During the last two decades multichannel audio reproduction systems and the
trend for amore flat design of media devices have lead to an increased
demand in flat panel speakertechnologies.With a depth of a few centimeters
these devices shall allow a space saving andunremarkable integration into
rooms while providing the acoustic quality of a conventionalconus
loudspeaker. Current flat panel speakers can be designed with a depth less
than 10 cm.However if they are mounted directly in front of a wall or
maintained within a flat case anunacceptable quality loss occurs.In this
thesis the reasons for the deterioration of sound quality have been
investigated.Therefore existing flat panel speaker technologies have been
analysed and possible solutionshave been proposed. If flat panel speakers
without enclosure are maintained directly in frontof a wall, reflections
and interferences between sound parts from the front and the back ofthe
membrane lead to an increased acoustic short circuit and to comb filter
eects. On theone hand this eect can be prevented applying a loudspeaker
enclosure. On the other handthe air volume inside the enclosure acts as an
additional spring and influences the vibrationbehavior of the membrane. The
smaller the case is the greater is the springs counterforce.This leads to
an decreased sound pressure level in the low frequency range.Because of
this a new flat panel speaker technology based on array like arranged
miniaturetransducers built in a case is proposed. Through the usage of many
single transducer enoughdriving power can be realized counteracting against
the air volumes stiness. Additionallythe distribution of the driving force
and the subdivision of the sound radiating area in partialareas allows a
piston-shaped vibration behavior and a optimized radiation
characteristic.The developed flat panel speakers dimensions are 75 cm 55
cm 2:4 cm. The frequencyrange is 100Hz to 20 kHz (-6 dB limiting
frequency). Mounted on a wall the speakers meansound pressure level is 88
dB/1W/1 m. Combined with a subwoofer the new developedflat panel speaker
can replace a conventional loudspeaker. To achieve the required
soundpressure level within cinemas or concert halls multiple flat panel
speakers have to becombined.The stereo setup of the final flat panel
speaker developed within this thesis was presentedat the “Internationale
Funkausstellung“ 2009 in Berlin.Mehrkanalige Audiowiedergabesysteme und der Trend zu einem immer flacheren
Design bei Mediengeräten haben das Interesse an Flachlautsprechern in den
letzten 20 Jahren deutlich gesteigert. Mit einer Bautiefe von wenigen
Zentimetern sollen diese eine platzsparende,unaufällige Integration im Raum
ermöglichen und gleichzeitig die akustischen Eigenschaften eines
konventionellen Lautsprechers aufweisen. Bisher eingesetzte
Flachlautsprechertechnologien bieten bereits eine Bautiefe von weniger als
10 cm. Allerdings kommt es zu inakzeptablen Klangbeeinträchtigungen, wenn
diese platzsparend direkt an der Wand oder in einem flachen Gehäuse
betrieben werden.Das Ziel dieser Arbeit bestand daher in der Ermittlung der
Ursachen der Klangbeeinträchtigungen und in der Herleitung von
Lösungsansätzen. Hierzu wurden die bereits auf dem Markt vorhandenen
Flachlautsprechertechnologien analysiert. Beim gehäuselosen
Flachlautsprecher führen im wandnahen Betrieb Reflexionen und Interferenzen
zwischen den Schallanteilen beider Membranseiten zu einer Verstärkung des
akustischen Kurzschlusses und zu kammfilterartigen Amplitudenverläufen.
Durch die Verwendung eines Lautsprechergehäuses kann dies verhindert werden.
Allerdings beeinflusst das Luftvolumen im Gehäuse das Schwingungsverhalten
der Membran wie eine zusätzliche Feder. Je kleiner das Gehäuse ist, desto
größer ist die Kraft, die diese Feder der Membranbewegung entgegensetzt.
Dies führt zu einem geringeren Schalldruckpegel im Tieftonbereich.Aus
diesem Grund wurde eine neue Flachlautsprechertechnologie entwickelt. Die
Basis dafür bildet der Einsatz von Miniaturschallwandlern, die in Arrays
gruppiert und mit einem Gehäuse versehen werden. Durch die Verwendung von
vielen Einzeltreibern kann bei einer geringen Bautiefe genügend
Antriebskraft realisiert werden, um der Steifigkeit des Luftvolumens
entgegen zu wirken. Die Verteilung der Antriebskraft und die
Unterteilungder schallabstrahlenden Fläche in Teilflächen ermöglicht
weiterhin ein kolbenförmiges Schwingungsverhalten und eine optimierte
Abstrahlcharakteristik.Der entwickelte Flachlautsprecher besitzt die
Abmessungen 75 cm , 55 cm , 2;4 cm und überträgt den Frequenzbereich von 100
Hz bis 20 kHz (-6 dB-Grenzfrequenzen) mit einemKennschalldruckpegel von 88
dB/1W/1m bei direkter Wandmontage. Im Heimbereich kann dieser
Flachlautsprecher in Kombination mit einem Subwoofer den konventionellen
Lautsprecher ersetzen. Zur Beschallung von Kino- bzw. Konzertsälen ist der
Einsatz mehrerer Flachlautsprecher notwendig, um den erforderlichen
Schalldruckpegel zu erzielen.Die Ergebnisse der Entwicklung wurden in Form
eines Stereo-Setups auf der Internationalen Funkausstellung 2009 in Berlin
präsentie