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Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrofon mit einem Wandlersystem
beliebiger Art, beispielsweise einem dynamsichen System, mit einem etwa parallel
zur Membranebene verlaufenden scheibeüförmig begrenzten akustischen Strömungswiderstand,
der von der Schallquelle her gesehen vor der Membran angebracht ist, und einem Staubschutzvolumen
zwischen diesem akustischen Strömungswiderstand und der Membran, wobei dieses Staubschutzvolumen
von einer Stirnfläche, die etwa parallel zum scheibenförmig begrenzten akustischen
Strömungswiderstand zwischen diesem und der Membran verläuft,' einer Mantelfläche
zwischen der Stirnfläche und der Membran, und schiießlic'him wesentiichen von der
Membran selbst begrenzt.wi-rds wobei Stirnfläche und Mantelfläche aus schálldurchlässigem
Staubschutzmaterial, beispielsweise Gewebe beliebiger Art, hergestellt oder mit
ihm belegt sind Es ist bekannt, ek-hdikr-ofónr-gegen die Druckwellen von Explosionslauten
- beispielsweise P und B - durch Windschirme oder durch einen sogenannten Nahbesprechungsschutz,
der einen etwas verkleinerten Windschirm darstellt, zu schützen.
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Beide Anordnungen haben den Nachteil, daß ihr Durchmesser noch um
ein Vielfaches größer ist als der Durchmesser heutiger moderner, kleiner Studio-Mikrofone.
Es ist ferner bekannt, Mikrofone mit kleinem Durchmesser vor Druckwellen von Explosionslauten
dadurch zu schützen, daß parallel zur Membranfläche vor dieser Scheiben, die mit
akustischen Strömungswiderständen behaftet sind, gesetzt werden. Das setzt jedoch
voraus, daß die Scheiben möglichst im freien Sc,hallfeld vor der Membran stehen.
-Das'-bedeutet,-daß ein Zylindermantel, der eine solche Scheibe und das System selbst
verbindet, sehr schalldurchlässig sein muß.
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Nur dann kann eine Druckerhöhung durch Explosionslaute vor der Membran
gedämpft werden.
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Moderne Membranen sind jedoch oft sehr nachgiebig und leicht und
müssen gegen Staub - und bei dynamischen Systemen speziell noch gegen Partikelchen
aus ferromagnetischem Material -geschützt werden. Um diesen Schutz zu erreichen,
wäre es naheliegend, den Zylindermantel zwischen der Schutzscheibe gegen Druckwellen
und der Systemvorderfläche mit der Membran aus einem akustisch durchlässigen, aber
staubundurchlässigen Material herzustellen, beispielsweise aus dem gleichen Material,
wie die Scheibe für den Druckwellenschutz. Ein solches Material hat einen praktisch
brauchbaren akustischen Strömungswiderstand. Bei einem derartigen Vorgehen würde
jedoch der Druckwellenschutz sehr verringert werden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, das Mikrofonsystem durch eine Anordnung
zu erw'eitern; die sowohl einen Staubschutz als auch einen Druckwellenschutz gibt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Mikrofon der eingangs
beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die akustische Impedanz der Stirnfläche größer
als die akustische Impedanz der Mantelfläche ist.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die akustische Impedanz der Stirnfläche mindestens doppelt so groß ist wie die akustische
Impedanz der Mantelfläche.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
das Staubschutzvolumen in seiner von der Mantelfläche umschlossenen Grundfläche
der Form der Membranebene, beispielsweise Kreisform, angepaßt ist.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstand der Stirnfläche des Staubvolumens zur Membranebene gleich oder größer
als der halbe Membrandurchmesser ist.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
im Staubschutzvolumen dicht vor der Membran noch mechanisch und/oder akustisch wirksame
Zusatzteile, beispielsweise Schutzgitter, Höhenresonatoren od. dgl., angebracht
sind.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Mantelfläche und die Stirnfläche des Staubschutzvolumens miteinander verbunden
sind, beispielsweise durch Schweißen, Kleben od. dgl.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
vor der Stirnfläche des Staubschutzvolumens mehr als eine flache Scheibe mit akustischen
Strömungswiderständen in Richtung zur Schallquelle hintereinander in Abständen angeordnet
sind.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die etwa parallel zur Membran vor dieser im Schallfeld angebrachten akustischen
Strömungswiderstände ebene oder konvexe Scheiben sind.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die ebenen oder konvexen akustischen Strömungswiderstände am Rande einen Spannring
als Formgebungsvorrichtung tragen, der gleichzeitig zum Befestigen an einem Bauelement
des Mikrofons dienen kann, beispielsweise einer schalldurchlässigen mechanischen
Schutzvorrichtung.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die in verschiedenen Abständen im Schallfeld vor der Membran, von der Schallquelle
her gesehen, angebrachten Strömungswiderstände und das Schutzvolumen mit einer'
schalldurchlässigen mechanischen Schutzvorrichtung, bei-Spielsw"eise einer Abdeckkappe,
einem Schutzgitter oder einem schalldurchlässigen Gehäuseteil od. dgl.
