CN100508646C - 具有更好的抗风能力的微型话筒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有一个安装在话筒外壳(12)中的话筒炭精盒(11)的微型话筒，其中话筒外壳(12)具有通往前容积(16)的前声输入孔(14)和通往后容积(17)的后声输入孔(15)，并且前容积(16)与话筒炭精盒(11)的前声输入孔连接，后容积(17)与话筒炭精盒(11)的后声输入孔连接，本发明的特征在于，在前容积(16)和后容积(17)之间存在一个连接容积(18)。

Description

具有更好的抗风能力的微型话筒
技术领域
本发明涉及一种微型话筒，它具有一个安装在话筒壳中的话筒炭精盒，在所述话筒外壳内形成分别位于话筒炭精盒前面和后面的前容积和后容积，话筒外壳具有通到前容积的前声输入孔和通到后容积的后声输入孔，并且具有一个连接容积，从而实现压力梯度接收器，具有更好的抗风能力和低的爆裂声。
背景技术
与其物理工作方式无关，话筒炭精盒可构造为压力接收器或压力梯度接收器。两种炭精盒类型相互间的区别主要在于可获得的方向性。一个话筒炭精盒的方向性定义为不同声音输入方向上炭精盒的灵敏度，并可以相应极座标图描绘成球形，腰子形，双腰子形，超腰子形或八字形。压力接收器中炭精盒的膜片仅从一侧被激励，它具有球形方向性。
为了能获得指向一侧的方向性，必须构造所谓压力梯度接收器。它不仅具有一个前声输入孔，而且还具有第二个声输入孔，它可或者在侧面或者在后面，在其帮助下话筒炭精盒的膜片被一个压力差作用。压力梯度炭精盒的声学调整由专业人员用已有的声学设备完成，从而不仅取得所要的方向性而且也获得所要的频率响应。
虽然具有指向一侧的方向性的话筒炭精盒由于其阻止干扰声的性能而受到欢迎，但它与具有球形方向性的炭精盒比较在抗风和所谓爆裂声性能上有严重缺陷。爆裂噪声出现在未经训练的发声者发诸如“P”或“B”等爆破辅音时。
风噪声的阻尼在现有技术中借助于各种话筒支架实现。其中同时也用作话筒机械保护的话筒支架被各种多孔材料填充。为此主要应用开孔的泡沫材料，它们或者放在话筒支架中，或者作为抗风罩置于话筒网罩上。这种抗风装置的作用一方面依赖于泡沫厚度，另一方面也与至话筒炭精盒的距离有关。较厚的泡沫材料一般产生更好的抗风能力，但是也导致高频端话筒灵敏度降低。类似现象存在于与它至话筒炭精盒的距离的关系。更大的距离意味着更好的抗风能力，而随之带来的缺点是话筒不再能保持小到不被人注意到。
作为应用基于泡沫材料的抗爆裂声保护装置的例子是EP0130400A2所公开的。其中涉及由开孔的泡沫材料加工的抗爆裂声和抗风保护，它罩住话筒外壳。
US 4966252A描述了另一种方法。其中不仅话筒的炭精盒区域，而且整个话筒被置于对齐柏林式的防风壳中。
DE 2981397U1同样描述了一个泡沫材料结构，它罩住话筒外壳。
所有这三个例子的共同点在于，它们的结构复杂并且昂贵，而且外部环境状况对保护装置的寿命有非常负面的影响。
微型话筒主要通过捆绑，别戴，粘贴或佩戴而被带在人体上，为了减小风-或爆裂声灵敏度，它被构造为压力接收器。这样虽然话筒的风灵敏度保持低下，但是另一方面由于话筒的球形方向性不需要的，从话筒声学环境中来的干扰也被接收和传输。具有指向一侧的方向性的微型话筒由于其风灵敏度至今很难应用。它们必须戴一个由泡沫材料构成的外保护罩。
发明内容
本发明的目的在于使得构造由电炭精盒构成的，具有指向一侧的方向性，并且有小体积，尤其是具有集成的抗风保护的微型话筒(例如头戴话筒)成为可能，且此话筒结构简单而廉价。
本发明上述任务的解决方案是：在话筒炭精盒的结构中形成窄通道，它被构造在话筒外壳内部，通过它们实现话筒炭精盒的前侧和后侧之间的连接。
本发明提供了一种具有一个安装在话筒外壳中的话筒炭精盒的微型话筒，在所述话筒外壳内形成分别位于话筒炭精盒前面和后面的前容积和后容积，其中话筒外壳具有通往前容积的前声输入孔和通往后容积的后声输入孔，并且前容积与话筒炭精盒的前声输入孔连接，后容积与话筒炭精盒的后声输入孔连接，其特征在于，在前容积和后容积之间存在一个连接容积。
根据本发明的一个优选实施例，连接容积主要由外壳壁内侧和话筒炭精盒的外侧之间的一个环裂缝构成。
附图说明
下面借助附图详细说明本发明。附图中：
图1和图2说明作为本发明基础的问题，
图3是符合现有技术的一个小话筒，
图4是本发明话筒的横截面，以及
图5是图4沿着直线V-V的剖面。
具体实施方式
作为本发明基础的问题在下面借助于图1和2说明：图1通过波动线示出一个湍流声场，其中一个话筒炭精盒有两个声输入孔a和b。
图2借助矢量图示出在一个湍流声压场中的压力关系。其中各个矢量说明如下：Po是静态空气压力，其强度变化如此之慢，使得可以忽略它。在矢量Po的端点示出两个矢量Pa和Pb。矢量Po的长度比这两个矢量长105(＝100000)倍。它们代表图1所示话筒炭精盒在两个声输入孔处的声压关系。因为话筒炭精盒体积小，两个矢量Pa和Pb的强度(长度)相同(它们在如此短的距离上不衰减)。但是它们的相位由于声场的湍流而完全随机。
在图2中示出两个瞬时情况。在第一个情况(实线)下矢量Pb具有约45°的相位角，而作为作用力作用于话筒炭精盒的膜片上的矢量差有ΔP1的强度。在另一时刻(虚线)矢量Pb有约120°的相位角。于是压力差Pa-Pb＝ΔP2大于单个压力Pa或Pb。
这说明在出现风-或爆裂噪声时通常发生的湍流空气压力环境中在压力梯度炭精盒情况下膜片作用力可以大于压力炭精盒情况下的。因而在一个湍流空气压力场中两个相邻点之间的压力差可明显大于此时刻上相同湍流空气压力场中一个点上的空气压力，如图2所示。装有这种话筒炭精盒的话筒对于风噪声特别灵敏，并且通常用很高的开支才可降低此灵敏度。
图3示出具有指向一侧的方向性的、符合现有技术的一种常规的小尺寸话筒。具有一个前侧和一个后侧声输入孔(图中未示出)的话筒炭精盒1被嵌在一个用以阻止抓拿-或摩擦噪声的弹性的空心圆柱形炭精盒支撑件2中。并且侧面的声孔3被开在话筒外壳4中，它通向后容积7。在前容积中具有相应的前侧声输入孔6在话筒外壳4上，在炭精盒前侧通常放置一个或多或少的多孔泡沫材料5。其任务有两个：一是保证炭精盒的防尘，二是试图取得抗爆裂声保护。
在所述方案中，作为压力梯度接收器实现的话筒炭精盒1有两个(未特别示出)声输入孔，在具有后侧声输入孔3的后容积7中没有泡沫材料填充，并且炭精盒支撑体2将前容积与后容积(声学上)完全隔开。这样节约了生产成本，然而提高了话筒的风灵敏度，因为完全相同的声路径导致在炭精盒片上没有附加的压力差。通过在话筒的后容积7中放少量泡沫材料，膜片上的压力差增加(相对于完全没有泡沫材料覆盖)，并且这样也降低风-或爆裂声灵敏度。
因而必要的是，传统的具有小尺寸(外径直至25毫米)的话筒结构借助于附加的泡沫材料体(抗风件)来抗风噪声或爆裂噪声，它们必须被牵引或罩在整个结构上。这里缺点在于附加的空间开销，以及由于周围环境影响而导致所谓附加抗风件的老化。
图4和图5示出本发明的解决方案：流行的具有指向一侧的方向性的压力梯度炭精盒11放在一个通常圆柱形外壳12中，然而它也可以做成其它形状，并且它被向内突出在外壳壁上的凸纹或隔板13固定。在外壳12中有前侧声输入孔14和后侧声输入孔15。在外壳12中通过放入的炭精盒11构成前容积16，后容积17和连接这两个容积的连接容积18。
前容积16和后容积17分别用至少一个透声的泡沫件19完全或部分地填充。连接容积18起平静区的作用，并且根据泡沫件19的性能而实现风噪声的非常强的衰减。
前侧声输入孔14允许声波从前侧进入前容积16，这样声波不仅进入炭精盒11前侧面上的输入孔(未特别示出)，而且经过连接容积18抵达后容积17并且从那里到炭精盒11后侧面上的后声输入孔(未特别示出)。
后容积17的后壁与后面的结构声学上严密隔离，这样首先容积17保持小体积，第二，话筒外壳12内部被封闭并且阻止与其它容积的耦合。图4中还有话筒炭精盒11的连接线10。它们穿过一个孔，此孔用粘合剂或其它弹性材料21密封，从而话筒外壳的剩余容积20与容积17无声学耦合。
容积和声输入孔的大小应用在话筒结构中流行采用的准则如此来选择，以获得所需的频率响应。最好整个被泡沫材料19填充的前容积16的形状和大小最好如此选择，其高度(话筒炭精盒11的前侧面和前声输入孔14间的距离)约为最小被传输波长(对应于最高被传输频率)的1/4。从而它起谐振器的作用并且展宽话筒的高频端频率分布。后容积17的大小没有严格要求，只要孔15离炭精盒11的底面足够近，并且其大小不妨碍声波穿透。作为连接容积18示出的连接通道最好宽(径向延伸)约0.5至2毫米。它们也可以设计得更宽，但是这仅在特殊情况下才用，因为这样话筒变大了。
还要指出，在说明书和权利要求中“容积”概念应被理解为一个空的，或用泡沫材料或类似物部分或完全填充的空间，但是在各种情况下它基本上是穿透声波的。

Claims (6)

1.具有一个安装在话筒外壳(12)中的话筒炭精盒(11)的微型话筒，在所述话筒外壳(12)内形成分别位于话筒炭精盒(11)前面和后面的前容积(16)和后容积(17)，其中话筒外壳(12)具有通往前容积(16)的前声输入孔(14)和通往后容积(17)的后声输入孔(15)，并且前容积(16)与话筒炭精盒(11)的前声输入孔连接，后容积(17)与话筒炭精盒(11)的后声输入孔连接，其特征在于，在前容积(16)和后容积(17)之间存在一个连接容积(18)。
2.如权利要求1所述的微型话筒，其特征在于，连接容积(18)由窄通道构成。
3.如权利要求1或2所述的微型话筒，其特征在于，前容积(16)和后容积(17)用透声的泡沫材料件(19)完全或部分地填充。
4.如权利要求1所述的微型话筒，其特征在于，连接容积(18)主要由外壳(12)壁内侧和话筒炭精盒(11)的外侧之间的一个环裂缝构成。
5.如权利要求1所述的微型话筒，其特征在于，话筒炭精盒(11)被外壳(12)的凸纹或隔板(13)固定。
6.如权利要求1所述的微型话筒，其特征在于，前容积(16)具有一个高度，它约为最小传输波长的1/4。
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