DE3415088C1

DE3415088C1 - Capacitor microphone

Info

Publication number: DE3415088C1
Application number: DE19843415088
Authority: DE
Inventors: Friedemann Dipl.-Ing. 7100 Heilbronn Hausdorf
Original assignee: Eugen Beyer Elektrotechnische Fabrik & Co 7100 Heilbronn De GmbH
Current assignee: Eugen Beyer Elektrotechnische Fabrik & Co 7100 Heilbronn De GmbH
Priority date: 1984-04-21
Filing date: 1984-04-21
Publication date: 1985-09-12
Also published as: DE8412483U1

Abstract

Capacitor microphone, comprising a pressure capsule with a diaphragm and the latter's mechanical restraint. To enable adaptation to substantial sound pressures such as those, for example, produced by wind instruments or the like, a second passive diaphragm is disposed in front of the active diaphragm of the capacitor microphone with the inclusion of an intermediate cavity, thus producing a shift in the dynamic range. In a preferred design, the passive diaphragm is carried by a sleeve which is mounted on the pressure capsule enclosure of the capacitor microphone in such a way that it can be shifted by sliding.

Description

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Kondensatormikrofon löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat demgegenüber den Vorteil, daß, ohne daß eine unzulässig hohe Parallelkapazität entsteht, praktisch beliebig hohen Schalldrücken entsprechende, verzerrungsfreie Ausgangssignale erzeugt und weitergeleitet werden können, wobei als besonderer Vorteil auch eine nachträgliche Anpassung des jeweiligen Kondensatormikrofons speziell am Anwendungsort noch möglich ist. Advantages of the Invention The condenser microphone according to the invention solves this task with the characterizing features of the main claim and has on the other hand the advantage that, without creating an inadmissibly high parallel capacitance, practically Generates distortion-free output signals corresponding to any high sound pressure and can be forwarded, with a special advantage also a subsequent one Adaptation of the respective condenser microphone, especially at the place of use, is still possible is.

Die Erfindung bietet daher den Vorteil, daß entweder, ausgehend von einer vorgegebenen Grundstruktur ab Werk durch entsprechende Einstellung eine Anpassung an einen gewünschten Dynamikbereich, also eine Empfindlichkeitseinstellung vorgenommen werden kann, oder diese Einstellung auch in die Hand des Benutzers des jeweiligen Mikrofons gelegt wird, so daß dieser ein erfindungsgemäßes Kondensatormikrofon in seiner Funktion als Kondensator-Ansteckmikrofon für beliebige Musikinstrumente einsetzen kann, je nach der sich ihm jeweils stellenden Aufgabe. The invention therefore offers the advantage that either, starting from an adjustment to a given basic structure ex works by making the appropriate setting to a desired dynamic range, i.e. a sensitivity adjustment can be, or this setting also in the hand of the user of the respective Microphone is placed, so that this an inventive condenser microphone in its function as a condenser clip-on microphone for any musical instrument can, depending on the task at hand.

Schließlich ist bei vorliegender Erfindung vorteilhaft, daß die problematische Veränderung im Dynamikbereich besonders sehr kleiner Kondensatormikrofone, die bisher mit Schwierigkeiten nur unvollkommen gelöst werden konnten, durch einfachste Mittel realisiert werden kann, so daß auch kostenmäßig ein nur sehr geringer Zusatzaufwand erforderlich ist. Finally, it is advantageous in the present invention that the problematic Change in the dynamic range of especially very small condenser microphones that so far Difficulties could only be incompletely resolved by the simplest means can be realized, so that only a very small additional expenditure in terms of costs is required.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Kondensatormikrofons möglich. Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit, die Schalldruckabsenkung durch einfaches Verändern eines weiteren zusätzlichen Hohlraums vor der aktiven Membran beliebig einzustellen. The measures listed in the subclaims are advantageous Further developments and improvements of the condenser microphone specified in the main claim possible. The possibility of reducing the sound pressure is particularly advantageous simply changing another additional cavity in front of the active membrane can be adjusted as required.

