DE3033985A1 - Mikrofoneinrichtung mit veraenderbarer richtwirkung - Google Patents
Mikrofoneinrichtung mit veraenderbarer richtwirkungInfo
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Description
_ 4 Victor Company of Japan, Ltd.,Yokohama-City,Japan
Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung
Die Erfindung befaßt sich mit einer Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung mit einer Mikrofoneinheit, die
mehrere Mikrofone aufweist und sie bezieht sich insbesondere auf eine Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung,
bei der die Phase der hochfrequenten Komponenten des Ausgangssignals
eines Mikrofons von mindestens zwei Mikrofonen im Ergebnis invertiert ist und diese hochfrequente Komponente
mit dem Ausgangssignal des anderen Mikrofons gemischt wird.
Bisher wurde als Mikrofoneinrichtung die ihre Richtwirkung
ändern kann, eine Mikrofoneinrichtung verwendet, bei der zwei Mikrofone, die eine primäre einseitige Richtwirkung
des Schalldruckgradienten (im folgenden als primäre einseitige Richtwirkung bezeichnet) aufweisen, sich gegenseitig gegenüberliegen
und deren Ausgangssignale mit Hilfe einer Mischschaltung
gemischt werden.Ferner ist auch eine Mikrofoneinrichtung bekannt, bei der zwei Mikrofone mit einseitiger Richtwirkung
so angeordnet sind, daß sie in die gleiche Richtung weisen, und bei der das Ausgangssignal eines der Mikrofone mit
entgegengesetzter Phase mit dem Ausgangssignal des anderen Mikrofons gemischt wird.
Bei jeder dieser Vorrichtungen wird die Richtwirkung der Mikrofoneinrichtung wirksam verändert, indem das Mischungsverhältnis
verändert wird, um ein bestimmtes Ausgangssignal zu erhalten.
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In diesem Fall ergibt sich für das Richtdiagramm P, das man durch Mischen der Ausgangssignale des ersten
und des zweiten Mikrofons erhält , unter Verwendung der Ausdrücke der Empfindlichkeit A für das erste der beiden
Mikrofone , der Empfindlichkeit B für das zweite Mikrofon,
den Winkel θ zwischen der Achse L der beiden Mikrofone
und der Tonquelle, den Abstand D zwischen dem ersten und dem zweiten Mikrofon und den Wellenlängenkonstante K
folgendes:
(1) P = A-QJMt- 1 + cosQ - B-ej(ü)t + KDcos6>T 1 * cos9 (1)
Wenn die Empfindlichkeiten A und B des ersten und des
zweiten Mikrofons identisch sind, das heißt wenn A=B ist, dann wird aus der obigen Gleichung (1) folgendes
J (KDcos0)
Durch geeignete Auswahl des Wertes A in Gleichung (2) erhält man ein Richtdiagramm von sekundärer einseitiger
Richtwirkung.
Da jedoch bei dieser bekannten Vorrichtung die Ausgangssignale
der beiden Mikrofone miteinander entgegenge setzten Phasen gemischt werden, tritt eine Vertiefung in
der Frequenzkennlinie bei einer Frequenz F auf, die der Wellenlänge der aufgenommenen Schallwelle entspricht, wenn
diese Wellenlänge gleich dem Abstand D zwischen den Stirnflächen der beiden Mikrofone ist (F sei beispielsweise 11,3
kHz» wenn D gleich 3 cm ist). Gleichzeitig wird bei einer
Frequenz, bei der die Wellenlänge der Schallwelle sehr viel geringer is^als der Abstand D eine Frequenzkennlinie auftreten,
bei der das Ansprechverhalten im Verhältnis von 6 dB/oct mit abnehmender Frequenz abnimmt.
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Dementsprechend wird bei einer bekannten Mikrofoneinrichtung das Ausgangssignal der oben erwähnten Mischschaltung
durch eine Ausgleichschaltung geleitet, die eine Kennlinie aufweist, die der oben beschriebenen Frequenzkennlinie
entgegengesetzt ist, d.h. die eine Frequenzkennlinie aufweist, bei der sich das Ansprechverhalten
mit abnehmender Frequenz vergrößert. Auf diese Weise er hält man am Ausgang der Ausgleichschaltung ein Signal mit
linearer Kennlinie, wobei die Frequenzkennlinie korrigiert ist und zwar insbesondere im Bereich mittlerer und niedriger
Frequenzen.
