DE19830947C2

DE19830947C2 - Basslautsprecheranordnung

Info

Publication number: DE19830947C2
Application number: DE1998130947
Authority: DE
Inventors: Axel Ridtahler; Stefan Hoos
Original assignee: Individual
Current assignee: Ridtahler Axel Dipl-Ing 76228 Karlsruhe De
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2000-11-09
Anticipated expiration: 2018-07-11
Also published as: DE19830947A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Basslautsprecheranordnung, bestehend aus einem mehrkammerigen Montagerahmen mit mindestens zwei Lautsprechern, die derart in einer nach vorne offenen Kammer des Montagerahmens befestigt sind, dass sich die Membranen gegenüberstehen und deren Rückseiten in mindestens eine nach hinten offene Kammer des Montagerahmens hineinragen. DOLLAR A Die Lautsprecherparameter werden durch den Einbau in den dafür ausgelegten Montagerahmen so beeinflusst, dass die Wiedergabe tiefer Töne hinsichtlich des Frequenzverlaufes und der Dynamik verbessert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Basslautsprecheranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie aus der US 4,326,099 bekannt ist. Aus der CH 558119 ist ebenfalls eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt. Desweiteren beschreibt die US 4,213,515 eine Vorrichtung aus zwei Lautsprechern, mit einem gemeinsamen Reflexkanal, wobei die beiden Lautsprecher direkt in die gleiche Ebene abstrahlen.

Nach dem Stand der Technik erreicht jedes Lautsprecherchassis in den bisher bekannten Einbausituationen in Gehäusen, oder in offenen Montageanordnungen, Leistungen bezüglich des Tieftonverhaltens, die gleich sind oder schlechter, seiner ursprünglichen Parameter nach Thiele/ Small und dem nach DIN-Norm ermittelten Frequenzgang. Durch den Einbau werden besonders die Parameter Eigenresonanz und Güte des Gesamtsystems nach oben verschoben. Dadurch wird die Tieftonwiedergabe (untere Grenzfrequenz) eingeschränkt und das Dynamikverhalten (Güte) beeinträchtigt.

Deshalb werden für die Wiedergabe tiefer Frequenzen heute üblicherweise sehr großvolumige Lautsprechergehäuse eingesetzt, um ein allzu starkes Ansteigen der Resonanz und der Güte zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einem kleinen Gehäuse eine optimale Tieftonwiedergabe bezüglich des linearen Schalldruckverlaufes und des dynamischen Verhaltens zu erreichen. Gelöst wird diese Aufgabe durch den Patentanspruch 1. Die Unteransprüche beschreiben die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.

Die Erfindung wird im folgenden und mit Hilfe der Figuren sowie anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Basslautsprecheranordnung in der Ansicht.

Fig. 2 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die Montageeinheit.

Fig. 3 zeigt einen typischen Schalldruckfrequenzgang einer solchen Anordnung.

Mindestens zwei geeignete Lautsprecherchassis (2) werden in einem offenen 2- oder 3 Kammer- Montagerahmen (1) so eingebaut, daß in der nach vorne gerichteten Kammer (4) jeweils zwei Lautsprecher (2) gleichsinnig gegeneinander arbeiten. Die Rückseiten der Lautsprecher arbeiten auf eine oder zwei weitere Kammern (3), die nach hinten gerichtet und auch offen sind.

- Durch die Kammern (3 und 4), die nach dem Prinzip der gedeckten Pfeifen (einseitig offenes Rohr) arbeiten, werden die Lautsprechermembranen durch die Masse der eingeschlossenen Luft belastet. Das verursacht ein Absinken der Eigenresonanz des gesamten Systems.
- Aufgrund der Einbauweise unterliegen die Lautsprecher zusätzlich einer gegenseitigen Beeinflussung (Dämpfung), die durch die Auslegung der Kammern konstruktiv so zu gestalten ist, daß sich eine optimale Einstellung der Parameter für die Wiedergabe tiefer Frequenzen ergibt. Dabei können die Lautsprecher elektrisch seriell, oder parallel verschaltet werden.

