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Mikrophonkapsel für Kohlemikrophone
Die Erfindung betrifft eine Mikrophonkapsel für Kohlemikrophone mit die Kohlekammer ringförmig umschliessender, elastischer Einlage aus Isoliermaterial, insbesondere aus Schaumgummi, die sowohl dem seitlichen Abschluss der Kohlekammer als auch der Dämpfung der Eigenschwingungen der Mikrophonkapsel dient.
Bei Kohlemikrophonen mit ebener Kohlemembran und im allgemeinen ringförmig geriffelter Gegenelektrode aus Kohle wurde zur Abdichtung der Kohlekammer sowie zur Isolation beider Elektroden früher meist Gummi, später auch Filz, vorzugsweise aus Merinowolle, verwendet-neuerdings haben sich hiefür die verschiedensten elastischen, porösen Kunststoffe durchgesetzt, wie Moltopren u. dgl., die jedoch wegen der Aufsaugung des Atemkondensates einen absolut feuchtigkeitssicheren Aufbau der Mikrophonkapsel erforderlich machen.
Mikrophonkapseln weisen trotz sorgfältigster Herstellung von Kapsel zu Kapsel in ihrer Eigenresonanz erhebliche Unterschiede auf, die insbesondere durch die unvermeidlichen Toleranzen der Membranstärke sowie des Gegendruckes des Kohlepulvers an der Membranmitte und schliesslich durch Veränderungen an der Einspannstelle bedingt sind.
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einen auf der ganzen Membranfläche gleichmässig aufliegenden Dämpfungskörper eine Homogenisierung der Membranschwingungen erreicht werden.
Diese Ausführungsform hat jedoch den Nachteil, dass die sogenannte Ergiebigkeit des akustisch-elektrischen Energiewandlers unzulässig herabgesetzt wird und auch bereits die kleinen Schwingungsamplituden der Membran zu stark gedämpft werden, so dass die Sprache einen dumpfen, sozusagen einen erstickten Klang erhält ; ausserdem wird durch die starke Unsymmetrie der Bedämpfung der jeweiligen Schwingungs-Halbwellen in beiden Richtungen zum und vom Kohlegriess ein zusätzlicher Klirrfaktor erzeugt.
Nach der Erfindung werden nun bei Mikrophonkapseln für Kohlemikrophone der eingangs beschriebenen Art diese Nachteile dadurch behoben, dass der ringförmige elastische Dämpfungskörper an seiner auf der Kohlemembran aufliegenden Stirnfläche mit mindestens einer konzentrischen Rille versehen ist.
Durch diese Ausgestaltung des ringförmigen Dämpfungskörpers wird schon im einfachsten Fall der Anbringung einer einzigen konzentrischen Rille auf der Stirnfläche des Dämpfungskörpers bereits eine Verteilung der elastischen Bedämpfung der Membran auf zwei ringförmige Zonen und dadurch eine weitgehende Glättung der Resonanzspitzen im Frequenz gang erreicht : u. zw. auf die Innenzone, in welcher die Unstetigkeiten des vom Kohlegriess bewirkten Gegendruckes auszugleichen sind, sowie auf die äussere Zone, in der die Unstetigkeiten der anschliessenden Einspannstelle ausgeglichen werden.
Am Dämpfungskörper kann durch Anbringung einer weiteren Rille durchaus auch noch ein mittlerer Dämpfungsring angebracht werden, der jedoch in Anbetracht der geringen Abmessungen des Mikrophones im allgemeinen keine wesentlichen Vorteile mehr bringen wird.
Liegen nun diese einzelnen Ringe des Dämpfungskörpers an der Membran flach an, so ergibt sich auch schon bei kleinsten Amplituden eine merkbare Dämpfung - bei denen jedoch ein praktisch oder nahezu dämpfungsloser Zustand erwünscht wäre.
Dies wird nun bei einer bevorzugten AusgestÅaltung der Mikrophonkapsel dadurch verwirklicht, dass am ringförmigen Dämpfungskörper die durch die konzentrischen Rillen gebildeten Teilringe radial einwärts abgeschrägt sind und nur mit ihrem äusseren Rand auf der Kohlemembran aufliegen, wodurch der auf diese wirkende elastische Gegendruck und vor allem die durch die zahlreichen Poren des Dämpfungskörpers bewirkte Dämpfung von aussen nach innen mit steigender Membranamplitude wachsen und somit
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die Sprachübertragung durch Verminderung voninterkombinationsschwingungen und Oberwellen wesentlich naturgetreuer und klarer wird.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Mikrophonkapsel im
Mittelschnitt und in Fig. 2 ein Diagramm zum Vergleich des Frequenzganges von herkömmlichen und erfindungsgemässen Mikrophonen dargestellt.
