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Die Erfindung bezieht sich auf kompakte Lautsprecheranlagen.
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Lautsprechende Telefonstationen, auch bekannt als
"Lautsprechertelefone" oder "Freisprechtelefone", kombinieren einen
Lautsprecher und ein Mikrophon innerhalb eines einzigen
Gehäuses, um es dem Nutzer zu ermöglichen, an einem
Telefongespräch teilzunehmen, ohne einen Handapparat an sein/ihr
Gesicht halten zu müssen. Es ist allgemein bekannt, dass ein
Lautsprecher ein dichtes Gehäuse oder einen rückwärtigen
Hohlraum benötigt, um einen gleichmäßigen Frequenzgang zu
erzielen. Dies ergibt sich aus der 180º-Phasendifferenz
zwischen Schall, der von der Vorder- und von der Rückseite des
Lautsprecherkonus abgestrahlt wird. Um unerwünschte
Wechselwirkungen zwischen diesen beiden Schallwellen zu vermeiden,
wurde die Vorstellung einer unendlichen Schallwand
geschaffen. Eine unendliche Schallwand ist einfacherweise eine
starre Ebene, die sich in alle Richtungen über eine unbegrenzte
Entfernung erstreckt, wobei die Vorder- und Rückseiten eines
Lautsprechers getrennt werden. Da Schallwellen eine solche
Ebene nicht durchdringen und nicht umgehen können, werden
Schalle, die von der Rückseite des Lautsprechers kommen,
ausgeschlossen von Wechselwirkungen mit Schallen, die von deren
Vorderseite kommen. Ungeachtet der offensichtlichen
Einfachheit und Eleganz einer unendlichen Schallwand, haben
Ingenieure mit begrenzter Vorstellungskraft sie als unpraktisch
erklärt. Glücklicherweise sind andere Lösungen verfügbar
einschließlich der Verwendung von Hüllen, um von der Rückseite
des Lautsprechers stammende Schalle einzufangen, und
abgestimmter Kanäle, um die Phasen der Schallwellen unterhalb
einer bestimmten Frequenz zu invertieren. Ohne solche Maßnahmen
zu ergreifen, verursacht die Wechselwirkung zwischen den
Schallwellen zwischen den Vorder- und Rückseiten des gleichen
Lautsprechers einen unausgeglichenen Frequenzgang (z. B.
werden einige Frequenzen stärker betont als andere). Diese
grundlegende Überlegung ist mit jedem beliebigen Lautsprecherdesign
verbunden, egal ob es ein Lautsprechertelefon oder
ein High-Fidelity-System ist. In Lautsprechertelefonen
existieren jedoch im allgemeinen akustische Undichtigkeiten um
die Wähltastatur, Schalter, Buchsen herum und zwischen oberen
und unteren Abschnitten dessen Gehäuses. Unterm Strich kommt
heraus, dass Interferenzen niederfrequente Ausgangssignale
herabsetzen und "Kerben" im Frequenzgang bei hohen Frequenzen
erzeugen, was beides die Klangqualität beeinträchtigt.
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Bei Lautsprechtelefonen treten zusätzliche Probleme auf
derart, dass der Lautsprecher im allgemeinen innerhalb des
gleichen Gehäuses wie das Mikrophon angeordnet ist. Eine
akustische Kopplung zwischen Lautsprecher und Mikrophon bedeutet,
dass die entfernte Partei bei einem
Lautsprechertelefongespräch ein zurückkommendes Echo erfahren wird, dessen
Irritation sich auf eine "Hin- und Zurück-Verzögerung" bezieht. In
extremen Fällen führt die akustische Kopplung zwischen dem
Lautsprecher und dem Mikrophon sogar zu einer Oszillation.
Demgemäss ist es bei Hochleistungslautsprechertelefonen, die
Voll-Duplex-Eigenschaften anstreben, erforderlich, dass eine
wesentliche Aufmerksamkeit der akustischen Kopplung zwischen
dem Lautsprecher und dem Mikrophon geschenkt wird.
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US-Patent 4,937,877 wurde am 26. Juni 1990 Pocock et al.
erteilt und trägt den Titel "Modulare Mikrophonanordnung".
