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Mikrophon- und Lautsprecheranordnung bei Gegensprechanlagen, insbesondere in Sprechzellen von Gegensprechanlagen
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tragbare Störungen, hauptsächlich durch die akustische Rückkopplung zwischen Mikrophon und Lautsprecher.
Beim gegenwärtigen Stand der Technik wäre man dazu geneigt, die genannten unerwünschten Störanregungen durchBenutzung zweckmässigerStromkreise bestehend ausEchosperren bzw. Ersatzschaltungen
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Kostenerhöhung und die Entstehung von Verzerrungen, die eine Verminderung der Verständlichkeit und der Übertragungsgüte verursachen.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der oben erwähnten Nachteile durch eine wirtschaftlichere Ausführung, wobei die Gegensprechanlage in einer Sprechzelle angeordnet wird. um besondere akustische Verhältnisse zu erzielen, u. zw. sowohl durch Erhöhung der Lautstärke mittels PhantomSchallquellen als auch durch Verminderung derStöranregungen durch Einschränkung der akustischen Kopplung zwischen Mikrophon und Lautsprecher.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mikrophon-und Lautsprecheranordnung bei Gegensprechanlagen, insbesondere in Sprechzellen von Gegensprechanlagen, die in einem gemeinsamen, akustisch abschirmenden Kasten untergebracht sind und ihre Membranen einander in zwei zueinander parallel liegenden Ebenen gegenüberstehen, wobei ihre Wirkrichtungen einander entgegengesetzt sind. Diese Anordnung der beiden Übertragungssysteme (Mikrophon und Lautsprecher) auf dem Kasten ermöglicht die Entstehung einer akustisch toten Zone In der Nähe des Mikrophons.
Die Membran des Schallsenders steht gegenüber einem prismatischen Hohlraum, der an beiden Grundflächen offen ist und denSchallwellenabfluss nach zwei entgegengesetzten Richtungen ermöglicht, die zu den Ebenen parallel sind, in welchen die beiden Membranen liegen. Der Rauminhalt des prismatischen Hohlraumes ist klein im Verhältnis zum akustisch interessierenden Sprechzellenraum, so dass Insbesondere bei den tiefen Frequenzen eine Dämpfung der von der Sprechzelle zum Empfänger gerichteten Schallwellen erzeugt wird, wobei diese Dämpfung dem Verhältnis der zu den beiden Rauminhalten gehörenden Reaktanzen proportional ist.
Die Zeichnungen stellen als Beispiel eine praktische Ausführung gemäss der Erfindung dar. Es zeigt Fig. 1 den Querschnitt längs der Mittellinie in der Horizontalebene der Gegensprechanlage, die in einer Sprechzelle angeordnet ist, Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie li-li In der Vertikalebene der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung, Fig. 3 die Verteilung des in der Sprechzelle nach Fig. 1 herrschenden Schalldruckes in Abhängigkeit vom Mikrophonabstand (Heulton) und Fig. 4 die Verteilung des Sprechzellenschaudruckes an der Vertikalebene, die durch die Mikrophonachse läuft in Abhängigkeit von dem auf das Mikrophon bezogenen Winkel und Halbmesser (Heulton).
Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch eine Gegensprechanlage, die In einem abschirmenden Kasten 11 untergebracht ist, welcher in der Sprechzelle 10 angeordnet Ist. Der Mittenquerscbnitt des abschirmenden Kastens 11 liegt in der Ebene, die den aus den Wänden 12 und 13 der Sprechzelle 10 gebildeten rechten Winkel halbiert. Insbesondere bei der nach dem dargestellten Beispiel ausgeführten Gegensprechanlage
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sind die Membran 14 des Lautsprechers und die Membran 15 des Mikrophons mit guten Richtungseigen- schaften koaxial zueinander und in zwei zueinander parallel liegenden Ebenen angeordnet. Ferner sind die genannten Übertragungsmembranen 14 und 15 entgegengesetzt gerichtet.
Die Membran 15 des Mikrophons steht gegenüber der Sprechzelle, d. h. sie ist dem In der Sprech- zelle befindlichen Sprecher zugewendet. Die Membran 14 des Lautsprechers steht einem prismatischen
Hohlraum mit offenen Grundflächen gegenüber, der seitlich durch die Teile 16 und 17 begrenzt ist, wel- che je zu der inneren Oberfläche der Sprechzellenwände 13 und 12 gehören. Die elektroakustischen
Wandler 19 und 20 sind im Kasten 11 durch einen geeigneten, im Hohlraum 18 enthaltenen Werkstoff und durch weiteren zweckmässig verteilten Werkstoff voneinander akustisch entkoppelt. Die genannten elektroakustischen Wandler 19 und 20 sind ausserdem mittels geeigneter Dämpfungselemente federnd ein- gebaut, so dass sie von den durch den Kasten übertragenen Vibrationen im wesentlichen entkoppelt sind.
Ausserdem hat der Kasten, in welchem beide elektroakustischen Wandler sowie alle zum Betrieb der Ein- richtung erforderlichenschaltelemente bekannter Art untergebracht sind, einen rechteckigen Querschnitt, über welchen ein gleichschenkeliges Trapez gelagert ist, dessen Seiten 21 und 22 so bemessen sind, dass sie je an den zueinander rechtwinklig stehenden Wänden 13 und 12 der Sprechzelle 10 genau anliegen.
Die vom Empfänger 19 erzeugten Schallwellen werden in den prismatischen Hohlraum 23 eingeleitet, worin eine erste Erscheinung von Mehrfachreflexionen beginnt mit Erzeugung von Phantomschallquellen, die das Grundschallfeld verstärken. Die gesamten Schallwellen fliessen durch die beiden offenen Seiten des prismatischen Hohlraumes ab.
Das Verhältnis zwischen dem Rauminhalt des prismatischen Hohlraumes 23 und dem akustisch in- teressierenden Rauminhalt der Sprechzelle 10 ruft, besonders bei den tiefen Frequenzen, eine Dämpfung der vom Sprechzellenraum kommenden und gegen die Membran des Empfängers 19 gerichteten Schallwellen hervor ; diese Dämpfung ist dem Verhältnis der zu den beiden Rauminhalten gehörenden Reaktanzen proportional. Die geschilderte Gestaltung des Kastens 11, in welchem die Gegensprechanlage unterge- bracht ist und die eigenartige Anordnung desselben an den Wänden 12 und 13 der Sprechzelle 10 ermöglichen die Entstehung einer akustisch toten -Zone in der Nähe des Mikrophons, wie'das Diagramm in Fig. 3 zeigt.
Dieses Diagramm veranschaulicht die Verteilung des Schalldruckes in der Sprechzelle, der längs einer Geraden ausgewertet ist, die rechtwinklig zu der Ebene steht, in der die Mikrophonmembran liegt und die mit der Mikrophonachse. zusammenfällt. In diesem Diagramm ist auf der Abszisse der Abstand vom Mikrophon in Metern aufgetragen.
In Fig. 4 ist die Verteilung des Schalldruckes dargestellt, ausgewertet in einer senkrechten Ebene, die rechtwinklig zur Ebene steht, in der die Mikrophonmembran liegt, wobei das Mikrophon selbst als Mittelpunkt eines Kreises betrachtet wird, der die Halbmesser r = h/2 (voll ausgezogene Kurve) bzw. r = h (gestrichelte Kurve) hat, wobei h die Höhe des Kastens 11 ist, der die Gegensprechanlage enthält. Die gegen dieSprechzellendecke beschriebenen Winkel sind mitMinuszeichen und die gegen den Sprechzellenboden beschriebenen Winkel mit Pluszeichen versehen.
Die durch den prismatischen Hohlraum 23 hervorgerufene Dämpfung und die akustisch tote Zone in der Nähe des Mikrophons bewirken eine gute akustische Entkopplung zwischen den beiden elektroakustischen Wandlern, was unerwünschte Störungen auf ein Minimum beschränkt.
Der oben erwähnte Hohlraum kann auch auf andere Weise gewonnen werden. Eine weitere Möglichkeit zur Bildung dieses Hohlraumes besteht darin, die schrägen Wände 21 und 22 des Kastens 11 bis zum Zusammenlaufen zu verlängern.
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