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Lautfernsprecher für eine Sprechzelle Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Lautfernsprecher für eine Sprechzelle, welcher ein Mikrophon und einen Lautsprecher
enthält, die mit einander zugekehrten Rückwänden auf gleicher Achse angeordnet und
in einem geschirmten Gehäuse untergebracht sind, das so ausgebildet ist, daß in
der Nähe des Mikrophons eine akustisch tote Zone für die vom Lautsprecher ausgehenden
Schallwellen entsteht.
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Es ist eine Fernsprechstation bekannt, bei welcher Mikrophon und Lautsprechersystem
mit einander zugekehrten Rückwänden koaxial in einem Gehäuse angeordnet sind, das
die Form eines tropfen- bzw. eiförmigen Rotationskörpers hat, der so geformt und
derart in einer die Schallführung nach vorn übernehmenden, ihn einhüllenden Schale
angeordnet ist, daß die Schallführung auf ihrem gesamten Wege nach einem exponentiellen
Gesetz verläuft. Die bekannte Fernsprechstation ist offensichtlich für Gegensprechanlagen
gedacht. Bei Unterbringung dieser Anordnung in einem relativ begrenzten Raum, beispielsweise
einer Fernsprechzelle, würde vermutlich die Gefahr akustischer Rückkopplungen bestehen.
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Es ist zwar außerdem bekannt, daß akustische Rückkopplungen durch
Echosperren oder andere Ersatzschaltungen beseitigt werden können, derartige Maßnahmen
erfordern jedoch einen beträchtlichen Aufwand und verursachen häufig Verzerrungen,
die die Verständlichkeit und Übertragungsgüte herabsetzen.
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Durch die vorliegende Erfindung soll nun ein Lautfernsprecher für
eine Sprechzelle angegeben werden, bei dem keine Gefahr einer akustischen Rückkopplung
zwischen Mikrophon und Lautsprecher besteht und trotzdem ausreichende Schallpegel
gewährleistet sind.
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Ein Lautfernsprecher für eine Sprechzelle, welcher ein Mikrophon und
einen Lautsprecher enthält, die mit einander zugekehrten Rückwänden auf gleicher
Achse angeordnet und in einem geschirmten Gehäuse untergebracht sind, das so ausgebildet
ist, daß in der Nähe des Mikrophons eine akustisch tote Zone für die vom Lautsprecher
ausgehenden Schallwellen entsteht, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse so in der Fernsprechzelle angeordnet ist, daß die Membran des Lautsprechers
einem prismatischen, an beiden Grundflächen offenen Hohlraum gegenübersteht, aus
dem die vom Lautsprecher ausgehenden Schallwellen in zwei Richtungen abfließen können,
die zur Achse des Mikrophons und des Lautsprechers senkrecht stehen, und daß der
Rauminhalt des prismatischen Hohlraumes sehr klein im Vergleich zum akustisch wirksamen
Rauminhalt der Sprechzelle ist. Diese Anordnung gewährleistet im besonderen bei
den tiefen Frequenzen eine Dämpfung der Schallwellen, die vom Lautsprecher erzeugt,
durch den Sprechzellenraum reflektiert werden und in erster Linie für störende Kopplungserscheinungen
verantwortlich sind. Die Dämpfung ist dabei dem Verhältnis der Reaktanzen der beiden
Rauminhalte proportional.
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Die Erfindung soll im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles
in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden, es zeigt F i g. 1 einen
Horizontalschnitt durch die in einer Sprechzelle angeordnete Endstelle einer Gegensprechanlage,
F i g. 2 einen Vertikalschnitt längs der Ebene II-II in F i g. 1, F i g. 3 ein Diagramm
der Schalldruckverteilung (Heulton) als Funktion des Abstandes vom Mikrophon und
F i g. 4 ein Diagramm der Schalldruckverteilung (Heulton) in der Sprechzelle, in
der die Mikrophonachse enthaltenden Vertikalebene.
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F i g. 1 zeigt einen Horizontalschnitt durch einen Lautfernsprecher,
der sich in einem abschirmenden Kasten oder Gehäuse 11 befindet, der in einer Sprechzelle
10 angeordnet ist. Die Mittelebene des Gehäuses 11 liegt in der Ebene, die den aus
den Wänden 12,13 der Sprechstelle 10 gebildeten rechten Winkel halbiert.
Bei der dargestellten Ausführungsform liegen die Membrane 14 eines Lautsprechers
19 und die Membrane 15 eines Mikrophones 20 in zwei zueinander
parallelen Ebenen. Das Mikrophon soll eine gute
Richtcharakteristik
besitzen. Mikrophon und Lautsprecher weisen in entgegengesetzte Richtungen.
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Die Membrane 15 des Mikrophons 20 ist zur Sprechzelle, d. h. auf den
Ort, an dem sich der Sprecher befindet, gerichtet. Die Membrane 14 des- Lautsprechers
19 weist auf einen prismatischen Holraum 23 mit offenen Grundflächen, der seitlich
durch Teile 16,17 begrenzt ist, die zu der Innenwand 12,13 der Sprechzelle gehören,
Die Wandlersysteme 19, 20 sind voneinander akustisch entkoppelt, " beispielsweise
durch einen schalldämpfenden Werkstoff im Zwischenraum 18 und durch eine elatische,
schwingungsdämpfende Halterung im Gehäuse 11.
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Das Gehäuse 11, in dem Mikrophon, Lautsprecher und alle anderen. zum
Betrieb der Anordnung erforderlichen Schaltelemente untergebracht sind, hat hier
die Form eines. Rechteckes, auf das ein gleichschenkeliges Trapez aufgesetzt ist.
Die Seiten 21, 22 sind so bemessen, daß sie an den im rechten Winkel aufeinanderstehenden
Wänden 12,13 der Sprechzelle 10 satt anliegen.
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Die vom Lautsprecher 19 abgestrahlten Schallwellen gelangen in den
prismatischen Hohlraum 23, werden dort mehrfach reflektiert und bewirken das Entstehen
von Phantomschallquellen, die das Grundschallfeld verstärken. Die Schallwellen treten
schließlich durch die beiden offenen Seiten des prismatischen Hohlraumes 23 nach
oben bzw. unten aus.
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Das Verhältnis zwischen dem Rauminhalt des prismatischen Hohlraumes
13 und dem akustisch wirksamen Rauminhalt der Sprechzelle 10 ist so bemessen, daß,
besonders-bei tiefen Frequenzen, eine Dämpfung der Schallwellen, die vom Lautsprecher
erzeugt und durch den Sprechzellenraum reflektiert werden, am Ort des Mikrophons
eintritt. Diese Dämpfung ist im Verhältnis der Reaktanzen der beiden Räume proportional.
Die geschilderte Gestaltung des Gehäuses 11, in dem der Lautfernsprecher untergebracht
ist und die besondere Anordnung an den Wänden der Sprechzelle bewirken das Entstehen
einer akustisch toten Zone in der Nähe des Mikrophons, wie das Diagramm in F i g.
3 zeigt. Das in F i g. 3 dargestellte Diagramm zeigt die Verteilung des in der Sprechzelle
auftretenden Schalldruckes längs einer Geraden, die senkrecht auf der Ebene der
Mikrophonmembran steht und mit der Mikrophonachse zusammenfällt.
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Das in F i g. 4 dargestellte Diagramm zeigt die Verteilung des Schalldruckes
in einer zur Mikrophonmembran senkrechten Ebene auf Kreisen, die das Mikrophon als
Mittelpunkt besitzen und deren Halbmesser gleich der halben bzw. der ganzen Höhe
des Gehäuses 11 ist. Die Winkel von der Horizontalen in Richtung auf die Decke der
Sprechzelle sind mit einem Minuszeichen, die Winkel von der Horizontalen zum Boden
der Sprechzelle mit einem Pluszeichen versehen.
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Die durch die Bemessung des prismatischen Hohlraumes 23 bewirkte Dämpfung
und die bezüglich der vom Lautsprecher abgestrahlten Schwingungen akustisch tote
Zone in der Nähe des Mikrophons bewirken eine gute akustische Entkopplung zwischen
Lautsprecher und Mikrophon, so daß .die Gefahr von Störanregungen weitgehend verringert
wird. : ; '_ Der prismatische° Hohlraum kann natürliche auch auf andere Weise gebildet
werden. So ist es beispielsweise möglich, die schrägen Wände 21, 22 des Gehäuses
11 bis zum Zusammentreffen zu verlängern.