DE924325C

DE924325C - Condenser microphone

Info

Publication number: DE924325C
Application number: DEN6190A
Authority: DE
Inventors: Hans Diestel; Herbert Dr-Ing Grosskopf
Original assignee: NORDWESTDEUTSCHER RUNDFUNK ANS
Current assignee: NORDWESTDEUTSCHER RUNDFUNK ANS
Priority date: 1952-10-06
Filing date: 1952-10-07
Publication date: 1955-02-28

Description

Gerichtet empfangende Kondensatormikrophone sind seit langem bekannt. Sofern es sich um Einzelmikrophone handelt, wird die Richtwirkung im allgemeinen dadurch erreicht, daß die Membran des Mikrophons von vorn direkt und von hinten über ein phasendrehendes Glied vom Schallfeld angeregt wird. Um z. B. eine einseitige Richtwirkung zu erzielen, muß das Phasenglied so dimensioniert werden, daß der Schall beim Durchlaufen dieses Gliedes um genau so viel in der Phase nacheilt wie der um das Mikrophon laufende Schall. Dann nämlich wirkt bei Schalleinfall von hinten auf die Rückseite der Membran ein Druck, der die gleiche Phase hat wie der auf die Vorderseite wirkende Druck. Insgesamt kommt also keine Kraftwirkung zustande. Bei Schalleinfall von vorn muß der auf die Rückseite wirkende Druck gegenüber dem Druck von vorn zunächst um das Mikrophon und dann durch das Phasenglied laufen, trifft also gegenüber dem frontalen Druck in anderer Phase auf die Rückseite der Membran, so daß jetzt eine die Membran bewegende Kraft auftritt.Directional receiving condenser microphones have long been known. Unless they are single microphones acts, the directional effect is generally achieved in that the membrane of the Microphones stimulated by the sound field directly from the front and from the rear via a phase-rotating element will. To z. B. to achieve a unilateral directional effect, the phase element must be dimensioned be that the sound when passing through this link lags just as much in phase as the sound running around the microphone. Then it acts on them when sound falls from behind On the back of the membrane, a pressure that has the same phase as that acting on the front Pressure. So overall there is no force effect. In the case of sound incidence from the front, it must open the pressure acting on the back compared to the pressure from the front, initially around the microphone and then run through the phase element, so it hits in a different phase compared to the frontal pressure on the back of the membrane, so that a force moving the membrane now occurs.

Bei einem Kondensatormikrophon wird bekanntlich die Phasendrehung dadurch erreicht, daß der Schall über eine Reibungshemmung ein Luftpolster komprimiert, das unmittelbar mit der Membran in Verbindung steht. Als Reibungshemmung kann ein sehr enger, rückwärtig angebrachter Schlitz dienen, der die Verbindung zwischen dem Außenraum und einem ohnehin bei Kondensatormikrophonen hinter der Membran vorhandenen Luftpolster herstellt. Dieser Weg ist, obwohl sich auch hiermit eine sehr genaue frequenzproportionale Phasendrehung erreichen läßt, praktisch kaum beschritten worden, da die Herstellung sehr enger und kurzer Schlitze mit genauen Abmessungen, wie sie für das Kondensatormikrophon erforderlich sind, große Schwierigkeiten bereitet. Man hat sich dadurch geholfen, daß man die Gegenelektrode des Mikrophons teilweise mit durchgehenden und teilweise mit Sack-In a condenser microphone, as is known, the phase rotation is achieved in that the Sound compresses an air cushion via friction inhibition, which is directly connected to the membrane Connection. A very narrow slot at the rear can serve as a friction barrier, the connection between the outside space and a condenser microphone behind anyway creates the air cushion present in the membrane. This path is, although it is also a very precise frequency-proportional phase rotation can be achieved, has hardly been used in practice, because the production of very narrow and short slots with exact dimensions as they are for the condenser microphone are required creates great difficulties. You helped yourself by that the counter electrode of the microphone is partially covered with and partially with a bag

löchern versieht. Dann gelangt der Schall, der von hinten durch die durchgehenden Löcher eintritt, über den engen Spalt zwischen Gegenelektrode und Membran in die Sacklöcher, deren wechselnde Kompression dann bei geeigneter Dimensionierung mit der gewünschten Verzögerung auf die Membran wirkt. Da hierbei aber sowohl Reibung als auch Steifigkeit nicht konzentriert, sondern über die gesamte Gegenelektrode an Stellen verschiedenenholes. Then the sound that enters from behind through the through holes gets Via the narrow gap between the counter electrode and the membrane into the blind holes, their alternating ones If dimensioned appropriately, compression is then applied to the membrane with the desired delay works. Since here, however, both friction and rigidity are not concentrated, but over the whole Counter electrode in different places

