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Schallwandler für Diktiergeräte Die Erfindung betrifft einen Schallwandler
für Diktiergeräte, bei deren derselbe Wandler sowohl bei der Aufnahme als auch bei
der Wiedergabe verwendet wird.
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Es ist bei Diktiergeräten häufig der Fall, daß sowohl zum Aufsprechen
als auch zum Abhören derselbe elektroakustische Wandler in einem meist stielförmigen
Gehäuse verwendet wird. Diese Anordnung wird deshalb gerne verwendet, weil sie verhältnismäßig
billig ist und geringe Abmessungen aufweist. Man muß allerdings dabei in Kauf nehmen,
daß die Wiedergabequalität unbefriedigend ist, denn die schwingungsmechanischen
Bedingungen sind für die Membran bei der Schallaufnahme andere als bei der Schallwiedergabe.
Überwiegt nämlich die Massehemmung der Membran, so ergibt sich bei der Verwendung
als Mikrophon ein mit der Frequenz um 6 db je Oktave fallender Frequenzgang, wogegen
er bei der Wiedergabe, also bei der Verwendung des Wandlers als Lautsprecher, geradlinig
verläuft.
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Umgekehrt sehen die Verhältnisse aus, wenn Reibungshemmung vorliegt,
denn bei einem solchen Wandler ergibt sich bei der Schallaufnahme ein horizontaler
Frequenzgang, bei der Schallwiedergabe hingegen ein solcher, der mit zunehmender
Frequenz um 6 db je Oktave ansteigt. Daraus ergibt sich, daß weder ein reibungsgehemmter
noch ein massegehemmter Wandler zur Verwendung als Mikrophon und Lautsprecher bei
einem Diktiergerät geeignet ist.
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Der Wandler mit der massegehemmten Membran würde zwar eine lineare
Wiedergabe ermöglichen, er besitzt jedoch keine. lineare Empfangscharakteristik.
Beim Wandler mit der reibungsgehemmten Membran erfolgt hingegen die Schallaufnahme
linear, die Schallabstrahlung hingegen mit der Frequenz ansteigend. Um diesen lxbelständen
abzuhelfen, hat man die Wandler umschaltbar ausgebildet, d. h., man ließ sie in
einem Falle mit reibungsgehemmter Membran arbeiten, im anderen Falle mit massegehemmter
Membran. Die Umschaltung erfolgte meist gleichzeitig mit der Betätigung des Umschalters
für *Aufsprechen und Wiedergabe, so daß dem Benutzer des Gerätes die akustische
Umstellung nicht weiter auffallen konnte. Immerhin ist diese Lösung umständlich,
da mechanische Schieber vorgesehen werden mußten, die, wenn sie ihren Zweck erfüllen
sollten, eine sehr genaue Passung erforderten. Außerdem wurde zusätzlicher Raum
beansprucht, der gerade bei Mikrophonen für Diktiergeräte ohnehin schon sehr knapp
ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen anderen Weg zu zeigen, der ein
besseres Ergebnis liefert und keinerlei mechanisch bewegte Teile erfordert. Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Wandler verwendet wird, dessen Membran durch
Anwendung an sich bekannter Maßnahmen bei der Schallaufnahme einen Frequenzgang
aufweist, der bei Beaufschlagung des Wandlers mit konstanter Schallamplitude mit
steigender Frequenz wenigstens angenähert um 3 db je Oktave abfällt, bei der Schallwiedergabe
hingegen bei Anspeisung mit Wechselstrom konstanter Spannung etwa um 3 db je Oktave
ansteigt.
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Bei einem solchen Wandler wird zwar die magnetische Aufzeichnung so
erfolgen, daß bei Wiedergabe unter Verwendung eines Lautsprechers mit linearem Frequenzgang
ein Abfall von 3 db je Oktave mit zunehmender Frequenz auftritt, doch ist dies ohne
Bedeutung, da dieser Fall in der Praxis nicht vorkommt. Die Wiedergabe erfolgt vielmehr
über denselben Wandler, über den aufgesprochen wurde und der infolge der erfindungsgemäßen
Dimensionierung einen solchen Frequenzgang aufweist, daß der Abfall bei den hohen
Frequenzen kompensiert wird und eine frequenzlineare Wiedergabe resultiert. Man
erhält somit die bestmögliche Wiedergabe, die überhaupt mit einem Wandler, der sowohl
zur Schallaufnahme als auch zur Schallwiedergabe bei einem Diktiergerät verwendet
wird, erzielbar ist.
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Die Erfindung sei nun an Hand der Figuren der Zeichnung näher beschrieben.
