstelle von zwei oder mehreren Teilbereichslautsprechern (11d, 12d) nur ein einziger Lautsprecher vorgesehen ist.