DE1012641B

DE1012641B - Arrangement at sound transducers to smooth the frequency characteristics

Info

Publication number: DE1012641B
Application number: DEA22372A
Authority: DE
Inventors: Dr Rudolf Goerike
Original assignee: AKG Akustische und Kino Geraete GmbH
Current assignee: AKG Acoustics GmbH
Priority date: 1954-04-27
Filing date: 1955-03-29
Publication date: 1957-07-25

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung an Schallwandlern zur Glättung der Frequenzcharakteristik unter gleichzeitiger Erweiterung des Übertragungsbereiches über 8000 Hz. mit einem oder mehreren vor der Membran angeordneten Trichtern, welche in eine vor der Membran liegende Luftkammer münden, insbesondere für Taudhspulenmi-kröphone.The invention relates to an arrangement of sound transducers for smoothing the frequency characteristic with simultaneous expansion of the transmission range over 8000 Hz. with an or several funnels arranged in front of the membrane, which into an air chamber located in front of the membrane open, especially for Taudhspulenmi-kröphone.

Es ist bereits bekanntgeworden, Mikrophone mit einer kurzen Horneinspräche zu versehen, wodurch eine Geschwmdiigkeitstransformation erreicht und das Frequenzband nach" den höhen Frequenzen erweitert wurde. Die Erfindung bezweckt, die Frequenz- und Richtcharakteristik im gesamten Frequenzbereich zu verbessern und ist im wesentlichen dadurch ge'kenri-' zeichnet, daß die untere Grenzfrequenz des bzw. der Trichter ungefähr mit der Resonanzfrequenz der als Helmholtz-Resonator ausgebildeten Luftkammer übereinstimmt, der bei Entfernung des Trichters bzw. der Trichter aus der hinreichend niedrigen, die Sdhwingungsfreilheit der Membran noch zulassenden Luftkammer und der engen Anschlußöffnung für den bzw. die Trichter gebildet ist. Die Höhe der Luftkammer ist dabei hinreichend niedrig und die Öffnung hinreichend eng ausgestaltet, um mit Hilfe der Luftreibung eine Glättung der Frequenzkurve zu erzielen.It is already known to provide microphones with a short horn input, whereby reached a speed transformation and that Frequency band was expanded after the higher frequencies. The aim of the invention is to reduce the frequency and To improve the directional characteristic in the entire frequency range and is essentially limited as a result draws that the lower cutoff frequency of the funnel (s) is approximately the same as the resonance frequency of the as Helmholtz resonator designed air chamber coincides with the removal of the funnel or the Funnel from the sufficiently low, the vibration freedom the membrane still permitting air chamber and the narrow connection opening for the or the funnel is formed. The height of the air chamber is sufficiently low and the opening is sufficient closely designed in order to achieve a smoothing of the frequency curve with the help of air friction.

Weitere Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen.Further features of the invention are evident from the following description in conjunction with the drawing refer to.

Fig. 1 zeigt die Impedanzku.rven zweier verschiedener Trichterformen. Der Exponentialtrichter a bildet an der Mundöffnung (dem kleinen Ende) eine scharfe Grenzfrequenz, die sich aus der Querschnittzunahme und der Größe der Austrittsöffnung ergibt. Der Kegeltrichter weist keine scharf ausgeprägte Grenzfrequenz auf, wie Fig. 1 b zeigt. Der erfindungsgemäß vor die Membran gesetzte Trichter hat sehr kleine Abmessungen, wobei dessen Mundöffnung kleiner als die Fläche der Membran ist, so daß sich eine Luftkammer vor der Membran bildet.Fig. 1 shows the impedance curves of two different funnel shapes. The exponential funnel a forms a sharp cut-off frequency at the mouth opening (the small end), which results from the increase in cross-section and the size of the outlet opening. The cone funnel does not have a sharply defined cut-off frequency, as FIG. 1 b shows. The funnel placed in front of the membrane according to the invention has very small dimensions, the mouth opening of which is smaller than the area of the membrane, so that an air chamber is formed in front of the membrane.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Membran mit der Masse M und der Steifigkeit D ist an der Rückseite von der Außenluft abgeschlossen. An der Vorderseite ist ein Trichter mit der Impedanz Z unter Bildung einer Luftkammer der Steifigkeit D₁ mit der Membran gekoppelt. Wird der Trichter abgenommen, wie Fig. 3 zeigt, dann entsteht ein Helmholtz-Resonator mit der Masse M₁ der Öffnung und der Rückstellkraft D₁ der Kammer. Bei hinreichend niederer Kammer und enger öffnung wird infolge der Luftreibung eine Glättung der Frequenzkurve erreicht. Jedoch tritt dabei eine störende Erscheinung auf. Die Frequenzkurve zeigt oberhalb der Resonanzfrequenz des Helmholtz-Resonators einen starken Abfall. Tn Fig. 4 ist diese veranschaulicht. DieIn Fig. 2, an embodiment of the invention is shown. The membrane with the mass M and the stiffness D is closed at the rear from the outside air. At the front, a funnel with the impedance Z is coupled to the membrane to form an air chamber with the stiffness D _1. If the funnel is removed, as shown in FIG. 3, a Helmholtz resonator is created with the mass M _{1 of} the opening and the restoring force D _{1 of} the chamber. If the chamber is sufficiently low and the opening is narrow, the frequency curve is smoothed as a result of the air friction. However, an annoying phenomenon occurs. The frequency curve shows a strong drop above the resonance frequency of the Helmholtz resonator. This is illustrated in FIG. 4. the

Anordnung an Schallwandlern
zur Glättung der FrequenzcharakteristikArrangement at sound transducers
to smooth the frequency characteristic

Anmelder:Applicant:

Akustische und Kino-Geräte
Gesellschaft m. b. H., WienAcoustic and cinema equipment
Gesellschaft mb H., Vienna

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Paap, Patentanwalt,
München 22, Mariannenplatz 4Representative: Dipl.-Ing. W. Paap, patent attorney,
Munich 22, Mariannenplatz 4

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 27. April 1954Claimed priority:
Austria from April 27, 1954

Dr. Rudolf Görike, Wien,
ist als Erfinder genannt wordenDr. Rudolf Görike, Vienna,
has been named as the inventor

punktierte Kurve entspricht der Frequenzcharakteristik des Mikrophons mit freier Membranvorderseite.The dotted curve corresponds to the frequency characteristics of the microphone with a free membrane front.

Die ausgezogene Kurve dagegen entsteht bei Vorsatz eines Helmholtz-Resonators gemäß Fig. 3. Die Luftkammer D₁ kann nicht beliebig niedrig gemacht werden, weil die Membran ausreichende Schwingungsfreiheit besitzen muß.The solid curve, on the other hand, arises with the attachment of a Helmholtz resonator according to FIG. 3. The air chamber D ₁ cannot be made arbitrarily low because the membrane must be sufficiently free from vibrations.

Wird nun erfindungsgemäß an die öffnung des Helmholtz-Resonators ein Trichter gemäß Fig. 2 gesetzt, dessen Querschnittzunahme und Austrittsöffnung so bemessen ist, daß seine untere Grenzfrequenz ungefähr mit der Resonanzfrequenz des Helmholtz-Resonators bei abgenommenem Trichter übereinstimmt, dann entsteht die strichlierte Kurve gemäß Fig. 5. Diese Kurve läßt die Glättung der Frequenzcharakteristik und die Erweiterung des Übertragungsfrequenzbereiches erkennen. Zum Vergleich sind in Fig. 5 auch die Kurven der Fig. 4 eingezeichnet. Die Erweiterung des Frequenzbereiches nach den hohen Frequenzen beruht auf der Wirkung des kleinen Trichters, der die Kopplung der Membran mit dem Schallfeld im Bereich der hohen Frequenzen verstärkt. Unterhalb der Grenzfrequenz des Trichters bleibt nur der Reibungswiderstand in der niederen Luftkammer und in der Mundöffnung des Trichters wirksam, wodurch die Glättung der Frequenzkurve unterhalb der Grenzfrequenz des Trichters erreichtIf, according to the invention, a funnel according to FIG. 2 is placed at the opening of the Helmholtz resonator, whose increase in cross section and outlet opening is dimensioned so that its lower limit frequency approximately with the resonance frequency of the Helmholtz resonator with the funnel removed corresponds, then the dashed curve is produced according to FIG. 5. This curve allows the smoothing of the frequency characteristic and recognize the expansion of the transmission frequency range. For comparison, the curves of FIG. 4 are also shown in FIG. 5. The expansion of the frequency range after the high frequencies is based on the effect of the small Funnel, which strengthens the coupling of the membrane with the sound field in the range of high frequencies. Below the limit frequency of the funnel, only the frictional resistance remains in the lower one Air chamber and effective in the mouth opening of the funnel, thereby smoothing the frequency curve reached below the cutoff frequency of the funnel

= :. . 709 589/193=:. . 709 589/193

wird. Für die bei Mikrophonen üblichen Dimensionen liegt die Helmholtz-Resonanzfrequenz relativ hoch, so daß der Trichter sehr kurz wird und seine Querschnittzunahme sehr rasch erfolgt. In einer praktischen Ausführung hatte bei einem Membrandurchmesser von 27 mm die Mundöffnung des Trichters einen Durchmesser von 4 mm, die Austrittsöffnung einen Durchmesser von 18 mm und der Trichter eine Länge von 8 mm.will. For the dimensions usual for microphones, the Helmholtz resonance frequency is relatively high, see above that the funnel is very short and its cross-section increases very quickly. In a practical The design had the mouth opening of the funnel with a membrane diameter of 27 mm a diameter of 4 mm, the outlet opening a diameter of 18 mm and the funnel one Length of 8 mm.

In Fig. 6 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tauchspulenmikrophons dargestellt. Die Membran 9 mit Tauchspule 10 ist am Magnetsystem befestigt. Dieses besteht aus der vorderen Polplatte 11, der rückseitigen Polplatte 12, dem Bolzen 13 und dem Dauermagnet 14. Vor der Membran ist ein Rotationskörper 15 so angebracht, daß vor der Membran eine niedere Luftkammer 16 entsteht. Aus dieser Kammer führt eine öffnung 17 in den Trichter 18 des Rotationskörpers 15.In Fig. 6 a practical embodiment of a moving coil microphone according to the invention is shown. The membrane 9 with plunger coil 10 is attached to the magnet system. This consists of the front Pole plate 11, the rear pole plate 12, the bolt 13 and the permanent magnet 14. In front of the membrane a rotary body 15 is attached so that a lower air chamber 16 is created in front of the membrane. An opening 17 leads from this chamber into the funnel 18 of the rotating body 15.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Tauchspulenmikrophons. Vor der Membran 19 ist eine Anzahl von Trichtern 20 unter Bildung einer niederen Luftkammer 21 vor der Membran angeschlossen. Bei dieser Anordnung wird durch die radiale Lage der Trichter eine räumliche Verbreiterung des Strahlungswinkels des Mikrophons im Bereich der hohen Frequenzen erreicht. Dabei erfolgt die Dimensionierung so, daß die Summe der Trichtereintrittsöffnung der Berechnung zugrunde gelegt wird.Fig. 7 shows a further embodiment of a moving coil microphone. In front of the membrane 19 is a Number of funnels 20 connected to form a lower air chamber 21 in front of the membrane. at With this arrangement, the radial position of the funnel results in a spatial widening of the radiation angle of the microphone in the high frequency range. The dimensioning takes place here so that the calculation is based on the sum of the funnel inlet opening.

Claims

PATENT CLAIM:

Arrangement of sound transducers for smoothing the frequency characteristic with simultaneous expansion of the transmission range over 8000 Hz with one or more funnels arranged in front of the membrane, which are converted into a voider Open air chamber lying on the membrane, in particular for moving coil microphones, characterized in that that the lower cutoff frequency of the funnel (s) is approximately equal to the resonance frequency the air chamber designed as a Helmholtz resonator coincides with the one upon removal of the funnel or the funnel from the sufficiently low, the freedom from vibration of the Membrane still permitting air chamber and the narrow connection opening for the funnel or funnels is formed.

Considered publications:
Elektro Nachrichten-Technik (ENT), 7/1936, pp. 219 to 229;

German Patent No. 468 887;
British Patent No. 513,529;
French patent specification No. 715 266.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings