-
Schaltungsanordnung für ein elektrodynamisches Mikrophon, dessen Frequenzgangkurve
bei den tiefen Frequenzen verhältnismäßig stark abfällt Die Erfindung betrifft eine
Schaltungsanordnung für ein elektrodynamisches Mikrophon, dessen Frequenzgangkurve
bei den tiefen Frequenzen verhältnismäßig stark abfällt.
-
Diese Eigenschaft weisen insbesondere Mikrophone mit ausgeprägter
ein- oder zweiseitiger Richtcharakteristik auf, weshalb im nachstehenden in erster
Linie auf solche Mikrophone Bezug genommen wird.
-
Es ist bekannt, daß es nahezu unmöglich ist, ein elektrodynamisches
Richtmikrophon mit einer Membran zu konstruieren, das nicht nur im gesamten zu übertragenden
Frequenzbereich von 30 bis 16000 Hz einen linearen Frequenzgang aufweist, sondern
auch eine konstante Rückwärtsdämpfung von 15 bis 20 db besitzt. Meist wird ein Kompromiß
getroffen, so daß Abstriche in bezug auf Frequenzgang und bzw. oder Rückwärtsdämpfung
in Kauf genommen werden müssen. Es ergibt sich also die Tatsache, daß man einerseits
zwischen einem Mikrophon mit ausgezeichneter Rückwärtsdämpfung, aber schlechter
Tiefenwiedergabe, andererseits einem Mikrophon mit einem über den ganzen Frequenzbereich
geradlinigen Frequenzgang, jedoch im Bereich der Tiefen unbefriedigenden Richtwirkung
die Wahl hat.
-
Zur Beseitigung der vorstehend beschriebenen Nachteile wurde bereits
vorgeschlagen, das zu übertragende Frequenzband auf wenigstens zwei Mikrophone aufzuteilen,
so daß infolge des verringerten Übertragungsbereiches jedes Mikrophons es einfacher
wird, die Forderungen nach geradlinigem Frequenzgang und guter Rückwärtsdämpfung
zu erfüllen.
-
Die Erfindung schlägt zur Lösung dieser Aufgabe einen anderen, zu
demselben Ergebnis führenden Weg vor. Sie verzichtet dabei auf akustischmechanische
Maßnahmen und ersetzt sie durch elektrische.
-
Erfindungsgemäß geschieht dies derart, daß das ohne Rücksicht auf
eine gute Übertragung der tiefen Frequenzen für andere Zwecke, z. B. hinsichtlich
der Richtcharakteristik, - akustisch-mechanisch optimal dimensionierte Wandlersystem
mit einem den Verlust bei den tiefen Frequenzen wenigstens ausgleichenden transistorisierten
Verstärker verbunden ist und die mittleren sowie die hohen Frequenzen unter Uri
gehung dieses Verstärkers direkt zum Eingang des üblichen Mikrophonverstärkers geführt
sind.
-
Der die Anhebung der tiefen Frequenzen bewirkende Verstärker ist
mit einem frequenzabhängigen Netzwerk mit einem nach den niederen Frequenzen ansteigenden
Frequenzgang ausgerüstet und so ausgelegt, daß er den dem dynamischen Wandlersystem
eigenen
Tiefenabfall im Bereich von 300 bis 30 Hz wenigstens kompensiert.
-
Der hervorstechendste Vorteil dieser Anordnung in Verbindung mit
einem Tauchspulensystem mit einseitiger Richtcharakteristik liegt in der sich von
selbst ergebenden Unterdrückung des Transistorrauschspektrums im mittleren und hohen
Frequenzbereich und in der Tatsache, daß der tieffrequente Rauschanteil zwar meßbar,
praktisch aber nicht hörbar ist.
-
Die Erfindung bietet daher die Möglichkeit, dynamische Richtmikrophone
zu schaffen, deren Frequenzgang bis zu den niedersten Frequenzen geradlinig verläuft
und gegebenenfalls im Bereich der Tiefen geregelt werden kann, ohne daß dadurch
die Qualität des dynamischen Mikrophons in bezug auf den Rauschabstand vermindert
wird.
-
Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung näher erläutert werden,
in der Fig. 1 eine der möglichen Schaltungen zeigt, die Fig. 2 und 3 hingegen Diagramme
darstellen, die das Verständnis der Erfindung erleichtern sollen.
-
In F-i g. 1 ist mit 1 das Mikrophon bezeichnet, das gemäß der Erfindung
ein elektrodynamisches Tauchspulenmikrophon mit einseitiger Richtwirkung ist und
bei den Tiefen einen fallenden Frequenzgang aufweist. Über den Kondensator 3 ist
der Ausgang des Mikrophons direkt an die Klemme 11 gefiihrt, an die der üblicherweise
vorhandene Mikrophonverstärker
angeschlossen werden kann. Ein zweiter
Kondensator 2 führt die Mikrophonspannung einem Transistor 4 zu, der über den Widerstand
5 von der zwischen den Klemmen 13 und 14 angeschlossenen Batterie seine Basisspannung
erhält. Am Ausgang des Transistors liegt ein frequenz abhängiges Netzwerk, bestehend
aus dem Kondensator 6 im Querzweig und einer Induktivität im Längszweig. Die Kollektorspannung
wird von der Klemme 14 über einen Widerstand 8 zugeführt. Die vom Transistor 4 verstärkte
Spannung gelangt nach Passieren des Netzwerkes 6,7 über einen KoppelkondensatorlO
ebenfalls an die Ausgangsklemme 11, an die der Mikrophonverstärker angeschlossen
werden kann. Die Klemme 12 ist der Masseanschluß.
-
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Kurven lassen die Wirkung des
vorstehend beschriebenen Verstärkere schematisch erkennen. Auch die Verhältnisse
hinsichtlich des Rauschens lassen sich aus diesen Figuren entnehmen.
-
Ein Tauchspulenmikrophon mit einseitiger Richtcharakteristik besitzt
im allgemeinen einen Frequenzgang, wie er in der Kurve M dargestellt ist. Der Abfall
im Bereich unter 200 Hz ist deutlich zu sehen.
-
Um diesen Abfall auf elektrischem Wege auszugleichen, dient der Transistorverstärker
gemäß Fig. 1, dessen frequenzabhängige Verstärkung durch die Kurve A symbolisiert
ist. Daraus ergibt sich ein resultierender Frequenzgang unter 200 Hz am Ausgang
des Verstärkers, der in der F i g. 2 durch die Kurve B dargestellt ist. Macht man
den Verstärker regelbar, so kann je nach Bedarf eine weitere Anhebung oder eine
Abschwächung der Frequenzen zwischen 200 und 30 Hz erzielt werden.
-
Im Abstand T von der Verstärkerkurve A liegt die Kurve für den Rauschpegel
R, welche einen konstanten Rauschabstand von etwa 45 db aufweist und deshalb parallel
zu Kurve A eingezeichnet wurde.
-
Wenn die Kurve A durch Zusammenschaltung mit einem Mikrophon in Kurve
B übergeht, verläuft demzufolge auch der Rauschabstand gemäß Kurve R'. Es ist aus
dem Diagramm ersichtlich, daß der Rauschpegel stets weit unter dem Nutzpegel liegt.
-
In F i g. 3 wird das Rauschspektrum des Transistorverstärkers, dargestellt
durch die Kurve TR, mit der von Robinson und Whittle ermittelten Hörschwellenkurve
H für Oktavbandrauschen verglichen.
-
Weiter ist in diesem Diagramm der für Film- und Fernsehstudios zugelassene
Störpegel, symbolisiert durch die Kurve, eingezeichnet. Aus dieser Kurvenschar kann
entnommen werden, daß das menschliche Gehör bei den tiefen Frequenzen an Empfindlichkeit
verliert und der Empfindlichkeitsverlust bei 30 Hz nahezu 50 db gegenüber der Empfindlichkeit
bei 1000 Hz ausmacht. Infolgedessen kann man den zulässigen Stör- bzw. Rauschpegel
entsprechend Kurve P zu den tiefen Frequenzen hin in demselben Maße ansteigen lassen
wie die Hörschwellenkurve,
ohne in das Gebiet des hörbaren Rauschens zu kommen.
-
Durch Ausnützung dieser Erkenntnis bei der Erfindung ist es also
möglich geworden, mit elektrischen Mitteln bei Mikrophonen einen Vorteil zu erreichen,
der auf rein mechanischem Wege nicht zu erzielen ist, nämlich ohne Qualitätsverlust
ein höchstwertiges elektrodynamisches Richtmikrophon zu schaffen, das einen linearen
Frequenzgang über den gesamten Hörbereich bei gleichzeitiger konstanter Rückwärtsdämpfung
von 20 bis 25 db über den gesamten Hörbereich besitzt.
-
Die Erfindung ist natürlich nicht nur auf die Verwendung eines frequenzabhängigen
Verstärkers bei einem hinsichtlich der Richtcharakteristik optimal dimensionierten
Richtmikrophones beschränkt, sie kann mit Vorteil bei allen Mikrophonen mit beliebiger
Charakteristik eingesetzt werden, bei denen aus irgendeinem Grunde bei den tiefen
Frequenzen ein Abfall eintritt.