Bei einem Signal, das man von der oben erwähnten Mischschaltung erhält, ist jedoch das Ansprechverhalten
in der Frequenzkennlinie beispielsweise bei 100 Hz in der Größenordnung von 29 dB vermindert, so daß die oben erwähnte
Ausgleichschaltung eine Ausgleichkennlinie haben muß, die eine Ansprechverhaltenskorrektur in der Größen Ordnung
von 29 dB bei 100 Hz durchführt. Folglich muß für die oben erwähnte Ausgleichschaltung eine Ausgleichschaltung
mit einer Ausgleichkennlinie mit einem großen Korrekturfaktor verwendet wrden. Als Folge davon ist der .Rauschabstand,
(das Signal/Rausch-Verhältnis) des von der Ausgleichschaltung
erhaltenen Signals gering, und zwar ins besondere im Bereich niedriger Frequenzen. Ferner wird
dann, wenn die Mikrofone im Freien benutzt werden, Rauschen aufgrund von Luftbewegung oder Wind im Bereich niedriger
Frequenzen in einfacher Weise erzeugt. Ferner besteht auch das Problem, daß Berührungsrauschen oder ein ähnliches
Rauschen im Bereich verhältnismäßig niedriger Frequenzen ohne weiteres erzeugt werden kann, wenn die Mikrofone berührt
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues und zweckmäßiges Mikrofon mit veränderbetrer Richtwirkung
zu schaffen, bei dem die oben beschriebenen Nachteile überwunden sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung wird also eine Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung geschaffen, bei der
mindestens zwei Mikrofone verwendet werden und die Phase der hochfrequenten Komponente im Ausgangssignal des einen dieser
Mikrofone invertiert wird und bei der die hochfrequente Komponente mit veränderbarem Mischverhältnis mit dem Ausgangssignal
des anderen Mikrofons gemischt (zu diesem addiert) wird.
Gemäß der Erfindung ist im Hochfrequenzbereich die sich ergebende Wirkung etwa die gleiche als wenn die Ausgangssignale
der beiden Mikrofone beim Mischen subtrahiert werden, wodurch ein sekundäres einseitiges Richtdiagramm ähnlich wie
bei einer bekannten Vorrichtung erhalten werden kann. Andererseits ist im Bereich niedriger Frequenzen die sich ergebende
Wirkung im wesentlichen die gleiche, wie wenn die Ausgänge der Mikrofone unter Addierung gemischt werden , wobei
das Ausgangs signal nach dem Mischen eine im wesentlichen lineare Frequenzcharakteristik aufweist und als Ausgangssignal
eines Signalmikrofons mit einer primären einseitigen
Richtwirkung angesehen werden kann, wobei diese Richtwirkung aus einem primären einseitig wirkenden Richtdiagramm hergeleitet
ist. Da das Ansprechverhalten nicht wie bei der be kannten Vorrichtung abnimmt, kann es insbesondere im . Bereich ■
tiefer Frequenzen in der Frequenzkennlinie größer gemacht werden als bei der Frequenzkennlinie der bekannten Vorrichtung,
bei der die Ausgangssignale der primären Mikrofone mit einseitiger Richtwirkung nur einer Mischung unter Subtraktion
ausgesetzt werden. Aus diesem Grund kann die Korrekturgröße·
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der.Ausgleichschaltung zur Korrektur der Frequenz,um eine
lineare Frequenzkennlinie des Signals nach dem Mischen zu erhalten, auf einen niedrigen Wert eingestellt werden,
wodurch der Störabstand (das Signal / Rausch- Verhältnis) höher sein kann, als bei den bekannten Einrichtungen.
Gemäß der Erfindung soll auch eine Mikrofoneinrichtung
mit veränderbarer Richtwirkung geschaffen werden, bei der mindestens zwei Mikrofone verwendet werden, und
bei der das Ausgangssignal eines dieser Mikrofone durch
einen veränderbaren Phasenschieber geleitet wird, um die Phase der hochfrequenten Komponente zu invertieren, wobei
dann diese Komponente zum Ausgangssignal des anderen Mikrofons addiert wird.
Gemäß der Erfindung wird ferner eine Mikrofoneinrichtung veränderbarer Richtwirkung geschaffen, bei der mindestens
zwei Mikrofone verwendet werden, wobei das Ausgangssignal eines der Mikrofone durch ein Hochpaßfilter geleitet
wird und das damit erhaltene Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal
des anderen Mikrofons mit veränderbarem Mischverhältnis gemischt (von diesem subtrahiert ) wird.