Die Lautsprecherparameter werden also durch den Einbau in einen dafür ausgelegten Montagerahmen so beeinflusst, daß die Wiedergabe tiefer Töne verbessert wird.

Technische Merkmale der Erfindung

1. Die Anordnung von jeweils mindestens zwei gepaarten Lautsprecherchassis (2) in einem typischen, dafür ausgelegten, mehrkammerigen, offenen Montagerahmen (1).
2. Die für diese Anordnung typischen günstigen Veränderungen der Parameter der so kombinierten Lautsprecherchassis.
3. Ein für diese Anordnung typischer Frequenzgang (Fig. 3). Der nutzbare Frequenzbereich liegt etwa zwischen der neuen Resonanz der eingebauten Lautsprecher und der Eigenresonanz der, durch die Kammern gebildeten, gedeckten Pfeifen.
4. Einer Verringerung von ungewollten Gehäusewandresonanzen durch die kompakte Bauweise und den vorzugsweisen Einsatz als Dipolstrahler.
5. Die räumliche Trennung der nach vorne und hinten abgestrahlten Schallwellen durch den Montagerahmen (1).
6. Einer für diese Anwendung typischen und einstellbaren Schallintensität zwischen nach vorne und hinten abgegebener Schallleistung durch die konstruktive Ausbildung der Kammern (3 und 4).
7. Die in den Montagerahmen eingebauten Lautsprecherchassis in Parallel- oder Reihenschaltung können wie ein einzelner Lautsprecher, nun jedoch mit den völlig neuen Parametern für bessere Tieftonwiedergabe, betrieben werden. Eine solche Kombination lässt sich dann, mit den genannten Vorteilen, auch in bekannten Gehäusearten einsetzen.

Die Anordnung hat folgende Vorteile:

- Die Parameter der Lautsprecher (2), die in den entsprechenden Montagerahmen (1) eingebaut werden, werden hinsichtlich der Wiedergabe tiefer Frequenzen deutlich verbessert.
- Der nutzbare Frequenzbereich kann bis unterhalb von 20 Hz ausgedehnt werden.
- Das Ausschwingverhalten bleibt dabei sehr präzise.
- Die Bauform der Montageeinheit bleibt dabei typischerweise sehr klein.

Ausführungsbeispiel:

Für den Prototyp wurden zwei Tieftönern mit 300 mm Durchmesser ausgesucht. Folgende Daten wurden an den Einzelchassis (Freiluft) gemessen:
Resonanz: 25 Hz
Güte: 0,52
Äquivalentes Volumen: 240 Liter

Unter günstigen Bedingungen kann ein einzelner dieser Lautsprecher in einem herkömmlichen, geschlossenen Gehäuse von etwa 150 Litern eine Einbauresonanz von 40 Hz bei einer Güte von etwa 0,8 erreichen. Der Schalldruck-Frequenzverlauf nimmt dabei ab 40 Hz bereits stetig ab. In einer etwas anderen Anordnung nach dem Compound- Prinzip könnten zwei dieser Tieftöner das gleiche Ergebnis in einem geschlossenen etwa 80 Liter großen Gehäuse erreichen.

Der Aufbau des Prototypen erfolgte in einem Montagerahmen mit den Maßen: B × H × T = 320 × 360 × 360 mm³. Um die nach hinten gerichteten Kammern möglichst schmal zu halten (Breite = 72 mm) war es erforderlich die äußeren Seitenwände mit Öffnungen für die Lautsprechermagnete zu versehen, die dann seitlich nach außen überstanden. Um die Montierbarkeit der Lautsprecher in dem sehr klein dimensionierten Montageahmen zu gewährleisten mußte dieser aus mehreren Teilen bestehen und verschraubbar sein. Die Öffnung der Kammer nach vorne wurde auf eine Breite von 100 mm ausgelegt. Folgende Daten wurden an diesem Prototypen gemessen:
Resonanz: 17,5 Hz
Güte: 0,75

Der Nutzbare Frequenzbereich +/- 3 dB erstreckte sich von 17,5 Hz bis 150 Hz (Fig. 2) Nach unten wird hier, wie bei allen Lautsprechern, die Grenze durch die Eigenresonanz charakerisiert, unterhalb dieser der Pegel definiert abfällt.