ίο Membrandurchhangs verteilt sind, ergeben sich unerwünschte Abweichungen von der gewollten Phasendrehung, die sich besonders in einer erheblichen Frequenzabhängigkeit der Richtwirkung äußert. Zur Vermeidung dieser Nachteile wird für Kondensatormikrophone, die aus einem Membranträger und einer durch einen Luftspalt von diesem getrennten, siebartigen, vorzugsweise mit einem dahinter befindlichen Luftraum versehenen Gegenelektrode bestehen, erfindungsgemäß vorgeschlagen,ίο membrane slack are distributed, result in undesirable Deviations from the intended phase shift, which are particularly significant in a Expresses frequency dependence of the directivity. To avoid these disadvantages, Condenser microphones consisting of a diaphragm support and one through an air gap from this separate, sieve-like counter-electrode, preferably provided with an air space behind it exist, proposed according to the invention,

ao den Luftspalt durch eine oder mehrere akustisch unwirksame öffnungen mit der Außenluft in Verbindung zu bringen. ao to bring the air gap into connection with the outside air through one or more acoustically ineffective openings.

Dies neue Mikrophon gestattet es, die von un-■ gerichteten Mikrophonen her bekannten und be-This new microphone allows the familiar and well-known ■ from non-directional microphones

währten Konstruktionen, die im allgemeinen aus einem Membranträger und einer durch einen Luftspalt getrennten, perforierten Gegenelektrode bestehen, lediglich durch Anbohren des Membranträgers in ein Richtmikrophon zu verwandeln. Zur Erzielung besonders günstiger Verhältnisse ist es zweckmäßig, eine siebartige und vorzugsweise mit . dahinter befindlichem Luftraum versehene Gegenelektrode zu verwenden.Well-established constructions that generally consist of a membrane support and one through an air gap separate, perforated counter-electrode, simply by drilling into the membrane carrier into a directional microphone. To achieve particularly favorable conditions, it is appropriate, a sieve-like and preferably with. counter-electrode provided behind the air space to use.

Fig. ι zeigt beispielsweise den schematischenFig. Ι shows, for example, the schematic

Aufbau eines solchen Mikrophons im Schnitt. Die Membran 1 ist auf dem Membranträger 2 befestigt, der durch den Luftspalt 3 von der perforierten Gegenelektrode 4 mit dem dahinterliegenden Luftraum 5 getrennt ist. Die öffnungen 6 sorgen fürStructure of such a microphone in section. The membrane 1 is attached to the membrane support 2, that through the air gap 3 from the perforated counter electrode 4 with the air space behind it 5 is separated. The openings 6 ensure

die Verbindung mit der Außenluft. Gegenelektrode 4 und Membranträger 2 sind vorzugsweise auf einer isolierenden Grundplatte 7 aufgebaut, die zusammen mit dem Luftspalt 3 die erforderliche Isolation von Gegenelektrode und Membran gewährleistet. Die öffnungen 6 und der Spalt 3 sind so dimensioniert, daß sie dem Schall keine nennenswerte Hemmung entgegensetzen. Als Phasenglied wirkt dann der ringförmige Teil 8 des Spaltes zwischen Gegenelektrode 4 und Membran 1the connection with the outside air. Counter electrode 4 and membrane carrier 2 are preferred built on an insulating base plate 7, which together with the air gap 3 the required isolation of counter electrode and membrane guaranteed. The openings 6 and the Gap 3 are dimensioned in such a way that they do not provide any significant inhibition of the sound. as The ring-shaped part 8 of the gap between the counter-electrode 4 and the membrane 1 then acts as a phase element

