DE1200363B - Schaltungsanordnung zur Unterdrueckung des Rauschens in Hochfrequenzschaltungen fuer Kondensatormikrophone - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

H04m

Deutsche Kl.: 21 a2-16/01

A 45279 VIII a/21 a2
20. Februar 1964
9. September 1965

Die Erfindung betrifft eine Schaltung für Kondensatormikrophone.

Die bekannten Schaltungen lassen sich in zwei Gruppen einteilen. DieeineGruppe, bei der die Wandlerkapazität eine bestimmte konstante elektrische Ladung erhält und bei der Kapazitätsschwankungen, hervorgerufen durch die Membranbewegungen, an einem Arbeitswiderstand Spannungsänderungen erzeugen, die der Membranbewegung proportional sind, ist sehr gebräuchlich und wird als Niederfrequenzschaltung be- ίο zeichnet.

Die Schwierigkeiten dieser Schaltungsgruppe liegen darin, daß infolge der kleinen Kapazität des Mikrophons sehr hochohmige Arbeitswiderstände verwendet werden müssen, so daß Isolationsprobleme auftreten und außerdem alle jene unangenehmen Erscheinungen zu bekämpfen sind, die sich aus der Hochohmigkeit der Steuerkreise (Gitterkreise von Elektronenröhren) ergeben.

Bei der anderen Gruppe von Schaltungen für Kondensatormikrophone verursacht die von der Membranbewegung abhängige Schwankung der Wandlerkapazität die wenigstens angenähert proportionale Änderung einer Bestimmungsgröße, beispielsweise der Amplitude, Phase oder Frequenz einer hochfrequenten Hilfsschwingung. Diese Schaltungsanordnungen werden daher im allgemeinen als Hochfrequenzschaltungen bezeichnet.

Eine der bekanntesten Schaltungen dieser Art ist die Rieggersche Schaltung, bei der die Kapazitäts-Schwankungen des Kondensatormikrophons eine Frequenzmodulation der hochfrequenten Hilfsschwingung verursachen, deren Demodulation durch eine der bekannten Schaltungen eine niederfrequente Spannung liefert, die dem Signel des Wandlers entspricht.

Bei einer anderen Hochfrequenzschaltung wird die Amplitude der Hochfrequenzspannung im Takte der Kapazitätsschwankungen des Wandlers verändert. Man erhält bei dieser Anordnung eine Art Amplitudenmodulation, bei der jedoch der Träger fehlt und erst mit Hilfe von Kunstschaltungen phasenrichtig hinzugefügt werden muß.

Schließlich ist auch eine Hochfrequenzschaltung bekanntgeworden, bei der das Kondensatormikrophon C in einem Zweig einer Brücke angeordnet ist und in Reihe mit einem Kondensator, der den anliegenden Brückenzweig bildet, liegt. Die Einspeisung der Hochfrequenzspannung erfolgt hierbei über einen Übertrager, dessen Sekundärwicklung aus zwei symmetrischen Hälften besteht, die gleichzeitig die zwei gegenüberliegenden Brückenzweige bilden. Die Auskopplung der niederfrequent modulierten Wechsel-Schaltungsanordnung zur Unterdrückung des
Rauschens in Hochfrequenzschaltungen für
Kondensatormikrophone

Anmelder:

Akustische u. Kino-Geräte Gesellschaft m. b. H., Wien

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Scherrmann

und Dr.-Ing. R. Rüger, Patentanwälte,

Eßlingen/Neckar, Fabrikstr. 9

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Bernhard Weingartner, Wien

Beanspruchte Priorität:

Österreich vom 20. Mai 1963 (A 4071/63)

spannung erfolgt aus der Brückendiagonale über einen Niederfrequenztransformator, der seinerseits in der Diagonale einer Diodenbrücke liegt. Der Gleichspannungsweg für diese Brückendiagonale ist über eine Hochfrequenzdrossel in der Hochfrequenzbrückendiagonale geschlossen.

Der Nachteil dieser Schaltungsanordnung besteht vor allem in ihrer geringen Empfindlichkeit. Die durch die Kapazitätsänderung des Kondensatormikrophons bei Beschallung hervorgerufene Modulation der Hochfrequenz ist sehr gering, so daß Störmodulationen sowie das Eigenrauschen der Demodulationsschaltung einen unbefriedigenden Störspannungsabstand bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Rauschen in einer solchen Hochfrequenzschaltung für Kondensatormikrophone weitgehend zu eliminieren. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß der das Mikrophon enthaltenden Brückenschaltung eine zweite bezüglich der Gleichrichtung analoge Brückenschaltung überlagert ist, an deren Eingang ein Teil der unmodulierten Hochfrequenzspannung anliegt, deren nach Gleichrichtung auftretender Rauschanteil zur Kompensation'der am Ausgang der das Mikrophon enthaltenden Brückenschaltung auftretenden Rauschspannung dient.

Die Erfindung sei nun an Hand der Zeichnung, in der F i g. 1 die Schaltungsanordnung darstellt, von

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der die Erfindung ausgeht, und F i g. 2 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigt, näher beschrieben.

