AT129674B - Mikrophonanordnung. - Google Patents

Description

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    Mikrophonajtordnung.   



   Es ist mit den bisher bekannten Mikrophonen nicht   möglich,   geringe Lautstärken so zu verstärken, dass z. B. Sprache aus grösserer Entfernung aufgenommen werden kann. Bei der erforderlichen grossen Verstärkung treten nämlich starke Eigengeräusche auf, die die übertragenen Schallreize stören oder ganz übertönen. In der Regel verzerren ausserdem die bisher bekannten Mikrophone bei geringer akustischer Erregung, weil ihre Eigenschaften von der Frequenz abhängen, namentlich auch ihre Empfindlichkeit unter einer gewissen Reizschwelle schnell abklingt. Bei grosser Entfernung und dementsprechend geringer Erregung überträgt das Mikrophon daher im wesentlichen Frequenzen in der Nähe seiner Eigenfrequenz, während die von den übrigen Frequenzen herrührenden Erregungen bereits unter der   Reizschwelle   des Mikrophons liegen.

   Die Übertragung wird daher in der Regel mit abnehmender Lautstärke immer schlechter. 



   Die neue Mikrophonanordnung beruht darauf, dass bei Anwendung einer Vielheit von einzelnen Mikrophonen, für die die Gesetze hoher Zahlen gilt, die für die   Tonübertragung   wichtigen Grössen sich über einen grösseren Bereich statistisch mit ausreichender Dichte verteilen und ihre Gesamtheit ein Mikrophon mit wesentlich universelleren Eigenschaften darstellt als ein einzelnes Mikrophon oder eine geringe Anzahl solcher. 



   Es ist zwar bekannt, für die Aufnahme von Schall mehrere Mikrophone zu kombinieren ; die räumliche Ausdehnung der verwendeten Mikrophone machte aber die Verwendung einer sehr grossen Anzahl fast unmöglich, namentlich weil der Schall nicht mit gleicher Phase auf alle Mikrophone auffällt und schon dadurch Verzerrungen auftreten. 



   Demgegenüber werden bei der neuen Mikrophonanordnung bis zu mehreren Hundert einzelne Mikrophone auf kleinstem Raum und daher praktisch unter gleichen Anregungsbedingungen zu einem Ganzen vereinigt. Ausser dem erwähnten Vorteil wird dadurch auch eine erhebliche Steigerung der Empfindlichkeit erreicht und damit die Anwendung einfacher Verstärker, z. B. solcher mit nur zwei Verstärkerröhren, und   Netzanschluss ermöglicht, um auch für Lautsprecheranlagen genügende Energie   zu erhalten. Störspiegel und Reizschwelle sind bei der Verwendung der neuen Mikrophonanordnung infolgedessen um ein Vielfaches herabgesetzt. 



   Die praktische Durchführung der Erfindung erforderte die Überwindung von Schwierigkeiten, die in den Eigenschaften von Kohlekontakten begründet sind. Das Kohlematerial neigt zum Einklemmen, daher sind Mikrophone, die besonders flach gebaut sind, was an sich höhere Empfindlichkeit und niedrigere Reizschwelle ergibt, elektrisch nicht stabil genug, weil kurzschlussähnliche Erscheinungen auftreten. 



  Dadurch wird insbesondere die Parallelschaltung mehrerer Mikrophone unmöglich. 



   Auf der andern Seite hat die Serienschaltung die bekannten Nachteile der undefinierten Spannungsverteilung. Es können Abreisseffekte auftreten und damit grosse Spannungsschwankungen, die den Übergangswiderstand sprunghaft verändern, so dass die Spannungsverteilung bei einer grösseren Anzahl hintereinandergeschalteter einzelner Mikrophone zeitlich stark schwankt. 



   Ein weiterer Nachteil der Verwendung hoher Spannungen, wie sie bei Serienschaltung vieler Mikrophone zur Erzielung ausreichender Empfindlichkeit erforderlich ist, ist das Auftreten von Polari- 

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 sation. Es ist zwar möglich, das Kohlematerial soweit zu reinigen, dass Metallbeschläge durch Elektrolyse nicht auftreten, Gasbildung durch Zersetzung immer vorhandener Feuchtigkeit ist aber nur sehr schwer zu verhindern. Daher ist es zweckmässig, Spannungen unter der Polarisationsspannung zu verwenden. 



   Durch die im nachfolgenden beschriebene neue Anordnung wird es nun möglich, eine so weit gehende Übereinstimmung sowohl der elektrischen Eigenschaften als auch der Anregungsbedingungen der einzelnen Mikrophone zu erhalten, dass die Vorteile der Parallelschaltung erreicht werden, ohne dass ihre Nachteile in Kauf genommen zu werden brauchen. 



   Das wird bei dem neuen Mikrophon erreicht, indem ein gemeinsamer grosser Raum für das Kohlematerial vorgesehen ist, der durch trennende Rippen in eine grosse Anzahl von einzelnen Raumteilen grubenartig unterteilt ist und jeder abgegrenzte Kohleraumteil mit einer Membran zusammenwirkt, die am Rande jedes abgegrenzten Kohleraumteiles befestigt ist und zusammen mit ihr ein vollständiges Einzelmikrophon bildet. Statt jede Grube mit je einer Membran zu versehen, ist es zweckmässig, eine über alle Gruben sich erstreckende Membran an den Rändern jeder Grube, z. B. durch eine passende Deckplatte, festzulegen.

   Die abgegrenzten Raumteile können dabei sehr klein bemessen sein, ihre Breite soll erfindungsgemäss 10-20 mm nicht übersteigen ; das entsprechende Stück der Membran hat dann, namentlich wenn sie aus Glimmer oder Azetylzellulose von geringer Dicke, etwa   O'Ol mm,   hergestellt 
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 herauskommt. 



   Die bei dem im nachstehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel angewendete Unterteilung genügt erfahrungsgemäss, um diese Bedingungen zu   erfüllen.   



   In einen Grundkörper 1 aus Isoliermaterial, z. B. aus Kunstharz von etwa 100 bis 200 ems Fläche und 1-2 cm Dicke, sind Rinnen 2 von Halbzylinderform angeordnet, die senkrecht zu ihrem Verlaufe von Kanälen 4 durchschnitten werden. In den Kanälen 4, die tiefer sind als die Rinnen. liegt je ein Kohlestreifen 5. Deren erste, dritte, fünfte usw. ist an einen gemeinsamen in der Zeichnung rechts liegenden, nicht gezeichneten Leiter angeschlossen, der zweite, vierte, sechste usw. an einen an der linken Seite liegenden. Sämtliche Rinnen und Kanäle sind mit Kohlepulver ausgefüllt. Die in den Kanälen liegenden Kohlestreifen sind so schmal, dass sie ganz von Kohlepulver überdeckt sind. Die die halbzylinderförmigen Rinnen abgrenzenden Stege haben alle   möglichst   gleiche Höhe ; die Profilierung wird so ausgeführt, dass die Kanten 6 scharf sind. 



   Auf den Rändern der einzelnen, durch die Rinnenfräsung und die Kanäle gebildeten Gruben liegt die Azetylzellulosemembran 7. In die Deckplatte 10 sind   Längsnuten   8 eingefräst, zwischen denen schmale streifenförmige Vorsprünge 9 stehen bleiben. Die   Höhe   der Vorsprünge beträgt nur einige   Zehntelmilli-   meter. Sie liegen den Rändern der Rinnen 2 gegenüber. Die Membran wird also zwischen den scharfkantigen Rinnenrändern und den streifenförmigen Vorsprüngen, also zwischen Schneiden und ebenen Flächen, geklemmt und dadurch besonders gut festgehalten. 



   In der Deckplatte 10 sind   Schallöffnungen   angebracht, in Fig. 2 sind sie als den Rinnen 2 parallellaufende Schlitze 12 dargestellt ; sie können auch entsprechend Fig. 3 aus   kreisförmigen   Bohrungen 
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 schwächt wird. 



   Deckplatte und Grundkörper werden so bearbeitet, namentlich durch Schleifen, dass die Stege zwischen den Rinnen, welche die Gruben abteilen, in gleicher Höhe liegen und die Klemmung der Membran mit Sicherheit erfolgt. Vollkommene Gleichförmigkeit der einzelnen Mikrophone wird dabei nicht erreicht. Das ist aber unter Umständen gerade   nützlich,   um eine Verteilung der Eigenschaften auf einen grösseren Bereich zu erzielen. Das letztere ist im verstärkten Masse der Fall, wenn die Rinnen und Kanäle nicht wie in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel verlaufen und sich rechtwinklig durchkreuzen, also Mikrophone von gleicher   Membranfläche   abteilen, sondern so, dass eine Unterteilung in unter sich ungleiche Flächen erfolgt. Das ist z.