Im oberen Frequenzbereich erfährt die Montageeinheit ihre Grenzen dort, wo die einzelnen Kammern als gedeckte Pfeifen ihre Eigenresonanz haben. Diese sind aufgrund der äußeren Abmessungen festgelegt. Dadurch ist einer Montageeinheit nach diesem Prinzip ein typischer Frequenzgang aufgeprägt. In (Fig. 2) kann man erkennen wie die Frequenzen bis etwa 180 Hz noch einem stetigen Verlauf unterliegen, dann aber in Unstetigkeiten aufbrechen. Hier ist bereits mit Schalldrucküberhöhungen bis zu 8 dB zu rechnen. Der Arbeitsbereich der Montageeinheiten soll also deutlich unterhalb dieser Resonanzen liegen und durch geeignete aktive oder passive Frequenzweichen entsprechend eingestellt werden.

Für Hörtests wurden drei weitere, gleichartige Montageeinheiten aufgebaut. An diesen konnte das oben beschriebene Verhalten verifiziert werden.

Die Montageeinheiten wurden mit Mittel/Hochtoneinheiten zu 2- oder 3-Wege- Vollbereichslautsprecher ergänzt und mit einer aktiven Frequenzweiche bei etwa 150 Hz getrennt.

Zusätzlich zu den, erwartungsgemäß positiven, Wiedergabeeigenschaften konnten folgende weitere Erkentnisse aus der Praxis gezogen werden:

- Der Betrieb der Montageeinheiten ist als Mono- oder Stereo Tieftoneinheit möglich.
- Die Montageeinheiten sind im Hi Fi und Bühnenbetrieb einsetzbar.
- Die Montageeinheiten sind als Modulsystem beliebig erweiterbar.
- Die Montageeinheiten können leicht zu Mehrwegelautsprechern kombiniert werden.
- Die Aufstellung sollte, wegen der Abstrahlung nach hinten, mit etwas Abstand zu den seitlichen und rückwärtigen Wänden geschehen.
- Da die nach hinten abgestrahlten Frequenzen eine um 180° verdrehte Phase haben werden stehende Wellen im Raum (Raummoden), durch Auslöschungseffekte, stark reduziert.
- Aufgrund der geringen Baugröße und der speziellen Lautsprecheranordnung sind Energiespeicherungseffekte (Gehäuseresonanzen und Reaktanzen) sehr gering.
- Der ausgeglichene Impedanzverlaufes ermöglicht den problemlosen Einsatz von passiven Frequenzweichen.

Bezugszeichenliste für Fig. 1 und Fig. 2

1

Montagerahmen

2

Lautsprecher

3

nach hinten offene Kammer

4

nach vorne offene Kammer

Claims

1. Basslautsprecheranordnung bestehend aus,

a) einem mehrkammerigen Montagerahmen (1)
b) mindestens einem Lautsprecherpaar (2), dessen Lautsprecher derart in einer nach vorne offenen Kammer (4) des Montagerahmens (1) befestigt sind, daß sich die Membranen gegenüberstehen, dadurch gekennzeichnet, daß
c) die Rückseiten der Membranen in nach hinten offene Kammern (3) des Montagerahmens (1) hineinragen, wobei die Öffnungen der Kammern (3) einander entgegengesetzt sind.

2. Basslautsprecher Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseiten in zwei voneinander getrennten, nach hinten offenen Kammern befestigt sind.