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Elektrodynamisches Mikrophon
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrodynamisches Mikrophon mit kardloidförmiger Richtcharakteristik und einer Membran, die nicht nur auf der Vorderseite, sondern auch auf der Rückseite für die umzuwandelnden Schallwellen zugängig ist, u. zw. auf der Rückseite mittels eines Kanals, der z.
B. als zentrale Bohrung des Kernes des Magnetsystems ausgebildet ist, und mittels einer einzigen Luftkammer mit bestimmter Nachgiebigkeit, die einerseits mit mindestens einer weiteren Öffnung in der Wand des Gehäuses versehen ist und anderseits über einen akustischen Widerstand gleichfalls mit der Luftkammer hinter der Membran in Verbindung steht, wobei die Öffnung bzw. Öffnungen über je einen akustischen Widerstand endlichen Wertes in die Aussenluft münden und der Kanal ausschliesslich durch den zugehörigen akustischen Widerstand abgeschlossen ist.
Bei einer bekannten Ausführungsform eines derartigen Mikrophons mündet der zentrale Kanal auf der Rückseite in eine mit Öffnungen versehene zusätzliche Luftkammer, die in Verbindung mit akustischen Widerständen, die die Öffnungen bedecken, zum Erzielen einer Kardioidcharakteristik im Tieftonbereich dient.
Das Mikrophon nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis dieses Widerstandes zum Gesamtwiderstand, der die Öffnung bzw. Öffnungen der Luftkammer in der Wand des Gehäuses abschliesst, zur Einstellung der Richtcharakteristik und der Frequenzcharakteristik im Tieftonbereich einstellbar ist. Zu diesem Zweck ist es wesentlich, dass die erwähnten Öffnungen den Charakter eines Widerstandes haben. Unter dem Begriff "Gesamtwiderstand" ist der totale akustische Widerstand zu verstehen, der die Öffnungen, welche die Verbindung von der Luftkammer zur Aussenluft bilden, abschliesst.
Mit dem Mikrophon nach der Erfindung ist es z. B. möglich, unter Beibehaltung einer einmal gewählten Richtcharakteristik eine gewünschte Frequenzcharakteristik im Tieftonbereich zu erzielen unter Weglassung der zusätzlichen Luftkammer, wodurch im Vergleich zur eingangs erwähnten bekannten Ausführungsform ein akustisch neuer Aufbau mit einer Einsparung an Material und Raum erhalten wird. Um diesen Zweck zu verwirklichen, ist eine richtige Wahl des Verhältnisses zwischen den erwähnten Widerständen notwendig.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke lässt sich in besonders vorteilhafter Weise bei einem Mikrophon verwirklichen, das mit einem Frequenzcharakteristikumschalter, z. B. eineIT'Sprache-Musik- Schalter, versehen ist. Bei diesem letzteren ist die Anforderung gestellt, dass bei Einstellung auf die für Sprache und Musik verschiedenen Frequenzcharakteristiken die Richtcharakteristik erhalten bleibt. Wenn z. B. ein derartiges Mikrophon für Sprache Verwendung findet, soll die Empfindlichkeit des Mirkophones
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tralen Kanal erhöht wird.
Hiedurch wird jedoch die Richtcharakteristik ungünstig beeinflusst. Gemäss der Erfindung ist es möglich, diese Abweichung dadurch zu korrigieren, dass der die Öffnung bzw. Öffnungen bedeckende Gesamtwiderstand entsprechend geändert wird. Das gleiche gilt entsprechend, wenn der Frequenzcharakteristikumschalter verwendet wird, um in einer Lage eine Frequenzcharakteristik für Sprache, bei der die tiefen Töne in gewünschter Weise abfallen, und in der andern Lage eine Frequenzcharakteristik gleichfalls für Sprache zu erhalten, bei der diese Charakteristik in einer andern gewünschten Weise abfällt. Eine derartige Umschaltung kann Anwendung finden, wenn das Mikrophon in Räumen mit viel Umgebungslärm
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verwendet wird, wobei es zweckmässig ist, die Charakteristik im Tieftonbereich stärker als normal zu beschränken.
