DE712170C - Arrangement to avoid housing resonance in loudspeaker housings - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Vermeidung von Gehäuseresonanzen bei in Gehäuse eingebauten Lautsprechern, deren Gehäuse auf der .Rückseite mit einer oder S mehreren mit der Außenluft in Verbindung stehenden Öffnungen versehen ist und in deren Vorderseite eine unmittelbar an die Außenluft abstrahlende Membran eingesetzt ist.The invention relates to an arrangement for avoiding housing resonances in Housing built-in loudspeakers, the housing on the .Rear with an or S is provided with several openings communicating with the outside air and in the front of which is a membrane that directly radiates to the outside air is.

Die üblichen Lautsprechergehäuse bilden infolge der eingeschlossenen Luftmasse und der Öffnungen, durch die diese Luftmasse mit der Außenluft in Verbindung steht, einen akustischen Schwingungskreis, der sich in störenden Gehäuseresonanzen auswirkt. Diese Resonanzen bewirken eine unerwünschte Veränderung des Frequenzganges der Lautsprecheranordnung. The usual loudspeaker enclosures form due to the enclosed air mass and of the openings through which this air mass communicates with the outside air acoustic oscillation circuit, which results in disruptive housing resonances. These Resonances cause an undesirable change in the frequency response of the loudspeaker arrangement.

Es ist bereits bekannt, solche störendenIt is already known to be such disruptive

ao Resonanzen durch einen in das Gehäuse mit eingebauten Resonator zu kompensieren, der auf die Gehäuseresonanz abgestimmt ist. Dieser Resonator wirkt wie ein elektrischer Saugkreis bezüglich der Resonanz des Gehäuses. Diese Anordnung leidet unter dem Nachteil, daß. wie bei allen Resonatoren Einschwingvorgänge auftreten, die häufig unerwünscht sind. Auch müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, um die erforderliche hohe Dämpfung zu erzielen.ao resonances through one in the case with to compensate built-in resonator, which is tuned to the housing resonance. This resonator acts like an electrical suction circuit with respect to the resonance of the housing. This arrangement suffers from the disadvantage that. as with all resonators transient processes occur that are often undesirable. Also, special measures must be taken to achieve the required to achieve high damping.

Ferner ist bekannt, das Lautsprechergehäuse durch eine Vielzahl von kleinen Kammern zu unterteilen. Diese Kammern sollen nicht als Resonatoren wirken, sondern nur den unerwünschten Schall beseitigen. Die Wirkung dieser Kammern entspricht der Wirkung, als wenn das ganze Gehäuse mit Watte oder anderen unregelmäßig verteilten Stoffen gefüllt ist. Die Dämpfung wird also durch poröse Dämpfungsmittel erzielt. Diese An-Ordnung hat den Nachteil, daß nicht bloß die zu beseitigenden Gehäuseresonanzen gedämpft werden, sondern auch der gesamte Übertragungsbereich, insbesondere aber die hohen Frequenzen. *It is also known that the speaker cabinet by a variety of small Divide chambers. These chambers should not act as resonators, but just eliminate the unwanted sound. The effect of these chambers corresponds to the effect as if the whole case was covered with cotton wool or other irregularly distributed materials is filled. The damping is thus achieved by porous damping means. This an-order has the disadvantage that not only attenuates the housing resonances to be eliminated but also the entire transmission range, especially the high frequencies. *

Die Nachteile der bekannten Gehäuse werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß das Innere des Gehäuses mit Ausnahme der Rückseite gegen die Außenluft abgeschlossen und durch Öffnungen besitzende, hintereinander angeordnete, starre Zwischenwände unterteilt ist und daß der durch die dadurch entstandenen akustischen Impedanzen gebildete Tiefpaß derart bemessen ist,The disadvantages of the known housings are avoided according to the invention, that the interior of the housing, with the exception of the rear, is closed off from the outside air and rigid partition walls arranged one behind the other and having openings is divided and that the resulting acoustic impedances formed low-pass is dimensioned in such a way,

daß ein möglichst reflexionsfreier Durchtritt der im Durchlaßbereich des Tiefpasses liegenden Schallwellen erzielt wird.that a possible reflection-free passage of the lying in the pass band of the low pass Sound waves is achieved.

