DE344471C - Einrichtung zum stoerungsfreien Empfang von Schallsignalen - Google Patents

Description

'■Beim'Empfang von Schallsignalen, wenden in der Regel Vorrichtungen verwendet, welche aus einem' sehallaufnehmenden Glieds, z. B. einer Membran und einem Gliede, d'as zum Empfang der aufgenommenen Schällenergie 'dient,.^-z:B. einem" Mikrophon, bestehen. Dabei kann das¹ letztere mit einem-Schwingungs-.gtebilde, etwa einer Stimmgabel o.dgl., verbunden sein.

Solche Empfangsanofdnungen- stimmt man in der-'Regel als Ganzes auf die · Signalfrequenz ab. Dadurch-wird! zwar die Empfindlichkeit des Empfanges erhöht, gleichzeitig aber entsteht der Nachteil, daß jede ■ Stoßerregung des- Systems, die durch mechanische oder akustische*- Störungen eintritt; ·ίη der Abstimmungsfrequenz -hörbar wird und) daher 'den Empfang empfindlich stört. Verzichtet man auf das. Mittel der Abstimmung gänzlich, öder stimmfman den'Empfänger als Ganze? auf eine von'dfer Signalfrequenz stark abweichende· frequenz ab, so verliert der Apparat viel an" Empfindlichkeit.

Die Erfindung bezweckt, eine Empfangs-_ einrichtung dieser Art so amszübild'en, daß sie bei noch güter -"Empfiridlichkeit einen möglichst störungsfreien Empfang' von Tönen der eigerftlichen - Signälfrequenz zuläßt.

Die Erfindung bezieht sich auf Empfangs-■ vorrichtungen, - die- ein aus zwei' oder meh-■reren-Sthwingungsgebilden gekoppeltes System'.darstellen,-wobei=-von -den^: Gliedern des *^:Systems dem-einen, das beispielsweise eine 'Membran, »ein -Kolben, ^;die Wand eines-■Schiffes o. dgl. -sein kann, : die Rolle zufällt, aus dem übertragenden Medium' (Wasser, Luft) ankommende Energie aufzunehmen und einem arideren, das eigentliche Empfangsglied darstellenden Gebilde, das beispielsweise ein Mikrophon oder ein elektromagnetischer Detektor sein kann, die Rolle der Übersetzung der Schällenergie in elektrische Ströme, 'die mit Hilfe eines Anzeigenapparats, z. B. eines Telephons, wahrgenommen werden.

Die Erfindung besteht darin,. daß die Schwingungsgebilde unter Berücksichtigung der Kopplung derart abgestimmt werden, daß von den entstehenden Kopplungsschwingungen irgendeine mit der Signalfrequenz übereinstimmt unter Ausschluß derjenigen Kopplungsfrequenz, welche der Eigenfrequenz des eigentlichen Empfangsgebildes (Mikrophon usw.) entspricht.

Zur' Erläuterung dient folgendes- Beispiel: Wenn in einem System mit zwei gekoppelten Schwingungsgebilden jedes d'er .beiden : Gebilde eine besondere Frequenz hat, so-ist der S'chwingungszustarid inr System der, daß sich in jedem der gekoppelten Gebildfe zwei Kopplungsschwingungen ausbilden, d. h. daß jedes der gekoppelten Schwingungsgelbilde bei-zwei verschiedenen· Frequenzen eine Resonanz hat, und zwar beide Gebilde bei denselben Frequenzen, von denen aber die eine tiefer,; die aridere höher als die Frequenzen der einzelnen Gebilde liegt. Dabei ist in jedem Gebilde diejenige ' Frequenz stärker, ausgebildet, welche seiner^ Eigenperiode zugehört.

Nach der Erfindung- wird also bei solchen Empfangsvorrichtungen, die aus einem aufnehmenden und einem übertragenden Glied.· bestehen, dafür Sorge getragen, daß die der Eigenfrequenz des aufnehmenden Schwingungsgebildes entsprechende Kopplungsschwingung' mit der Signalfrequenz übereinstimmt, nicht aber die der Eigenfrequenz des übertragenden Gliedes entsprechende Kopplungsschwingung, die in ihm stärker ausgebildet ist als die andere.

In der Abb. ι ist eine Resonanzkurve eines solchen aus Membran und Mikrophon bestehenden Empfangssystems als ausgezogene Linie dargestellt, wie sie im Mikrophon erhalten wird. Von den beiden Kopplungsschwingung-en dieser Resonanzkurve entspricht die stärker ausgebildete N₁ der Mikrophonabstimmung, die schwächer ausgebildete N₂ der Membranabstimmung. Die Resonanzkurven der nicht gekoppelten Schwingungsgebilde sind gestrichelt bzw. strichpunktiert eingezeichnet, und zwar liegt die Resonanzfrequenz des Mikrophons allein bei H₁, die der Membran allein bei n₂.

Die Signalfrequenz für dieses System muß gemäß der Erfindung N₂ sein. Störungen, welche überwiegend aus Stoßen oder nahezu aperiodischen Schwingungen bestehen, gehen bei einem solchen System vorzugsweise in der Frequenz JV₁ ein, so daß die Signale von der Frequenz N₂ sich klar von ihnen abheben. Durch festere oder losere Kopplung der beiden Schwingungsgebilde rücken die Resonanzspitzen mehr oder weniger weit auseinander, ebenso durch mehr oder weniger weite Auseinanderlegung der Eigenfrequenzen der gekoppelten Systeme. Man kann also diirch diese Veränderung: der Differenz beider Kopplungsfrequenzen bereits eine sehr weitgehende Störungsfreiheit erreichen. Die Störungsfreiheit wird hierbei erfindüngsgemäß wesentlich vergrößert, indem man die Membranschwingung stärker als die Mikrophonschwingung dampft. Die Resonanzkurve eines derartigen Systems, im Mikrophon aufgenommen, ist in der Abb. 2 dargestellt. Die Bezeichnungen sind dieselben wie bei Abb. 1.

Bei einem aus Membran und Mikrophon bestehenden Gebilde wird also die Kopplungsfrequenz der Membran auf den Signalton abgestimmt, ebenso bei einem aus Membran, Schwingungsgelbilde und an diesem befestigten Mikrophonkontakten bestehenden Gebilde. Die Kopplungsfrequenz des Mikrophons oder des Schwingungsgebildes mit dkm daran befestigten Mikrophon kann entweder höher oder tiefer, als der Signalton gewählt sein.

Um die Benutzung eines Mikrophons zu j vermeiden, lassen sich auch zwei- oder mehr- J wellige elektromagnetische Systeme verwenden, die beispielsweise abwechselnd zum Senden und Empfangen gebraucht werden können. Hierbei wird nach der Erfindung mit derjenigen Welle gegeben, die nicht dem eigentlichen Empfangsgebilde zugehört.

Die Herstellung derartiger mehrwelliger Systeme erfolgt vorzugsweise derart, daß man jedes einzelne Schwingungsgebilde für sich auf eine solche Frequenz abstimmt, die ibei der Kopplung der Gebilde in die gewünschte Frequenz verschoben wird. Dieses geschieht, indem man den empirisch! oder rechnerisch ermittelten Kopplungsgrad bei der Abstimmung der einzelnen Gebilde zugrunde legt. Nachdem der Einfluß der Kopplung auf die Verschiebung der Frequenzen, z. B. an einem Probesystem, einmal bestimmt ist, kann man dann vorteilhaft bei der Abstimmung¹ der einzelnen Gebilde denjenigen Massenanteil, der bei der Kopplung von einem System in das andere eingeht, durch Aufsetzen eines Gewichts ersetzen, wobei zu beachten ist, daß an dem die Energie aus dem Medium aufneb>menden Gebilde ein gewisser Betrag des angrenzenden Mediums als Masse mit eingeht. Dieser Betrag ist insbesondere ibei schweren Medien, wie z. B. Flüssigkeiten, beträchtlich.

Claims (5)

1. Patent- Ansprüche:

   i. Einrichtung zum· störungsfreien Empfang von. Schallsignalen, bei welcher mehrere verschieden abgestimmte Schwingungsgebilde zu; einem gekoppelten mehr-• welligen, System zusammengesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schwingungsgebilde derart abgestimmt sind, daß von den entstehenden' Kopplungsschwingungen irgendeine unter Ausschluß derjenigen, welche der Eigenschwingung des eigentlichen Empfangsgebildes (Mikrophon 0. dgl.) entspricht, mit der Signalfrequenz übereinstimmt.
2. 2. Einrichtung nach' Anspruch 1, bei welcher ein nur aus Membran und Detektor (Mikrophon) bestehendes Gebilde verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die der Membran zugehörige Kopp-· lungsfrequenz mit der Signalfrequenz übereinstimmt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß! die Kopplungsfrequenzen möglichst weit auseinanderlie- gen, um große Störungsfreiheit zu erreichen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch' 1, dadurch gekennzeichnet, daß dasjenige Schwingungsgebilde, dessen. Kopplungsfrequenz mit der Signalfrequenz übereinstimmt (Membran), stärker gedampft ist

   als das System des eigentlichen Emp- ! wie als! Empfänger dienen können, dafangsgliedes. \ durch gekennzeichnet, daß mit einer dem
5. 5. Verfahren zur Signalgebtmg unter j eigentlichen Empfangsgebilde (Mikrophon Benutzung mehrwelliger Systeme nach j ο. dgl.) nicht zugehörigen Frequenz geAnspruch ι und 2, die sowohl als Sender i geben wird. au

   Hierzu 1 Bhnt Zeichnungen.

   Berlin. ue£>ruci£t w der reichsduuckepei.