Gemäß der Erfindung wird ferner eine Mikrofoneinrichtung veränderbarer Richtwirkung geschaffen, bei der mindestens
zwei Mikrofone verwendet werden, wobei das Ausgangssignal eines der Mikrofone durch ein veränderbares Hochpaßfilter
geleitet wird und das somit erhaltene Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal des ande isn Mikrofons, so wie es ist,
gemischt (von diesem subtrahiert) wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
F i g . 1 ein schematisches Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Mikrofoneinrichtung mit ver änderbarer
Richtwirkung nach der Erfindung;
F i g. 2 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Mikrofoneinrichtung , bei der Teile weggebrochen sind;
F i g . 3 ein Diagramm, das die Phasenkennlinie eines Phasenschiebers in dem schematischen Blockschaltbild
nach Figj 1 wiedergibt; ·
Fi g. 4 eine Schaltung einer Ausführungsform eines Phasenschiebers;
F i g. 5 ein .Diagramm, das die Frequenzkennlinie des
Ausgangssignals eines Mischers in dem schematischen Blockschaltbild nach Fig. 1 wiedergibt;
F i g. 6 ein Diagramm, das die Richtkennlinie der
Einrichtung nach Fig. 1 darstellt;
Fig. 7 ein schematisches Blockschaltbild einer
zweiten Ausführungsform der Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung nach der Erfindung;
Fig. 8 ein Schaltbild einer Ausführungsförm eines
veränderbaren Phasenschiebers in dem Blockschaltbild nach Fig. 7;
F i g . ■ 9 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer
veränderbaren Ausgleichschaltung in dem Blockschaltbild nach Fig. 7;
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Fig. 10 und 11 Diagramme, die die Frequenzkennlinie
der Vorrichtung nach Fig. 7 in einer Richtung zur Schallwelle von 90° und von 0° wiedergeben;
Fi g . 12 eine Seitenansicht einer Fernsehkamera ,
bei der eine Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung nach der Erfindung angewendet ist, und bei der
Teile weggebrochen sind;
Fig . 13 ein schematisches Blockshaltbild einer
dritten Ausführungsform einer Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung nach der Erfindung;
F i g . 14 ein Schaltbild einer Ausführungsform der veränderbaren Ausgleichschaltung in dem schematischen
Blockschaltbild nach Fig. 13;
Fig. 15 ein schematisches Blockschaltbild einer
vierten Ausführungsform der Mikrofoneinrichtung mit ver änderbarer Richtwirkung nach der Erfindung; und
F ig 1. 16 ein Schaltbild , das eine Ausführungsform eines veränderbaren Hochpaßfilters in dem schematischen
Blockschaltbild nach Fig. 15 zeigt.
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Gemäß den Figuren 1 und 2 sind zwei einseitig richtende Mikrofone 11 und 12 mit ihren Vorderseiten 13a ihres
Zylinders 13 so angeordnet, daß ihre Mittelachsen auf einer Linie £. liegen. Der Zylinder 13 weist einen Rahmen 14 auf,
der mehrere Öffnungen enthält und es ist ein Lochblech 15 am Innenumfang und an den Stirnseiten des Rahmens 14 vorgesehen.
Der Abstand D zwischen den Schwingungsplatten der Mikrofone 11 und 12 wird etwa auf 3 cm eingestellt.
Wenn die Mittelachsenlinie £ einer Mikrofoneinheit 10 auf eine Schallquelle 16 gerichtet wird, dann wird das Aus
gangssignal des Mikrofons 11 einer Mischstufe (Addierstufe)lS über einen Phasenschieber 17 zugeführt. Andererseits wird das
Ausgangssignal des Mikrofons 12 der Mischstufe 18 zugeführt und mit dem Signal des Phasenschiebers 17 mit gleicher Phase
zugemischt (addiert). Die Mischstufe 18 ändert das Verhältnis zwischen dem Signal des Phasenschiebers 17 und dem Ausgangssignal des Mikrofons 12 und sie ist so aufgebaut,daß sie diese
beiden Signale addiert.
Der Phasenschieber 17 enthält beispielsweise einen Operationsverstärker 25, der so wie es in Fig. 4 dargestellt
ist, verbunden ist und ferner Widerstände R^ bis R-, und
einen Kondensator C1 und er weist ferner eine Phasenkennlinie
auf, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Phasenkenn linie zeigt auf der Frequenzachse eine Phasenverschiebung in
Richtung von mehr als -9O°bis -180° , wenn das Verhältnis
ω/oj der Winkelfrequenz O und der Winkelfrequenz 6J, die der
a. a
Winkelfrequenz CO nacheilt, größer als die Einheit ..(1) wird
und eine Phasenverschiebung in einer Richtung von weniger als -90° bis 0°, wenn das Verhältnis O/G) kleiner als 1 wird.
Folglich ist zwischen den Signalen, die durch den Phasenschie ber 17 hindurchgehen, die Signalkomponente in dem Frequenz bereich
(Hochfrequenzbereich) , in dem das Verhältnis 6J/&L
größer als (1) ist um 180° phasenverschoben und die Signalkomponente
in dem Frequenzbereich (Tieffrequenzbereich), in
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dem das Verhältnis Q/OJ- geringer als (1) ist, kaum phasenverschoben.
Bei einer Signalkomponente im Hochfrequenzbereich ist daher das Ausgangssignal des Mikrofons phaseninvertiert
und es wird zu dem Ausgangssignal des Mikrofons 12 addiert
(d.h. das Ausgangssignal des Mikrofons 11 wird von dem Ausgangssignal des Mikrofons 12 subtrahiert). Folglich
lassen sich für Signalkomponenten im Hochfrequenzbereich ähnlich gemischte Ausgangssignale und Frequenzkennlinien
erreichen, wie sie bei den bekannten Anordnungen erreichbar waren.