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abgedeckt sind.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die auf die Schallquelle gerichtete Fläche der schalldurchlässigen mechanischen
Schutzvorrichtung als akustischer Strömungswiderstand. ausgeführt oder mit einem
solchen belegt ist.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die mechanische Schutzvorrichtung gleichzeitig als Windschutzvorrichtung dimensioniert
ist oder eine solche trägt.
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Die Fig. 1 bis 5 sollen die Erfindung erläutern.
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Die' Fig. 1 zeigt schematisch das Prinzip der Erfindung. Das Mikrofon
1, beispielsweise ein dynamisches Mikrofon, besteht aus dem Gehäuse 1.1 und dem
eigentlichen Wandlersystem 2 mit der Membran 3. Das Wandlersystem 2 besteht in bekannter
Weise aus dem Topfteil 2.1, dem Dauermagneten 2.2, dem Kernpolschuh2.3 und dem Ringpolschuh
2.4.
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Der Kernpolschuh und der Ringpolschuh bilden den Luftspalt 2.5, in
dem sich die nicht dargestellte Schwingspule befindet. Die durch den Pfeil 3.1 dargestellte
Mittelsenkrechte auf der Membranebene weist zur Schallquelle. Sie durchdringt den
etwa parallel zur Membranebene verlaufenden scheibenförmig begrenzten akustischen
Strömungswider-
stand 4. Er soll beispielsweise ein Gewebe aus Naturfaser
wie Seide, oder Kunstfaser oder aus Drahtgaze sein. Zwischen ihm und der Membran
3 befindet sich ein Staubschutzvolumen 5. Es wird durch eine Stirnfläche 5.1 und
eine Mantelfläche 5.2 sowie im wesentlichen durch die Membran 3 begrenzt. Die Stirnfläche
5.1 und die Mantelfläche 5.2 mögen beispielsweise aus dem gleichen Material bestehen,
wie der scheibenförmig begrenzte akustische Strömungswiderstand 4. Die Stirnfläche
5.1 verläuft etwa parallel zur Fläche des scheibenförmig begrenzten akustischen
Strömungswiderstandes 4. Eine beispielsweise vom Mund eines Sprechers ausgelöste
Druckwelle läuft entgegen der Richtung der Mittelsenkrechten 3.1 in Richtung zur
Membran. Durch den scheibenförmig begrenzten akustischen Strömungswiderstand 4 bekommt
der durch diesen Strömungswiderstand hindurchtretende Anteil der Druckwelle eine
verhältnismäßig hohe Quellimpedanz, vom Luftraum zwischen 4 und 5.1 her gesehen,
wobei dieser Luftraum direkt in das Schallfeld an seinem Randgebiet übergeht. Die
gegenüber dieser Quellimpedanz niedrige Eingangsimpedanz dieses Luftraumes vernichtet
einen großen Anteil der Druckwellenenergie.
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In ähnlicher Weise wirken die Stirnfläche 5.1 und die Mantelfläche
5.2 zusammen mit' dem Volumen 5.
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Durch die Serienschaltung dieser beiden Dämpfungsglieder wird nach
der Erfindung die gewünschte starke Dämpfung der Druckwellen erreichtj-gleichzeitig
erhält die Membran den erforderlichen Staubschutz. Entscheidend für diese Wirkung
ist es, daß nach der Erfindung die akustische Impedanz-'der Stirnfläche 5.1 größer,
ist als die akustische Impedanz der Mantelfläche5.2; Die Stirnfläche 5.1 und die
Mantelfläche 5.2 sind in diesem Ausführungsbeispiel, wie beschrieben, aus Natur-
oder Kunstfasergewebe oder Drahtgaze hergestellt, also aus Materialien;, die einen
akustischen Strömungswiderstand aufweisen.
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Eine besonders einfache Form und Herstellungsweise ergibt sich dabei,
wenn die Stirnfläche 5.1 und,- die Mantelfläche 5.2 am Rande 5.10 der Stirnfläclle-
miteinander, beispielsweise durch Schweißen, Kleben od. dgl., verbunden sind.
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Für das Grundprinzip des Erfindungsgedankens ist es ohne Bedeutung,
ob die akustischen Strömungswiderstände, wie zu F i g. 1 beschrieben, den scheibenförmig
begrenzten Strömungswiderstand 4 und die Stirnfläche 5.1 und die Mantelfläche5.2
direkt bilden oder ob diese akustischen Strömungsttderstände, wie in F i g. 2 dargestellt,
mit einer gesonderten Formgebungsvorrichtung mechanisch gestützt werden. Die F i
g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die mechanische Ausgestaltung der akustischen
Strömungswiderstände 4; 5.1 und 5.2. Ihnen sind Formgebungsvorrichtungen 6.0; 6.1
und 6.2, beispielsweise Lochbleche, zugeordnet, die ein- und/ oder zweiseitig mit
akustischem Strömungswiderstandsmaterial 4, 5.1 und 5.2 belegt sind. Es haben sich
auch Konstruktionen bewährt, bei denen auf das Gewebematerial der akustischen Strömungswiderstände
Lackstriche oder Lackstrichgitter als Formgebungsvorrichtung aufgebracht wurden.
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Die Fig. 3 zeigt eine mechanisch besonders gute Form des scheibenförmig
begrenzten akustischen Strömungswiderstandes 4 und der Stirnfläche 5.1.
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Die Flächen sind in Richtung zur Schallquelle leicht vorgewölbt. Diese
konvexen Flächen verhindern ohne besondere Formgebungsvorrichtungen bei
starken Druckwellen
mechanische - Deformationen und Flattergeräusche der aus akustischem Strömungswiderstandsmaterial
hergestelten Flächen 4 und 5.1, wenn sie eben sind.
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Die F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für das Unterbringen eines
akustisch wirksamen" Zus'atzteiles 7 im Staubschutzvolumen 5. Dicht vor der Membran
3 ist eine ebene Platte 7 mit einer- trichterförmigen Zentralöffnung 7.1" angebracht.
Sie bildet eine Höhenresonatoranordnung nach Patent-l 144 343.
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Die Platte 7 ist beispielsweise mittels Stützen 7.2 zum Gehäuse 1.1
abgestützt, so daß das von der Platte 7 und der Membran 3 begrenzte Volumen 7.3
einen Radialresonator bildet, der durch 7.1 und das freie Randgebiet der Scheibe
7 an das -Schallfeld angekoppelt ist. Die Bezeichnungen 1; 1.1, 2; 3.1; 4; 5; 5.1;
5.10; 5.2 entsprechen den Angaben zu F i g. 1 und 2. Das Staubschutzvolumen 5, des:
Mikrofons ist in diesem Beispiel mit einer schalldurchlässigen mechanischen Schutzvorrichtung
8,, einer Gitterkappe, in bekannter Weise abgedeckt.
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Ihre Stirnfläche 8.1 ist auf der Innenseite mit dem akustischen Strömungswiderstandsmaterial
4 belegt.
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An Stelle der ebenen Platte 7 zum Bilden eines Uöhenresonators könnte
vor der Membran beispielsweise auch eine mechanisch-magnetische Schutzvorrichtung
nach dem deutschen Gebrauchsmuster 1989 046 zum Schutz der' Membran gegen Magnetstaub
als Zusatzteil angebracht werden. Es-ist sogar möglich, beide Vorrichtungen gemeinsam,
also bei spielsweise einen Höhenresonator und eine mechanisCh--magnetische Schutzvorrichtung
im Staubschutz-Volumen 5 als mechanisch akustische Zusatzteile uBerzu.bringen. Diese
Ausführungen sind Beispiele für' eine Vielzahl besonderer Möglichkeiten,mechanische
und/oder akustische Zusatzteile im Staubsc:hutZvolutu"en' 5 vor der Membran 3 anzukoppeln.
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Falls extrem hohe Anforderungen hinsichtlich lBeseitigung von Windstörungen
gestellt werden, kann übes xdie mechanische Schutzvorrichtung 8 noch ein Windschutz
9 gezogen werden.
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- Die - F i g. 5 zeigt noch ein anderes Ausführungsbeispiel des Erfindungsvorschlages.
Die Bezeichnungen 1;1.1;2; 3; 3t1; 4;' 5;'5,1; 5.2; 6,0; 8;, 8.1' entsprechen den
Angaben' zu den F i g. 1 bis 4. Di,eses Beispiel unterscheidet sich, jedoch von
den bisherigen Dårstellungen dadurch, daß vor der Stirnfläche 5.1 des -Staubschutzvolumens
zwei, scheibenförmig begrenzt akustische Strömungswiderstände in Richtung zur Schallquelle
hintereinander in Abständen angeordnet sind. Der erste von der Sttrtfläche5.1 in
Richtung 3.1 angebrachte akustische, Strömungswiderstand 4 wird von einer Formgebun^gsvorrichtung6.0,
beispielsweise einem Lochblech getragen.
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Sein Rand 6.'02 ist etwa senkrecht zur Fläche -6.01 umgebogen, beispielsweise
umgebördelt. Er wird -federnd gegen die Innenfläche der mechanischen ' Schutzvorrichtung
S gelagert, so daß die Formgeb'ungsvorrichtung 6.0 im Innern von 8 in einer definierten
Lage fixiert ist. Der zweite von der Stirnfläche 5.1 in Richtung 3.1 angebrachte
akustische Strömungswiderstand 4 wird von der Innenseite der Stirnfläche 8.1 getragen.