In F i g. 1 a bis 3 b sind verschiedene Frequenzgänge im logarithmischen Maßstab
dargestellt, die zur bes-
Seren Erläuterung des Erfindungsgedankens
dienen sollen; in F i g. 4 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Wandlers im Schnitt dargestellt; F i g. 5 zeigt das zugehörige elektrische Ersatzschaltbild.
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Wie bereits eingangs erwähnt, weist ein Wandler mit einer massegehemmten
Membran bei Verwendung als Mikrophon einen Frequenzgang auf, der um 6 db je Oktave
mit steigender Frequenz abfällt. Diese Kurve ist in F i g. 1 a mit 1 m bezeichnet.
Wird ein solcher Wandler zur Schallwiedergabe benutzt, so zeigt er einen linearen
Frequenzgang, wie er durch die Kurve 2m in F i g. 1 a dargestellt ist.
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In F i g. 2 a sind dieselben Kurven für einen Wandler mit Reibungshemmung
dargestellt, und zwar gibt in analoger Bezeichnung die Linie 1 r den Frequenzgang
für einen reibungsgehemmten Wandler als Mikrophon an, die Linie 2 r den Frequenzgang
eines solchen Wandlers als Lautsprecher. Es ist ersichtlich, daß die Schallwiedergabe
frequenzabhängig ist, und zwar mit der Frequenz um 6 db je Oktave ansteigend.
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In F i g. 3 a sind zum Vergleich die Frequenzkurven für die Schallaufnahme
(1 mr) und für die Schallwiedergabe (2 mr) des erfindungsgemäß dimensionierten
Wandlers dargestellt, bei dem einerseits die Kurve für die Schallaufnahme um 3 db
je Oktave abfällt, diejenige für die Schallwiedergabe hingegen um 3 db je Oktave
ansteigt. Setzt man voraus, daß ein Magnettongerät verwendet wird, das linear aufzeichnet,
so ergibt sich daraus als Resultierende eine frequenzlineare Schallabstrahlung,
wie dies in F i g. 3 b (Kurve 3 mr) dargestellt ist. Die analogen Kurven
3 m und 3 r, welche sich bei Verwendung eines massegehemmten bzw. reibungsgehemmten
Wandlers ergeben würden, sind in den F i g. 1 b und 2 b dargestellt. Daraus ist
der erzielte Fortschritt klar erkennbar.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in F i g. 4 dargestellt. Der Wandler ist
in einem vorzugsweise stielförmigen Gehäuse untergebracht. Er besitzt die Membran
1, die mit einer Tauchspule 2 ausgerüstet ist. Sie ist in einem Korb
4 untergebracht, der gleichzeitig auch das Magnetsystem 3 tragen kann. Hinter
der Membran 1 ist die niedere Luftkammer D 1 vorhanden, die einerseits
über einen akustischen Reibungswiderstand R und eine akustische Masse M
1 mit dem Hohlraum D 2 im Griffgehäuse 5 verbunden ist.
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Es muß jedoch nicht das ganze Volumen des Mikrophongehäuses verwendet
werden, es kann auch nur ein Teil desselben benutzt werden, der gegen den unbenutzten
Teil durch eine Trennwand abgeschlossen ist. Es kann auch um den Korb 4 herum eine
größere Kapsel aufgesetzt sein.
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Das elektrische Ersatzschaltbild des erfindungsgemäßen Wandlers ist
in F i g. 5 dargestellt. Mit M ist die Masse der Membran 1 mit der Tauchspule 2
bezeichnet. Die Randsteifigkeit der Membraneinspannung ist durch den Buchstaben
D angegeben, sie wirkt ebenso wie die niedere Luftkammer D 1 hinter der Membran
im elektrischen Ersatzschaltbild wie ein Kondensator. Dies gilt auch für die im
Gehäuse vorhandene große Luftkammer D2. Der Reibungswiderstand, über den
die niedere Luftkammer hinter der Membran mit dem großen Luftvolumen im Gehäuse
verbunden ist, ist mit R bezeichnet. Er liegt der Massehemmung Ml, die ebenfalls
eine solche Verbindung darstellt, parallel.
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Werden die im Ersatzschaltbild dargestellten akustischen Größen so
dimensioniert, daß sich die in F i g. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Kurven ergeben,
dann erhält man einen Wandler, der die beste, theoretisch überhaupt erreichbare
Wiedergabequalität in Verbindung mit einem wenigstens angenähert linear arbeitenden
Tonbandgerät aufweist.
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Die Maßnahmen, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wandlers
angewendet werden müssen, sind jedem Fachmann bekannt und bedürfen keiner näheren
Erläuterung. Es ist lediglich die Dimensionierung der akustischen Elemente so zu
treffen, daß der im Anspruch angegebene Frequenzverlauf für Aufnahme und Wiedergabe
erzielt wird.