Andererseits wird bei Signalkomponenten im .Niederfrequenzbereich
das Ausgangssignal des Mikrofons 11 in der Phase nicht umgekehrt und zum Ausgangssignal des Mikrofons 12
so wie es ist zuaddiert. Wenn sich folglich die Wellen länge der bei den Mikrofonen 11 und 12 ankommenden Schallwellen
im Niederfrequenzbereich befindet, wobei die Wellen länge noch so groß ist, daß der Abstand D zwischen den beiden
Mikrofonen vernachlässigbar ist, dann können die Aus gangssignale der Mikrofone 11 und 12 addiert werden, was
bedeutet, daß man ein Ausgangssignal erhält, das zweimal dem Ausgangssignal des Mikrofons 11 oder des Mikrofons 12
ist. Deshalb kann man in diesem Niederfrequenzbereich eine ebene Kennlinie erhalten., die im wesentlichen mit der eines
zunächst einseitig richtenden Mikrofons identisch ist und es liegt, wie anhand der weiter oben beschriebenen Vorrichtungen
erkennbar, keine Dämpfung vor, und zwar im Gegensatz zu den weiter oben beschriebenen bekannten Vorrichtungen.
Durch Änderung des Mischverhältnisses der Mischstufe 18
läßt sich die Richtwirkung der Mikrofoneinheit von einer primären zu einer sekundären einseitigen Richtcharakteristik
verändern.
Wenn die Phasenkennlinie des Phasenschiebers 17 mit φ (G)) bezeichnet wird, dann läßt sich das Richtungs-
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muster P^ , das man erhält, durch Mischen der Ausgangssignale
der Mikrofone 11 und 12 durch die folgende Gleichung beschreiben:
ρ = A 1
= A) 1 2 · e
( )-ej (ot-KDcose) ... (3)
Wenn die Empfindlichkeiten A und B der Mikrofone 11 bzw. 12 gleich sind (A=B), dann wird die obige Gleichung:
6 {e-j<Hü>)+ e-jKDcos8} (4)
1+ cos Q. # · t'
In dieser Gleichung (4) werden Ä* ^ 2 ' e
■yjnd { ~j<i>(ü))+ -jKDcosÖ}
als eine Konstante bzw. eine Veränderbare angesehen, wobei die Winkelfrequenz LL, die in dem Phasenschieber 17
um 90 nacheilt,auf 50 Hz eingestellt wird, die Entfernung
D=3cm gemacht wird und der Winkel 9=0 wird, wobei 90° für die obige Veränderbare eingesetzt werden. Die
Frequenzkennlinie und das Richtdiagramm, die man dabei erhält, sind in den Figuren 5 bzw. 6 dargestellt. Wie
man klar anhand der Figuren 5 und 6 erkennt, erhält man im Hochfrequenzbereich eine Richtkennlinie, die der eines
sekundären einseitig richtenden Mikrofons entspricht und im Niederfrequenzbereich erhält man eine Riehtkennlinie ,
die im wesentlichen der eines primären einseitig richtenden Mikrofons, entspricht. Der Energie verlust im Frequenzbereich,
der bei den bekannten Vorrichtungen erkennbar ist, ist im niedrigen bis mittleren Frequenzbereich nicht
erkennbar und der Unterschied zwischen den maximalen und den minimalen Werten liegt im Bereich von 13,5 dB.
Folglich muß die Korrekturkennlinie einer Ausgleichschaltung 19 >
die mit der Mischstufe 18 verbunden ist, nur eine Kennlinie sein, die zu der in Fig. 5 ge zeigten
Kennlinie entgegengerichtet ist, wobei der Energle-
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verlust in der Größenordnung von 13,5 dB im mittleren Frequenzbereich korrigiert ist. Die Ausgleichschaltung
19 muß keine großen Korrekturen vornehmen, wie bei den bekannten Einrichtungen und der Korrekturfaktor kann
klein sein. Wie bereits oben ausgesagt, weißt das an einer Ausgangsanschlußklemme 20 erreichte Signal
keinen Energieverlust im Signal/ Rauschverhältnis auf zwar selbst nicht im Zwischenfrequenzbereich bis Niederfrequenzbereich
und es wird kaum ein Klangrauschen, ein Berührungsrauschen oder ein ähnliches Rauschen erzeugt.
Ferner werden gemäß der Erfindung die Ausgangs signale der Leitmikrofone im Niederfrequenzbereich, mit
der gleichen Phase addiert, so daß man nur eine primäre einseitig richtende Kennlinie erreicht. Beim gewöhnlichen
Aufzeichnen im Niederfrequenzbereich von weniger als 200 Hz unterscheidet sich die Wirkung kaum von der Aufzeichnung,
bei der mit einer sekundären einseitig richtenden Kennlinie oder einseitig richtenden Rauschkennlinie aufgezeichnet
wird. Als Folge davon ergeben sich keine Probleme von der praktischen Seite her, wenn im Niederfrequenzbereich die
Vorrichtung nach der Erfindung eine Vorrichtung mit primärer einseitiger Richtungswirkung ist.
Der Phasenschieber 17 ist nicht auf den primären Phasenschieber nach Fig. 4 begrenzt, sondern kann auch ein
sekundärer Phasenschieber sein.
