DE1041082B

DE1041082B - Kondensatormikrofon mit einstellbarer Charakteristik

Info

Publication number: DE1041082B
Application number: DEN8230A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Grosskopf
Original assignee: NORDWESTDEUTSCHER RUNDFUNK I L
Current assignee: NORDWESTDEUTSCHER RUNDFUNK I L
Priority date: 1953-12-21
Filing date: 1953-12-21
Publication date: 1958-10-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Kondensatormikrofon mit einstellbarer Charakteristik und rückwärtig angeordneter Reibungshemmung in Form eines einstellbaren Schlitzes, bei dem der Schall von vorn direkt und von hinten über ein phasendrehendes Glied auf die Membran einwirkt. Mit solch einem Mikrofon kann man bekanntlich eine Richtwirkung erzielen, deren Form von der Phasenverzögerung abhängt, die der rückwärtig einfallende Schall durch das Phasenglied erfährt. Um die praktisch wichtigste Form der einseitigen Richtcharakteristik zu erzielen, muß das Phasenglied so dimensioniert werden, daß eine von hinten einfallende Schallwelle die Rückseite der Membran zu gleicher Zeit erreicht wie der außen um das Mikrofon herumlaufende Schall die Vorderseite der Membran.

Es ist bekannt, daß man bei einem Kondensatormikrofon die gewünschte Phasendrehung dadurch erreichen kann, daß man den rückwärtig einfallenden Schall über eine Reibungshemmung ein Luftpolster komprimieren läßt, das unmittelbar mit der Membran in Verbindung steht. Ferner ist es bekannt, daß man als Reibungshemmung einen rückwärtig angebrachten Schlitz verwenden kann, der die Verbindung zwischen dem Außenraum und einem ohnehin bei einem Kondensatormikrofon hinter der Membran vorhandenen Luftpolster herstellt. Dieser Weg hat sich aber bisher als praktisch nicht brauchbar erwiesen, da die Herstellung des Schlitzes mit der erforderlichen Genauigkeit auf außerordentliche Schwierigkeiten stößt, die eine wirtschaftliche Fertigung unmöglich machen. Dies leuchtet ohne weiteres ein, wenn man sich das Ergebnis einer Überschlagsrechnung vor Augen führt. Diese zeigt, daß der Schlitz 10 bis 20 mm lang, einige zehntel Millimeter tief und einige hundertstel Mulimeter breit sein muß.

Diese Schwierigkeiten hat man bei den praktisch ausgeführten Mikrofonen bisher dadurch umgangen, daß man den ohnehin vorhandenen engen Luftspalt zwischen. Gegenelektrode und Membran in, irgendeiner Form auch für die Zwecke der Phasendrehung ausnutzte. Man verwendete entweder eine Gegenelektrode, die teilweise durchgehende, teilweise Sacklöcher hat, oder man nutzte, wenn die Gegenelektrode vom Membranträger getrennt ist, die reibungsgehemmte Verbindung des Mikrofon-Luftpolsters mit dem Luftraum zwischen Gegenelektrode und Membranträger aus, indem man diesem Luftraum eine Verbindung mit der Außenluft verschaffte.

Die zuerst genannte Ausführung hat den großen Nachteil, daß die Reibungshemmung sich über die ganze Membranfläche verteilt und damit vom Durchhang der Membran stark beeinflußt wird. Praktisch äußert sich dies in unerwünschten Abweichungen von Kondensatormikrofon
mit einstellbarer Charakteristik

Anmelder:

Nordwestdeutscher Rundfunk i.L._f
Hamburg 13, Rothenbaumchaussee 132-134

Dr.-Ing. Herbert Großkopf, Neukeferloh bei München, ist als Erfinder genannt worden

der gewollten Phasendrehung, die sich in einer erheblichen Frequenzabhängigkeit der Richtwirkung äußert und einen beträchtlichen Ausschuß in der Fertigung zur Folge hat.

Bei der zweiten Form wird dieser Nachteil zwar weitgehend vermieden, aber gleichzeitig eine Maßnahme unmöglich gemacht, die von erheblicher praktischer Bedeutung wäre. Es handelt sich hierbei um das wahlweise öffnen und Schließen der Verbindung zur Außenluft, um das Druckgradientenmikrofon in einen Druckempfänger verwandeln zu können. Versucht man diese Maßnahme durchzuführen, so erweist sich der Luftraum zwischen Gegenelektrode und Membranträger als ein praktisch unüberwindliches Hindernis, da er im Fall der Abdichtung einen untragbar ungünstigen Einfluß auf den Frequenzgang des Druckempfängers ausübt.

Es ist auch ein Kristallmikrofon bekanntgeworden, das auf der Rückseite mit einer einstellbaren Abdeckscheibe versehen ist, um die Charakteristik des Mikrofons einzustellen bzw. mechanisch umzuschalten.

Die bekannten Maßnahmen lassen sich nicht ohne weiteres auf ein Kondensatormikrofon übertragen. Die Schwierigkeiten, für ein Kondensatormikrofon eine geeignete Konstruktion einer Reibungshemmung zu finden, sind darin zu sehen, daß die obere Übertragungsgrenze bei diesen hochwertigen Mikrofonen extrem hoch liegt und eine einwandfreie Richtwirkung nur erzielt wird, wenn die rückwärtige Hemmung bis zur oberen Übertragungsgrenze ein reiner Reibungswiderstand bleibt. Der Spalt muß so dimensioniert sein, daß die in ihm vorhandene Luft bis zu dieser Frequenz keine merkliche Massehemmung verursacht.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bei einem Kondensatormikrofon mit einstellbarer Charakteristik und rückwärtig angeordneter Reibungshemmung in Form eines einstellbaren Schlitzes, der durch eine mit

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Claims

Abstand von der Rückwand des Mikrofongehäuses angeordnete Platte gebildet ist, erfindungsgemäß zwischen der Rückwand des Mikrofons und der einstellbaren Platte eine Folie von einigen hundertstel Millimetern vorgesehen und in der Rückwand des Mikrofons eine Reihe oder ein Kranz von Löchern angeordnet, die durch die einstellbare Platte abgedeckt sind.

Bei dem neuen Mikrofon ist die unmittelbare Verbindung des Luftpolsters hinter der Membran und dem Schlitz vermieden, auch im Schlitz selbst ist kein Luftpolster vorhanden, so daß der Frequenzgang nach oben zu wesentlich erweitert wird. Weiterhin bereitet bei dem neuen Mikrofon die Herstellung des notwendigen, außerordentlich kleinen Schlitzes keine Schwierigkeiten, da die sehr kleinen Abmessungen von einigen hundertstel Millimetern durch Zwischenlegen einer dünnen Folie entsprechender Stärke in relativ einfacher Weise gewährleistet sind. Dabei überdeckt die Platte den Lochrand um einige zehntel Millimeter. Eine Abdichtung des Schlitzes zur Verwandlung des Druckgradientenmikrofons in ein Druckmikrofon ist in der verschiedensten Weise ohne Rückwirkung auf die Qualität des Mikrofons möglich, da diese Maßnahme unmittelbar am wirksamen Schlitz vorgenommen werden kann.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele des neuen Mikrofons. Fig. 1 gibt beispielsweise den schematischen Aufbau eines solchen Mikrofons im Schnitt wieder. Die Membran 1 bildet zusammen mit der siebartigen Gegenelektrode 2 ein Kondensatorsystem. Der Luftraum 3 ist ein Teil des Phasengliedes, der durch die Löcher 4 mit der Außenluft verbunden ist. Die Löcher 4 sind durch die Platte 5, deren Abstand von der Rückwand 6 durch die Zwischenlage 7 bestimmt ist, abgedeckt.

Die Anordnung der Löcher 4 ist in Fig. 2 noch einmal dargestellt. An Stelle des äußeren Randes der Platte kann man auch den inneren Rand einer ringförmigen Platte 5 verwenden, wenn man die Zwischenlage 7 am äußeren Umfang anbringt (vgl. Fig. 3). Auch eine geradlinige Anordnung der Löcher bietet die gleichen Möglichkeiten, wie Fig. 4 zeigt. Schließlich kann man Maßnahmen der verschiedensten Art zum Drehen, Biegen oder Verschieben der Abdeckplatten vorsehen, um damit eine gewisse Justierbarkeit der Reibungshemmung zu erzielen.

Die A^orteile des neuen Mikrofons liegen vor allem darin, daß ein Öffnen und Schließen der rückwärtigen Verbindung mit der Außenluft unmittelbar am Ort der Reibungshemmung vorgenommen werden kann und dadurch die Übertragungseigenschaften des

ίο Mikrofons nicht beeinträchtigt werden. Ferner ist die notwendige Reibungshemmung entgegen den bekannten Vorschlägen mit fertigungstechnisch einfachen Mitteln mit der erforderlichen Genauigkeit zu erreichen. Hinzu kommt, daß die Reibungshemmung nach der Fertigstellung der Mikrofonkapsel angebracht werden kann und die verschiedensten Justiermöglichkeiten vorhanden sind.

P A T E X T Λ .\- S P R Γ CII:
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Kondensatormikrofon mit einstellbarer Charakteristik und rückwärtig angeordneter Reibungshemmung in Form eines einstellbaren Schlitzes, der durch eine mit Abstand von der Rückwand des Mi'krofongehäuses angeordnete Platte gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rückwand des Mikrofons und der einstellbaren Platte eine Folie von einigen hundertstel Millimetern vorgesehen ist und in der Rückwand des Mikrofons eine Reihe oder ein Kranz von Löchern angeordnet ist, die durch die einstellbare Platte abgedeckt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 293 258, 2 301 638, 2 305 597, 2 305 598;

französische Patentschriften Nr. 800 830, 1 036 501; »Elektrotechnische Zeitschrift« (ETZ), 19. 1950, S. 523 bis 526;

Zeitschrift »Journal of the Acoustical Societv of America« (J. A. S.A.), Vol.11, Jan. 1940, S." 296 bis 302.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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