Die Abbildungen veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen-¹ Standes. Die Abb. ι zeigt die grundsätzliche Ausbildung des neuen Lautsprechergehäuses. Die Abb. 2 zeigt das entsprechende elektrische Ersatzschaltbild. Die Abb. 3 zeigt den Einbau eines solchen Lautsprechers in ein Rundfunkgerät. The figures illustrate an embodiment of the prior Erfindungsgegen- ^1. The Fig. Ι shows the basic design of the new loudspeaker housing. Fig. 2 shows the corresponding electrical equivalent circuit diagram. Fig. 3 shows the installation of such a loudspeaker in a radio device.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 ist der Lautsprecher mit seiner Membran 10 in ein Gehäuse 11 eingesetzt, das die Rückseite der Membran 10 umschließt. Das Gehäuse enthält eine Anzahl von Zwischenwänden I2_a, I2_h, i2_c, i2_d, die parallel zu der Vorderwand 13 angeordnet sind, in die die Membran 10 eingesetzt ist. Die Zwischenwände 12^12^ enthalten Öffnungen 143-14^. Die Rückwand ist mit I2_e bezeichnet. Sie enthält die Öffnung i4_e. Diese Wände bilden Hohlräume C₁, C₂, C₃, C₁, Cj, die als akustische Kapazitäten aufzufassen sind, während die Öffnungen JW₁, M₂, If₃, M₁, M₅ akustische Induktivitäten darstellen.In the embodiment according to FIG. 1, the loudspeaker with its membrane 10 is inserted into a housing 11 which encloses the rear side of the membrane 10. The housing contains a number of partition walls I2 _a , I2 _h , i2 _c , i2 _d , which are arranged parallel to the front wall 13 into which the membrane 10 is inserted. The partitions 12 ^ 12 ^ contain openings 143-14 ^. The rear wall is labeled I2 _e. It contains the opening i4 _e . These walls form cavities C ₁ , C ₂ , C ₃ , C ₁ , Cj, which are to be understood as acoustic capacitances, while the openings JW ₁ , M ₂ , If ₃ , M ₁ , M _{5 represent} acoustic inductances.

Bei dem Ersatzschaltbild gemäß der Abb. 2 ist mit Z₀ die Impedanz der öffnungen der Rückwand des Gehäuses bezeichnet, während Z_c die Gesamtimpedanz des Lautsprechers darstellt. Die mit C₁-C₅ bezeichneten Kapazitäten entsprechen den akustischen Kapazitäten C₁-C₅ der Hohlräume zwischen den Zwischenwänden. Die Reihenimpedanzen M₁- M₅ entsprechen den akustischen induktiven Widerständen, die die Öffnungen M₁-M₅ bilden. Aus der Schaltung gemäß der Abb. 2 ist deutlich zu ersehen, daß ein akustisches Tiefpaßfilter gebildet ist.In the equivalent circuit diagram according to FIG. 2, Z ₀ denotes the impedance of the openings in the rear wall of the housing, while Z _{c represents} the total impedance of the loudspeaker. The _{capacities labeled C 1} -C ₅ correspond to the acoustic capacities C ₁ -C _{5 of} the cavities between the partition walls. The series impedances M ₁ - M ₅ correspond to the acoustic inductive resistors which form the openings M ₁ -M. ₅ From the circuit according to Fig. 2 it can be clearly seen that an acoustic low-pass filter is formed.

Die akustische induktive Impedanz der Öffnungen ergibt sich durch die GleichungThe acoustic inductive impedance of the openings is given by the equation

ρ · coρ · co

wo ρ = Dichte der Luft,where ρ = density of air,

ω = 2π/,ω = 2π /,

f = Frequenz, f = frequency,

γ = Leitfähigkeit der Öffnungen. γ besitzt den Wert
π R² γ = conductivity of the openings. γ has the value
π R ²

I₁ + π/2 · R ' I ₁ + π / 2 R '

worin R der Radius der Öffnungen und Z₁ die Länge der Öffnungen ist.
Die akustische Kapazität der Hohlräume ergibt sich zuwhere R is the radius of the openings and Z _{1 is} the length of the openings.
The acoustic capacity of the cavities results in

wo c die Schallgeschwindigkeit und V das \^olumen der Hohlräume ist.where c is the speed of sound and V is the volume of the cavities.

Gemäß der Bandfiltertheorie überträgt die Kette für die Frequenzen ohne Dämpfung, für die die Scheinwiderstände zwischen den WertenAccording to the band filter theory, the chain transmits for the frequencies without attenuation, for which the apparent resistances between the values

^ζ·ι ^ζ · ι

A== —4A == -4

liegen.lie.

Es ist ersichtlich, daß, die Größe der Öffnungen und Hohlräume so gewählt werden kann, daß der Schall in einem bestimmten tiefen Frequenzbereich ohne Dämpfung durch das Gehäuse geführt werden kann.It can be seen that the size of the openings and cavities are selected can that the sound in a certain low frequency range without attenuation by the housing can be guided.

