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Schallempfänger mit veränderbarer Richtwirkung
Schallempfänger mit veränderbarer Richtwirkung weisen im allgemeinen wenigstens zwei Mikrophone auf, die so nebeneinander oder übereinander angeordnet sind, dass ihre Empfindlichkeitsmaxima in einander entgegengesetzten Richtungen liegen. Die Einstellung der gewünschten Richtcharakteristik eines sol- chen, mehrere Einzelmikrophone aufweisenden Schallempfängers erfolgt hiebei durch anteilmä ssige Steu- erung der Empfindlichkeit oder durch Abgriffverschiedener Anteile der jeweiligen Ausgangsspannungen.
Für hochwertige Schallübertragungsanlagen, in denen vorzugsweise elektrostatische Mikrophone verwendet werden. ist ein Schallempfänger mit zwei Einzelsystemen bekanntgeworden, die in einem ein- zigenMikrophonkörper vereinigt sind, derart, dass die gemeinsame Gegenelektrode beidseitig von je einer Membrane abgedeckt ist. Die Einstellung der gewünschten Richtcharakteristik erfolgt bei dieser Anordnung durch Änderung der jedem System zugeordneten Vorspannung, so dass durch die daraus resultierenden Emp- findlichkeitsänderungen die Richtcharakteristik der Einzelsysteme in verschiedenem Masse zur Wirkung kommen.
Die Verwendung von Kondensatormikrophonen ist für Schallempfänger mit steuerbarer Charakteristik besonders günstig, da die Regelspannung eine Gleichspannung ist, deren Grösse leicht verändert werden kann und die auch über längere Leitungen eine einwandfreie Fernsteuerung ermöglicht. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in der österr. Patentschrift Nr. 180606 beschrieben.
Es hat sich nun gezeigt, dass bei einem solchen Schallempfänger, bei dem die Membrane beiderseits einer einzigen mit Sacklöchern und Durchgangslöchern versehenen Gegenelektrode angeordnet sind, im Bereich höherer Frequenzen der Frequenzgang insbesondere der Kugelcharakteristik störende Abweichungen vom horizontalen Verlauf zeigt. Diese Erscheinungen finden ihre physikalische Begrünung in der Übereinstimmung von Wellenlänge und Schallweg für die kritischen Frequenzen.
Es lässt sich zeigen, dass die Auslöschung des einzelnen Wandlers bei Frequenzen, bei denen die halbe Wellenlänge gleich ist dem Schallumweg d von der Vorder-zur Rückseite des Systems ein Minimum wird. Dies bedeutet jedoch, dass die Richtcharakteristik des Einzelsystems von der Nierenform in eine eher kugelförmige Charakteristik übergeht.
Werden aber nun zwei Einzelsysteme mit kugelförmiger Richtcharakteristik und einem Schallweg D von Membranmitte zuMembranmitte gleichsinnig zusammengeschaltet, ergibt sich wieder eine kugelför-
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se für den 00. Frequenzgang der resultierenden Kugel bei jenen Frequenzen, bei denen die Löschung des abgewendeten Systems schlecht ist, ein Anstieg, der bei der Frequenz wo D = X/2 ist, einen ersten starken Einbruch aufweist. Bei der oben beschriebenen Anordnung mit nur einer Gegenelektrode für beide Membranen ist der Schallumweg des gedachten Einzelsystems gleich dem Weg von Membranmittelpunkt zu Mebranmittelpunkt der beiden Systeme (d = D). Dies bewirkt einen besonders starken Einbruch bei der
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Diese Erscheinungen werden nun bei einem Schallempfänger der vorstehend beschriebenen Art erfindungsgemäss'dadurch vermieden, dass die elektroakustischen Wandler als selbständige Einzelsysteme ausgebildete elektrostatische Mikrophone sind, die zur Verhinderung gegenseitiger Beeinflussung bei der Schallaufnahme voneinander in einem Abstand angeordnet sind, der höchstens gleich, vorzugsweise aber kleiner als der Membrandurchmesser ist.
Die Mikrophone können hiebei Rücken gegen Rücken angeordnet sein, so dass die Richtungen ihrer grössten Empfindlichkeit angenähert in einer Geraden liegen, sie können aber auch nebeneinander oder übereinander angeordnet sein. Ein besonders guter Erfolg stellt sich dann ein, wenn beide Mikrophone mit
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einer Einheit vereinigt werden soll, ist es zweckmässig, die beiden Einzelsysteme hintereinander auf der Achse des zylindrisch ausgebildeten Verstärkergehäuses anzuordnen und die dem einen Mikrophon zugewendete Stirnseite des Verstärkers mit einem konischen Zapfen aus schallhartem oder schallweichem Material zu versehen, um unerwünschte Reflexionen zu vermeiden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren der Zeichnung dargestellt u. zw. zeigt Fig. 1 zwei im Abstand voneinander, in Richtung der grössten Empfindlichkeit entgegengesetzt angeordnete Kondensatormikrophone. In Fig. 2 sind die Mikrophone übereinander angebracht dargestellt. Fig. 3 zeigt schliesslich den Zusammenbau mit einem Verstärker.
Der in Fig. 1 dargestellte Schallempfänger mit veränderbarer Richtwirkung weist zwei im Abstand D voneinander angeordnete elektrostatische Mikrophone l, 2. auf, von denen jedes eine Membrane 6, eine Elektrode 7 und dahinter einen akustischen Reibungswiderstand 8 besitzt. Dieser Reibungswiderstand 8 bildet zusammen mit der Luftkammer 9 ein akustisches Laufzeitglied, so dass sich für jedes Einzelsystem eine einseitige Richtwirkung ergibt. Die Empfindlichkeitsmaxima liegen in entgegengesetzten Richtungen. Der Abstand D wurde bei einem Mikrophondurchmesser von 2 cm mit etwa 1 cm als ausreichend ermittelt.
Eine solcherart nach der Erfindung getroffene Anordnung zweier kapazitiver Einzelmikrophone ergibt bei allen einstellbaren Richtcharakteristiken einen hinreichend glatten Verlauf des Frequenzganges.
Die Einzelmikrophone 1, 2 können aber auch, wie Fig. 2 zeigt, übereinander oder nebeneinander angeordnet sein, wobei auch hier wieder darauf zu achten ist, dass die Richtungen der grössten Empfindlichkeit einander entgegengesetzt sein müssen. Der erfindungsgemäss geforderte Abstand zwischen den beiden Einzelsysteme ergibt sich hier infolge der räumlichen Ausdehnung der beiden Mikrophone von selbst und zwar auch dann, wenn sie sich an ihrem Umfange fast berühren. Zweckmässigerweise können die Mikrophonsysteme in ein Gehäuse 10 bzw. 11 eingebaut werden.
Im allgemeinen sind Kondensatormikrophone unmittelbar mit dem Verstärker zusammengebaut, um lange Leitungen zwischen Wandler und Verstärker zu vermeiden. Dieser Zusammenbau ist auch ohne weiteres für die erfindungsgemässe Anordnung möglich, wobei beispielsweise für eine Mikrophonanordnung nach Fig. 1 der Zusammenbau mit dem Verstärker gemäss Fig. : 3 vorgeschlagen wird. Die beiden Einzelsysteme 1, 2 liegen mit dem zylindrisch ausgebildeten Verstärker 12 mit ihren Hauptachsen auf einer Geraden, wobei zur Verhinderung unerwünschter Reflexionen die Stirnseite des dem einen Mikrophon 2 zugewendeten Verstärkergehäuses 12 mit einem konischen Zapfen 13 aus schallhartem oder schallweichem Material versehen ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schallempfänger mit veränderbarer Richtwirkung, mit wenigstens zwei auf einen gemeinsamen Ausgang wirkenden, dem gleichen Typ angehörenden elektroakustischen Wandlern, mit bevorzugt einseitiger Richtwirkung, die vorzugsweise in ein gemeinsames Gehäuse eingebaut sind, derart, dass die Richtungen der grössten Empfindlichkeit einander entgegengesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die elektroakustischen Wandler als selbständige Einzelsysteme ausgebildete elektrostatische Mikrophone sind, die zur Verhinderung gegenseitiger Beeinflussung bei der Schallaufnahme voneinander in einem
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