DE451662C

DE451662C - Vorrichtung zur Aufnahme und Wiedergabe von Schallschwingungen und deren Umwandlung in elektrische Stroeme und umgekehrt

Info

Publication number: DE451662C
Application number: DEH101318D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1925-03-31
Publication date: 1927-11-03

Description

Vorrichtung zur Aufnahme und Wiedergabe von Schallschwingungen und deren Umwandlung in elektrische Ströme und umgekehrt. Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem, einen Schallapparat zu schaffen, der innerhalb eines außerordentlich großen Frequenzbereichs die Umwandlung der mechanischen Schallenergie in elektrische und umgekehrt.mit der besten möglichen Treue vornimmt, d. h. er soll so beschaffen sein, daß die verschiedenen Schallschwingungen, die in einem großen Komplex solcher (z. B. bei der Musikübertragung) vorhanden sind, einmal hinsichtlich ihrer absoluten Größe und andererseits auch vor allen Dingen hinsichtlich ihres Lautstärkenverhältnisses unverfälscht umgewandelt und wiedergegeben werden.
Zur Lösung dieses Problems ist bereits der Vorschlag gemacht worden, verschiedene konstruktiv selbständigeSender- oderEmpfängerapparate zusammenwirken zu lassen, von denen je einem ein bestimmter Frequenzbereich zugewiesen ist, dergestalt, daß die Frequenzbereiche der einzelnen konstruktiv selbständigen Schwingungssysteme sich in irgendeiner gewünschten Anordnung nebeneinander gruppieren bzw. so liegen, daß das ganze Spektrum der hörbaren Frequenzen kontinuierlich Überdeckt wird. Hierbei können die einzelnen Vibrationssysteme selbst wiederum aus mehreren einzelnen Schwingungsgebilden zusammengesetzt sein, so daß sie gekoppelte Systeme darstellen, deren Kopplungsresonanzgebiete sich innerhalb des dem einzelnen Schwinger zugewiesenen Frequenzgebietes aneinander reihen.
Es hat sich bei solchen Systemen herausgestellt, daß, wenn man lauter elektrische Schwinger gleicher Type verwendet, trotz des gleichen Wirkungsgrades höhere und tiefere Frequenzen verschieden stark wiedergegeben werden, weil die sogenannte Gütekonstante dieser Apparate abhängig ist von der Frequenz.
Gemäß der Erfindung kann man zwei auch in Kombination miteinander anwendbare Mittel anwenden, um diesem Nachteil zu begegnen. Entweder kann man die gleiche Apparatetype für alle Frequenzgebiete verwenden und den Verstärkungsgrad der mit den Apparaten zur Anwendung gelangenden Verstärker bzw. deren Anzahl im umgekehrten Verhältnis der Güte der Wiedergabe durch die einzelnen Typen erhöhen, oder aber man kann für die drei prinzipiellen Gebiete der hohen, mittleren und tiefen Frequenzen die drei verschiedenen möglichen Apparatetypen, nämlich den elektrostatischen Apparat, den elektromagnetischen Apparat und den elektrodynamischen Apparat, gleichzeitig anwenden, wobei man dem elektrostatischen Apparat die Umwandlung und Wiedergabe der hohen Frequenzen, dem elektrodynamischen Apparat die der tiefen Frequenzen und dem elektromagnetischen Apparat das mittlere Frequenzgebiet zuweist. Der elektrostatische Apparat ist deswegen für die Verwendung bei hohen Frequenzen gegenüber dem elektromagnetischen und dem elektrodynamischen, die mit Eisen arbeiten, besonders geeignet, weil die dielektrischen Verluste mit steigender Frequenz erheblich langsamer anwachsen als die Eisenverluste. Der elektrodynamische Apparat wiederum, verglichen mit dem elektromagnetischen, ist dem letzteren gegenüber für tiefere Frequenzen vorteilhafter, weil die Gütekonstante des elektromagnetischen Apparates mit dem Quadrat der Frequenz ansteigt bzw. abfällt, während die Gütekonstante des elektrodynamischen Apparates nur mit der ersten Potenz der Frequenz sinkt.