Die Mikrophonkapsel besteht entsprechend der üblichen Ausführungsform aus einem Metallgehäuse 1 mit aufgeschraubter, perforierter Einsprache 2, in einem Ringfalz des Gehäuses ist die freiliegende Kohlemembran 3 abgestützt und wird zusammen mit der aufliegenden Schutzmembran 4 von einem einge- klemmten Dichtungsring 5 gehalten ; in einer Metalliassung o, uie mnl der Anschlussklemme fur dab Luführungskabel verbunden ist, ist die geriffelte feste Kohleelektrode 7 eingesetzt, an welcher die Kohlegriessfüllung 8 anliegt, die den vorhandenen zentralen Raum bis zur gegenüberstehenden Kohlemembran
3 bzw. zum konzentrisch umgebenden Dämpfungskörper 9 ausfüllt ;
dieser elastische Dämpfungskörper
9-vorzugsweise aus Schaumgummi - füllt nun erfindungsgema# deu gesamten Hohlraum zwischen Ge- häuse 1, Membran 3, feste Elektrode 7 und Kohlekammer 8 im wesentlichen vollständig aus ; die an die Kohlemembran 3 aufliegende Stirnfläche ist nun mit einer-gegebenenfalls auch mehreren - konzentri- schen Rille 10 versehen und weiters sind beide dadurch gebildeten Teilringe 9'dieser Stirnfläche einwärts abgeschrägt, so dass der elastische Dämpfungskörper 9 nur mit den äu#eren Randstreifen dieser Ringzone auf der Kohlemembran aufliegt und somit der auf dieselbe wirkende elastische Gegendruck mit der Membranamplitude von aussen nach innen wächst.
Durch diese erfindungsgemässe Ausgestaltung der Mikrophonkapsel mit dem den ganzen, bei den bisherigen Modellen vorhandenen ringförmigen Hohlraum ausfüllenden Dämpfungskörper aus gummielastischem Material wird vor allem die Wirkung dieses Luftpolsters im Resonanzkörper beseitigt-sozusagen also durch seine Unterteilung in, insbesondere im Schaumgummi vorhandene, zahlreiche kleinste Luft- pölsterchen ; ebenso ist aber grundsätzlich auch die Verwendung von nicht-porösem, extrem weichem Gummiwerkstoff möglich, der ausserdem keine Feuchtigkeit aufsaugen kann, so dass die Mikrophonkapsel nicht unbedingt vollständig feuchtigkeitsdicht gebaut werden muss.
Ferner ist zu der an den unerwünschten Resonanzspitzen des Frequenzganges gleichfalls beteiligten Membranmasse durch die F1astizität des auf ihr radial aufliegenden Dämpfungskörpers ein Dämpfungswiderstand sozusagen"in Sen geschaltet", wobei sich, wie bereits erwähnt, die erfindungsgemässe Unterteilung der Auflagefläche in mindestens zwei konzentrische Ringe, die ausserdem von aussen nach innen etwas abgeschrägt sind, besonders vorteilhaft auswirkt, und zwar dadurch, dass der innere Teil der Membran - welcher bei den für die Verständlichkeit wertvollen, hohen Frequenzen praktisch allein mit. kleiner Amplitude schwingt, und zwar entgegen dem Widerstand der Kohlekörner-nicht zusätzlich gedämpft wird ;
dagegen sollen die grösseren Amplituden der tieferen Frequenzen - besonders im kritischen und auch spektral am stärksten vertretenen Resonanzbereich zwischen etwa 700 und 1200 Hz - entsprechend der grösseren Auflagefläche des Dämpfungskörpers auch stärker gedämpft werden. Der äusserste, der Einspannstelle der Membran benachbarte Dämpfungsring vermindert ausserdem von Unregelmässigkeiten der Einspannung herrührende Verzerrungen bei hoher Lautstärke ; durch die mit dem grossflächigen Dämpfungskörper erreichte Homogenisierung der Membranschwingungen werden schliesslich auch in vorteilhafter Weise die Interkombinationsschwingungen vermindert-wie z. B. das Differenz- und Summentönen bei Zweitonversuchen.
Fig. 2 zeigt vergleichsweise den Frequenzgang von zwei Mikrophonkapseln, und zwar in der strichlierten Kurve I denjenigen eines herkömmlichen Mikrophones mit schlauchförmigem, von einem Hohlraum umgebenen Isolierkörper und in der stark ausgezogenen Kurve 11 für eine erfindungsgemäss mit einem den besagten Hohlraum ganz ausfüllenden Dämpfungskörper aus Schaumgummi, wodurch die erzielte Glättung der Resonanzspitzen veranschaulicht wird ; ebenso vorteilhaft ist jedoch auch die bei der erfin- dungsgemässen Ausgestaltung erzielte Verminderung des Klirr-Faktors. Bei erfindungsgemäss ausgebildeten Mikrophonen wird also Empfindlichkeit bzw.
Ergiebigkeit nur unmerklich verringert und bei gegebenem Schalldruck infolge der wesentlich verminderten Verzerrungen im hörbaren Frequenzbereich eine erheblich verbesserte Silben-Verständlichkeit erreicht.
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