Pocock strebt danach, das Mikrophon von dem Lautsprecher zu
isolieren durch Umhüllen einer Richtmikrophonkapsel innerhalb
einer geschlossenen Hülle eines Freisprechtelefonsets. Beide
Seiten der Mikrophonmembran sind eingehenden Schallwellen
ausgesetzt durch Öffnungen in der oberen Oberfläche des
Telefongehäuses. Eine derartige Einwirkung ist für eine
Richtwirkung erforderlich. Jedoch ist die Anwendung dieser Technik
bei einem Lautsprecher nicht nur unpraktisch bei Telefonsets,
bei denen der Raum für spezifische Strukturen knapp ist,
sondern auch problematisch, da die Hauptmerkmale, welche die
Mikrophonrichtwirkung verbessern, den Frequenzgang eines nicht
gerichteten Lautsprechers herabsetzen.
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DE-U-9203669 beschreibt eine zweiteilige Telefonstation,
welche einen Lautsprecher umfasst, der in einer Hülle montiert
ist, die innerhalb der Telefonstation sich befindet. Die
Telefonstation umfasst einen oberen Schalenabschnitt und einen
Basistrog, die miteinander verschraubt sind. Die Umhüllung
wird gebildet, wenn Teile der oberen Schale und des
Basistrogs zusammenkommen und den Lautsprecher dazwischen
einschließen, wobei die Notwendigkeit für spezielle
Montagewerkzeuge für den Lautsprecher vermieden wird. Akustische
Übertragungsöffnungen befinden sich in dem oberen
Schalenabschnitt oberhalb des Lautsprechers.
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Gemäß dieser Erfindung wird eine kompakte Lautsprecheranlage,
wie in Anspruch 1 beansprucht, bereitgestellt.
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Der Frequenzgang eines Lautsprechers innerhalb eines Gehäuses
eines elektronischen Gerätes wird verbessert durch
Einschließen dessen in einer separaten abgedichteten Hülle. Das
Gerätegehäuse umfasst eine gedruckte Leiterplatte mit
daraufmontierten elektrischen Komponenten. Die abgedichtete Hülle ist
kompakt ausgebildet durch Verwendung der gedruckten
Leiterplatte als eine Seite der Hülle und eine ausgewählte
Oberfläche des Gerätegehäuses als andere Seite der Hülle. Die
ausgewählte Oberfläche umfasst Schallöffnungen, die von dem
Inneren der Hülle durch den Lautsprecher selbst isoliert sind.
Sich abwärts von der Oberfläche des Gehäuses erstreckend gibt
es Seitenwände, die den Lautsprecher umgeben. Dichtmaterial
wird verwendet, um die Seitenwände mit der gedruckten
Leiterplatte zu verbinden.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist
die abgedichtete Hülle mit einem akustisch absorbierenden
Material wie etwa Schaum oder Fasern gefüllt, welches dessen
effektives akustisches Volumen erhöht, wodurch der
Frequenzgang bei tiefen Frequenzen verbessert wird. Eine nachgebende
Dichtung ist zwischen den Seitenwänden und der gedrucken
Leiterplatte als Dichtmaterial positioniert.
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Zu dem ist bei der beispielhaften Ausführungsform der
Lautsprecher in einer "nach oben strahlenden" Richtung zwischen
den Vertiefungen montiert, die dafür ausgelegt sind, sich dem
zugehörigen Telefonhandapparat anzupassen. Eine derartige
Anordnung führt zu einem besonders kompakten Design.
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Schließlich ist bei der beispielhaften Ausführungsform ein
abgestimmter Kanal in das obere Gehäuseteil eingepresst, der
sich in die abgedichtete Hülle erstreckt. Seine Länge und
Querschnittsfläche sind so ausgewählt, um mit dem Volumen der
abgedichteten Hülle zu kooperieren, um im Bereich der unteren
Grenzfrequenz des Lautsprechers den Frequenzgang
weiterzuverbessern.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung und ihre Betriebsweise ist klarer zu verstehen
aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit der
beigefügten Zeichnung, bei der:
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Fig. 1 die Draufsicht des Äußeren eines für die Verwendung
bei der vorliegenden Erfindung angepassten
Lautsprechertelefons ist, ·
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Fig. 2 eine Schnittansicht des Lautsprechertelefons nach
Fig. 1 ist, welche die abgedichtete Hülle zeigt, in
der ein Lautsprecher montiert ist,
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Fig. 3 eine Explosionsdarstellung des Inneren des in den
Fig. 1 und 2 gezeigten Lautsprechers offenbart,
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Fig. 4 Frequenzgangsdiagramme eines Lautsprechers zeigt, der
in das Lautsprechertelefon mit und ohne abgedichtete
Hülle gemäß der vorliegenden Erfindung montiert ist,
und
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Fig. 5 Diagramme der akustischen Kopplung zwischen dem
Lautsprecher und dem Mikrophon des
Lautsprechertelefons mit und ohne der abgedichteten Hülle gemäß der
vorliegenden Erfindung als eine Funktion der
Frequenz zeigt.