Die Gütekonstante stellt bekanntlich nach den Arbeiten von H a h n e m a n n und H e c h t (s. besonders »Physikalische Zeitschrift« 2o, igig, Schallgeber und Schallempfänger I) ein Maß für die Güte des Apparates dar, und die Formeln lauten für diese Konstante K für das elektromagnetische Prinzip: für das elektrodynamische Prinzip: worin d den Dämpfungsfaktor, il den Wirkungsgrad, m die Kreisfrequenz und in die Masse bedeutet.
In den Abb. i bis 3 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Die Abb. i zeigt die Anwendung der drei verschiedenen elektrischen Apparatetypen, und zwar für hohe Frequenzen den elektrostatischen Apparat, für mittlere Frequenzen den elektromagnetischen Apparat und für tiefe Frequenzen den elektrodynamischen Apparat in Verbindung mit geeigneten Kettenleitergebilden.
Abb.2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit drei gleichgearteten Sendern, nämlich Sendern nach dem Kondensatorprinzip, die, um ihre verschiedenen Abstimmungen anzudeuten, verschieden groß gewählt sind und entsprechend dem eingangs aufgestellten Leitsatze mit Verstärkeraggregaten von nach höheren Frequenzen hin abnehmenden Verstärkergraden versehen sind.
Die Abb. 3 zeigt eine entsprechende Einrichtung mit elektrodynamischen Schwingern, bei denen ebenfalls entsprechend den eingangs erläuterten Grundsätzen die Verstärkungsgrade der damit verbundenen Verstärkerapparaturen nach höheren Frequenzen hin steigen.
In allen Abbildungen bezeichnet i einen Schalltrichter, der mit einem Resonator 2 gekoppelt ist. An den Resonator 2 grenzt eine schwingungsfähige Membran 3. Diese Membran trägt im Falle des Kondensatorapparates die eine der beiden Kondensatorplatten q., im Falle des elektromagnetischen Apparates den Anker 5 und im Falle des elektrodynamischen Apparates den schwingenden Stromleiter 6. Die zweite Konden-Batorplatte beim Kondensatorapparat ist jeweils mit 7 bezeichnet und der Elektromagnet des elektromagnetischen Apparates mit 8, der Elektromagnet des elektrodynamischen Apparates aber mit g. Für die höheren Frequenzen ist dem zugehörigen :Apparat eine im wesentlichen die tiefen Frequenzen abschirmende Kondensatorkette io vorgeschaltet, für die tiefen Frequenzen dem zugehörigen Apparat eine Drosselkette i i, welche die höheren Frequenzen abblendet, für den Apparat, der dem mittleren Frequenzbereich zugehört, eine gemischte Kette i2. hl bis Va sind Verstärkereinheiten, deren Verstärkungsgrad für jede Einheit unter sich gleich angenommen ist.
Die Gedanken der Erfindung können mit gleichem Vorteil für Aufnahme- und Wiedergabeapparate kleinster und größter Dimensionen angewendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Aufnahme und Wiedergabe von Schallschwingungen und deren Umwandlung in elektrische Ströme und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahme- oder -Wiedergabegerät aus einer Mehrzahl von nach Frequenzbereichen unterschiedlichen elektrischen Schwingern (elektromagnetischen, elektrodynamischen oder elektrostatischen Vibratoren) besteht, deren sich ändernde Güteverhältnisse entweder durch Zusammenwirken verschiedener Arten von Schwingern oder bei der Verwendung von Schwingern gleicher Art durch Anwendung entgegengesetzt dem Güteverhältnis abgestufter Verstärkungsgrade ausgeglichen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für tiefe Frequenzen elektrodynamische, für mittlere Frequenzen elektromagnetische und für hohe Frequenzen elektrostatische Aufnahme- und Wiedergabeapparate (Vibratoren) angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch i unter Verwendung von Aufnahme- und Wiedergabeapparaten (Vibratoren) gleicher Art in Verbindung mit Verstärkern, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von elektromagnetischen und elektrodynamischen Vibratoren der angewendete Verstärkungsgrad von tiefen nach höheren Frequenzen ansteigt, bei Verwendung von elektrostatischen Vibratoren aber abfällt.