Im folgenden wird nun eine weitere Ausführungsform der Erfindung anhand von Fig. 7 beschrieben. In Fig. 7
sind die Teile , die denen nach Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung dieser
Teile wird nicht wiederholt .
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Das Ausgangssignal des Mikrofons 11 wird einer Mischstufe 31 über einen änderbaren primären Phasenschieber züge führt
und mit dem Ausgangssignal des Mikrofons 12, so wie es ist, gemischt ( zu ihm addiert). Bei dieser Ausführungsform
der Erfindung ist die Mischstufe 31 nicht so aufgebaut, daß
sie ihr Mischverhältnis verändern kann.
Der Phasenschieber 30 enthält beispielsweise einen
Operationsverstärker 25 , der so wie es in Fig. 8 dargestellt ist verbunden istjund er enthält Widerstände R1 bis R^,
einen veränderbaren Widerstand VR-] und einen Kondensator C1.
In der oben beschriebenen Gleichung (4) kann φ(&>)
beschrieben werden als
φ (O) = 2 tan"1 JL-Wenn
ferner in der Gleichung (4) A.( ).e3tit und
{θ~3φ(ω) + e-jKDcosö} jeweils als eine Konstante bzw.eine Veränderliche
angesehen werden,dann wird die Winkelfrequenz O die
in dem veränderbaren Phasenschieber 30 um 90w nacheilt, dadurch
von 10 Hz auf 400 Hz verändert, daß der Widerstandswert des
veränderbaren Widerstands VR1 verändert wird, und daß der Abstand
D=3cm und der Winkel 9=0 gemacht werden, so daß die obige
Veränderliche durch 90° ersetzt wird. Die Frequenzkennlinien sind in der Fig. 10 (9=0) und in Fig. 11 (9=90<) dargestellt.
Eine veränderbare Ausgleichschaltung 32,die mit der Mischstufe
31 verbunden ist, enthält beispielsweise einen Operationsverstärker
35, der wie in Fig. 9 dargestellt, verbunden ist und der Widerstände R- bis RQ , einen veränderbaren Widerstand VRp
und Kondensatoren Cc und C^ aufweist. Der veränderbare Widerstand
VR2 ist mit dem veränderbaren Widerstand VR1 des veränderbaren
Phasenschiebers 30 , der in Fig. 8 dargestellt ist, verbunden und wird mit dessen Wide/rstandswert verändert. Mit
Änderung der Größe der Phasenverschiebung des veränderbaren
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Phasenschiebers 30 bei einer Widerstandsänderung des ver änderbaren
Widerstands VR2 ändert sich die Ausgleichskennlinie
der veränderbaren Ausgleichschaltung 32 entsprechend der Änderung des Widerstandswertes des veränderbaren Widerstands
VRp . Selbst wenn sich daher die Frequenzkennlinie
entsprechend der quantitativen Änderung der Phasenverschiebung des veränderbaren Phasenschiebers 30 ändert, läßt sich
die Ausgangssignalfrequenzkennlinie so korrigieren, daß sie durch die veränderbare Ausgleichschaltung 32 linear wird.
Ferner wird in der Schaltung nach Fig. 9 die Kapazität des Kondensators Cg so gewählt, daß sie mehr als zehnmal
so groß ist wie die des Kondensators Cc und die Werte der
Kondensatoren Cc und Cg und der Widerstände R7 und R8
werden auf die maximalen Korrekturgrößen eingestellt, die erreichbar sind bei den maximalen Widerstandswerten der
veränderbaren Widerstände VR1 und VR2.
Wie man deutlich anhand von Fig. 11 erkennt, wird die Frequenzkennlinie linearer, wenn sich die Winkelfrequenz
CO- erhöht, so daß man dann etwa die lineare Frequenzkennlinie
eines primären einseitig richtenden Mikrofons erhält. Andererseits
weicht die Frequenzkennlinie von dem linearen Verlauf ab, wenn sich die Winkelfrequenz G)_ vermindert, so daß man
dann nahezu eine im wesentlichen identische Frequenzkennlinie erhält wie bei gewöhnlichen sekundären einseitig richtenden
Mikrofonen im üblichen zu verwendenden Frequenzbereich. Deshalb läßt sich die gewünschte Riehtkennlinie erreichen , indem man
die Größe der Phasenverschiebung in dem veränderbaren Phasenschieber 30 verändert. Wenn die Größe dieser Phasenverschiebung
kontinuierlich zwischen OJ = 10 Hz und CJ = 400 Hz verändert wird, dann läßt sich die Richtkennlinie vom primären
einseitig richtenden Bereich in den sekundären einseitig richtenden Bereich verändern.
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Ein Beispiel für eine Fernsehkamera, bei der ein Mikrofon mit veränderbarer Richtwirkung gemäß der vor liegenden
Erfindung eingesetzt wird, wird im folgenden anhand von Fig.12 beschrieben.
Die Fernsehkamera 40 weist eine Gummilinsenanordnung
41 auf, die am vorderen Teil des Kameragehäuses 42 befestigt ist. Diese Gummilinsenanordnung enthält einen feststehenden
Zylinder 43, der die Linsenanordnung aufnimmt, einen Entfernungseinstellring 44 und einen Gummilinsenring 45. Ein»
Betätigungshebel 46 für die Gummilinse ist an dem Gummilinsenring 45 befestigt.
Der Gummilinsenring 45 ist einstückig mit einem Drehzylinder ausgebildet, der nach hinten in das Kameragehäuse
hineinragt und der in dem Kameragehäuse ein Zahnrad 47 trägt, das koaxial auf dem Drehzylinder angeordnet ist. In dem
Kameragehäuse 42 befindet sich auch ein Zahnrad 49, das auf einer Rotorwelle eines Antriebsmotors 48 befestigt ist und ·
in das Zahnrad 47 eingreift. Ein Zahnrad 51, das auf einer
Welle eines veränderbaren Widerstands angebracht ist, befindet sich ebenfalls in dem Kameragehäuse 42 und greift auch
in das Zahnrad 47 ein.
Ein Gehäuse 52, das die oben beschriebene Schaltung enthält, ist oben auf dem Kameragehäuse 42 angebracht. An
diesem Gehäuse 52 ist eine Stange 53 fest angebracht,die geradeaus nach vorne gerichtet ist und die an ihrem vorderen
Ende einen die Mikrofoneinheit aufnehmenden Zylinder 54 aufweist.
Wenn bei Verändern der Brennweite die Gummilinsen anordnung betätigt wird, ergreift die Bedienungsperson den
Betätigungshebel 46 und dreht den Gummilinsenring 45 bei Handbetätigung direkt. Bei automatischer Arbeitsweise wird
ein Schalter geschlossen um dem Antriebsmotor 48 elektrische Energie zuzuführen, um ihn somit aieiner Drehung
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zu veranlassen. Diese Antriebsdrehung wird über die Zahnräder
49 und 47 übertragen, so daß der Gummilinsenring 45 gedreht
wird.
Ein veränderbarer Widerstand 50 enthält die veränderbaren Widerstände VR1 und VR2. Durch Betätigung des Bedienungshebels
46 oder durch Betrieb des Antriebsmotors 48 wird der Gummilinsenring 45 gedreht und es wird eine Brennweitenveränderung
durchgeführt. Wenn sich der Gummilinsenring 45 dreht, dann dreht sich auch die Welle des veränderbaren
Widerstands 50 und die Schieber der veränderbaren Widerstände VR1 und VR2 führen eine Verschiebung aus, so daß die Widerstandsänderung
die Richtwirkung der Mikrofoneinheit ändert.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand von Fig.13 beschrieben. Das Ausgangssignal des Mikrofons
11 wird einer Mischstufe (Subtraktionsvorrichtung) 62 über
einen Hochpaßfilter 60 und einen veränderbaren Widerstand 61 zugeführt und mit dem Ausgangssignal des Mikrofons 12 gemischt
( von ihm abgezogen).
Der Hochpaßfilter 60 hat beispielsweise einen Dämpfungsverlauf , dessen Eckfrequenz 100 Hz beträgt und dessen Abfall
6 dB/oct beträgt. Das Signal, dessen tieffrequente Komponente
mit Hilfe des Hochpaßfilters 60 gedämpft wird, wird der Mischstufe 62 zugeführt, nachdem sein Pegel durch den veränderbaren
Widerstand 61 eingestellt worden ist.
Wenn der Widerstand des veränderbaren Widerstands 61 auf den maximalen Wert eingestellt ist, dann wird das Ausgangs-Dignal
des Mikrofons 11 durch das Hochpaßfilter 60 in dem Frequenzbereich, in dem die Frequenz höher ist als die Eck frequenz
des Hochpaßfilters 60 nicht gedämpft und es wird von dem Ausgangssignal des Mikrofons 12 in der gleichen Phase
und dem gleichen Wert abgezogen.. Deshalb wird' die hochfrequente Bereichskomponente des Ausgangssignals des Mikrofons 11 in
der Phase invertiert und zu dem Ausgangssignal des Mikrofons
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12 addiert und folglich erhält man die gleiche Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform nach der Erfindung.
Andererseits wird von dem Ausgangssignal des Mikrofons 11 die tieffrequente Bereichskomponente , die unter
der Eckfrequenz des Hochpaßfilters 60 mit Hilfe des Hochpaßfilters 60 gedämpft und mit dem Ausgangssignal des
Mikrofons 12 gemischt, und man erhält tatsächlich als tiöffrequente Bereichskomponente nur das Ausgangssignal
des Mikrofons 12. Folglich ist im tieffrequenten Bereich
die Frequenzkennlinie linear und weist keine Dämpfung auf
und sie ist im wesentlichen identisch mit der des primären einseitig richtenden Mikrofons.
Wenn die Phasenkennlinie des Hochpaßfilters 60 mit £(&)) bezeichnet wird, dann läßt sich das Aus gangs signal
Pp , das durch Dämpfung der Ausgangssignale der Mikrofone
11 und 12 auch mit Hilfe des Filters 60 erreicht wird, durch die folgende Gleichung beschreiben:
= A
Dabei ist:
A _
ω
ω
ω
φ = tan { : ),
Da sich der Widerstandswert des veränderbaren Widerstands
von einem maximalen auf einen minimalen Wert ändert, nimmt der Ausgangswert des Mikrofons .11*und bei dem kleinsten
Widerstandswinkel besteht das Ausgangssignal nur aus dem Ausgangssignal des Mikrofons 12. Wenn folglich der Widerstandswert
des veränderbaren Widerstands 61 verändert wird, und das Empfindlichkeitsverhältnis zwischen der Empfindlichkeit
A für das Mikrofon 11 und der Empfindlichkeit B für
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das Mikrofon 12 gemäß der Gleichung (5) einschließlich des Hochpaßfilters 60 verändert wird, läßt sich eine
sekundäre Richtwirkung dadurch erreichen, daß man den Widerstandswert des veränderbaren Widerstands 61 auf
seinen maximalen Wert einstellt und es läßt, sich eine primäre Richtwirkung dadurch erreichen, daß man den Widerstandswert
des Widerstands 61 auf seinen minimalen Wert einstellt , so daß eine stetige Veränderbarkeit zwischen
dem Bereich der primären Richtwirkung und der sekundären Richtwirkung möglich ist.
Das Ausgangssignal der Mischstufe 62 wird an der Ausgangsanschlußklemme 20 abgegeben, nachdem es über eine
veränderbare Ausgleichschaltung 63 geführt ist. Die veränderbare Ausgleichschaltung 63 enthält beispielsweise
einen Operationsverstärker 64, Widerstände R1Q bis R^ *
einen veränderbaren Widerstand VRc und Kondensatoren C10
und C11 , wie es in Fig. 14 dargestellt ist. Der veränderbare
Widerstand VR,- ist mit dem veränderbaren Widerstand 61 gekoppelt und bei Veränderung des Mischwertes wird die
Ausgleichskennlinie der veränderbaren Ausgleichschaltung 63 verändert. Wenn der Widerstandswert des veränderbaren
Widerstands einen minimalen Wert hat, dann hat der veränderbare Widerstand VR,- seinen minimalen Widerstandswert.
Die Korrekturkennlinie, die sich entsprechend der Frequenzkennlinie ergibt, wenn 9=0° im Bereich mittlerer und
hoher Frequenzen ist, ist durch die Kondensatoren C10 und
C11 , einen Widerstand R12 und den veränderbaren Wider stand
VRc bestimmt und die Korrekturkennlinie entsprechend
dem Niederfrequenzbereich ist durch die Kondensatoren C10
und C11 , die Widerstände R11 und R12 und den veränderbaren
Widerstand VRk. bestimmt.
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Eine vierte Ausführungsform wird nun anhand der Figur 15 beschrieben. In Fig. 15 sind die Teile, die denen
nach dem Figuren 1 und 13 entsprechen, mit entsprechenden Bezugszahlen versehen und eine Beschreibung dieser Teile
wird nicht wiederholt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein veränderbares Hochpaßfilter 65 anstelle
des Hochpaßfilters 60 und des veränderbaren Widerstands 61 in Fig. 13 nach der dritten Ausführungsform verwendet.
Das veränderbare Hochpaßfilter 65 enthält beispielsweise einen Kondensator C1-* und einen veränderbaren Widerstand
, wie es in Fig. 16 dargestellt ist. Durch Veränderung
des Widerstands des veränderbaren Widerstands VRg wird die
Eckfrequenz des veränderbaren Hochpaßfilters 65 in einem Bereich von 50 Hz bis 10 kHz verändert.
Wenn die Eckfrequenz des veränderbaren Widerstands g
niedrig isb , werden die Ausgangssignale der Mikrofone 11 und
12 in einem weiten Frequenzbereich tatsächlich abgezogen und man erhält eine sekundäre Richtwirkung. Wenn andererseits
die Eckfrequenz hoch ist -, dann ist das Aus gangs signal des
Mikrofons 12 vergrößert im Vergleich zu dem Ausgangssignal des Mikrofons 11 und zwar über einen großen Frequenzbereich,
und folglich erhält man eine primäre einseitige Richtwirkung. Folglich kann entsprechend der Änderung des veränderbaren
Widerstands VRg die Richtwirkung von primärer zu sekundärer
einseitig wirkender Richtwirkung stetig verändert werden.
Bei jedem der beiden beschriebenen Ausführungsbeispiele ist die Mikrofoneinheit so aufgebaut, daß sie zwei Mikrofone
enthält. Wie es jedoch in de r deutschen Patentanmeldung P 30 16 018.0 mit dem Titel »Veränderbare Richtmikrofoneinrichtung"
beschrieben.ist, kann die Mikrofoneinheit so aufgebaut sein, daß sie drei Mikrofone enthält.