   B. dann der Fall, wenn die Rinnen längs konzentrischen Kreisen verlaufen oder längs einander   umschliessenden   Ellipsen und die Kanäle längs deren orthogonalen Trajektorien oder umgekehrt die Kanäle längs konzentrischen Kreisen usw. 



   Die Form der Gruben ist bei dem Ausführungsbeispiel die eines Halbzylinders mit Wellenlinien ähnlicher Leitkurve. 



   Die Verbindung der Deckplatte mit dem Grubenkörper erfolgt durch   Versehraubung   am Umfang. 



   Das Gesamtgewicht der Anordnung ist verhältnismässig gross, so dass der Gesamtkörper nicht schwingt,
Die Rinnen und Kanäle bilden miteinander einen einzigen verhältnismässig grossen Raum. In ihn wird das Kohlenpulver von einer Füllöffnung aus hineingeschüttet und gleichmässig verteilt. Unterschiede gleichen sich, weil überall grosse Querschnitte zur Verfügung stehen, leicht aus. Das Kohlematerial wird ausserdem praktisch wegen der weitgehenden Unterteilung den Massekräften entzogen ; Verlagerungen treten nicht auf, weil die Bewegung der einzelnen Teilchen durch Reibung verhindert wird. Die Füllung des Kohleraumes ist vollständig. 



   Aus diesen Gründen ist die Mikrophonanordnung unempfindlich gegenüber Erschütterungen und hat in jeder Lage praktisch gleiche Empfindlichkeit.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Mikrophonanordnung zur getreuen Übertragung von Schall, gekennzeichnet durch mechanische und elektrische Vereinigung einer Vielheit (bis zu mehreren Hundert) von 1 bis 2 cm Breite nicht überschreitenden, an sich vollständigen Einzelmikrophonen in einem kleinen Raum.

   2. Mikrophonanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen vorzugsweise plattenförmigen Grundkörper aus Isolierstoff mit grubenartigen, mit Kohle gefüllten Vertiefungen, an deren Rändern je eine Membran befestigt ist.

   3. Mikrophonanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine über alle Gruben sich erstreckende, an den Rändern jeder Grube festgelegte Membran.

   4. Mikrophonanordnung nach den Ansprüchen 2 bis 4, gekennzeichnet durch Membranen von unter zwei Zehntelmillimeter Dicke, vorzugsweise aus nicht leitendem Stoff, z. B. Azetylzellulose. o. Mikrophonanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran durch eine Deckplatte mit den Rändern oder einem Teil der Ränder der Gruben entsprechenden Vorsprüngen an den Rand jeder Grube angepresst wird.

   6. Mikrophonanordnung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, gekennzeichnet durch in den Grundkörper eingegrabene Kanäle und in diesen verlegte Stromzuleitungen.

   7. Mikrophonanordnung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Gruben und Kanäle miteinander in Verbindung stehen und der ganze durch sie und die Membran begrenzte Raum homogen mit Kohlepulver ausgefüllt wird.

   8. Mikrophonanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Kanälen verlegten Zuleitungen vollständig durch Kohlepulver überdeckt sind.

   9. Mikrophonanordnung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruben aus vorzugsweise parallel zueinander verlaufenden Rinnen bestehen.

   10. Mikrophonanordnung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, gekennzeichnet durch Gruben von der Form eines Halbzylinders.

   11. Mikrophonanordnung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, gekennzeichnet durch scharfkantige Grubenränder, zwischen die und die ihrer Form entsprechenden Vorsprünge der Deckplatte die Membran gepresst wird.

   12. Mikrophonanordnung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, gekennzeichnet durch streifenförmige Vorsprünge in der Deckplatte von im Verhältnis zu den Grubenabmessungen geringer Höhe (einige Zehntelmillimeter) und geringer Breite (0'5-3 mm).

   13. Mikrophonanordnung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruben durch in den Grundkörper eingegrabene Rinnen und diese durchkreuzende Kanäle für Stromzuleitungen gebildet sind.

   14. Mikrophonanordnung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass Kanäle und Rinnen einander rechtwinklig durchkreuzen.

   15. Mikrophonanordnung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass Rinnen und Kanäle geradlinig verlaufen.

   16. Mikrophonanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinnen längs konzentrischen Kreisen oder Ellipsen verlaufen, die Kanäle längs deren orthogonalen Trajektorien oder umgekehrt.

   17. Mikrophonanordnung nach Anspruch 1 und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Kohleraum-und Membranunterteilung entstehenden Einzelmikrophone einander parallel geschaltet sind.