zusammen mit dem hinter der Membran 1 befindlichen Luftpolster 5. Durch Änderung des Abstandes zwischen der Gegenelektrode 4 und der Membran 1 oder der Breite des ringförmigen Spaltes 8, die beide die Reibungshemmung bestimmen, kann jede gewünschte Phasendrehung des durch die öffnungen einfallenden Schalles erreicht werden. Durch Abdecken der Löcher beispielsweise mit Hilfe eines Stellringes 9 kann die Verbindung mit der Außenluft unterbrochen werden. Da hierdurch aus dem Richtmikrophon ein ungerichtetes Mikrophon wird, ist es in einfacher Weise möglich, mit Hilfe eines solchen Stellringes die Richtcharakteristik zu ändern.together with the air cushion 5 located behind the membrane 1. By changing the distance between the counter electrode 4 and the membrane 1 or the width of the annular Gap 8, both of which determine the friction resistance, can produce any desired phase rotation of the can be achieved through the openings of incident sound. By covering the holes, for example with the aid of an adjusting ring 9, the connection with the outside air can be interrupted. Because of this the directional microphone becomes an omnidirectional microphone, it is possible in a simple manner, to change the directional characteristic with the help of such an adjusting ring.

Das Mikrophon gemäß Fig. 1 ist mit radialen Öffnungen versehen. Diese öffnungen können aber auch in der Achsrichtung des Mikrophons, und zwar direkt in der Längsrichtung des Luftspaltes 3, liegen. Eine solche Ausführung zeigt beispielsweise die Fig. 2. Die übrigen Bezugsziffern haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1.The microphone according to FIG. 1 is provided with radial openings. But these openings can also in the axial direction of the microphone, directly in the longitudinal direction of the air gap 3, lie. Such an embodiment is shown, for example, in FIG. 2. The remaining reference numerals have same meaning as in Fig. 1.

Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber anderen bekannten Mikrophonen besteht darin, daß auf die gesonderte Ausbildung eines Phasengliedes, die stets erhebliche Schwierigkeiten bereitet, verzichtet wird und dennoch eine saubere Trennung von Reibung und Steifigkeit erreicht wird. Zu diesem Zweck wird nur ein ringförmiger Teil des Spaltes 8 zwischen Gegenelektrode und Membran für die Phasendrehung ausgenutzt, an dem überall der gleiche Membrandurchhang auftritt. Zusammen mit einem kommunizierenden Luftraum hinter der Gegenelektrode wird dadurch praktisch die Wirkung einer konzentrierten Reibung und Steife erzielt, die eine sehr exakte frequenzproportionale Phasendrehung ergibt. Außerdem gestatten die seitlich angebrachten Öffnungen unmittelbar hinter der Kapsel den Mikrophonverstärker anzuordnen und dadurch das Mikrophon besonders klein zu halten.The main advantage of the present invention over other known microphones is that on the separate training of a phase element, which is always significant difficulties prepares, is dispensed with and yet a clean separation of friction and stiffness is achieved will. For this purpose, only an annular part of the gap 8 between the counter electrode and membrane used for the phase rotation, where the same membrane sag is everywhere occurs. Together with a communicating air space behind the counter electrode this practically achieves the effect of concentrated friction and rigidity, which is a very exact frequency-proportional phase rotation results. In addition, allow the side-mounted Openings immediately behind the capsule to arrange the microphone amplifier and thereby the Keeping the microphone particularly small.

Claims

P ATENTANS P BOOK E:

1. Condenser microphone, consisting of a membrane support and one of this separated by an air gap, sieve-like and preferably with one behind it Counter-electrode provided with an air space, characterized in that the between the counter-electrode and membrane support located air space through one or more acoustically ineffective openings in connection with the outside air stands.

2. Condenser microphone according to claim 1, characterized in that the openings for Connection of the air gap with the outside air are guided radially outwards.

3. Condenser microphone according to claim 1, characterized in that the openings to Connection of the air gap with the outside air in the axial direction of the microphone, preferably are arranged in the longitudinal direction of the air gap.

4. Condenser microphone according to claims ι to 3, characterized in that an adjustable cover ring is available, which allows the optional opening and closing of the openings and thus a change in the directional characteristic is permitted.

Referred publications:
French Patent No. 749076;
British Patent No. 571,870;
U.S. Patent No. 2,293,258.

1 sheet of drawings

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