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Schallwandler für Diktiergeräte
Es ist bei Diktiergeräten häufig der Fall, dass sowohl zum Aufsprechen als auch zum Abhören dersel- be elektroakustische Wandler in einem meist stielförmigen Gehäuse verwendet wird. Diese Anordnung wird deshalb gerne verwendet, weil sie verhältnismässig billig ist und geringe Abmessungen aufweist.
Man muss allerdings dabei in Kauf nehmen, dass die Wiedergabequalität unbefriedigend ist, denn die schwingungsmechanischen Bedingungen sind für die Membrane bei der Schallaufnahme andere als bei der Schallwiedergabe. Überwiegt nämlich die Massehemmung der Membrane, so ergibt sich bei der Verwen- dung als Mikrophon ein mit der Frequenz um 6db je Oktave fallender Frequenzgang, wogegen er bei der
Wiedergabe, also bei der Verwendung des Wandlers als Lautsprecher, geradlinig verläuft.
Umgekehrt sehen die Verhältnisse aus, wenn Reibungshemmung vorliegt, denn bei einem solchen
Wandler ergibt sich bei der Schallaufnahme ein horizontaler Frequenzgang, bei der Schallwiedergabe hingegen ein solcher, der mit zunehmender Frequenz um 6db je Oktave ansteigt. Daraus ergibt sich, dass weder ein reibungsgehemmter noch ein massegehemmter Wandler zur Verwendung als Mikrophon und Lautsprecher bei einem Diktiergerät geeignet ist.
Der Wandler mit der massegehemmten Membran würde zwar eine lineare Wiedergabe ermöglichen, er besitzt jedoch keine lineare Empfangscharakteristik. Beim Wandler mit der reibungsgehemmten Membran erfolgt hingegen die Schallaufnahme linear, die Schallabstrahlung hingegen mit der Frequenz ansteigend. Um diesen Übelständen abzuhelfen, hat man die Wandler umschaltbar ausgebildet, d, h. man liess sie in einem Falle mit reibtmgsgehemmter Membran arbeiten, im andern Falle mit massegehemmter Membran. Die Umschaltung erfolgte meist gleichzeitig mit der Betätigung des Umschalters für Aufsprechen und Wiedergabe, so dass dem Benützer des Gerätes die akustische Umstellung nicht weiter auffallen konnte.
Immerhin ist diese Lösung umständlich, da mechanische Schieber vorgesehen werden mussten, die, wenn sie ihren Zweck erfüllen sollten, eine sehr genaue Passung erforderte. Ausserdem wurde zusätzlicher Raum beansprucht, der gerade bei Mikrophonen für Diktiergeräte ohnehin schon sehr knapp ist.
Die Erfindung zeigt einen andern Weg, der ein besseres Ergebnis liefert und keinerlei mechanisch bewegte Teile erfordert. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass ein Wandler verwendet wird, dessen Membran durch Anwendung an sich bekannter Massnahmen bei der Schallaufnahme einen Frequenzgang aufweist, der bei Beaufschlagung des Wandlers mit konstanter Schallamplitude mit steigender Frequenz wenigstens angenähert um 3db je Oktave abfällt, bei der Schallwiedergabe hingegen bei Anspeisung mit Wechselstrom konstanter Spannung etwa um 3db je Oktave ansteigt.
Bei einem solchen Wandler wird zwar die magnetische Aufzeichnung so erfolgen, dass bei Wiedergabe unter Verwendung eines Lautsprechers mit linearem Frequenzgang ein Abfall von 3db je Oktave mit zunehmender Frequenz auftritt, doch ist dies ohne Bedeutung, da-dieser Fall in der Praxis nicht vorkommt. Die Wiedergabe erfolgt vielmehr über denselben Wandler, über den aufgesprochen wurde und der infolge der erfindungsgemässen Dimensionierung einen solchen Frequenzgang aufweist, dass der Abfall bei den hohen Frequenzen kompensiert wird und eine frequenzlineare Wiedergabe resultiert. Man erhält somit die bestmögliche Wiedergabe, die überhaupt mit einem Wandler, der sowohl zur Schallaufnahme als auch zur Schallwiedergabe bei einem Diktiergerät verwendet wird, erzielbar ist.