Detaillierte Beschreibung
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Lautsprechertelefone haben in den letzten Jahren an
Popularität gewonnen, insbesondere im Geschäftsleben, wo die
Annehmlichkeit freisprechender Kommunikation mehr eine
Notwendigkeit als Luxus geworden ist. Lautsprechertelefone erlauben es
dem Nutzer während eines Gesprächs sich im Büro zu bewegen
und ermöglicht es Kollegen, sich für einen Konferenzanruf
zusammen zu finden. Der geschäftliche Anwender zeigt jedoch
wenig Verstähdnis für Ausrüstung geringer Qualität und die
Klangqualität von Lautsprechertelefonen ist seinen Benutzern
sofort ersichtlich. Das ideale Lautsprechertelefon ist eines,
das die Stimme einer entfernten Partei mit großer Treue
wiedergibt (d. h. "Natürlichkeit") und ein Voll-Duplex-Gespräch
(d. h. simultanes Gespräch in zwei Richtungen) zulässt.
Klangwiedergabetreue erfordert inhärent, dass der Lautsprecher
einen Ausgangssignalpegel bereitstellt, der linear proportional
zu seinem Eingangssignalpegel über den hörbaren
Frequenzbereich ist. Mit anderen Worten müssen alle Frequenzen die
gleiche Behandlung erfahren und keine werden mehr als andere
verstärkt oder gedämpft. Da darüber hinaus der Lautsprecher
und ein Mikrophon sich im allgemeinen das gleiche Gehäuse
teilen, sollte die Kopplung zwischen diesen Wandlern
minimiert werden, um die Fähigkeit der
Lautsprechertelefonschaltung zu verbessern, einen Voll-Duplex-Dienst bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung verbessert die Lautsprecherqualität
in der Weise, dass der Frequenzgang gleichzeitig verbessert
wird damit, dass die Lautsprechermikrophon-Kopplung reduziert
wird.
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Fig. 1 zeigt in der Draufsicht ein
Lautsprechertelefongehäuse mit entferntem zugehörigen Handapparat. Normalerweise
passt der Empfängerabschnitt des Handapparats in die
Vertiefungen 410, während der Senderabschnitt des Handapparats in
die Vertiefung 440 passt. Der Nutzer kann den aktiven Zustand
(d. h. abgehoben) in einem Lautsprechermodus durch bloßes
Drücken der Lautsprechertaste 460 einleiten. Der aktive
Zustand wird alternativ durch den Gabelschalter 125 ausgewählt,
wenn der Empfängerabschnitt des Handapparats aus der
Vertiefung 410 entfernt wird. Während des Lautsprechertelefonmodus
wird der Handapparat nicht benutzt. Stattdessen wird ein
Mikrophon, das in das Gehäuse (hinter den Schallöffnungen 461)
eingebaut ist, verwendet, um hörbare Schalle abzunehmen.
Zusätzlich wird ein Lautsprecher, der in das Gehäuse (hinter
den Schallöffnungen 421) eingebaut ist, dazu verwendet, um
hörbare Schalle abzustrahlen. Die Lautstärke (Lautheit) des
Lautsprechers wird durch einen Wippschalter 465 gesteuert.
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Der Lautsprecher ist direkt unterhalb der Öffnungen 421 an
der inneren Oberfläche des oberen Gehäuseteils 400 montiert.
