DE706137C

DE706137C - Lautsprecheranordnung

Info

Publication number: DE706137C
Application number: DER92635D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1934-02-17
Filing date: 1935-02-16
Publication date: 1941-05-19
Also published as: US1988250A

Description

Die Erfindung betrifft eine Lautsprecheranordnung zur Verbesserung der Wiedergabe des Gebietes der tiefen Frequenzen. Es sind bereits Schallwiedergabeanordnungenbekannt-S geworden, bei denen mehrere auf verschiedene Frequenzbereiche abgestimmte Lautsprecher in einem einzigen Gehäuse untergebracht waren. Ferner ist es bekannt, einem in einem abgeschlossenen Gehäuse untergebrachten Lautsprecher zusätzliche Membranen zuzu-• ordnen, die lediglich infolge der Luftkopplung, also ohne einen besonderen Antrieb in Schwingung versetzt wurden. Da die bekannten Vorrichtungen infolge des elektromagnetischen Antriebs keine tief abgestimmten Membranen besaßen, konnte die Zuordnung einer zweiten nicht angetriebenen Membran hinsichtlich der Wiedergabe der tiefen Frequenzen nicht auswirken.

Es ist ferner "bei solchen Lautsprechern bekanntgeworden, bei einem sehr kleinen Gehäuse ohne Schall wand eine gute Wiedergabe der tiefen Frequenzen dadurch zu bringen, daß man die Rückseite eines Gehäuses, dessen Durchmesser nicht viel größer als der Membrandurchmesser war, durch eine elastisch aufgehängte Membran abschloß. Diese Lautsprecherform-soll also nicht Resonanzschwierigkeiten bei Gehäuselautsprechern überwinden, sondern allein ermöglichen, bei einem kleinen Gehäuse die sonst übliche Schallwand zu sparen.

Bei den üblichen Lautsprechern wird die Membran innerhalb einer Öffnung der Vorderwand eines Gehäuses angeordnet. Die Rückseite des Gehäuses bleibt offen. Wenn man ■die Rückseite schließt, was wegen der Verhinderung des akustischen Kurzschlusses der von der Membran ausgehenden Schallschwingungen und mit Rücksicht auf die Verhinde- rung des Eindringens von Staub in das Gerät erwünscht ist, entstehen Reflexionen, die insofern nachteilig sind, als sie die naturgetreue Wiedergabe beeinträchtigen und auf das Schwingen der angetriebenen Membran zurüekwirken. Ferner treten bei allseitigem Abschluß des Gehäuses bei gewissen Frequenzen außerordentlich störende Resonanzerscheinungen auf. Der bei solchen in einem Gehäuse eingebauten dynamischen Lautsprecher gefürchtete Kellerton ist auf solche Resonanzerscheiniungen zurückzuführen. Die Rückwirkung auf die Membran selbst wirkt sich so aus, daß infolge der Phasendifferenz der reflektierten Schwingungen gegenüber den durch die ,Antriebsvorrichtung hervorgerufenen Schwingungen die Nutzamplitude verringert wird.

Es hat sich nun herausgestellt, daß bei einer Lautsprecheranordnung, die zur Verbesserung

7061B7

der Wiedergabe des Gebietes der tiefen Frequenzen mit mindestens zwei oder mehr in einem geschlossenen Gehäuse eingebauten und durch den im Gehäuse eingeschlossenen L • 5 raum gekoppelten, tief abgestimmten Mem branen, von denen die eine unmittelbar y" einem Lautsprechersystem angetrieben w versehen ist, die bei einem abgeschlossenen Gehäuse auftretenden Reflexionen dadurch ίο gemäß der Erfindung vermieden werden können, daß die mittelbar angetriebene (n) Membran (en) in derselben Wand wie die unmittelbar angetriebene Membran angeordnet ist (sind) und daß das Mindestvolumen des Gehäuses etwa io⁵ cm⁸ beträgt. Diese Anordnung bringt weiterhin noch den Vorteil mit sich, daß die Membranen so bemessen werden können, daß eine Vergrößerung des Frequenzbandes nach dem Bereich der tiefen Frequenzen hin erhalten werden kann.

Die Abbildungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sowie Schaltbilder und Kurven zur Erläuterung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens.