Die Erfindung sei nun an Hand der Figuren der Zeichnung näher beschrieben. In den Fig. la-3b sind verschiedene Frequenzgänge im logarithmischen Massstab dargestellt, die zur besseren Erläuterung des Erfindungsgedankens dienen sollen. In Fig. 4 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel eines erfindungsge-
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mässen Wandlers im Schnitt dargestellt, Fig. 5 zeigt das zugehörige elektrische Ersatzschaltbild.
Wie bereits eingangs erwähnt, weist ein Wandler mit einer massegehemmten Membran bei Verwen- dung als Mikrophon einen Frquenzgang auf, der um 6db je Oktave mit steigender Frequenz abfällt.
Diese Kurve ist in Fig. la mit 1m bezeichnet. Wird ein solcher Wandler zur Schallwiedergabe benützt, so zeigt er einen linearen Frequenzgang, wie er durch die Kurve 2m in Fig. la dargestellt ist.
In Fig. 2a sind dieselben Kurven für einen Wandler mit Reibungshemmung dargestellt, u. zw. gibt in analoger Bezeichnung die Linie Ir den Frequenzgang für einen reibungsgehemmten Wandler als Mikro- phon an, die Linie 2r den Frequenzgang eines solchen Wandlers als Lautsprecher. Es ist ersichtlich, dass die Schallwiedergabe frequenzabhängig ist, u. zw. mit der Frequenz um 6db je Oktave ansteigend.
In Fig. 3a sind zum Vergleich die Frequenzkurven für die Schallaufnahme rnr, und für die Schall- wiedergabe-2mr.'des erfindungsgemäss dimensionierten Wandlers dargestellt, bei dem einerseits die
Kurve für die Schallaufnahme um 3db je Oktave abfällt, diejenige für die Schallwiedergabe hingegen um 3db je Oktave ansteigt. Setzt man voraus, dass ein Magnettongerät verwendet wird, das linear auf- zeichnet, so ergibt sich daraus als Resultierende eine frequenzlineare Schallabstrahlung, wie dies in
Fig. 3b (Kurve 3mr) dargestellt ist. Die analogen Kurven 3m und 3r, welche sich bei Verwendung eines massegehemmten bzw. reibungsgehemmten Wandlers ergeben würden, sind in den Fig. Ib und 2b dar- gestellt. Daraus ist der erzielte Fortschritt klar erkennbar.
Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 dargestellt. Der Wandler ist in einem vorzugsweise stielförmi- gen Gehäuse 5 untergebracht. Er besitzt die Membran'l, die mit einer Tauchspule 2 ausgerüstet ist. Sie ist in einem Korb 4 untergebracht, der gleichzeitig auch das Magnetsystem 3 tragen kann. Hinter der
Membran l ist die niedere Luftkammer Dl vorhanden, die einerseits über einen akustischen Reibungswiderstand R und eine akustische Masse Ml mit dem Hohlraum D2 im Griffgehäuse 5 verbunden ist.
Es muss jedoch nicht das ganze Volumen des Mikrophongehäuses verwendet werden. es kann auch nur ein Teil desselben benützt werden, der gegen den unbenützten Teil durch eine Trennwand abgeschlossen ist. Es kann auch um den Korb 4 herum eine grössere Kapsel aufgesetzt sein.
Das elektrische Ersatzschaltbild des erfindungsgemässen Wandlers ist in Fig. 5 dargestellt. Mit M ist die Masse der Membran 1 mit der Tauchspule 2 bezeichnet. Die Randsteifigkeit der Membraneinspannung ist durch den Buchstaben D angegeben, sie wirkt ebenso wie die niedere Luftkammer Dl hinter der Membran im elektrischen Ersatzschaltbild wie ein Kondensator. Dies gilt auch für die im Gehäuse vorhandene grosse Luftkammer D2. Der Reibungswiderstand, über den die niedere Luftkammer hinter der Membran mit dem grossen Luftvolumen im Gehäuse verbunden ist, ist mit R bezeichnet. Er liegt der Massehemmung Ml, die ebenfalls eine solche Verbindung darstellt, parallel.
Werden die im Ersatzschaltbild dargestellten akustischen Grössen so dimensioniert, dass sich die in Fig. 3 dargestellten erfindungsgemässen Kurven ergeben, dann erhält man einen Wandler, der die beste, theoretisch überhaupt erreichbare Wiedergabequalität in Verbindung mit einem wenigstens angenähert linear arbeitenden Tonbandgerät aufweist.