DE431768C - Einrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades an den Aufnahme- und Abgabeapparaten im Fernsprechwesen - Google Patents

Description

im Fernsprechwesen.

Für den Charakter eines Schallvorganges sowohl in kontinuierlichen Medien als auch an schwingenden oder tönenden Körpern gibt es eine charakteristische Größe, nämlich das Verhältnis von Kraftatnplitude p zur Bewegungsamplitude a. Dieses Verhältnis ist für jeden Gegenstand und jedes Medium verschieden. Während beispielsweise für Wasser einer kleinen Bewegungsamplitude eine große

ίο Kraftamplitude entspricht, gilt das Umgekehrte für Luft.

Es ist klar, daß beim Übergang von Schall von einem Medium zu einem anderen, oder beim Austausch von Schall zwischen Medien und schwingenden Körpern dieses Verhältnis eine maßgebende Rolle spielt. So wird z. B. beim Übergang von Schall von Wasser zu Luft und umgekehrt wegen der Verschiedenheit dieses Wertes nahezu der gesamte Schall reflektiert.

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung der akustischen Apparate der Telephonic (Fernhörer, Mikrophonkapseln u. dgl.) unter Berücksichtigung dieser Verhältnisse. Bei den bisher hierfür gebräuchlichen Einrichtungen läßt man das Medium (Luft) auf die Schallmembranen und diese auf die weiteren Konstruktionsteile (z. B. Mikrophone) wirken, ohne diese Verhältnisse

zu berücksichtigen. Wegen der Verschiedenheit dieser Größe — bei allen diesen Teilen

wird dadurch naturgemäß der Wirkungsgrad verschlechtert.

Die Erfindung besteht darin, daß zwischen die bei der Schallübertragung und Umformung in elektrische Energie zusammenwirkenden Elemente bei den akustischen Einrichtungen von Fernsprechapparaten (Medium, Membran, Mikrophon, Magnet u. dgl.) Übertragungsvorrichtungen derart eingeschaltet sind, daß die ^- an diesen verschiedenen integrierenden Teilen des Apparates einander wenigstens nahezu gleich werden.

Beim normalen Fernsprechmikrophon ist beispielsweise der Luftmasse vor der Kapselmembran ein Wert ±— eigen, der sich von dem

Wert — der Kapselmembran unterscheidet; ebensounterscheiden sichdiese Werte wiederum von dem Wert ^-des Mikrophons.

Gemäß der Erfindung werden nun zwischen diesen Elementen Übertragungsorgane derart eingeschaltet, daß eine Abgleichung dieser Werte untereinander erzielt wird. Es wird ausdrücklich bemerkt, daß die Zwischenschaltung von Amplituden im übersetzenden g₀ Gliede an sich nicht neu und nicht Gegenstand der Erfindung ist, sondern nur ihre Auswahl und Dimensionierung nach obigem Gesetz.

Zur Erläuterung der Erfindung diene fol- gg gen de s:

Es sei angenommen, die Aufgabe liege vor, aus der Luft / (Abb. 1 und 2) Schallenergie heranzuführen, durch diese Schallenergie die Membran in in Schwingungen zu versetzen y₀ und diese Schwingungen auf ein Mikrophon i zu übertragen. Bei dem Beispiel der Abb. 1 geschieht das dadurch, daß die Luftamplituden direkt an der Membran angreifen, während diese wiederum starr mit der beweglichen Elektrode des Mikrophons i verbunden ist. Entweder muß also die bewegliche Mikrophonelektrode dieselben Bewegungs- und Druckamplituden ausüben wie die Luftteilchen vor der Membran, oder aber die Luftteilchen vor der Membran sind gezwungen, keine anderen Amplituden zu machen als die Mikrophonelektrode, oder es tritt ein Kompromißzustand zwischen beiden ein. Nun ist bekannt, daß für jedes solches Schwingungsgebilde und überhaupt für jedes Medium und jeden Detektor ein bestimmtes günstigstes Verhältnis zwischen Druck- und Bewegungsamplitude besteht. Angenommen, diese günstigsten Amplitudenverhältnisse

Claims (2)

wären so, wie es durch ab P1, am, pm, ab pt angedeutet ist, d. h. jedes von den drei in Frage kommenden Elementen hätte bei den dort angegebenen Größenverhältnissen der Bewegungsamplitude und der Druckamplitude seinen günstigsten Wirkungsgrad, so ist sofort zu sehen, daß wahrscheinlich bei keinem der Elemente dieser günstigste Wirkungsgrad auftreten wird, weil dieselben ίο starr und zwangläufig miteinander verbunden sind. Die Erfindung besteht nun darin, daß zwischen diese genannten Elemente Organe beliebiger Art eingeschaltet sind (Hebel, Schwingungsgebilde, Resonatoren oder sonstige geeignete Mechanismen), die die Eigenschaft haben müssen, daß an ihrem Zugangsund Abgangsende verschiedene Verhältnisse der Amplitude — vorhanden sind, und zwar derart, daß dieses Verhältnis an dem einen oder anderen Ende immer gleich ist dem für den günstigsten Wirkungsgrad erforderlichen Verhältnis — für das an dem betreffenden Ende angeschlossene Element. In Abb. 2 ist das dadurch durchgeführt, daß zwischen die schallübertragende Luft/ und die Membran« ein Resonator und zwischen die Membran und das Mikrophon i ein Hebel eingeschaltet ist. Der Resonator muß — und hier beginnt die Erfindung erst — so dimensioniert sein, daß in seiner öffnung das Amplitudenverhältnis — besteht, weil die Öffnung mit der Luft zusammenwirkt, und daß an seiner Hinterwand das Amplitudenverhältnis — vorhanden ist, weil diese an der Membran befestigt ist. Das Übersetzungsverhältnis des Hebels wiederum muß so sein, daß am Ende des an die Membran angeschlossenen Hebelarms ebenfalls das Amplitudenverhältnis — besteht, während am Ende des anderen mit dem Mikrophon verbundenen Hebelarms das Verhältnis -1^, d. h. das für das Mikrophon günstigste Amplitudenverhältnis, besteht. Zur praktischen Ausführung der Erfindung können vor allem drei Mittel herangezogen werden. Zunächst kann man, insbesondere wenn es sich um die Übertragung von der Luft auf die Schallmembran oder Platte handelt, einen geeignet geformten und bemessenen und auf die zu übertragende Frequenz (Membranfrequenz) abgestimmten Luftraum zwischen die Angriffsflächen des Mediums und die Membran einschalten. Weiterhin kann man sich hierzu des bekannten Mittels des Hebels bedienen, und endlich kann man auch akustische Schwingungsgebilde an Stelle der Hebel verwenden. In der rein schematischen Abb. 3 bezeichnet / ein Mikrophon, M eine Membran und R e5 einen Luftraum. Die Aufgabe besteht darin, die — der drei Elemente Außenluft L, Mema bran M und Mikrophon / miteinander nach Möglichkeit abzugleichen. Zu diesem Zweck ^0 ist zwischen AußenluftL und MembranM der Luftraum R eingeschaltet, der mit der Außenluft über die öffnung 0 in Verbindung steht und so bemessen ist, daß er diese Abgleichung bewerkstelligt. Zu dem gleichen Zweck ist das Mikrophon / mit der Membran über ein aus den Massenteilen W und V und den Bügeln b, b bestehendes Schwingungsgebilde S verbunden, welches die Einstellung anderer Kraft- und Bewegungsamplituden am Mikrophon ermöglicht, als sie an der Membran vorhanden sind, und somit gestattet, beispielsweise für eine günstige Kraftamplitude pi am Mikrophon / dort eine Bewegungsamplitude % hervorzurufen, dergestalt, daß — = ^-7 ·> ist. An die Stelle des Mikrophons tritt beim Telephongeber das Magnetsystem. P λ ϊΚΝ τ-Ansprüche :

1. Einrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades an den Aufnahme- und Abgabeapparaten (Telephonen, Mikrophonen) im Fernsprechwesen, bei denen zwischen die akustisch wirkenden Teile dieser Apparate unter sich und das den Schall übertragende Medium Zwischenglieder eingeschaltet sind, die befähigt sind, Bewegungs- und Druckamplittiden umzuwandeln, dadurch gekennzeichnet, daß diese Zwischenglieder so eingeschaltet und beschaffen sind, daß durch sie das Verhältnis von Kraftamplitude zu Bewegungsamplitude I —I für die verschiedenen

akustisch wirkenden Teile an denjenigen Stellen, wo sie einander beeinflussen, möglichst gleichgemacht wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Einschaltung von Schwingungsgebilden als Zwischenglieder, wobei zwischen Membranen und schallübertragendem Medium vorzugsweise abgestimmte Lufträume als Zwischenglieder verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.