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Rauscharmes elektrodynamisches Tauchspulenmikrophon
Die Erfindung betrifft ein rauscharmes elektrodynamisches Tauchspulenmikrophon zur unmittelbaren
Zusammenschaltung mit einem Transistor. Bekanntlich weisen Transistoren den Übelstand auf, dass ihre
Verstärkung mit einem Rauschen einhergeht. Dieses Rauschen macht sich besonders bei Mikrophonver- stärkern unangenehm bemerkbar, weil ja das Signal-Rausch-Verhältnis der Vorrichtung im wesentlichen von der ersten Verstärkerstufe der Vorrichtung bestimmt wird.
Es ist bekannt, das Rauschen des Transistors durch richtige Wahl des Widerstandes der in seinem Eingangskreis liegenden Signalquelle auf ein Minimum herabzusetzen. Dieser Quellenwiderstand soll dabei im allgemeinen, unabhängig davon, ob der Transistor in Emitter-oder in Basisgrundschaltung betrieben wird, einen Wert von 500 bis 2000 si haben. Üblicherweise wird das Mikrophon über einen Übertrager mit dem Transistor gekoppelt, weil bis jetzt keine elektrodynamischen Mikrophone zur Verfügung stehen, deren Spulenwiderstand den erforderlichen hohen Widerstand aufweist.
Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, diesen Übertrager einzusparen und sie ist dadurch gekennzeichnet, dass der Eigenwiderstand der Spule wenigstens 40U U beträgt, wobei der Drahtdurchmesser der Spulenwicklung höchstens 40 Il beträgt und der Füllfaktor der Spule grösser ist als 0,50.
Durch die erfindungsgemässen Massnahmen kann ein elektrodynamisches Mikrophon ohne Zwischenschaltung eines Übertragers im Eingangskreis des Transistors aufgenommen werden. Dadurch wird eine wesentliche Kostenersparnis erzielt und auch die vom Übertrager herbeigeführten Signalverzerrungen werden vermieden.
Die Erfindung beruht auf der nachfolgenden Erkenntnis :
Durch die Verwendung des besonders dünnen Drahtes kann der Widerstand der Spule auf einen höheren Wert gesteigert werden. Dadurch ist aber keineswegs ohne weiteres eine wesentliche Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses der Vorrichtung gewährleistet, weil ja die Verwendung des dünnen Drahtes im allgemeinen mit einer wesentlichen Verringerung der Mikrophonempfindlichkeit einhergeht, so dass zwar das Rauschen des Transistors geringer wird, aber das Signal-Rausch-Verhältnis des Mikrophons an sich ebenfalls wesentlich zurückgeht.
Bei den in Betracht kommenden Drahtdurchmessern, z. B. 30 Il oder weniger, spielen nämlich das Volumen der Isolation auf dem Draht und des Klebestoffes zwischen den Drahtwindungen eine immer bedeutungsvollere Rolle. Dadurch werden weniger Spulenwindungen im geringen, durch den Luftspalt des Magnetsystems des Mikrophons bzw. durch die Eigenresonanz von Membran und Spule bedingten beschränkten Höchstgewicht der Spule, zur Verfügung stehenden Raum angeordnet als zur Erzielung eines dem vergrösserten Rauschen der Mikrophonspule entsprechenden vergrösserten Signals erforderlich wäre.
Auch die Schwankungen des Drahtdurchmessers können zu einer wesentlichen Verminderung der Windungszahl führen.
Bei der Herstellung von hochohmigen Lautsprechern begegnet man zwar derartigen Problemen, aber dort ist der zur Verfügung stehende Raum um eine Grössenanordnung grösser und weiters kommt es dort gar nicht auf die Einhaltung besonderer durch das Rauschen gestellter Bedingungen an.
Hier aber kommt es darauf an, bei der Verwendung eines dünnen Drahtes, wenigstens dünner als 40 Il. in der Mikrophonspule eine genügend hohe Zahl von Windungen anzuordnen, damit die Vergrösserung des
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Eigenrauschens der Spule durch Erzeugung einer grösseren Signalspannung ausgeglichen wird. Im allgemeinen wird das Signal-Rausch-Verhältnis der Mikrophonspule an sich durch die Verwendung eines dünneren Drahtes ungünstiger. Durch eine geeignete Wicklungsmethode kann aber erzielt werden, dass der Füllfaktor - das Verhältnis zwischen dem Volumen der Stromleiter der Spule (also der Kupferbedarf) und dem Volumen der Spule mit Drahtisolation und Klebemittel - grösser ist als 0,50.
Zu diesem Zweck wird eine freitragende (also nicht auf einer Trägerhülse angeordnete) Spule aus rundem Draht mit einem praktisch konstanten Durchmesser von z. B. 30 u, der mit einer Isolierschicht von nur 1 bis 2p versehen ist, in Schichten gewickelt,'wobei jede Schicht die Lücken zwischen den Windungen der vorangehenden Schicht genau ausfüllt, so dass die Drahtwindungen einander berühren und möglichst wenig Klebemittel, durch das eine mechanisch einwandfreie Verbindung zwischen diesen Windungen gesichert wird, zwischen diesen Windungen vorhanden ist. Auf diese Weise gelingt es, z. B. eine Spule mit einem Durchmesser von 15 mm, einer Höhe von 1, 5 mm und einer Dicke von 0,28 mm herzustellen, deren Füllfaktor grösser ist als 0, 5.
Die Spule wird in einem Luftspalt von 0,50 mm angeordnet und mit einer Membran von 30 mm Durchmesser verbunden. Zur besseren Anpassung an den grösseren Mikrophoneigenwiderstand (im obenangegebenen Beispiel 500 0) wird der nachfolgende Transistorverstärker anstatt in Basis-in Emittergrundschaltung betrieben, in welchem Falle der Transistor ebenfalls einen höheren Eingangswiderstand aufweist.