Während bei den üblichen Lautsprechergehäusen, die als akustischer Schwingungskreis anzusehen sind, entsprechend den Verhältnissen bei elektrischen Schwingungskreisen sich das Vorzeichen des Scheinwiderstandes beim Durchgang durch die Resonanz vom Plus zum Minus oder umgekehrt ändert, tritt bei der Ausbildung des Lautsprechergehäuses als Tiefpaßfilter im Durchlaßbereich keine sprunghafte Änderung des akustischen Widerstandes auf, so daß auch keine Verfälschung der vom Lautsprecher abgestrahlten Schwingungen wahrzunehmen ist.While with the usual loudspeaker housings, which are to be regarded as an acoustic oscillation circuit, according to the circumstances In the case of electrical oscillating circuits, the sign of the impedance changes when passing through the resonance changes from plus to minus or vice versa occurs in the design of the loudspeaker housing as a low-pass filter in the pass band, there is no sudden change in the acoustic resistance, so that there is also no falsification the vibrations emitted by the loudspeaker can be heard.

Für die höheren Frequenzen tritt durch die Ausbildung des Gehäuses als Tiefpaßfilter keine nachteilige Wirkung ein, da bei den höheren Frequenzen der Lautsprecher sehr lose mit dem Filtersystem gekoppelt ist.For the higher frequencies, the housing is designed as a low-pass filter has no adverse effect, as the loudspeaker is very loosely coupled to the filter system at the higher frequencies.

Bei der Ausführungsform gemäß der Abb. 3 entspricht die Ausbildung der Zwischenwände und der Öffnungen der in der Abb. ι dargestellten Anordnung. Wie die Abb. 3 erkennen läßt, ist es möglich, Teile des Rundfunkempfängers in den Hohlräumen unterzubringen. Die Hohlräume müssen selbstverständlich in diesem Falle so bemessen werden, daß sie das für die Bildung des Tiefpaßfilters richtige Volumen auch nach Einbau der Teile des Rundfunkgerätes haben.In the embodiment according to FIG. 3, the design of the partition walls corresponds and the openings of the arrangement shown in Fig. ι. As the Fig. 3 shows it is possible to place parts of the radio receiver in the cavities accommodate. The cavities must of course be dimensioned in this way in this case ensure that they also have the correct volume for the formation of the low-pass filter Install the parts of the radio.

Wenn das Gehäuse gegen eine Wand gelegt wird oder wenn die Öffnung 14,, in der äußeren Wand i2_e geschlossen ist, wodurch die Rückwand des Lautsprechers bzw. des Empfängergehäuses vollständig geschlossen »0 ist, ist Z₀ unendlich. Dies bewirkt entsprechend der Filtertheorie eine allmähliche Dämpfung der niedrigen Frequenzen. Resonanzerscheinungen treten aber auch in diesem Falle nicht auf.If the housing is placed against a wall or if the opening 14 i in the outer wall i2 _{e is} closed, as a result of which the rear wall of the loudspeaker or the receiver housing is completely closed 0, Z _{0 is} infinite. According to the filter theory, this causes a gradual attenuation of the low frequencies. However, there are no resonance phenomena in this case either.

Claims (3)

Pa ten tansprüche:Patent claims: ι . Anordnung zur Vermeidung von Gehäuseresonanzen bei Lautsprechergehäusen, die auf der Rückseite mit einer oder mehreren mit der Außenluft in Verbindung stehenden Öffnungen versehen undι. Arrangement to avoid cabinet resonance in loudspeaker cabinets, those on the back are provided with one or more openings communicating with the outside air and in deren Vorderseite eine unmittelbar an die Außenluft abstrahlende Membran eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Gehäuses mit Ausnahme der Rückseite gegen die Außenluft abgeschlossen und durch öffnungen besitzende, hintereinander angeordnete, starre Zwischenwände unterteilt ist und daß der durch die dadurch entstandenen akustischen Impedanzen gebildete Tiefpaß derart bemessen ist, daß ein möglichst reflexionsfreier Durchtritt der im Durchlaßbereich des Tiefpasses liegenden Schallwellen erzielt wird.in the front of which a membrane is inserted which radiates directly to the outside air is, characterized in that the interior of the housing with the exception of the rear is closed from the outside air and through rigid partition walls arranged one behind the other and having openings is divided and that the resulting acoustic The low-pass filter formed by impedances is dimensioned in such a way that the passage through the pass band is as reflection-free as possible of the low-pass lying sound waves is achieved. 2. Anordnung nach Anspruch i,- dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwände parallel zu der Wand, in welcher der Lautsprecher eingebaut ist, angeordnet sind.2. Arrangement according to claim i, - characterized in that the partition walls are arranged parallel to the wall in which the loudspeaker is installed. 3. - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Zwischenwänden befindlichen Löcher in der Achsrichtung des Lautsprechers angeordnet sind.3. - Arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the holes located in the partition walls are arranged in the axial direction of the loudspeaker are. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen ' .For this 1 sheet of drawings'.