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Die F i g. 6 zeigt noch eine besonders interessante Ausgestaltung
einer Formgebungsvorrichtung 6.3. Es ist ein Spannring, der in dem in Fig. 5 gezeigten
Beispiel den Rand des scheibenförmig begrenzten akustischen Strömungswiderstandes
4 einfaßt. Diese
Darstellung einer Formgebungsvorrichtung 6.3 ist
natürlich nicht auf den scheibenförmig begrenzten akustischen Strömungswiderstand
4 beschränkt. Falls es erforderlich ist, könnte auch der Rand 5.10 von 5.1 mit einer
entsprechenden Formgebungsvorrichtung versehen werden.
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Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß es für die Erfindung
gleichgültig ist, ob das Wandlersystem 2 ein Richtwandler, beispielsweise ein Druckgradientenwandler
oder ein Wandler mit Kugelcharakteristik ist.
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Patentansprüche: 1. Mikrofon (1) mit einem Wandlersystem beliebiger
Art, beispielsweise einem dynamischen System (2), mit einem etwa parallel zur Membranebene
verlaufenden scheibenförmig begrenzten akustischen Strömungswiderstand (4), der
von der Schallquelle her gesehen vor der Membran (3) angebracht ist, und einem Sta'ubschutzvolumen
(5) zwischen diesem Strömungswiderstand und der Membran, wobei dieses Staubschutzvolumen
von einer Stirnfläche (5.1), die etwa parallel zum scheibenförmig begrenzten akustischen
Strömungswiderstand(4) zwischen diesem und der Membran (3) verläuft, einer Mantelfläche
(5.2) zwischen der Stirnfläche und der Membran, und schließlich im wesentlichen
von der Membran selbst begrenzt wird, und Stirn- und Mantelflächen aus schalldurchlässigem
Staubschutzmaterial, beispielsweise Gewebe beliebiger Art, hergestellt oder mit
ihm belegt sind, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die akustische Impedanz der Stirnfläche
größer ist als die akustische Impedanz der Mantelfläche.
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2. Mikrofon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustische
Impedanz der Stirnfläche mindestens doppelt so groß ist wie die akustische Impedanz
der Mantelfläche.
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3. Mikrofon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Staubschutzvolumen(5)
in seiner von der Mantelfläche umschlossenen Grundfläche der Form der Membranebene,
beispielsweise Kreisform, angepaßt ist.
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4. Mikrofon nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand
der Stirnfläche (5.1), des Staubschutzvolumens (5) zur Membranebene größer als der
halbe Durchmesser der Membran ist.
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5. Mikrofon nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß im Staubschutzvolumen(5) dicht vor der Membran noch
mechanisch und/oder akustisch wirksame Zusatzteile, beispielsweise Schutzgitter,
Höhenresonatoren (7) od. dgl. angebracht sind.
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6. Mikrofon nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (5.1) des Schutzvolumens (5) gleich
oder kleiner als die Membranfläche ist.
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7. Mikrofon nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (5.2) und die Stirnfläche (5.1) des
Staubschutzvolumens miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Schweißen,
Kleben od. dgl.
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8. Mikrofon nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß vor der Stirnfläche des Staubschutzvolumens (5.1) mehr
als eine flache Scheibe mit akustischen Strömungswiderständen in Richtung zur Schallquelle
hintereinander in Abständen angeordnet sind.
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9. Mikrofon nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die etwa parallel zur Membran vor dieser im Schallfeld
angebrachten akustischen Strömungswiderstände ebene oder konvexe Scheiben sind.
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10. Mikrofon nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen
oder konvexen akustischen Strömungswiderstände am Rande einen Spannring (6.3) als
Formgebungsvorrichtung tragen, der gleichzeitig zur Befestigung an einem Bauelement
des Mikrofons dienen kann, beispielsweise einer schalldurchlässigen mechanischen
Schutzvorrichtung (8).
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11. Mikrofon nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die in verschiedenen Abständen im Schallfeld vor der
Membran, von der Schallquelle her gesehen, angebrachten akustischen Strömungswiderstände
und das Staubschutzvolumen mit einer schalldurchlässigen mechanischen Schutzvorrichtung
(8), beispielsweise einer Abdeckkappe, einem Schutzgitter oder einem schalldurchlässigen
Gehäuseteil od. dgl.
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abgedeckt sind.
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12. Mikrofon nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die auf
die Schallquelle gerichtete Fläche (8.1) der schalldurchlässigen mechanischen Schutzvorrichtung
als akustischer Strömungswiderstand ausgeführt oder mit einem solchen belegt ist.