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Elektrodynamisches Mikrophon.
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrodynamisches Mikrophon mit stromdurchflossener Membran (Bandmikrophon).
Bei den bekannten Ausführungen von Bandmikrophonen ist der Gesamtraum hinter dem Bande bis in dessen unmittelbarer Nachbarschaft mit Filz ausgestopft. Die Wirkungsweise dieser Anordnung
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des angekoppelten Tonraumee bemerkbar, die sowohl nach Lage als auch nach Selektivität von der Filzstopfung und weiter davon abhängig ist, auf welche Weise der Tonraum mit der Aussenluft in Verbindung steht. Die derart ausgebildeten Bandmikrophone entsprachen im allgemeinen durchaus den Anforderungen, die an eine gute Übertragung zu stellen sind, jedoch macht sich der Umstand häufig störend bemerkbar, dass die hohen Frequenzen weniger gut wiedergegeben werden und das wegen der verschiedenen Beschaffenheit der Filzstopfung die Wiedergabe der mittleren Frequenzen bei verschiedenen Mikrophonen wesentlich voneinander verschieden ist.
Besondes störend ist dies bei der serienmässigen Herstellung, da es infolge dieses Umstandes verhältnismässig schwierig ist, eine grössere Anzahl von Mikrophonen gleicher Charakteristik herzustellen.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile vermieden und die Wiedergabe, insbesondere der hohen Frequenzen, verbessert durch Anordnung eines oder mehrerer zusätzlicher Resonatoren hinter dem Bändchen. Zweckmässig wird als Resonator ein definierter Druckraum hinter dem Bande vorgesehen.
Zusammen mit der Bandmasse soll er eine Eigensehwingung (Querresonanz) im Gebiete der hohen Frequenzen, beispielsweise bei 4000 Hz, ergeben. Durch diese Resonanz wird die Wiedergabe der hohen Frequenzen wesentlich verbessert, ohne diesen Raum würden die Frequenzkurven in diesem Bereich stark abfallen. Eine weitere Verbesserung-für die allerhöchsten Frequenzen-wird durch die Längsresonanz (Pfeifenwirkung) des Druckraumes hervorgerufen. Die Eigenschwingung der Längsresonanz wird ungefähr auf 8000 Hz gelegt ; sie ist die Grundschwingung des beiderseitig (oben und unten) offenen Druckraumes unter dem Band.
Der Umstand, dass der Druckraum an den Enden offen ist, ist für das Zustandekommen der Querresonanz nicht abträglich, da die Druekzustände hinter der Bandmitte bei der Querresonanzfrequenz bereits nicht mehr wesentlich von der Beschaffenheit der Enden beeinflusst werden, wenn die Querresonanzfrequenz hoch genug liegt.
Die Verkleinerung des Raumes hinter dem Band würde infolge der Steifheit des Luftpolsters die Bandamplitude ausserhalb des Resonanzgebietes stark herabsetzen. Es wird daher gemäss der weiteren Erfindung der verbleibende Rest des früheren grossen, von den Magnetsehenkeln umschlossenen Hinterraumes mit dem Druckraum hinter dem Bande gekoppelt. Dadurch wird erreicht, dass seine Resonanz im Gebiet der mittleren Frequenzen wieder in Erscheinung tritt. Damit nun trotzdem die Querresonanz im kleinen Druekraum zustande kommt, wird die Ankopplung beispielsweise durch einen Schlitz vorgenommen. Dieser Schlitz ist so bemessen, dass seine Dämpfung bereits etwas unterhalb der Resonanzfrequenz des kleinen Hinterraumes genügend gross ist, um merkliche Schalleistungen nicht zum grossen Tonraum durchtreten zu lassen.
Bei hohen Frequenzen bleibt sozusagen die Luft im Schlitz stecken.
Das bedeutet praktisch eine selbsttätige Abkopplung des grossen Tonraumes bei hohen Frequenzen.
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Für das Gebiet der mittleren Frequenzen, dem Resonanzbereich des grossen Tonraumes, muss hingegen die Schlitzdämpfung noch vernachlässigbar klein sein.
An Stelle des Schlitzes können auch enge Löcher od. dgl., die den erforderlichen Widerstand für die hohen Frequenzen aufweisen, vorgesehen sein.
Die Abbildungen veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt des Mikrophons, Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-B der Fig. 1.
Im Luftspalt des Magneten 7 ist das Bändchen 2 angeordnet. Hinter dem Bändchen befindet sich der Druckraum 1, der durch den Schlitz 4 mit dem Tonraum 3 in Verbindung steht. Der grosse Tonraum 3 ist in bekannter Weise mit Filz ausgestopft, der Druckraum 1 steht durch Gazefenster 6 mit der Aussenluft in Verbindung. Breite Schlitze verbinden den Tonraum 3 ebenfalls mit der Aussenluft.
Die einzelnen Resonanzfrequenzen müssen so gewählt sein, dass Löcher in der Frequenzkurve vermieden sind. Dieser Bedingung wird genügt, wenn die einzelnen Resonatoren sehr stark gedämpft sind. Die Dämpfung ist bei dem grossen Tonraum 3 in bekannter Weise durch Filzstopfung erzielt.
Ausserdem erhöhen die Öffnungen 5, durch die der Tonraum mit der Aussenluft in Verbindung steht, die Dämpfung. Das gleiche gilt für den kleinen Druckraum 1, der durch die Gazefenster 6 mit der Aussenluft kommuniziert. Weiter erhöht die an den Kopplungsschlitz 4 abgegebene Leistung die Dämpfung des kleinen Druckraumes 1.
Das Verhalten des neuen Bandmikrophons gegenüber den verschiedenen Frequenzen des auftreffenden Schalles sei an Fig. 3 erläutert. Bei den tiefsten Frequenzen ist die Eigenschwingung des Bandes (Kurve 1) massgebend. Dieser überlagert sich sehr bald bei mittleren Frequenzen die Resonanzschwingung des grossen Tonraumes (Kurve II). Wird die Frequenz weiter gesteigert, so wird durch die Schlitzwirkung der grosse Tonraum nach und nach abgeriegelt, die Querresonanz des kleinen Druckraumes (Kurve III) wirkt sich aus und verhindert das Absinken der Empfindlichkeit bei hohen Frequenzen.
Bei den höchsten Frequenzen wirkt schliesslich die Längsresonanz des Druckraumes sich empfindlichkeitssteigernd aus (Kurve IV).
Durch den neuen Aufbau ist ein breiteres Frequenzband und eine bessere Typenkonstanz erzielt
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des gut definierten Druckraumes in der unmittelbaren Nachbarschaft des Bändchen und durch seine Entkopplung mittels des Schlitzes der Einfluss des Filzes für die höheren Frequenzen ausgeschaltet.
An Stelle des in den Abbildungen dargestellten Druckraumes können auch mechanische Resonatoren Verwendung finden ; jedoch bringt die Ankopplung der mechanischen Resonatoren unter Umständen Schwierigkeiten mit sich. Die Frequenzcharakteristik des Mikrophons ändert sich, wenn es in einer anderen Gasatmosphäre, beispielsweise in einer Wasserstoffatmosphäre, verwendet wird, was mitunter zweckmässig sein kann. Die Querresonanz ändert sich bei der Wahl eines anderen Mediums nicht, während die Längsresonanz die von der Schallgeschwindigkeit in dem betreffenden Medium abhängt, sieh wesentlich ändert.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrodynamisches Mikrophon mit stromleitender Membran, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erweiterung des zu übertragenden Frequenzbereiches mehrere Resonatoren, vorteilhaft starker Dämpfung, vorgesehen sind.