Der Lautsprecher ist in einer nach "oben abstrahlenden"
Richtung zwischen den Handapparat aufnehmenden Vertiefungen 410,
440 montiert. Schalle, die von der Vorderseite des
Lautsprechers herrühren treten einfacherweise durch die Öffnungen und
in die Luft, wo sie gehört werden können. Diese Schalle sind
omnidirektional, was bedeutet, dass sie in alle Richtungen in
gleicher Weise abstrahlen. Es ist anzumerken, dass die
Rückseite des Lautsprechers eine Schallwelle erzeugt, die um 180º
phasenverschoben ist gegenüber den Schallwellen, die auf der
Vorderseite erzeugt werden. Sollten sich diese Schallwellen
vermischen, interferieren sie miteinander. Und während eine
Schallauslöschung insbesondere bei tiefen Frequenzen
ausgeprägt ist, tritt eine Auslöschung und eine Verstärkung bei
hohen Frequenzen auf abhängig von der Frequenz und dem
bestimmten
Ort des Gehäuses, an dem Schall (von der Rückseite
des Lautsprechers aus) leckt. Das nächste Ergebnis ist, dass
der Frequenzgang des Lautsprechers verschlechtert wird.
Zusätzlich breiten sich die Schallwellen von der Rückseite des
Lautsprechers durch das Innere der Telefonstation aus und
werden durch das Mikrophon aufgenommen. Eine derartige
Kopplung ist nicht wünschenswert, da sie zu Schwingungen führen
kann ziemlich genau in der Weise, wie dies
Lautsprechersysteme in großen Auditorien tun und wie sie die meisten Menschen
schon erlebt haben. Jedoch bevor bereits die Schwingungen
auftreten, liefert die zuvor genannte Kopplung ein Echo, das
für die entfernte Partei bei einem Telefongespräch klingt als
würde er eine verzögerte Version seiner eigenen Rede durch
den Empfänger (d. h. ein sehr lautes "Nebengeräusch") hören.
Dies ist im allgemeinen nicht wünschenswert.
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Obwohl Schallwellen von der Rückseite des Lautsprechers im
allgemeinen Schallwellen von dessen Frontseite unter
unkontrollierten Bedingungen auslöschen, ist es möglich, die Phase
der von der Rückseite des Lautsprechers herrührenden
Schallwellen in einem ausgewählten Frequenzbereich umzukehren, um
den Gesamtfrequenzgang zu verbessern. Der abgestimmte Einlass
422 wird für diesen Zweck wie nachfolgend erläutert
verwendet.
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Bisher haben sich die Anstrengungen, ungewollte Schallwellen,
insbesondere solche, die vom Lautsprecher stammen, vom
Eintreffen auf das Mikrophon zu isolieren, primär auf das
Mikrophongehäuse selbst konzentriert (vgl. beispielsweise US-
Patent 4,937,877), obwohl in einigen Fällen eine verbesserte
Isolation von der besonderen Richtcharakteristik
(Polarantwort) des Mikrophons herrührt (vgl. beispielsweise US-Patent
4,885,773). Die vorliegende Erfindung stellt eine derartige
Isolation auf verschiedene und neue Weise bereit, was am
deutlichsten in Fig. 2 gezeigt ist, welche eine
Querschnittsansicht des Lautsprechertelefons nach Fig. 1 im
Bereich, in dem der Lautsprecher platziert ist, bietet.
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Fig. 2 offenbart das Innere eines Lautsprechertelefons mit
einem oberen Gehäuseteil 400, einem unteren Gehäuseteil 200
und einem keilförmigen Sockel 600, welcher das
Lautsprechertelefon unter einem für tischmontierten Betrieb annehmbaren
Winkel platziert. Zwischen dem oberen und dem unteren
Gehäuseteil ist eine gedruckte Leiterplatte 100, die eine Vielzahl
von elektrischen Komponenten 112, 113 enthält. Eine
abgedichtete Hülle 420 wird innerhalb des Inneren des
Lautsprechertelefons geschaffen, welche vollständig den Lautsprecher 300
umgibt. Die Hülle ist an ihrer oberen Seite begrenzt durch
das obere Gehäuseteil 400 und an ihrer Bodenseite durch die
gedruckte Leiterplatte 100. Darüber hinaus ist die Hülle 420
umgeben an vier lateralen Seiten durch eine Seitenwand 425,
die in das obere Gehäuseteil gepresst ist. Um eine Abdichtung
zwischen Seitenwand 425 und gedruckter Leiterplatte 100
zubilden, wird eine flexible Dichtung 500 verwendet.