Bei der in F i g. 1 dargestellten bekannten Brückenschaltung ist mit A ein Transistoroszillator bezeichnet, dessen Frequenz vorzugsweise zwischen 500 und 2000 kHz liegt. Die Schwingungsfrequenz dieses Oszillators wird im wesentlichen von der Induktivität des Hochfrequenzübertragers O₁ und den beiden hintereinandergeschalteten Kapazitäten C₀ und C₁ bestimmt. C₀ ist hierbei die Kapazität des Kondensatormikrophons, C₁ eine ungefähr gleich große Kapazität. Sind beide Kondensatoren gleich groß, so sind auch die Hochfrequenzspannungen an den beiden Dioden D₁ und D₂ (ZZ₁ bzw. ZZ₂) gleich groß, so daß sich die demodulierten Rauschspannungen, mit denen die Amplitude der Hochfrequenz moduliert ist, am Niederfrequenzübertrager ZZ₂ zum größten Teil kompensieren. Da im praktischen Betrieb die beiden Kapazitäten C₀ und C₁ nie vollkommen gleich und außerdem stets unkontrollierbare Streukopplungen vorhanden sind, bleibt somit am Übertrager ZZ₂ ein Rauschspannungsrest bestehen, der auch am Ausgang wirksam wird.

Die Schaltung arbeitet folgendermaßen: Wird das Kondensatormikrophon beschallt, so ändert sich dessen Kapazität C₀ und damit auch das Spannungsverhält- as

nis -=f- wobei jedoch die Summe der beiden Spante

nungen ZZ₁+ ZZ₂ konstant bleibt. Bei der Demodulation entsteht daher eine Spannungsdifferenz an der Primärwicklung des Übertragers U₂, die proportional der Kapazitätsschwankung von C₀ ist und welche die nutzbare Tonfrequenzspannung darstellt.

In F i g. 2 ist nun die erfindungsgemäße Hochfrequenzschaltung für Kondensatormikrophone gezeigt, die eine Weiterentwicklung der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung darstellt.

Die Grundschaltung gemäß der Erfindung (F i g. 2) entspricht im wesentlichen der Anordnung nach F i g. 1, mit dem Unterschied, daß die Dioden transformatorisch, also über besondere Wicklungen des Hochfrequenzübertragers O₁, S₁ und S_z an den Schwingungserzeuger angekoppelt sind, so daß eine optimale Anpassung erreicht werden kann. Zu den in diesen Wicklungen induzierten Spannungen ZZ₁ und ZZ₂ wird die Brückenspannung UBr addiert. Die Demodulation erfolgt, wie vom Ratiodetektor bekannt, mit dem Niederfrequenzübertrager ZZ₂ als Arbeitswiderstand und den Widerstand A₁, i?₂ als Richtwiderständen.

Die Erfindung besteht nun darin, daß zur Kompensation der Rauschspannung zwei Sekundärwicklungen S₁ und S₂ am Übertrager O₁ vorgesehen sind, deren elektrische Mitte jedoch am Spannungsnullpunkt liegt, so daß in ihnen nur die mit dem Rauschen modulierte Oszillatorspannung (ZZ₁', ZZ₂') induziert wird. Diese Spannung wird an den Dioden D₁ und D₂' gleichgerichtet und als niederfrequente Rauschspannung einer weiteren Wicklung des Übertragers U₂ zugeführt. Durch geeignete Wahl der Übersetzungsverhältnisse der Übertrager, gegebenenfalls noch durch zusätzliche Einschaltung von Widerständen, wird diese Rauschspannung in ihrer Wirkung auf den Ausgang der Anordnung ungefähr gleich groß gemacht, wie die an der ersten Wicklung des Übertragers ZZ₂ auftretende, ohne Modulation vorhandene Rauschspannung, die vom eigentlichen Brückenkreis stammt. Dadurch, daß die Spannungen so auf den Übertrager ZZ₂ wirkend angelegt werden, daß sie sich in ihrer Wirkung praktisch aufheben, ist nahezu eine vollkommene Kompensation des Ruherauschens und damit eine weitere Verbesserung des Störabstandes möglich.

Um die Kennlinien der Dioden möglichst gleich zu machen, kann es zweckmäßig sein, in Serie zu den Dioden gegebenenfalls einstellbare Widerstände einzuschalten.

An Stelle des Kondensatormikrophons kann auch ein anderer kapazitiver Wandler als modulierendes Organ verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Unterdrückung des Rauschens in Hochfrequenzschaltungen für Kondensatormikrophone, bei der das Mikrophon in Reihe mit einem Kondensator in dem einen Zweig einer Brückenschaltung angeordnet ist und der andere Zweig der Brückenschaltung symmetrische Wicklungen des Speiseübertragers enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der das Mikrophon enthaltenden Brückenschaltung eine zweite bezüglich der Gleichrichtung analoge Brückenschaltung überlagert ist, an deren Eingang ein Teil der unmodulierten Hochfrequenzspannung anliegt, deren nach Gleichrichtung auftretender Rauschanteil zur Kompensation der am Ausgang der das Mikrophon enthaltenden Brückenschaltung auftretenden Rauschspannung dient.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   509 660/318 8.65 & Bundesdruckerei Berlin