DE1198862B - Hochfrequenzschaltung fuer Kondensator-mikrophone - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H04m

Deutsche Kl.: 21 a2 -16/01

Nummer: 1198 862

Aktenzeichen: A 45278 VIII a/21 a2

Anmeldetag: 20. Februar 1964

Auslegetag: 19. August 1965

Die Erfindung betrifft eine Schaltung für elektroakustische Wandler nach dem elektrostatischen Prinzip, insbesondere jedoch Kondensatormikrophone.

Die bekannten Schaltungen lassen sich in zwei Gruppen einteilen. Die eine Gruppe, bei der die Wandlerkapazität eine bestimmte konstante elektrische Ladung erhält und bei der Kapazitätsschwankungen, hervorgerufen durch die Membranbewegungen, an einem Arbeitswiderstand Spannungsänderungen erzeugen, die der Membranbewegung proportional sind, ist sehr gebräuchlich und wird als Niederfrequenzschaltung bezeichnet.

Die Schwierigkeiten dieser Schaltungsgruppe liegen darin, daß infolge der kleinen Kapazität des Mikrophons sehr hochohmige Arbeitswiderstände verwendet werden müssen, so daß Isolationsprobleme auftreten und außerdem alle jene unangenehmen Erscheinungen zu bekämpfen sind, die sich aus der Hochohmigkeit der Steuerkreise (Gitterkreise von Elektronenröhren) ergeben.

Bei der anderen Gruppe von Schaltungen für Kondensatormikrophone verursacht die von der Membranbewegung abhängige Schwankung der Wandlerkapazität die wenigstens angenähert proportionale Änderung einer Bestimmungsgröße, beispielsweise der Amplitude, Phase oder Frequenz einer hochfrequenten Hilfsschwingung. Diese Schaltungsanordnungen werden daher im allgemeinen als Hochfrequenzschaltungen bezeichnet.

Eine der bekanntesten Schaltungen dieser Art ist die Rieggersche Schaltung, bei der die Kapazitätsschwankungen des Kondensatormikrophons eine Frequenzmodulation der hochfrequenten Hilfsschwingung verursachen, deren Demodulation durch eine der bekannten Schaltungen eine niederfrequente Spannung liefert, die dem Signal des Wandlers entspricht.

Bei einer anderen Hochfrequenzschaltung wird die Amplitude der Hochfrequenzspannung im Takte der Kapazitätsschwankungen des Wandlers verändert. Man erhält bei dieser Anordnung eine Art Amplitudenmodulation, bei der jedoch der Träger fehlt und erst mit Hilfe von Kunstschaltungen phasenrichtig hinzugefügt werden muß.

Schließlich ist auch eine Hochfrequenzschaltung bekanntgeworden, bei der das Kondensatormikrophon (C) in einem Zweig einer Brücke angeordnet ist und in Reihe mit einem Kondensator, der den anliegenden Brückenzweig bildet, liegt. Die Einspeisung der Hochfrequenzspannung erfolgt hierbei über einen Übertrager, dessen Sekundärwicklung aus zwei symmetrischen Hälften besteht, die gleich-Hochfrequenzschaltung für Kondensatormikrophone

Anmelder:

Akustische u. Kino-Geräte Gesellschaft m. b. H.,

Wien

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Scherrmann

und Dr.-Ing. R. Rüger, Patentanwälte,

Eßlingen/Neckar, Fabrikstr. 9

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Bernhard Weingartner, Wien

Beanspruchte Priorität:

Österreich vom 20. Mai 1963 (A 4072/63)

zeitig die zwei gegenüberliegenden Brückenzweige bilden. Die Auskopplung der niederfrequent modulierten Wechselspannung erfolgt aus der Brückendiagonale über einen Niederfrequenztransformator, der seinerseits in der Diagonale einer Diodenbrücke liegt. Der Gleichspannungsweg für diese Brückendiagonale ist über eine Hochfrequenzdrossel in der Hochfrequenz-Brückendiagonale geschlossen.

Der Nachteil dieser Schaltungsanordnung besteht vor allem in ihrer geringen Empfindlichkeit. Die durch die Kapazitätsänderung des Kondensatormikrophons bei Beschallung hervorgerufene Modulation der Hochfrequenz ist sehr gering, so daß Störmodulationen sowie das Eigenrauschen der Demodulationsschaltung einen unbefriedigenden Störspannungsabstand bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer solchen vorstehend beschriebenen Hochfrequenzschaltung für Kondensatormikrophone, bei der das Mikrophon in Reihe mit einem Kondensator in dem einen Brückenzweig einer Brückenschaltung angeordnet ist und der andere Zweig der Brückenschaltung symmetrische Wicklungen des Speiseübertragers enthält und in der von der Mitte des Übertragers ausgehenden Brückendiagonale eine Hochfrequenzdrossel vorgesehen ist, die genannten Nachteile zu verringern. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur Steigerung der Empfindlichkeit der Anordnung die in der genannten Brük-

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kendiagonale liegende Hochfrequenzdrossel durch einen einzigen oder mehrere gekoppelte Parallelresonanzkreise (Bandfilter) ersetzt ist, dessen bzw. deren Resonanzfrequenz etwas ober- oder unterhalb der Frequenz des die Brücke speisenden Oszillators liegt, so daß sich ein etwa in der Mitte einer Flanke liegender Arbeitspunkt ergibt.

