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Die Erfindung betrifft ein Mikrophon, bei wel- Mikrophon chem der
Hohlraum hinter der Membran durch eine veränderbare akustische Impedanz mit einem
zweiten Hohlraum verbunden und ein kontinuierlich verschließbarer rückseitiger Schalleinlaß
vorgesehen ist.
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Bei einem bekannten Mikrophon dieser Art führt der rückseitige Schalleinlaß
durch einen akustischen Widerstand in den zweiten Hohlraum. Wenn der rückseitige
Einlaß offen ist, so bilden der akustische Widerstand und der zweite Hohlraum eine
phasendrehende Anordnung für den durch den rückseitigen Schalleinlaß eintretenden
und an die Rückseite der Membran gelangenden Schall, und das Mikrophon hat eine
einseitige (nierenförmige) Richtcharakteristik. Wenn der rückseitige Schalleinlaß
völlig geschlossen ist, so ist die Richtcharakteristik kugelförmig. Durch teilweises
Verschließen des rückseitigen Schalleinlasses wird eine Richtcharakteristik erzielt,
welche zwischen der Nierenform und der Kugelform liegt.
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Eine Achtercharakteristik kann nicht erzielt werden; denn diese würde
voraussetzen, daß der durch den rückseitigen Schalleinlaß eintretende Schall ohne
Phasendrehung an die Rückseite der Membran gelangt. Bei dem vorbekannten Mikrophon
erfolgt aber bei offenem rückseitigem Schalleinlaß stets eine Phasendrehung des
auf die Membranrückseite treffenden Schalles; denn die beiden Elemente, Widerstand
und zweiter Hohlraum, welche die phasendrehende Anordnung bilden, sind bei geöffnetem
rückseitigem Schalleinlaß stets wirksam. Eine Achtercharakteristik setzt aber voraus,
daß der durch den rückseitigen Schalleinlaß eintretende Schall ohne Phasendrehung
an die Rückseite der Membran gelangt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mikrophon der genannten Art zu schaffen,
bei welchem nicht nur - wie an sich bekannt - Nieren- und Kugelcharakteristik mit
stetigem Übergang, sondern außerdem auch eine Achtercharakteristik und zwischen
der Acht, der Niere und der Kugel liegende Richtcharakteristiken mit stetigem Übergang
eingestellt werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der von dem
rückseitigen Schalleinlaß kommende Schallweg zu der genannten Impedanz führt, d.
h. zu der veränderbaren akustischen Impedanz, welche den Hohlraum hinter der Membran.
mit dem zweiten Hohlraum verbindet. Dabei kann der zweite Hohlraum durch Veränderung
wenigstens eines Teiles dieser Impedanz akustisch von ihr getrennt werden. Mit diesem
Mikrophon wird in an sich bekannter Weise bei geschlossenem rückseitigem Schalleinlaß
eine Kugelcharakteristik, bei offenem rückseitigem Schalleinlaß und durch die Impedanz
mit dem ersten Hohlraum und dem rückseitigen Schalleinlaß verbundenen zweiten Hohlraum
eine Nierencharakteristik und bei offenem rückseitigem Schalleinlaß und akustisch
abgetrennten zweitem Hohlraum eine Achtercharakteristik erzielt. Weiterhin können
auch alle Richtcharakteristiken, welche zwischen der Kugelcharakteristik, der Nierencharakteristik
und der Achtercharakteristik liegen, durch entsprechende Einstellung der Impedanz
und der Verschlußmittel des rückseitigen Schalleinlaßes eingestellt werden.
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Außerdem kann bei diesem Mikrophon auch der Frequenzgang kontinuierlich
eingestellt und dadurch dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechend gewählt werden.
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Die Betätigungsmittel für das Verändern der akustischen Impedanz und
für das kontinuierliche Verschließen des rückseitigen Schalleinlasses können miteinander
gekoppelt sein. Die Ausführung kann so sein, daß ein vorbestimmter Zusammenhang
zwischen der Stellung eines Betätigungsorgans und den zugehörigen Größen der akustischen
Impedanz und der Öffnung des rückseitigen Schalleinlasses besteht.
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Die Veränderbarkeit der elektroakustischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen
Mikrophons ermöglicht es; dasselbe wahlweise mit verschiedenen den Schall zur Membran
übertragenden Vorrichtungen zu benutzen und trotz des Einflusses, den solche Vorrichtungen
auf die elektroakustischen Eigenschaften haben, jeweils die gewünschte Übertragungscharakteristik
zu erzielen. In diesem Sinne kann das Mikrophon gemäß weiteren Ausbildungen
der
Erfindung wahlweise z. B. als Stethoskop, als Körperschallmikrophon, als Mikrophon
mit Schwanenhals, als Richtmikrophon (Rohr-Richtmikrophon oder mit Parabolreflektor)
oder als mit einem Musikinstrument zusammengebautes Mikrophon Verwendung finden.
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Ohne eine solche Zusatzvorrichtung ist das erfindungsgemäße Mikrophon
zur allgemeinen Verwendung geeignet, wobei die Richtcharakteristik zwischen Kugelcharakteristik,
Nierencharakteristik und Achtercharakteristik kontinuierlich einstellbar und dabei
der Frequenzgang wählbar ist.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht des Mikrophons, F i g. 2 einen
teilweisen Längsschnitt durch das Mikrophon nach F i g. 1, F i g. 3 eine teilweise
Ansicht des Mikrophons nach F i g. 1 und 2 mit einem im Schnitt dargestellten Ansatz
zur Verwendung des Mikrophons als Stethoskop, F i g. 4 eine entsprechende Ansicht
mit einem Ansatz zur Verwendung als Körperschalhnikrophon, F i g. 5 eine entsprechende
Ansicht mit einer Schallführung mit Schwanenhals und Einsprache; F i g. 6 eine entsprechende
Ansicht mit einem geschlitzten Rohr zur Verwendung des Mikrophons als Rohr-Richtmikrophon,
F i g. 7 und 8 je eine entsprechende Ansicht mit einem Parabolreflektor, F i g.
9 eine entsprechende Ansicht mit einem Schallkasten eines Schlagzeuges, einer Rassel,
eines Gongs od. dgl.
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Der elektroakustische Wandler des Mikrophons nach F i g. 1 und 2 hat
einen zentralen Schallkanal 1, dessen eines (in der Zeichnung linkes) Ende in den
Hohlraum 2 hinter der Membran 3 führt. Das andere (in der Zeichnung rechts liegende)
Ende des Kanals 1 führt in einen zweiten Hohlraum 4. Der Hohlraum 4 ist durch einen
Teil eines zylindrischen Gehäuseteiles 5, eine Zwischenwand 6 des Gehäuseteilen
5 und durch die in der Zeichnung links des Hohlraumes 4 liegenden Teile des Mikrophons
abgeschlossen. Der den Hohlraum 4 umschließende Teil des Gehäuseteiles 5 hat Schlitze
7. Auf dem Gehäuseteil 5 ist ein Ring 8 drehbar, welcher einen schrägen Schlitz
9 hat, in dem ein Gehäuseteil 5 befestigter Führungsstift 10 sitzt. Auf diese Weise
bewirkt eine Drehung des Ringes 8 eine axiale Verschiebung desselben, so daß die
Schlitze 7 durch Drehen des Ringes 8 in beliebigem Maße geschlossen werden können.
Der Raum 2 hinter der Membran 3 steht also durch den Kanal 1, den Raute 4 und die
Schlitze 7 bei zurückgedrehtem Ring 8 mit der Außenluft in Verbindung, und diese
Verbindung kann durch Drehung den Ringes 8 in beliebigem Maße, also auch
vollständig, unterbunden werden.
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In den Kanal 1 ragt ein Rohrstück 11 hinein; welches in die Wand 6
eingesetzt ist und den Kahl 1
zusätzlich mit einem Hohlraum 12 im Gehäuseteil
5 verbindet. Der Hohlraum 12 hat keine Verbindung mit der Außenluft. Das in der
Zeichnung rechts liegende Ende des Rohrstückes 11 ist durch die Spitze eines Stabes
13 verschließbar, der Stab 13 ist zu diesem Zwecke mit einem Ring 14 (in
nicht näher dargestellter Weise) verbunden. Der Ring 14 ist in derselben Weise wie
der Ring 8 auf dem Gehäuseteil 5 mittels eines Schlitzes 15 und eines an Gehäuseteil
5 befestigten Stiftes 16 geführt, so daB durch Drehung des Ringes 14 der Stab 13
axial verschiebbar ist, wodurch die Verbindung zwischen der Bohrung des Rohrstückes
11 und dem Hohlraum 12 in einstellbarem Maße und auch vollständig vorschließbar
ist. Dadurch steht der Hohlraum 2 hinter der Membran 3 durch die in einstellbarem
Maße verschließbare Öffnung am in der Zeichnung rrechten Ende das Rohrstückes 11
mit dem Hohlraum 12 in Verbindung. Mit 17 sind perforierte Zwischenwände des Hohlraumes
12 bezeichnet.
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Wenn die Schlitze 7 geschlossen sind, hat das Mikrophon nach F i g.
1 und 2 keine Richtwirkung. Durch verschieden weites Öffnen der Schlitze 7 kann
eine je nach der Größe des geöffneten Teiles der Schlitze 7 verschieden ausgeprägte
Richtwirkung erzielt werden. Dabei hat auch die Stellung des S 13 einen Einfluß
auf die erzielte Richtwirkung; weil die akustische Nachgiebigkeit des Raumes 12
und die akustische Trägheit der Bohrung des Rohrstücken 11 und deren je nach der
Stellung dis Stäbes 13 mehr oder weniger weit verschlossnen Öffnung wen Einftuß
auf die Phasenverhältnisse haben: T-durch ist es möglich, wahlweise eine Kugelchark#«istik,
eine Nierencharakteristik oder eine A charakteri&dk oder eine zwischen der Formt
Kreises, einer Niere und einer Acht liegende Richtcharakteristik zu erzielen.
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Da. der Iiohiraum 12 zusammen mit der Botmg des Rohrstückes 11 und
deren in der Zei rechts liegenden, in einsteilbarem Maße verschließbam Öffnung einen
Resonator bildet; kann dnich Drehen des Ringes 14 der Fraquenzgang eingestellt werden.
Soweit dadurch die Richtcharaktedsgk boteinflußt wird, kann dieser Einfluß durch
Drehung des Ringes 8 ausgeglichen werden.
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Es sind also innerhalb eines großen Beroes wählbare Kombinationen
zwischen der Richt raktsristik und dem lPrequenzgang möglich, ao W Glas Mikrophon
sehr vielseitig verwendbar itt. Izn wesentlichen ist am Ring 8 die Richtcharal3
und am Ritts 14 der Frequemgang einstellbar.
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Die beiden Ringe 8 und 14 könnm auch derftrt zusammengefaßt werben;
de.ß entweder der quenzgang bei Änderung der Richtcharakteristik oder umgekehrt
die Richtcharakteristik bei Änderung d'es Frequenzganges unverändert bleibt. Zu
-diee-Zweck kann der Verlauf des Ftihmngsschliiaes, die Foren der Schlitze 7 und
die Form der Spitze des Stabes 13 zweckentsprechend gewl?thlt werdeü. Auch können
Skalen an den Schlitzen 9 und 15 angebMChi werden, um die Einstellung beispielsweise
nach ter gegebenen Tabelle vorzunehmen.
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Die in F i g. 3 bis 9 dargestellten Zusntzvotrichtungen. sind km Kopf
18 des Eilhof ttc F i g. 1 und 2 (in nicht näher dargeniellter We) beispielsweise
aufsteckbar, atschraubbar oder mittgo einer Bajanettfassung befeatisgbar.
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Nach F i g. 3 ist auf das Kopfstück 18 blas Mikrophons ein
Rohrstutzen 19 aufsatzbar, welch elzen vorspringenden Rand 20 hat: Dieser Rohntt319
dient zur Verwendung des Mikrophons als St skop, wobei der vorspringende Rand 20
am Käs des Patienten abdichtet. Der Rohrstutzen 1.9 3a beispielsweise aus Kuzsststoff
bestehen. Bei Yar- . Wendung des Mikrophons als Stethoskop Wild .
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Ring 8 zweckmäßig in die Staung gebraut, in weseher er die Schlitze
7 vollständig verachliestt stt :, 493
nur der Schall zur Membran
gelangt; welchen die vom vorspringenden Rand 20 umschlossene Fläche des Körpers
des Patienten abstrahlt.
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F i g. 4 zeigt eine Vorrichtung zur Verwendung des Mikrophons als
Körperschalhnikrophon. Diese Vorrichtung hat einen Ring 21, welcher auf den Kopf
18 des Mikrophons aufsetzbar ist und eine Membran 22 enthält, die einen Taststift
23 trägt. Die Membran 22 oder der Ring 21 hat eine (nicht dargestellte) enge Öffnung,
welche den Raum zwischen der Membran des Mikrophons und der Membran 22 zum sogenannten
barometrischen Druckausgleich mit der Außenluft verbindet. Der Taststift 23 wird
an den Körper angesetzt, dessen Körperschall vom Mikrophon aufgenommen werden soll.
Dabei überträgt der Taststift 23 die Schwingungen dieses Körpers auf die Membran
22, welche die Schwingungen in Luftschall umwandelt, den das Mikrophon aufnimmt.
Beim Gebrauch dieser Vorrichtung wird der Ring 8 im allgemeinen in die Stellung
gebracht, in welcher er die Schlitze 7 verschließt, so daß nur der Körperschall
vom Mikrophon aufgenommen wird. Es kann jedoch wünschenswert sein, außer diesem
Körperschall gleichzeitig auch noch Luftschall aufzunehmen, und in diesem Falle
ist der Ring in die Stellung zu bringen, in welcher er die Schlitze 7 nicht oder
nur teilweise verschließt. Auf diese Weise kann z. B. bei Untersuchung einer Maschine
in der erstgenannten Stellung des Ringes 8 zunächst nur der Körperschall an der
betreffenden Stelle und dann der Körperschall zusammen mit dem Luftschall und schließlich
auch der Luftschall allein aufgenommen werden. Das ermöglicht es beispielsweise,
den Körperschall eines bestimmten Maschinenteiles, die zeitlichen Beziehungen zwischen
diesem Körperschall und dem von der Maschine abgestrahlten Luftschall und den Luftschall
zu untersuchen.
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Nach F i g: 5 ist ein Schwanenhals 24 mit einer Einsprache 25 an einem
Ende und einer Kupplungsmuffe 26 am anderen Ende auf dem Kopf des Mikrophons aufgesetzt.
Dadurch entsteht ein Mikrophon mit Schwanenhals. Die Veränderung der Frequenzkurve,
welche der Schwanenhals hervorruft, kann durch Verstellung insbesondere des Ringes
14 (F i g. 1) ausgeglichen werden, so daß das Mikrophon auch mit dem Schwanenhals
eine gewünschte Frequenzkurve hat. Zur Befestigung des mit dem Schwanenhals ausgerüsteten
Mikrophons kann an dem Rohrteil 55 eine Befestigungsvorrichtung, beispielsweise
ein Flansch 27, zur Befestigung an einem Stativ oder Rednerpult angebracht sein.
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Nach F i g. 6 ist das Mikrophon mit einem der Länge nach geschlitzten
(nur teilweise dargestellten) Rohr 28 versehen, welches mit dem Kopf 18 des Mikrophons
mittels eines Kupplungsstückes 29 verbunden ist. Dadurch ist das Mikrophon nach
F i g. 1 und 2 zu einem Rohr-Richtmikrophon ergänzt. Der Einfluß, den das Rohr 28
auf den Frequenzgang hat, kann durch Verstellung insbesondere des Ringes 14 (F i
g. 1) ausgeglichen werden, wodurch ermöglicht wird, das Mikrophon wahlweise mit
oder ohne Richtrohr zu verwenden.
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F i g. 7 und 8 zeigen, wie das Mikrophon mit einem Parabolreflektor
verbunden werden kann, um auf diese Weise Richtwirkung zu erzielen. Bei dieser Anwendung
wird man in der Regel den Ring 14 so verstellen, daß die tiefen Frequenzen bevorzugt
werden, weil der Reflektor 30 bzw. 30' die tiefen Frequenzen, deren
Wellenlänge in der Praxis größer als die Öffnung des Reflektors. ist, weniger aufnimmt
und sammelt. als die hohen Frequenzen.
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Nach F i g. 9 ist ein Schallkasteü, beispielsweise eine Trommel oder
eine Rassel 31, mit einem Ansatz 32 versehen, welcher auf den Kopf 18. des Mikrophons
aufsetzbar ist. Der Schallkasten 31 hat an der Stelle, an welcher der Ansatz 32
angebracht ist, eine Öffnung, durch welche hindurch der Schalldruck im Schallkasten
zum Mikrophon gelangt. Diese Öffnung kann kleiner sein als der'hchte Querschnitt'
des Ansatzes 32, .und . sie kann auch .beispielsweise mit Dämpfungsmaterial ganz
oder teilweise ausgefüllt sein. In ähnlicher Weise kann ein Gong an dem Mikrophon
befestigt werden. Auch kann das Mikrophon beispielsweise mit einem schwingenden
Teil eines Musikinstrumentes verbunden werden.
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Bei allen diesen Anwendungen ist es wesentlich, daß sowohl die Schlitze
7, welche den Raum hinter der Membran mit der Außenluft verbinden, als auch das
in F i g. 2 rechte Ende des Rohrstutzens 11, durch welches der Raum 2 hinter der
Membran mit dem Hohlraum 12 verbunden ist, in einstellbarem Maße verschließbar sind,
wodurch der Frequenzgang des Mikrophons und auch dessen Richtwirkung beeinflußt
werden kann, so daß der Einfluß, den die Zusatzvorrichtungen auf den Frequenzgang
und gegebenenfalls auf die Richtwirkung haben, je nach dem angestrebten Zweck unterstützt
oder ausgeglichen werden kann.