Diese Einstellung kann mit Hilfe einer Hülse vorgenommen werden, die bei sicherem dichten Sitz auf dem Druckkapsel-Gehäuse des Kondensatormikrofons axial verschoben werden kann. Eine solche Verschiebung kann auch durch eine Verdrehung der Hülse relativ zum Gehäuse erfolgen, wenn durch geeignete schräge Führt rungsrillen Nockenlaufbahnen gebildet werden, in die von einem der beiden Teile entsprechende kleine Stifte oder Vorsprünge eingreifen.This adjustment can be made with the help of a sleeve that with a secure, tight fit on the pressure capsule housing of the condenser microphone axially can be moved. Such a shift can also be caused by a rotation the sleeve take place relative to the housing if approximate grooves through suitable inclined guides Cam tracks are formed in the corresponding by one of the two parts small pins or protrusions engage.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die F i g. 1 und 2 eine bekannte Ausführungsform eines Kondensatormikrofons in der stark schematisierten Bauart der Kondensatordruckkapsel (F i g. 1) sowie das dazugehörige Ersatzschaltbild (F i g. 2) und die F i g. 3 und 4 die gleichen Darstellungen wie die F i g. 1 und 2 eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels. Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail in the following description. Show it the F i g. 1 and 2 show a known embodiment of a condenser microphone in FIG highly schematic design of the condenser pressure capsule (Fig. 1) and the associated Equivalent circuit diagram (FIG. 2) and FIG. 3 and 4 the same representations as the F i g. 1 and 2 of an embodiment according to the invention.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, vor die Einspracheöffnung des Kondensatormikrofons unter Einschluß eines weiteren Hohlraums eine zweite, insofern passiv mitschwingende Membran mit ähnlichen akustischen Eigenschaften wie die erste Membran anzubringen. Description of the exemplary embodiments The basic idea at hand Invention consists in placing the condenser microphone in front of the opening Inclusion of a further cavity, a second, insofar passively resonating membrane with acoustic properties similar to those of the first membrane.

Entsprechend der Darstellung der Fig.3 und 4, in denen im übrigen solche Bezugszeichen, die nach Aufbau und Funktion mit den Darstellungen der F i g. 1 und 2 identische Komponenten bezeichnen, unverändert beibehalten worden sind, ist das Druckkapselgehäuse G' nach oben erweitert und lagert so vor der aktiven Membran C 1 - die Massebezeichnungen der Membran sind vernachlässigbar für die hier betrachteten, im Hörbereich liegenden Frequenzen, - in vorgebbarem Abstand und dementsprechend unter Einfluß eines weiteren Hohlraums C4 ein zweite, passiv mitschwingende Membran C3. Diese zweite passiv mitschwingende Membran C3 hat ähnliche Eigenschaften wie die erste, aktive Membran C 1. Corresponding to the illustration of FIGS. 3 and 4, in which, moreover, those reference symbols which, according to structure and function, correspond to the representations of F i G. 1 and 2 denote identical components, have been retained unchanged, the pressure capsule housing G 'is expanded upwards and is located in front of the active one Membrane C 1 - the mass designations of the membrane are negligible for the one here considered frequencies lying in the audible range - at a predeterminable distance and accordingly under the influence of a further cavity C4 a second, passively resonating membrane C3. This second passively resonant Membrane C3 has properties similar to the first, active membrane C 1.

Dies führt zu dem in Fig.4 angegebenen Ersatzschaltbild, in welchem, nach Art eines Vierpols und bezogen auf die Eingangsspannung Ue und die Ausgangsspannung Ua, die passive Membran C3 mit dem eingeschlossenen weiteren Hohlraum C4 einen kapazitiven Eingangsspannungsteiler C3/C4 bildet, an dessen Verbindungspunkt P dann das schon aus F i g. 2 bekannte Ersatzschaltbild angeschlossen ist, dem dann eine andere, geringere Eingangsspannung Ue'zugeordnet ist. This leads to the equivalent circuit diagram given in Fig. 4, in which, in the manner of a quadrupole and related to the input voltage Ue and the output voltage Among other things, the passive membrane C3 with the enclosed further cavity C4 has a capacitive one Input voltage divider C3 / C4 forms, at whose connection point P then that already from Fig. 2 known equivalent circuit is connected, to which then another, lower input voltage Ue 'is assigned.

Wenn, wie normalerweise üblich, der im Ersatzschaltbild der F i g. 4 angegebene Widerstandswert R für die Luftreibung an der Gegenelektrode vernachlässigbar klein ist, ergibt sich insgesamt ein frequenzunabhängiges, kapazitives Meßwerk, in welchem durch den Eingangsspannungsteiler aus C3 und C4 der auf die aktive Membran auftreffende Schalldruck entsprechend herabgesetzt ist. Man erkennt ferner, daß die Verminderung umso größer ist, umso größer der Wert des Zwischenhohlraums C4 bzw. um je kleiner C3 ist. If, as is usually the case, the equivalent circuit in FIG. 4 given resistance value R for the air friction at the counter electrode is negligible is small, the overall result is a frequency-independent, capacitive measuring mechanism, in which through the input voltage divider from C3 and C4 to the active membrane impinging sound pressure is reduced accordingly. It can also be seen that the greater the decrease, the greater the value of the intermediate cavity C4 or the smaller C3 is.

Hieraus ergibt sich eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung, die darin besteht, daß man bei gegebener Membran C3 die Schalldruckabsenkung durch einfaches Verändern des Hohlraums, also des Abstandes zwischen den Membranen C1 und C3, beliebig einstellen kann. Es ist daher eine Ausführungsform vorliegender Erfindung, die Membran C3 beispielsweise an einer Hülse zu befestigen, die zylinderförmig außen oder innen an der Wandung des Druckkapselgehäuses G' bei entsprechend dichtem Sitz in axialer Richtung gleitverschieblich gelagert ist, so daß man zunächst durch Aufstecken einer solchen Hülse mit der passiven Zusatzmembran C3 den Dynamikbereich grundsätzlich nach oben verschieben und durch Verändern des Abstandes auch im Übergang, je nach Wunsch, anpassen kann. This results in a further advantageous embodiment of the present invention Invention which consists in reducing the sound pressure for a given membrane C3 by simply changing the cavity, i.e. the distance between the membranes C1 and C3, can be set as desired. It is therefore an embodiment here Invention to attach the membrane C3, for example, to a sleeve that is cylindrical outside or inside on the wall of the pressure capsule housing G 'with a correspondingly tight Seat is slidably mounted in the axial direction, so that you can first go through Attaching such a sleeve with the passive additional diaphragm C3 increases the dynamic range basically move upwards and by changing the distance also in the transition, depending on your needs, can customize.

Es versteht sich, daß die dichte Gleitverbindung zwischen der die passive Zusatzmembran C3 tragenden Hülse und der Wandung des Kondensator-Druckkapselgehäuses G' in beliebiger Weise ausgebildet sein kann, auch durch zusätzliche Schrägnutführungen, so daß man durch eine Relativverdrehung die axiale Verschiebung herstellen kann. Es ist dann, wenn man entsprechende Markierungen an Hülse und Gehäuse anbringt, ergänzend auch möglich, zumindest in annähernder Angabe, die erzielte Dynamikbereich-Anpassung bzw. -Verschiebung auch in numerischen Werten noch mitzuteilen. Der Benutzer gewinnt auf diese Weise sofort einen Anhalt, wie weit für die jeweils unterschiedlichen Anwendungsfälle der Hohlraum für die Schalldruckabsenkung entsprechend dem Abstand zwischen den beiden Membranen Ci und C3 eingestellt werden muß. It goes without saying that the tight sliding connection between the passive additional diaphragm C3 carrying sleeve and the wall of the condenser pressure capsule housing G 'can be designed in any way, also by additional inclined groove guides, so that one can produce the axial displacement by a relative rotation. It is then, if you make appropriate markings on the sleeve and housing, In addition, the dynamic range adaptation achieved is also possible, at least approximately or shift to be communicated also in numerical values. The user wins In this way, an immediate clue as to how far for each different one Applications of the cavity for the sound pressure reduction according to the distance must be set between the two membranes Ci and C3.

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Claims

Claims: 1. Condenser microphone, consisting of a pressure capsule with membrane and its mechanical restraint, characterized in that for a change in the dynamic range that enables adaptation to higher sound pressures in front of the active membrane (cit) including an intermediate cavity (C4) a second, passive membrane (C3) is arranged.

2. Condenser microphone according to claim 1, characterized in that the distance between the active membrane (C 1) and the passive membrane (C3) and thus the Intermediate cavity (C4) between the membranes for adjustable sound pressure reduction is changeable.

3. Condenser microphone according to claim 1 or characterized in, that the additional, passively resonating membrane (C3) in front of the active membrane (C 1) is supported by a sleeve which is attached to the pressure capsule housing of the condenser microphone can be plugged under the sealing seat.

4. condenser microphone according to claim 3, characterized in that the sleeve on the pressure capsule housing carrying the additional membrane (C3) in the longitudinal direction slidably mounted for any setting of the intermediate cavity (C4) is.

5. condenser microphone according to claim 4, characterized in that predetermined sleeve positions in the axial displaceability of the sleeve by markings and / or detents with reference to the sound pressure reduction that can be achieved thereby are identified.

6. Condenser microphone according to one of claims 3 to 5, characterized characterized in that the sleeve carrying the additional membrane (C3) has connecting means (Inclined groove and in this running projection) so with the bearing pressure capsule housing of the condenser microphone is connected that with a relative rotation a Axial displacement to adjust the cavity (C4) results.

The invention is based on a condenser microphone according to the preamble of the main claim.

Condenser microphones are known (cf. z. B. DE-OS 22 42 806) and in their basic structure as well as an electrical one that takes this structure into account Equivalent circuit in FIGS. 1 and 2 shown. Accordingly, includes a common Condenser pressure capsule for a condenser microphone in a cavity C2 behind of the membrane So that its clamping C1 comprehensive pressure capsule housing G, the mechanical restraint C 1 for the membrane with the mass M and the cavity C2 form a series resonant circuit behind the membrane in the electrical equivalent circuit, like the fig. 2 shows. With R in the equivalent circuit diagram, however, the general is still as The influence of air friction on the counter electrode is negligible designated. For very small condenser microphones that are used for certain purposes are currently common, the resonance frequency is so high or

can be set so high that it is beyond the audible range. You can also use frequencies below resonance, i.e. within the audible range Introduce a further simplification in the equivalent circuit diagram of FIG. as well as the mass M is roughly negligible.

Condenser microphones are particularly popular because of their known merits often as so-called clip-on microphones for direct acoustic pick-up on musical instruments used; they have brackets, for example, so that they can be attached to violins, but also on guitars, flutes, brass instruments and possibly even with Drums can be used. It is then possible to use the instruments both wireless - using a wireless transmitter - as well as wired to be transferred to the appropriate amplifier.

However, the use of such condenser clip-on microphones results with certain musical instruments, such as wind instruments or percussion a particular problem because these instruments have much higher sound pressures at the microphone location (in the case of drums, for example, up to the order of magnitude of 150 dB), so that the first amplifier stage built into the microphone is heavily overdriven will. This leads to the well-known phenomenon of "clipping", which is very unpleasant Causes distortion.

While it is known to use conventional, larger condenser microphones by an externally switchable negative feedback or by parallel connection of a capacitor to the capsule capacitance to avoid such distortions, since these measures influence the dynamic range of condenser microphones can achieve.

But this is different with the sometimes tiny microphones with diameters less than 10 mm, for example, which have recently become more common and where an externally switchable sensitivity reduction is therefore difficult is to be carried out because the capacitance of the condenser capsule itself is only a few picofarads so that even a small wire or a low-capacitance switch can mean a constant, then inadmissibly high parallel capacity.

The present invention is therefore based on the object To improve the condenser microphone so that this can be done without changing its basic design can be used both in such musical instruments, in which only minor to medium sound pressures occur, as well as with instruments with this essential higher sound pressures without causing distortion, i.e. with others Words create a way to increase the sensitivity of a condenser microphone to adapt a dynamic range that may change strongly under certain circumstances, if necessary without the aforementioned disadvantages of condenser microphones appear.