Die Erfindung sei nun an Hand der Zeichnung näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt die Schaltungsanordnung, von der die Erfindung ausgeht;

F i g. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.

Bei der in Fig. 1 dargestellten bekannten Brückenschaltung ist mit A ein Transistoroszillator bezeichnet, dessen Frequenz vorzugsweise zwischen 500 und 2000 kHz liegt. Die Schwingungsfrequenz dieses Oszillators wird im wesentlichen von der Induktivität des Hochfrequenzübertragers U₁ und den beiden hintereinandergeschalteien Kapazitäten C₀ und C₁ bestimmt. C₀ ist hierbei die Kapazität des Kondensatormikrophons, C₁ eine ungefähr gleich große Kapazität. Sind beide Kondensatoren gleich groß, so sind auch die Hochfrequenzspannungen an den beiden Dioden D₁ und D₂ (U₁ bzw. U₂) gleich groß, so daß sich die demodulierten Rauschspannungen, mit denen die Amplitude der Hochfrequenz moduliert ist, am Niederfrequenzübertrager U₂ zum größten Teil kompensieren. Da im praktischen Betriebe die beiden Kapazitäten C₀ und C₁ nie vollkommen gleich und außerdem stets unkontrollierbare Streukopplungen vorhanden sind, bleibt somit am Übertrager U₂ ein Rauschspannungsrest bestehen, der auch am Ausgang wirksam wird. Ziel der Erfindung ist es, durch Steigerung der Empfindlichkeit den Störabstand zu diesem Rauschen zu verbessern.

Die Schaltung arbeitet folgendermaßen: Wird das Kondensatormikrophon beschallt, so ändert sich dessen Kapazität C₀ und damit auch das Spannungsverhältnis U₁ZU₂, wobei jedoch die Summe der bei- den Spannungen U₁ + U₂ konstant bleibt. Bei der Demodulation entsteht daher eine Spannungsdifferenz an der Primärwicklung des Übertragers Ü.₂, die proportional der Kapazitätsschwankung von C₀ ist und welche die nutzbare Tonfrequenzspannung darstellt.

In F i g. 2 ist nun die erfindungsgemäße Hochfrequenzschaltung für Kondensatormikrophone gezeigt, die eine Weiterentwicklung der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung darstellt.

Durch die Kapazitätsänderung von C₀ bei Beschallung wird nicht nur die Brückenspannung beeinflußt, sondern auch die Oszillatorfrequenz selbst frequenzmoduliert. Diese Tatsache wird gemäß der Erfindung zu einer weiteren Empfindlichkeitssteigerung herangezogen. Dies geschieht dadurch, daß, wie F i g. 2 zeigt, in die Brückendiagonale 3-0 statt der Hochfrequenzdrossel Dr ein Parallelresonanzkreis oder ein Bandfilter eingeschaltet wird, dessen Resonanzfrequenz etwas oberhalb bzw. unterhalb der Oszillatorfrequenz liegt, so daß der Arbeitspunkt auf einer Flanke des Resonanzkreises, bzw. Bandfilters, liegt. Bei Frequenzänderung des Oszillators, hervorgerufen durch die Kapazitätsvariation bei Beschallung, ändert sich die Spannung am Parallelresonanzkreis und diese Spannungsänderung addiert sich vektoriell zu der durch die Brückenverstimmung bewirkten Spannungsänderung. Diese Maßnahme hat eine Erhöhung der Empfindlichkeit des Wandlers auf das etwa Dreifache zur Folge, ohne daß wiederum die Rauschspannung erhöht wird. Bei dem in F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vorschlages liegt ein Parallelresonanzkreis in der Brückendiagonale 0-3, bestehend aus der Induktivität L₁, und der Kapazität C_p. Die Anschaltung der Dioden erfolgt hier beispielsweise über getrennte Sekundärwicklungen, wodurch das Übersetzungsverhältnis in weiten Grenzen variiert werden kann. Im übrigen unterscheidet sich die Schaltung prinzipiell nicht von der in F i g. 1 dargestellten Anordnung.

An Stelle des Kondensatormikrophons kann auch ein anderer kapazitiver Wandler als modulierendes Organ verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hochfrequenzschaltung für ein Kondensatormikrophon, bei der das Mikrophon in Reihe mit einem Kondensator in dem einen Brückenzweig einer Brückenschaltung angeordnet ist und der andere Zweig der Brückenschaltung symmetrische Wicklungen des Speiseübertragers enthält und in der von der Mitte des Übertragers ausgehenden Brückendiagonale eine Hochfrequenzdrossel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steigerung der Empfindlichkeit der Anordnung die in der genannten Brückendiagonale liegende Hochfrequenzdrossel durch einen einzigen oder mehrere gekoppelte Parallelresonanzkreise (Bandfilter) ersetzt ist, dessen bzw. deren Resonanzfrequenz etwas ober- oder unterhalb der Frequenz des die Brücke speisenden Oszillators liegt, so daß sich ein etwa in der Mitte einer Flanke liegender Arbeitspunkt ergibt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   509 657/291 S. 65 © Bundesdruckerei Berlin