In der Abb. 1 ist mit 1 die Schallkammer bezeichnet, die durch das Gehäuse 2 gebildet wird. Das Gehäuse 2 besitzt öffnungen 3 und 4. In der Öffnung 3 ist eine Membran 5 angeordnet, die durch die Vorrichtung 6 elektrodynamisch angetrieben wird. In der öffnung 4 befindet sich eine zweite Membran 7, die keine eigene Antriebsvorrichtung besitzt. Die Abb. 2 zeigt ein Gehäuse 2 mit drei Membranen, von denen die mittlere, S, elektrodynamisch angetrieben wird, während die äußeren, J^a, die symmetrisch zur mittleren angeordnet sind, keinen eigenen Antrieb besitzen.

Das Wesen des Lautsprechers gemäß der Erfindung erkennt man durch einen Vergleich mit der äquivalenten elektrischen Schaltung gemäß Abb. 3. Diese zeigt ein gewöhnliches Tiefpaßfilter, wie es durch zwei Membranen gebildet würde, von denen beide dieselben Massen (M₁ = M₂) besitzen und die durch eine akustische Kapazität C gekoppelt sind. Für eine solche Schaltung ist die Grenzfrequenz
j. I

Hier ist

m_x = jw₂ = ■

Masse der Membran (Fläche)²

und

ν ~ds~*'

wo V das Volumen der Luftkammer, d die Dichte der Luft und s die Schallgeschwindigkeit in Luft ist.

Zahlenbeispiel

:£,"/:<JSperrfrequenz f = 80 Hz,

'¹V Masse der Membranen M₁-M₂-IOg, T' -Fläche jeder Membran = 320 cm².

Dann ist

W₁ = W₂ = —. r-^ = 0,0001 ,

² (320)²
Setzt man in die Formel für /:

f — 80

π ]/ο,οοοι C

dann wird

ds² 0,0013 (34100)²

Hieraus erhält man für V den Wert von 230 000 cm⁸.

Die Abb. 3 zeigt das elektrische Ersatzbild der Lautsprecheranordnung gemäß der Abb. 1. Die umgerechneten Membranmassen m_x und W₂ entsprechen den Spulen W₁ und W₂. Mit T₁ und r₂ sind .die Strahlungswiderstände der angetriebenen und der nicht angetriebenen Membranen bezeichnet. Die Querkapazität C entspricht der akustischen Kapazität. Die Antriebskraft ist mit P bezeichnet.

Wie man von der Arbeitsweise eines solchen Filtersystems weiß, tritt zwischen den beiden Seiten des Netzwerkes eine Phasenverschiebung auf.

Die Abb. 4 zeigt die Phasenbeziehungen zwischen der angetriebenen Membran und der Hilfsmembran. In die Abhängigkeit des Phasenwinkels von der Frequenz gehen die Werte für die Membranmassen und für die akustische Kapazität des Schallraumes ein, ebenso die anderen Veränderlichen der oben angegebenen Formeln.

In der Abb. 5 zeigt die punktierte Kurve 9 den Frequenzgang eines üblichen Laut-Sprechers mit einer einzigen Membran ohne Schall wand, während die ausgezogene Kurve 10 den Frequenzgang bei einer erfindungs- :emäßen Lautsprecheranordnung mit zwei Membranen veranschaulicht, durch die ein no viel gleichmäßigerer und naturgetreuerer Frequenzgang erhalten wird. Im Gebiet der höheren Frequenzen verbessert allerdings die Hilfsmembran den Frequenzgang nur wenig, da sie wegen ihrer großen Masse nach hohen Frequenzen zu allmählich unwirksam wird, wenn der Phasenwinkel sich i8o° nähert. In den tiefen Frequenzen macht sich jedoch eine beträchtliche Verbesserung der Wiedergabe bemerkbar. .

Die Hauptvorteile des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens bestehen dem-

entsprechend in der Verbesserung der Schallwiedergabe in dem Bereich der tieferen Frequenz und der Unschädlichmachung der Gehäuseresonanz.

Claims

Patentanspruch:

Lautsprecheranordnung zur Verbesserung der Wiedergabe des Gebietes der tiefen Frequenzen mit mindestens zwei oder mehr in einem geschlossenen Gehäuse eingebauten und durch den im Gehäuse eingeschiossenenLuftraum gekoppelten, tief abgestimmten Membranen, yon denen die Membran unmittelbar von einem

Lautsprechersystem angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mittelbar angetriebene (n) Membran (en) in derselben Wand wie die unmittelbar angetriebene Membran angeordnet ist (sind) und daß das Mindestvolumen des Gehäuses etwa το⁵ cm³ beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen