DE812085C

DE812085C - Arrangement for condenser or crystal microphones

Info

Publication number: DE812085C
Application number: DEP51169A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Kalusche
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1949-08-06
Filing date: 1949-08-06
Publication date: 1951-08-27

Description

Anordnung für Kondensator- oder Kristallmikrophone Die Erfindung bezieht sich auf Kondensator-oder Kristallmikrophone; ihre Aufgabe besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, mit der eine veränderbare Richtwirkung erzielt werden kann; dazu wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, für die Erzeugung einer resultierenden Richtwirkung wenigstens zwei Mikrophone nahe beieinander anzuordnen und vorzugsweise ohne vorherige Impedanzwandlung für die Änderung der Richtwirkung regelbar zusammenzuschalten. Der Abstand der Mikrophone ist zweckmäßig kleiner als die halbe Wellenlänge der höchsten zu übertragenden Frequenz. Die Mikrophone sind vorteilhaft in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, das vorzugsweise auch die Bedienungselemente zur Einstellung der Richtwirkung enthält; man erhält somit ein bewegliches und leicht zu handhabendes Aufnahmeorgan. Die Anordnung besitzt durch wahlweise einstelbare kugel-, acht- oder nierenförmige Richtwirkung den Vorteil einer großen Anpassungsfähigkeit an die jeweiligen Aufnahmebedingungen, die stark unterschiedlich sein können, je nach der Art der Darbietung, der räumlichen Verteilung der Schallquellen und den akustischen Raumeigenschaften. Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß die Auswahl der gewünschten Richtwirkung durch eine einfache Einstellbewegung erfolgt, und ein Auswechseln von Mikrophonkapseln oder Mikrophonen samt angebautem Vorverstärker nicht erforderlich ist. Durch die vorzugsweise stetige Regelung ist ferner ein allmählicher übergang von einer Richtwirkung zur andern möglich und es kann während der Schallaufnahmen die tatsächlich günstigste Richtwirkung eingestellt werden.Arrangement for condenser or crystal microphones The invention relates focus on condenser or crystal microphones; their job is to make an arrangement to create with which a variable directivity can be achieved; this will proposed according to the invention for generating a resulting directivity to place at least two microphones close together and preferably without prior To interconnect impedance conversion for changing the directivity in a controllable manner. The distance between the microphones is appropriately smaller than half the wavelength of the highest frequency to be transmitted. The microphones are advantageous in a common Housing arranged, which is preferably also the controls for setting the directivity contains; one thus obtains a mobile and easy-to-use one Receiving organ. The arrangement has optionally adjustable spherical, figure eight or kidney-shaped directivity the advantage of a great adaptability to the respective Reception conditions that can be very different, depending on the type of Presentation, the spatial distribution of the sound sources and the acoustic properties of the room. A particular advantage is that the selection of the desired directional effect takes place by a simple adjustment movement, and an exchange of microphone capsules or microphones with built-in preamplifier is not required. Through the preferably continuous regulation is also a gradual transition from a directional effect on the other hand possible and it can actually be the cheapest during the sound recordings Directivity can be adjusted.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten sind an Hand der Abb. i bis 3 beispielsweise erläutert.The invention and further details are based on Figs. I to 3 explained for example.

In Abb. i ist ein Mikrophon i mit kugelförmiger Richtwirkung in einem Abstand, der sich nach der höchsten zu übertragenden Frequenz richtet, neben einem Mikrophon 2 mit achtförmiger Richtwirkung unter einer schalldurchlässigen Haube 3, angeordnet. In dem Gehäuse 4 befindet sich ein elektrisches Regelglied zur Veränderung der Richtwirkung der Mikrophonanordnung und Schaltelemente wie Röhren, übertrager usw. Das Regelglied wird durch Betätigung eines Drehknopfes 5 mit dem Zeiger 6 eingestellt. Bei Einstellung des Zeigers 6 auf die Marke 7 besitzt die Mikrophonanordnung eine kugelförmige, auf Marke 8 eine nierenförmige und auf Marke g eine achtförmige Richtwirkung. Die Marken sind zweckmäßig als Symbole der Richtwirkung auszubilden. Das Gehäuse 4 ist auf einem Rohrstativ io befestigt, in dem auch das Kabel i i zum Verstärker verläuft.In Fig. I there is a microphone i with spherical directivity in one Distance, which depends on the highest frequency to be transmitted, next to one Microphone 2 with figure-eight directional effect under a sound permeable Hood 3, arranged. In the housing 4 there is an electrical control element to change the directivity of the microphone arrangement and switching elements such as tubes, transmitter, etc. The control element is by actuating a rotary knob 5 with the Pointer 6 set. When the pointer 6 is set to the mark 7, the Microphone arrangement a spherical, on mark 8 a kidney-shaped and on mark g a figure-of-eight directivity. The marks are useful as symbols of directionality to train. The housing 4 is attached to a tubular stand io, in which the Cable i i runs to the amplifier.

In der Abb. 2 ist die Wirkungsweise einer Mikrophonanordnung gemäß Abb. i schematisch dargestellt. Die Mikrophon?- i und 2 mit kugelförmiger bzw. achtförmiger Richtwirkung 12 und 13 liegen mit einem Pol gemeinsam an der Erdleitung 14, mit dem andern Pol am Stator 15 bzw. 16 eines Differentialdrehkondensators. Der Rotor 17 des Differentialdrehkondensators liegt am Gitter der Verstärkerröhre 18. Die Gittervorspannung der Röhre 18 wird am Kathodenwiderstand i9 erzeugt, der durch den Kondensator 2o abgeblockt ist. Zwischen Gitterdes Rohres 18 und der Erdleitung 14 liegt der hochohmige Gitterableitwiderstand 21. Bei Kondensatormikrophonen wird die erforderliche Vorspannung über Hochohmwiderstände 22 und 23 zugeführt. Bei der Endstellung des Differentialkondensators, bei der zwischen Rotor 17 und Stator 15 die maximale Kapazität herrscht, die groß gegenüber der Kapazität des Mikrophons sein soll, liegt praktisch die gesamte vom Mikrophon i gelieferte Spannung zwischen Gitter und Kathode des Verstärkerrohres 18. Die Kapazität zwischen Rotor 17 und Stator 16 soll in dieser Stellung möglichst klein sein, praktisch gelangt dann nur ein vernachlässigbar kleiner Teil der vom Mikrophon 2 gelieferten Spannung an das Gitter des Rohres 18. Die Mikrophonanordnung besitzt bei dieser Stellung des Differentialkondensators somit eine kugelförmige Richtwirkung. In der anderen Endstellung des Differentialdrehkondensatörs liegt praktisch die volle Spannung des Mikrophons 2 zwischen Gitter und Kathode des Rohres 18, und die Spannung vom Mikrophon i ist vernachlässigbar. Besitzt das Achtmikrophon 2 für sich eine Richtwirkung, deren Maximum in Richtung des Pfeiles 24 oder entgegengesetzt liegt, so ist bei dieser Stellung des Differentialdrehkondensators die Richtwirkung der ganzen Mikrophonanordnung dieselbe. Befindet sich der Difierentialkondensator in der Mittelstellung, so liegen die Spannungen der Mikrophone i und 2 in gleicher Größe und Phase am Gitter des Rohres 18. Wie aus der Abb.2 ersichtlich ist, addieren sich dann die beiden Spannungen bei Schalleinfall in Richtung des Pfeiles 24, in den Richtungen senkrecht daiu liefert nur das Kugelmikrophon i eine Spannung, bei Schalleinfall entgegengesetzt zur Pfeilrichtung kompensieren sich die Spannungen der beiden Mikrophone i und 2. Die Mikrophonanordnung besitzt somit eine nierenförmige Richtwirkung 25 mit maximaler Empfindlichkeit bei Schalleinfall aus Richtung des Pfeiles 24.In Fig. 2, the operation of a microphone arrangement is according to Fig. I shown schematically. The microphone? - i and 2 with spherical and figure eight Directional effects 12 and 13 are with one pole together on the earth line 14, with the other pole on the stator 15 or 16 of a differential variable capacitor. The rotor 17 of the differential variable capacitor is on the grid of the amplifier tube 18. Die Grid bias of the tube 18 is generated at the cathode resistor i9, which is through the capacitor 2o is blocked. Between the grid of the pipe 18 and the earth line 14 is the high-resistance grid leakage resistance 21. In the case of condenser microphones, the required bias voltage is supplied via high-ohmic resistors 22 and 23. In the End position of the differential capacitor, in which between rotor 17 and stator 15 the maximum capacity prevails, which is large compared to the capacity of the microphone should be, practically the entire voltage supplied by the microphone i lies between Grid and cathode of the amplifier tube 18. The capacitance between rotor 17 and In this position, the stator 16 should be as small as possible; a negligibly small part of the voltage supplied by microphone 2 to the Grid of the tube 18. The microphone arrangement has the differential capacitor in this position thus a spherical directivity. In the other end position of the differential rotary capacitor practically the full voltage of the microphone 2 lies between the grid and the cathode of tube 18, and the voltage from microphone i is negligible. Owns that Eight microphone 2 for itself a directional effect, the maximum in the direction of the arrow 24 or opposite, the differential variable capacitor is in this position the directivity of the whole microphone arrangement is the same. The differential capacitor is located in the middle position, the voltages of microphones i and 2 are the same Size and phase on the grid of the pipe 18. As can be seen from Fig. 2, add up then the two voltages when sound is incident in the direction of arrow 24, in in the directions perpendicular to it, only the spherical microphone i supplies a voltage Noise incidence in the opposite direction to the direction of the arrow compensates for the tensions of the two microphones i and 2. The microphone arrangement is thus kidney-shaped Directivity 25 with maximum sensitivity for sound incidence from the direction of the Arrow 24.

Zwei Mikrophone können auch mit teilweise gemeinsamen Bauteilen zu einem Doppelmikrophon vereinigt sein. In Abb.3 sind in schematischer Darstellung zwei Mikrophone, die beide nierenförmige Richtwirkung besitzen sollen, zu einem Doppelmikrophon vereinigt. Die beiden Mikrophone sind durch ihre Membranen 26 bzw. 27 und ihre Gegenelektroden 28 bzw. 29 angedeutet. Die Membranen 26 und 27 liegen an dem gemeinsamen Pol 3o, die Gegenelektroden 28 bzw. 29 über das weiter unten beschriebene Phasendrehglied 31 an den Statorplatten 32 und 33 eines Differentialdrehkondensators. Das Phasendrehglied 31 sei zunächst überbrückt. Der Rotor 34 des Differentialkondensators liegt .beispielsweise am Gitter des Rohres wie in Abb.2. Die Empfindlichkeitsmaxima der beiden Nierenmikrophone liegen in Richtung der Pfeile 35 bzw. 36. In den Endstellungen des Differentialkondensators liegt praktisch jeweils die Spannung nur eines der beiden Mikrophone am Gitter der Verstärkerröhre. -Es ergeben sich für die Mikrophonanordnung in beiden Stellungen nierenförmige Richtwirkungen, deren Maxima in entgegengesetzen Richtungen liegen. In der Mittelstellung des Differentialkondensators sind die Spannungen der beiden Mikrophone gleichphasig parallel geschaltet und man erhält eine resultierende Kugelcharakteristik. Will man eine achtförmige Richtwirkung einstellen, so muß man bei Mittelstellung des Differentialdrehkondensators die Phasenlage der Spannungen der beiden Mikrophone um i8o° gegeneinander verdrehen. Dies kann z. B: durch an sich bekannte Mittel im Phasendrehglied 31 geschehen, dessen Überbrückung in diesem Falle aufzuheben ist. Bei Kondensatormikrophonen wird die erforderliche Vorspannung wie in Abb. 2 über Hochohmwiderstände zugeführt; die Phasenverschiebung von i8o° zur Erzielung einer achtförmigen Richtwirkung kann in diesem Falle auch durch eine Umkehrung des elektrischen Feldes im Luftspalt des einen Mikrophons erreicht werden, d. h. z. B. durch Umpolung der Vorspannung eines Mikrophons. Das Phasendrehglied 31 ist dann nicht erforderlich.Two microphones can also have some common components be combined with a double microphone. In Fig.3 are a schematic representation two microphones, both of which should have cardioid directivity, to one Double microphone united. The two microphones are through their membranes 26 and 27 and their counter electrodes 28 and 29 are indicated. The membranes 26 and 27 are located at the common pole 3o, the counter electrodes 28 and 29 via the below phase rotating member 31 described on the stator plates 32 and 33 of a differential rotating capacitor. The phase shift member 31 is initially bridged. The rotor 34 of the differential capacitor for example on the grille of the pipe as in Fig.2. The sensitivity maxima of the two cardioid microphones are in the direction of arrows 35 and 36, respectively. In the end positions of the differential capacitor, the voltage is practically only one of the two microphones on the grille of the amplifier tube. -It results for the microphone arrangement kidney-shaped directional effects in both positions, the maxima of which are in opposite directions Directions lie. The voltages are in the middle position of the differential capacitor of the two microphones connected in phase in parallel and a resulting one is obtained Omnidirectional. If you want to set a figure-eight directional effect, you have to in the middle position of the differential variable capacitor, the phase position of the voltages Turn the two microphones against each other by 180 °. This can e.g. B: through to known means happen in the phase shift member 31, the bridging in this Trap is to be lifted. For condenser microphones, the required bias voltage as in Fig. 2 supplied via high-ohmic resistors; the phase shift of 180 ° to achieve a figure-eight directional effect can in this case also by a Reversal of the electric field in the air gap of one microphone can be achieved, d. H. z. B. by reversing the bias voltage of a microphone. The phasing element 31 is then not required.

Als Regelglieder im Übertragungskanal können an Stelle von Kondensatoren auch Widerstände verwendet werden; bei Kondensatormikrophonen ist die Regelung ferner durch veränderbareVorspannurig möglich. Die Einstellung der Richtwirkung kann auch unstetig durch einen Umschalter erfolgen; jedoch hat die Verwendung stetiger Regelglieder den Vorzug; daß auch während einer Übertragung die resultierende Richtwirkung eingestellt werden kann, ohne daß Störungen im Übertragungskanal eintreten.As control elements in the transmission channel, instead of capacitors resistors are also used; The regulation is also applicable to condenser microphones possible through changeable prestressing. The adjustment of the directivity can also done discontinuously by a changeover switch; however, the use of continuous control terms has the preference; that the resulting directivity is also set during a transmission can be without interference in the transmission channel.

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine vorzugsweise stetige Änderung der resultierenden Richtwirkung durch mechanische, die Schallbeaufschlagung beeinflussende Mittel vorgeschlagen. So können z. B. bei den Mikrophonen geeignete, vorzugsweise aus schalldämpfendem Material bestehende, bewegliche Blenden angeordnet sein, die gestatten, die Schalleintritts-( iffnungen des einen oder anderen Mikrophons wahlweise abzudecken. Sind beispielsweise ein Kugel-und ein Achtmikrophon nebeneinander angeordnet und elektrisch zusammengeschaltet, so ergibt sich ohne Abdeckung der Mikrophone eine nierenförmige Richtwirkung. Bei Abdeckung des Kugelmikrophons ergibt sich eine achtförmige, bei Abdeckung des Achtmikrophons eine kugelförmige Richtwirkung.In the further embodiment of the invention, a preferably constant change in the resulting directivity is proposed by mechanical means influencing the application of sound. So z. B. at the microphones suitable, preferably consisting of sound-absorbing material, movable screen may be arranged, which allow the sound entry (iffnungen of one or other microphone optional cover for example, one ball and an eight microphone arranged side by side and electrically interconnected., We obtain Without covering the microphones, a kidney-shaped directional effect results: when the spherical microphone is covered, an eight-shaped directivity is obtained, when the eight-shaped microphone is covered, a spherical directivity is obtained.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for condenser or crystal microphones, characterized in that at least two microphones are arranged close to each other to generate a resulting directivity and are preferably interconnected in a controllable manner without prior conversion for changing the directivity.

2. Arrangement according to claim i, characterized gekenn7eicliiiet, the distance between the Microphones smaller than half a wavelength of the highest frequency to be transmitted is.

3. Arrangement according to claim i or 2, characterized by having a microphone spherical microphone and a figure-eight directional microphone.

4. Arrangement according to one of claims i to 3, characterized in that two microphones to one Double microphone with partially common components are combined.

5. Arrangement according to one of claims i to 4, characterized by electrical switching or control elements, in particular differential control elements, e.g. B. capacitors, for preference, ise continuous Change of directionality.

6. Arrangement according to one of claims i to 4, characterized by mechanical means influencing the application of sound to preferably constant change in directivity. . Arrangement according to one of claims i to 6, characterized by an adjustable pointer attached to symbols on the outside of the device the set directivity can be recognized.