130015/0805
Claims (7)
1. Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung,
die eine Mikrofoneinheit mit mehreren Mikrofonen enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß Vorrichtungen (17, 18, 30, 31, 60, 61, 62, 65) vorgesehen sind, in denen die niederfrequenten Komponenten des
Ausgangssignals eines der Mikrofone der Mikrofoneinheit zu
dem Ausgangssignal des anderen Mikrofons hinzuaddiert und mit diesem gemischt werden und in denen nur die hochfre quenten
Komponenten gegeneinander ausgelöscht werden, wobei die Mischvorrichtung die Mischbedingungen verändern kann,
und daß Ausgleicheinrichtungen (19, 32, 63) vorgesehen sind, die die Kennlinien des gemischten Signals korrigieren.
2. Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung mit einer Mikrofoneinheit mit mehreren Mikrofonen,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenschieber (17) vorgesehen ist, dem das Ausgangssignal
eines der Mikrofone der Mikrofoneinheit zugeführt wird, und der die niederfrequenten Komponenten unverändert
läßt und die Phase der hochfrequenten Komponenten in Richtung
auf -180° verschiebt, eine Mischeinrichtung (18) zum Addieren" und Mischen des Ausgangssignals des Phasenschiebers
und des Ausgangssignals des anderen Mikrofons der Mikrofoneinheit, wobei diese Mischeinrichtung das Mischverhältnis
ändern kann, und durch eine Ausgleichschaltung (19) zur Korrektur der Kennlinie des Ausgangssignals der Mischeinrichtung.
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3. Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung
mit einer Mikrofoneinheit mit mehrersi Mikrofonen dadurch gekennzeichnet,-daß
ein veränderbarer Phasenschieber (30) vorgesehen ist, dem das Ausgangssignal eines der Mikrofone der Mikrofoneinheit
zugeführt wird, und der die niederfrequenten Komponenten unverändert läßt und die Phase der hochfrequenten
Komponenten in Richtung auf -180° verschiebt, daß der veränderbare Phasenschieber in seiner Phasenkennlinie veränderbar
ist, daß eine Mischeinrichtung (31) vorgesehen ist, um das Ausgangssignal des anderen Mikrofons der Mikrofoneinheit
zu addieren und zu mischen und daß eine Ausgleich schaltung (32) vorgesehen ist zur Korrektur der Kennlinie
des Ausgangssignals der Mischvorrichtung.
4. Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsschaltung (32) so ausgebildet ist, daß
die Korrekturkennlinie verändert werden kann , und daß der veränderbare Phasenschieber (30) und die veränderbare Ausgleichschaltung
(32) miteinander gekoppelt sind und zusammen verändert werden.
5. Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung mit einer Mikrofoneinheit mit mehreren Mikrofonen,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochpaßfilter (60) vorgesehen ist, dem das Ausgangssignal
eines der Mikrofone zugeführt wird, daß das Hochpaßfilter die hochfrequenten Komponenten des Ausgangssignals
hindurchläßt, daß Mischeinrichtungen (61,62) das Ausgangssignal des Hochpaßfilters von dem Ausgangssignal des anderen
Mikrofons der Mikrofoneinheit abziehen und mit diesem mischen, daß das Mischverhältnis der Mischeinrichtung veränderbar ist
und daß eine Ausgleichschaltung (63) die Kennlinie des Aus gangssignals der Mischeinrichtung korrigiert.
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6. Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung nach Anspruch 5 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgleichsschaltung (63) so ausgebildet ist, daß die Korrekturkennlinie veränderbar ist und daß die
Mischeinrichtung (61) und die Ausgleichschaltung (3) miteinander gekoppelt und gemeinsam variierbar sind.
7. Mikrofoneinrichtung mit veränderbarer Richtwirkung mit einer Mikrofoneihheit mit mehreren Mikrofonen ,
dadurch gekennzeichnet, daß ein veränderbares Hochpaßfilter (65) vorgesehen ist,
dem das Ausgangssignal eines der Mikrofone der Mikrofoneinheit zugeführt wird, daß das veränderbare Hochpaßfilter
die hochfrequenten Komponenten des Ausgangssignals hindurchläßt, daß das veränderbare Hochpaßfilter in seiner
Durchlaßkennlinie veränderbar ist, daß eine Misch schaltung (62) das Ausgangssignal des veränderbaren Hoch
paßfilters von dem Ausgangssignal des anderen Mikrofons abzieht und mit diesem mischt, und daß die veränderbare
Ausgleichschaltung (63) die Kennlinie des Ausgangssignals der Mischeinrichtung korrigiert , wobei die veränderbare
Ausgleichschaltung und das veränderbare Hochpaßfilter mit einander gekoppelt und gemeinsam variiert werden.
130015/0805
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8125 | Change of the main classification | ||
| 8126 | Change of the secondary classification | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |