<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
Weise, dass die Isolierteile fischen den Elektroden nur gerade so stark sind, als es aus Gründen mecha- nischer Festigkeit sowie aus Isolationsfestigkeit erforderlich ist.
Die Erhöhung des Durchsteuerungsgrades für den Kohlengriess-Widerstandsweg kann, abgesehen von der Wahl eines geeigneten Mikrophonpulvers, durch zweierlei Massnahmen erzielt werden :
1. Dadurch, dass die Kohlekörner möglichst stark bewegt werden, indem sie auf kürzestem Weg von den Membranschwingungen beeinflusst werden.
2. Dadurch, dass die Druckbeeinflussung der Kohlekörner in der Richtung des Stromdurchganges erfolgt, so dass die Widerstandsänderung im Kohlengriess eine optimale wird.
Für Mikrophone mit isolierter oder nichtleitender-Membran werden erfindungsgemäss diese beiden genannten Bedingungen gleichzeitig und auch im überwiegenden Masse für alle Teile der Füllung dadurch zur Anwendung gebracht, dass sich zwischen den Elektroden ein verhältnismässig schmaler Isolierteil befindet, dessen Stärke nur den Anforderungen der mechanischen Starrheit und der Isolationsfestigkeit entsprechen muss und welcher in die Kammer derart hineinragt, dass alle Stromweg möglichst dicht an die Membrane herangeführt werden und zum überwiegenden Teil in der Richtung verlaufen, in der die Pressung der Kohlekörner erfolgt.
Eine derartige, durch vorgegebene Konstruktionsgedanken gegebene Anordnung ist also durch
Proportionsgesetze in ihren relativen Abmessungen stark gebunden. Für eine bestimmte Kohlensorte ist aber die Kammertiefe absolut gegeben durch die Eindringtiefe, wenn man der Forderung gerecht werden will, dass das Mikrophon keine inaktiven Widerstandsteile besitzen soll. Der Abstand dagegen, bis auf den der vorstehende Isolierteil der Membran genähert werden kann, muss in der Grössen- ordnung einiger Körner liegen, um schädlich starke Dämpfung der Membran durch Klemmen zu vermeiden.
Aus der Grössenordnung dieses Abstandes bzw. der Kammertiefe ergibt sich dann die günstigste
Breite der Elektrode, wenn man von der Überlegung ausgeht, dass es einerseits keinen Sinn hat, den
Querschnitt des Stromweges in der Nähe der Elektrode vielmals grösser zu machen als an der Stelle des Durchganges zwischen Membran und vorstehendem schmalem Isolierteil und dass anderseits für den Fall, in dem die mittlere Entfernung der Elektroden mehrmals grösser als die Kammertiefe wird, die Forderung nicht mehr erfüllt wäre, dass die Stromweg zum überwiegenden Teil in jener Richtung führen, in der die Pressung der Körner erfolgt.
Vorstehende Überlegungen zur Auswertung des erfindungsgemässen Gedankens führen zu einer Mikrophonzelle, deren absolute Grösse an den kleinen Wert der Eindringtiefe gebunden ist.
Ein derartig in allen Teilen klein dimensioniertes Mikrophon kann infolge des kleinen Füllungs- volumens auch keine ausreichende Leistung abgeben. Die Anwendung der normalen günstigsten Mem- brangrösse und deren restlose Ausnutzung durch eine dahinter befindliche Körnerkammer von ent- sprechender Grösse führt also unter Anwendung des erfindungsgemässen Gedankens zwangläufig zur
Anwendung einer Mehrelektrodenanordnung.
Die bereits bekannten Patente (z. B. österr. Patent Nr. 129674, brit. Patent Nr. 278443 usw.), welche die Mehrpolanordnung verwenden, bringen diese mit-andern als den erfindungsgemässen Mass- nahmen zur Anwendung.
Die praktische Ausführung dieser Teilung kann nun in verschiedenster Weise erfolgen ; die Fig. 1 bis 6 stellen beispielsweise Ausführungsformen dar.
Die Elektroden mit den dazwischenliegenden, vorstehenden Isolierteilen werden vorzugsweise direkt als Rückfläche der Körnerkammer ausgebildet, nur muss durch völlig starren Einbau dafür gesorgt werden, dass kein Mitschwingen derselben erfolgt. Um dies sicher zu vermeiden, sind die zu- sammengeschraubten,-gerollten oder-gelegten Platten oder Drähte mittels eines Kittes fest verbunden und so zu einem starren, schwingungsfreien Block vereinigt.
Zur eigentlichen Schallaufnahme wird eine nichtleitende oder isolierte Membran, z. B. aus Glimmer oder Textilgewebe verwendet, die unter starker Spannung am Rand des Gehäuses aufgeklebt ist. Die
Unterteilung der gesamten Körnerkammer in einzelne Zellen mit vorstehenden Isolierteile, die z. B. zentrisch, spiralig oder paketförmig angeordnet sind, ergibt aber noch einen grossen Vorteil. Wie Fig. 1 schematisch im Schnitt zeigt, wird durch'die'Unterteilung in z. B. paketförmig waagrechter Art ausser den oben angeführten Vorteilen noch erreicht, dass der Druck des Kohlengriesses K gleichmässiger verteilt ist als bei einer Anordnung ohne Teilung, d. h. die vorstehenden Isolierteile verhindern ein Zu- sammenbacken des Kohlengriesses. Durch diese Teilung entstehen in jeder Kammer Stellen geringeren und solche höheren Druckes.
An den Stellen geringeren Druckes, das ist an der Unterseite der vor- stehenden Isolierteile', können die Körner sich freier bewegen und folgen daher den Schwingungen der Membran besser, wodurch besonders die tiefen Frequenzen besser aufgenommen werden, bei denen grössere Membranbewegungen auftreten.
Fig. 1 stellt einen stark vergrösserten Schnitt durch einige waagrecht angeordnete Einzelzellen dar, während Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch das ganze Mikrophon zeigt. Es bedeuten : M die schall- ) aufnehmende Membran aus Isoliermaterial, die in diesem Fall z. B. aus glatt gespanntem wasser fest imprägniertem Textilgewebe besteht, K den Kohlengriess, in Fig. 2 der Deutlichkeit halber nicht ein- gezeichnet, B die stromzuführenden Elektroden, die z. B. hier paketartig zusammengekittet sind. 7 ist
<Desc/Clms Page number 3>
das zwischengeschichtete, vorstehende Isoliermaterial.
Der Strom fliesst nun von den mit + bezeichneten Elektroden in der angedeuteten Richtung zur Membran M, passiert dort die verhältnismässig schmale, schneideartige Stelle vor dem Isolierkörper I und fliesst dann in Richtung von der Membran weg zur benachbarten Gegenelektrode-. Der in Richtung der vier Pfeile einfallende Schall (Fig. 1) ist nun bestrebt, die verhältnismässig weiche und leichte Membran einzudrücken, wodurch die vor den Elektroden liegenden Körner hauptsächlich in der Richtung des durchfliessenden Stromes zusammengedrückt werden und dadurch den Stromleiter nicht nur in seiner Dichte, sondern vor allem in seiner Länge verändern.
Da nun die vor dem schneideartig ausgebildeten Isolierkörper liegenden Körner den Bewegungs- änderungen der Membran besonders ausgesetzt sind, werden diese Körner ihren gegenseitigen Druck bei Bewegung der Membranfläche besonders stark ändern und damit dem durchfliessenden Gleichstrom einen sehr stark wechselnden Widerstand entgegensetzen.
Ein Hauptunterschied gegenüber den bisher verwendeten Mikrophonen mit langem Körnerweg liegt aber darin, dass bei der erfindungsgemässen Ausführung eine Widerstandsänderung zwischen einigen Körnern eine unmittelbare Stromänderung hervorruft, während bei den bisher gebräuchlichen
Körnermikrophonen mit langem Körnerweg eine solche Änderung erst durch eine sehr grosse Zahl weiterer Kontaktstellen hindurchfliessen musste, wodurch ein grosser Teil der Wirkung wieder verloren- ging. Erfahrungsgemäss ist die "Eindringtiefe", d. i. die Tiefe bis zu der die verschiedenen Schall- schwingungen in das Körnergemisch eindringen, für verschiedene Frequenzen nicht gleich.
Es bildeten daher bei den bisherigen Typen mit langem Körnerweg die rückwärtigen, meist weniger bewegten
Körner einen frequenzabhängigen Nebenschluss zu den vorderen stark bewegten, woraus sich eine ungewollte Verzerrung ergab.
Ausserdem wird bei den derzeit verwendeten Mikrophonen mit nichtleitender Membran die hinter der Membran liegende Körnerschicht hauptsächlich in ihrem Querschnitt beeinflusst ; es wirkt sich daher eine Änderung des Membrandruckes auf die Körner in der Weise aus, dass der Widerstand des aus Körnern bestehenden Stromleiters z. B. durch eine Druckerhöhung verringert wird. Bei der er- findungsgemässen Ausführung wird dagegen die Körnerschicht nicht von der Seite durch Querschnitts- änderung, sondern, wie schon oben erwähnt, hauptsächlich in Richtung des Stromdurchganges und damit in Richtung der eintreffenden Schallwellen beeinflusst.
Die Teilung der Körner in einzelne Zellen wird nun erfindungsgemäss so zahlreich vorgenommen, dass die Einzelzellen praktisch nur mehr in der Grössenanordnung einiger Körner liegen. Eine weitere
Teilung vergrössert die Reibung unter den Körnern, wodurch die besonders gute Wirkung wieder ver- ringert wird.
Fig. 3 stellt eine weitere erfindungsgemässe Anwendung dar, bei der als stromzuführende Elek- troden Drähte D verwendet werden, die in einem mit Nuten versehenen Isolierkörper I zum Teil ein- gebettet oder eingelegt sind. An der unwirksamen, in eine Isolierschicht S eingebetteten Rückseite R wird der Draht D zur jeweils zweiten Rille geführt. Zwei benachbarte Drähte liegen daher immer an entgegengesetzten Polen bzw. Zuführungsklemmen und bilden für sich eine Zelle. Die Isolierschicht S wird z. B. an der Rückseite von einem Metallgehäuse abgeschlossen.
Um das Mikrophon von der Lage unabhängiger zu machen, wie dies z. B. bei Fernsprechmikro- phonen gefordert wird, können die Elektroden E auch unter Zwischenschaltung eines geeigneten Isolier- streifens 1 aus zwei draht-oder bandförmigen Metallstreifen in Form von zwei ineinanderliegenden
Spiralen zusammengerollt werden. Eine beispielsweise Ausführung dieser Art zeigt Fig. 4 in der Auf- sieht und im Schnitt. Die Wirkung ist sonst die gleiche wie geschildert.
Bei einer weiteren beispielsweisen Ausführungsform (Fig. 5) ist von einem Metallgehäuse ganz
Abstand genommen. Hier besteht der die Rückseite der Körnerkammer bildende Teil aus einem Isolier- körper, z. B. Pressmasse, auf der die Elektroden z. B. in Form von Streifen, einer Spirale od. dgl. in
Nuten des Isolierkörpers durch Einspritzen von Metall, Galvanisieren od. dgl. angebracht sind, wie dies in der Abbildung im vergrösserten Schnitt schematisch zu sehen ist. Deutlichkeitshalber sind die
Körner weggelassen.
Um ein "Rauschen" an den Stromübergangsstellen zu vermeiden, werden diese, sofern sie aus
Metall hergestellt sind, zweckmässig mit einem edlen Metall, z. B. Gold, überzogen. Dies kann auf gal- vanischem Weg oder durch Warmbehandlung leicht erfolgen. Selbstverständlich können die Elektroden auch aus Kohle u. dgl. hergestellt werden.
Es ist an sich bekannt, zwei-oder mehrfach angeordnete Elektroden zum Zweck der besseren
Stromleitung mit einer Schicht eines edlen Metalls zu überziehen, wie dies in der österr. Patent- schrift Nr. 118962 angedeutet wird. Die Verwendung eines Edelmetalls als Überzug zum Zweck der
Vermeidung von Ruhegeräuschen in der bezeichneten Art und Form ist jedoch völlig neu und erstmalig festgelegt, dies besonders für Elektroden aus aufgespritztem oder galvanisiertem Metall.
Eine weitere Teilung der Körnerkammer in seitlicher Richtung führt zu der in Fig. 6 gezeigten
Ausführung. Es handelt sich hier um ein Mikrophon mit mehr oder weniger punktförmigen Elektroden, die in beliebiger Form und grosser Anzahl in einen Isolierkörper vertieft eingebettet sind. Je zwei benach- barte Elektroden werden zu den entgegengesetzten Klemmen geführt.