Es dürfte einleuchten, dass ein derartiger Schalter mehr als zwei Lagen enthalten kann, wenn mehr Änderungen in der Frequenzcharakteristik gewünscht sind, z. B. wenn er noch mit einer Lage für Musikaufnahme versehen wird.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger, in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 stellt ein Mikrophon nach der Erfindung im Schnitt dar, die Fig. 2 und 3 zeigen das elektrische Ersatzschaltbild dieses Mikrophons und die Fig. 4 - 8 stellen Mikrophone mit Frequenzcharakteristikumschaltern dar.
Fig. 1 zeigt ein elektrodynamisches Mikrophon, dessen Magnetsystem aus einem Kern 5 aus dauermagnetischem Material (z. B. einem Ti-Ni-Co-AI-Stahl), der in einem Weicheisentopf 6 befestigt ist, und einer Weicheisenpolplatte 7 als Schlussstück besteht. Zwischen der Polplatte 7 und dem Kern 5 befinden sich ein Luftspalt 8, in dem eine Spule 9 schwingen kann, die an einer an der Polplatte aufgehängten Membran 1 befestigt ist.
Die Membran ist nicht nur auf der Vorderseite sondern auch rückseitig für die umzuwandelnden Schallwellen zugängig. Auf der Rückseite erfolgt diese einerseits durch einen Kanal 2, der hier als Zentralbohrung des Kernes 5 des Magnetsystems ausgebildet ist, und anderseits durch mehrere Öffnungen 4 im Weicheisentopf 6 über eine Luftkammer 3 und mehrere mit einer Gaze bedeckten Löcher 3'in der Polplatte 7. Auch der Kanal 2 und die Öffnungen 4 sind mit Gaze 2'bzw. 4'bedeckt, die ebenso wie die die Löcher 3'bedeckende Gaze als akustische Widerstände dienen.
In Fig. 2 ist das elektrische Ersatzschaltbild des Mikrophons nach Fig. 1 angegeben. Hiebei stellen
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Die aus den Schallwellen resultierende Volumengeschwindigkeit der Membran ist :
EMI2.2
wobei p den Schalldruck an der Vorderseite der Membran, P2 den Schalldruck an der Stelle des Wider-
EMI2.3
EMI2.4
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Das Ersatzschaltbild entspricht jetzt der Darstellung in Fig. 3. Der Koeffizient von (p-p) :
EMI3.1
gibt die Bedingung für eine kardioidförmige Richtcharakteristik an und der Nenner von (2) :
EMI3.2
stellt die Frequenzcharakteristik dar.
Im Tieftonbereich wird die Richtcharakteristik definiert durch
EMI3.3
EMI3.4
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wird. Infolgedessen wird die Empfiüdlichkeit für die tiefen Töne unter Beibehaltung einer guten Richtcharakteristik verringert ; denn durch die Entfernung der Schaumgummiplatten von den Gazestreifen 4'wird r herabgesetzt, wodurch die Bedingung für eine gute Richtcharakteristik nicht mehr erfüllt wird. Dieser Nachteil wird behoben, indem der Widerstand r 2 dadurch gesteigert wird, dass die Gaze 14 die Gaze 2' bedeckt.
In Fig. 6 besteht der Schalter aus einem L-förmigen Streifen 15 mit zwei Löchern 16 und 17, wobei das Loch 16 mit einer Gaze 18 bedeckt ist und der Streifen weiter mit einem Stück Schaumgummi 19 versehen ist, das die mit einer Gaze 20 bedeckte Öffnung 21 abschliessen kann. Dieser Streifen 15 ist zwischen vier Zungen 22 verschiebbar. Die Endlagen werden durch Nocken 23 am Streifen 15 bestimmt. In der dargestellten Lage ist die Öffnung 21 frei, während die Gaze 18 vor den an der Rückseite des Mikrophons angebrachten, durch eine Gaze 24 bedeckten zentralen Kanal 25 geschoben ist ; das Mikrophon eignet sich jetzt z.
B. für Sprechaufnal1me. In der andern Lage des Streifens 15 ist dieser eingedrückt, wodurch der zentrale Kanal 25 durch die Gaze 24 und das Loch 17 mit der Aussenluft in Verbindung steht, während die Öffnung 21 vom Schaumgummikissen 19 verschlossen wird. Auch hier kann eine durch Gaze 21. bedeckte Öffnung vorhanden sein, die vom Streifen 15 während seiner Bewegungen nicht überstrichen wird.
Der Schalter der Fig. 7 besteht aus einen Klemmbügel 26 mit zwei Zungen 27, der mittels Schlitze
28 und Nocken 29 axial verschiebbar um das Mikrophon 30 angebracht ist. Der Bügel 26 ist mit mehreren i Löchern versehen. auf einige dieser Löcher ist Gaze 31 aufgeklebt, während zwischen den Zungen 27 eine
Gaze 32 gespannt ist. In einer Lage (Fig. 7a) bedecken die Gazestreifen 31 mehrere mit einer Gaze 33 (s. Fig. 7b) versehene Öffnungen in der Seitenwand des Mikrophons 30, während die Gaze 32 den gleich- falls durch eine Gaze 34 bedeckten zentralen Kanal 35 freilässt.
Fig. 7b stellt die andere Lage dar. in der der Bügel 26 in axialer Richtung soweit verschoben ist, dass die Gaze 33, die die Öffnung in der Seitenwand des Mikrophons bedeckt, frei wird, während die Gaze 32 in diesem Falle die Gaze 34 des zentralen Kanals 35 bedeckt. Aus den Fig. 7a und b geht auch hervor, dass eine mit einer Gaze 36 versehene Öffnung in der Seitenwand des Mikrophons vorhanden sein kann, die stets in beiden Lagen des Schalters unbedeckt bleibt.
In Fig. 8 ist eine durch eine Gaze 37 bedeckte Öffnung in der Rückseite des Mikrophons 38 vorgese- hen. die durch eine Schaltzunge 39, die um eine Spindel 40 drehbar ist, bedeckt oder freigelassen werden kann. Gleichzeitig mit der Verschiebung der Zunge wird die Gaze 41 verschoben und infolgedessen die
Gaze 42 des zentralen Kanals 43 freigegeben oder bedeckt. Auch in dieser Ausführungsform kann eine durch eine Gaze 44 bedeckte Öffnung in der Rückwand des Mikrophons vorhanden sein, die von der Zunge bei ihren Verschiebungen nicht überstrichen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrodynamisches Mikrophon mit kardioidförmiger Richtcharakteristik und einer Membran, die nicht nur auf der Vorderseite, sondern auch auf der Rückseite für die umzuwandelnden Schallwellen zu- gängig ist, u. zw. auf der Rückseite mittels eines Kanals, der z.
B. als zentrale Bohrung des Kernes des
Magnetsystems ausgebildet ist, und mittels einer einzigen Luftkammer mit bestimmter Nachgiebigkeit, die einerseits mit mindestens einer weiteren Öffnung in der Wand des Gehäuses versehen ist und ander- seits über einen akustischen Widerstand gleichfalls mit der Luftkammer hinter der Membran in Verbin- dung steht, wobei die Öffnung bzw. Öffnungen über je einen akustischen Widerstand endlichen Wertes in die Aussenluft münden und der Kanal ausschliesslich durch den zugehörigen akustischen Widerstand abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis dieses Widerstandes zum Gesamtwider- stand, der die Öffnung bzw. Öffnungen der Luftkammer in der Wand des Gehäuses abschliesst, zur Ein- stellung der Richtcharakteristik und der Frequenzcharakteristik im Tieftonbereich einstellbar ist.