Vorteilhafterweise sind die elektrischen Komponenten 112, 113
innerhalb der abgedichteten Hülle platziert und wertvoller Raum
wird nicht verschwendet. Von der Frontseite des Lautsprechers
300 herstammende Schalle treten durch die Schallöffnungen 421
in dem oberen Gehäuseteil, während von der Rückseite des
Lautsprechers stammende Schalle innerhalb der abgedichteten
Hülle 420 behalten werden. Der abgestimmte Einlass 422
erlaubt jedoch Schallwellen innerhalb der Hülle auszutreten.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
Resonanzfrequenz des abgestimmten Einlasses 286 Hz, welche so
ausgewählt ist, um etwas unterhalb der unteren Grenzfrequenz
des Lautsprechers zu sein. Schallwellen bei Frequenzen nahe
der Resonanz werden phasenverschoben und in der Amplitude
erhöht, so dass unterm Strich der Effekt des abgestimmten
Einlasses ist, die untere Grenzfrequenz des Lautsprechers
herabzusetzen. Schallwellen überhalb 286 Hz, die den abgestimmten
Einlass entstammen, werden bei 12dB pro Oktave gedämpft
(wobei sie einen geringen Einfluss auf den Gesamtfrequenzgang
haben).
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Fig. 3 offenbart eine Explosionsdarstellung des Inneren des
Lautsprechertelefons. Der Lautsprecher 300 ist an dem oberen
Gehäuseteil 400 befestigt und bedeckt vollständig die
Schallöffnungen 421, welche in das obere Gehäuseteil eingepresst
sind. Wie angedeutet passt der Lautsprecher 300 in die
abgedichtete Gehäuseregion 420 des Lautsprechertelefons in einer
kompakten Weise. Einer der handapparataufnehmenden
Vertiefungen 440 ist miteinbezogen in die Hülle, um das Volumen der
Hülle zu vergrößern. Die handapparateaufnehmende Vertiefung
410 ist ausgenommen, denn sie hat eine Öffnung 415, welche
nicht vollständig durch den Gabelschalter 125 abgedichtet
wird nach dem die gedruckte Leiterplatte 100 mit dem oberen
Gehäuseteil 400 verbunden ist. Die gedruckte Leiterplatte 100
enthält eine große Anzahl von Komponenten, die dazu benötigt
werden, das Lautsprechertelefon zu betreiben, jedoch sind nur
einige wenige gezeigt. Ein Umfang 115 definiert einen Bereich
110 der gedruckten Leiterplatte, der innerhalb der
abgedichteten Hülle ist. Die Komponenten 111 bis 113 befinden sich
innerhalb der Hülle, während beispielsweise die Komponenten
121, 122 sich außerhalb der abgedichteten Hülle befinden. Es
ist wünschenswert, das es keine Schalllecks in der Hülle
gibt, weshalb Durchgangsverbindungen 130 abgedichtet sein
sollten. Durchgangsverbindungen sind Löcher, die sich
zwischen entgegengesetzten Seiten der gedruckten Leiterplatte
erstrecken und die typischerweise mit Zinn belegt sind, so
dass sie elektrisch leitend sind. Zusätzlich zum Herstellen
elektrischer Verbindungen zwischen entgegengesetzten Seiten
der gedruckten Leiterplatte werden Durchgangsverbindungen
auch zur Aufnahme von Drähten zum Herstellen von Verbindungen
zu elektrischen Komponenten, die nicht auf der gedruckten
Leiterplatte platziert sind, verwendet. Z. B. führen Drähte
431 elektrische Signale zu/von einer Buchse 430 auf dar Seite
des oberen Gehäuseteils 400 und sind mit den
Durchgangsverbindungen 130 verbunden, die sich außerhalb der Hülle
befinden, und es sind Drähte 331 vom Lautsprecher 300 mit den
Durchgangsverbindungen 130 verbunden, die sich innerhalb der
Hülle befinden. Eine Dichtung 500 ist entlang des Umfangs 115
der abgedichteten Hülle platziert, um gegen die gedruckte
Leiterplatte 100 abzudichten, wenn das Telefonset
zusammengebaut wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist die Dichtung 500 ein separates Teil, das aus EPDM
(Ethylen-Propylen-Dien-Monomer, einem Terpolymer-Elastomer)
hergestellt ist. Alternativ kann die Dichtung auch aus einem
anderen nachgebenden Material wie etwa Silikongummi oder
Schaumstoff mit geschlossenen Zellen hergestellt sein und kann
entlang des Umfangs 115 angewandt werden, um die Notwendigkeit
eines separaten Teils zu vermeiden. Schließlich kann ein
starres Material wie etwa Epoxy entlang des Umfangs 115
angewendet werden während des Zusammenbaus, um die Seitenwände
mit der gedruckten Leiterplatte permanent zu verbinden. Bei
der letzten Analyse muss eine Dichtung zwischen den
Seitenwänden und der gedruckten Leiterplatte erzeugt werden. Wegen
Seitenwand 425, die in das obere Gehäuseteil 400 eingepresst
ist, einen Kontakt herstellt mit der gedruckten Leiterplatte
nur über den Umfang 115, sollte der Umfang von Komponenten,
um die Bildung der Dichtung zu erleichtern. Leiterzüge 114
können jedoch den Umfang kreuzen, um Komponenten auf beiden
Seiten zu verbinden. Solche Züge erzeugen nur kleine
Änderungen in der Höhe und werden durch die Dichtung 500
kompensiert.
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Das obere Gehäuseteil 400 ist aus einem thermoplastischen
Material wie beispielsweise einen ABS-Harz (Acrylnitril-
Butadien-Styrol). Bei der bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Seitenwände 425 der abgedichteten Hülle 420
in das obere Gehäuseteil gepresst und im wesentlichen
kostenlos. Der Lautsprecher 300 ist mechanisch an dem oberen
Gehäuseteil befestigt, um so die Schallöffnungen 421 abzudecken.
Um einen guten Frequenzgang bei tiefen Frequenzen
sicherzustellen, sollte die abgedichtete Hülle so groß wie möglich
gemacht werden. Darüber hinaus kann die Hülle jede beliebige
Form annehmen, da sie einfacherweise als eine akustische
Nachgiebigkeit (d. h. eine Luftfeder) dient. Es können Rippen
in die Hülle gepresst sein, um die Seitenwände 425 zu versteifen
und mechanische Resonanzen zu minimieren. Sobald der
Lautsprecher 300 in die Hülle 420 montiert ist, wird ein
akustisches absorbierendes Material wie etwa HyfonicTM-
Offenzellenschaumstoff oder FiberglasTM-Material in die Hülle
gepackt, um deren effektives akustisches Volumen zu erhöhen.
Dies senkt die Frequenz des niederfrequenten
Dämpfungsanstiegs und dämpft die Resonanzspitze, die ab und zu
existiert.
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Der Frequenzgang am tieffrequenten Ende wird ferner
verbessert durch den abgestimmten Einlass 422, der sich von dem
Äußeren des Gehäuseteils 400 in die abgedichtete Hülle 420
erstreckt. Solche Konstruktionen sind bekannt als
Bass-Reflexhüllen. Der abgestimmte Einlass umfasst eine Öffnung in der
Hülle, welche eine vorgegebene Querschnittsfläche "S" und
eine vorgegebene Länge "L" hat. In Verbindung mit dem Volumen
der abgedichteten Hülle sind die vorgegebene
Querschnittsfläche und die Länge so ausgewählt, um im Bereich des
tieffrequenten Einsatzpunktes in Resonanz zu treten und dabei den
Frequenzgang bei tiefen Frequenzen des Lautsprechers auf eine
noch tiefere Frequenz zu verschieben. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung umfasst der abgestimmte Einlass
eine Hohlröhre, die in das obere Gehäuseteil 400 eingepresst
ist entlang der Seitenwände 425 und Schallöffnungen 421. Wie
oben bereits erläutert verschiebt der abgestimmte Einlass die
Phase und hebt die Schallwellen bei Frequenzen nahe seiner
Resonanzfrequenz "fr" an. Und obwohl eine Vielzahl von Formen
möglich sind, besteht die folgende Gleichung und die
beispielhaften Dimensionierungen für einen abgestimmten Einlass
mit einem runden Querschnitt:
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wobei:
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fr = Resonanzfrequenz des abgestimmten Einlasses = (286 Hz)
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S = Einlassquerschnittsfläche = (0,196 Inch²)
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L = Einlasslänge = (0,50 Inch)
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a = Einlassradius = (0,25 Inch)
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V = Volumen der eingeschlossenen Hülle = (12 Inch³)
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C = Schallgeschwindigkeit = (13,504 Inch pro Sekunde)
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Es können Kompromisse gemacht werden zwischen Einlasslänge,
Querschnittsfläche und Hüllenvolumen, während die selbe
Resonanzfrequenz beibehalten wird. Darüber hinaus kann der
abgestimmte Einlass eine Vielzahl kleinerer abgestimmter Einlässe
aufweisen, von denen jeder die gleiche Einlasslänge hat,
jedoch kleinere Querschnittsflächen hat, die sich zusammen zur
gleichen obigen Einlassquerschnittsfläche zusammensetzen.
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Öffnung 415 im oberen Gehäuseteil erlaubt dem Gabelschalter
125 (der auf der gedruckten Leiterplatte 100 montiert ist)
aus der Vertiefung 410 herauszuragen. Da diese Öffnung
außerhalb der abgedichteten Hülle ist, hat sie keinen Effekt auf
den Frequenzgang. Öffnung 415 ist beispielhaft für die
Vielzahl von Orten, wo in einem Lautsprechertelefon Lecks
existieren, welche den Frequenzgang beeinflussen. Schließlich
ist ein Schraubenloch 126 in der gedruckten Leiterplatte mit
einer Punze 426 ausgerichtet, welche in das obere Gehäuseteil
400 eingepresst ist, um deren Verbinden zu erleichtern.
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Die Verbesserung beim Frequenzgang, die durch die vorliegende
Erfindung erreicht wird, wird anhand der Kurve nach Fig. 4
erläutert, welche den relativen Ausgangspegel (in dE) des
Lautsprechers wiedergibt, welcher von einem konstanten
Eingangspegel für Frequenzen im Audiofrequenzbereich herrührt.
Der Effekt des abgestimmten Einlasses ist in dieser Kurve
nicht enthalten. Von besonderem Interesse ist die
herabgesetzte Schwankung in den Spitzen und Tälern der
Frequenzgangcharakteristik. Zu beachten ist, dass die 15dB-Schwankung,
ohne die abgedichtete Hülle herabgesetzt wird auf ungefähr
7,5dB, wenn die Hülle vorhanden ist. Des weiteren bietet die
abgedichtete Hülle der vorliegenden Erfindung eine Anhebung
bei der Amplitude der Frequenzgangcharakteristik an deren
unterem Ende. Eine starke Betonung wurde dem Verbessern des
Frequenzgangs bei tiefen Frequenzen gegeben, da die typische
Lösung die ist, sehr große Lautsprecher und sehr große
Hüllvolumen zu verwenden. Bei der vorliegenden Erfindung wird der
Frequenzgang bei niedrigen Frequenzen verbessert durch die
Verwendung einer abgedichteten Hülle und Füllmaterial
innerhalb der Hülle. Wie oben erläutert wird der Frequenzgang bei
tiefen Frequenzen weiter verbessert durch Verwendung eines
abgestimmten Einlasses.
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Eine Abnahme bei der akustischen Kopplung zwischen dem
Lautsprecher und dem Mikrophon in einem Lautsprechertelefon ist
in der Kurve nach Fig. 5 erläutert, welche den gemessenen
Signalpegel (in dBVrms) aufzeichnet, der durch das Mikrophon
aufgenommen wird und von einem konstanten
Lautsprecherausgangspegel für Frequenzen im Audiofrequenzbereich herrührt.
Der Effekt des abgestimmten Einlasses ist in dieser Kurve
nicht enthalten. Von besonderem Interesse ist die
herabgesetzte Kopplung bei allen Frequenzen, wobei die Verbesserung
nahezu 20dBVrms bei einigen Frequenzen beträgt.
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Obwohl eine besondere Ausführungsform der Erfindung gezeigt
und beschrieben wurde, sind verschiedene Modifikationen
innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung möglich. Diese
Modifikationen enthalten, sind aber jedoch nicht beschränkt
auf, Lautsprecher, welche in einer nach unten abstrahlenden
Position orientiert sind, Montieren des Lautsprechers in
einem anderen Ort als die den Handapparat aufnehmenden
Ausnehmungen des Lautsprechertelefons, und die Verwendung der
Erfindung in anderen elektronischen Geräten als Telefonen.