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Tragbares Schwerhörigengerät mit Verstärkeranordnung. Die bekannten
Schiverhörigengeräte erfüllen ihre Aufgabe nur unvollkommen, indem sie nur eine
Verständigung aus unmittelbarer Nähe ermöglichen. Bei größerer Entfernung wird das
Sprachbild verschwommen und unverständlich. Diese Erscheinung beruht auf der relativ
hohen Reizschwelle der Mikrophone, durch die der natürlich bedingte etwa quadratische
Intensitätsabfall mit der Entfernung ungleich steiler erfolgt. Demzufolge verschwinden
aus dem Klangbild die hohen Teiltöne, die für die Konsonanten charakteristisch sind
wegen ihrer geringen Intensität. Die Perzeptionslücken werden immer größer, so daß
schließlich die Sprache unverständlich wird. Diese Wirkung wird noch i nachteilig
dadurch unterstützt, daß das Mikrophon hohe Frequenzen schlecht wiedergibt. Nun
ist es zwar möglich, Mikrophone zu bauen, die eine höhere Sprachqualität ergeben.
Das geht aber immer auf Kosten der Lautstärke. Diese ist am größten bei Verwendung
weniger relativ grober Kontaktkörper (Grieß, Kugeln), die aber eine schlechte Sprachqualität
bedingen. Die vorhandenen Schwerhörigengeräte stellen dementsprechend einen Kompromiß
dar, der in verschiedener Weise geschlossen werden kann, je nachdem die Lautstärke
oder die Sprachqualität mehr im Vordergrund steht. Bei allen diesen Geräten ist
aber die Lautstärke unbefriedigend. Hier führt auch der oft beschrittene Weg der
Verwendung mehrerer Mikrophone nicht zum Ziel, da hierbei wegen der Unhandlichkeit
i der Apparate rasch eine natürliche Grenze gegeben ist, die etwa bei vier Mikrophonen
liegt. Die dadurch erzielbaren b äßeren Lautstärken sind trotzdem für die meisten
Fälle immer noch ungenügend, da das Ohr Intensitätsunterschiede logarithmisch empfindet,
demzufolge bei stärkerer Schwerhörigkeit Lautstärken erforderlich sind, die sich
gegenüber den der gewöhnlichen Apparate um mehrere Zehnerpotenzen unterscheiden.
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Es liegt nahe, wie bereits vorgeschlagen. Röhrenverstärker zu verwenden.
Diese sind aber für den vorliegenden Zweck in erster Linie wegen ihres Batterie-
und Transformatorenbedarfs viel zu groß und schwer. Von einigen wenigen Fällen abgesehen,
steht und fällt mit der Handlichkeit und dem geringen Gewicht die praktische Verwendbarkeit
eines S chwerhörigengeräts.
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Hier setzt die Erfindung ein, die die Ausbildung eines Schwerhörigengeräts
zum Gegenstand hat, bei welchem ein Verstärker zur Anwendung kommt, der bei höchster
Leistung in bezug auf Lautstärke und Qualität der Übertragung so klein ist, daß
er bequem in jeder Kleidertasche (Westentasche) untergebracht werden kann. Hierbei
ist es von besonderer Wichtigkeit, daß der Strombedarf des Verstärkers sehr gering
ist bei gleichfalls kleiner Spannung, wodurch die Stromquellen sehr klein- gehalten
werden können. Es genügt für die meisten Fälle ein einziges Element von 1,5 Volt
Spannung.
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Da die primäre Lautstärke jetzt nicht mehr
im Vordergrund
steht, können Mikrophone besonders hoher Sprachqualität benutzt werden. Desgleichen
kann von der Anordnung mehrerer Mikrophone abgesehen werden, und zwar ist diese
Maßnahme vorteilhaft in bezug auf die Sprachqualität, da die Qualität der Wiedergabe
bei mehreren Aufnahmemikrophonen durch auftretende Phasendifferenzen, die infolge
verschiedener Resonanzen auch frequenzabhängig sind, stark beeinträchtigt werden
kann.
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In einer Ausführungsform der Erfindung, die in Abb. i schematisch
dargestellt ist, werden beispielsweise der in an sich bekannter Weise als Verstärkermikrophon
ausgebildete Verstärker, den die Abb. 2 bis d. im Schnitt und in Vorder- und Rückenansicht
veranschaulichen, mit einem Aufnahmemikrophon i in konaxialer Lage in einer flachen
Dose s, die mit einem Ausschalter g und Regulierwiderstand io versehen ist, gemeinsam
untergebracht, welche gleichzeitig die Stromquelle 3 in Form eines röhrenförmigen
'Trokkenelements, zweckmäßig unter federndoun Andruck, bei 8 aufnimmt, das beide
Stromkreise (Mikrophon und Verstärker) über Federkontakte 6, 7 speist. Dieser Zusammenbau
macht sämtliche Leitungsschnüre entbehrlich, mit Ausnahme der Str omzuführung d.
zu dem an das Verstärkermikrophon angeschlossenen Ohrtelephon 5.
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Obwohl der Stromverbrauch dieses Apparats kleiner ist als der der
üblichen Geräte, ist doch die Lautstärke außerordentlich gesteigert, so daß mit
diesem Gerät bei Schwerhörigen, denen bisher überhaupt nicht geholfen werden konnte,
eine gute Verständigung erzielt wird. Dabei ist das ganze Gerät kleiner und handlicher
als die bisher bekannten.
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Sollen ungewöhnlich große Lautstärken erzielt werden, so müssen mehrere
Elemente, vorzugsweise drei, benutzt werden, dann wird zweckmäßig :die Batterie
nicht im Apparatgehäuse untergebracht. In diesem Falle kann der Verstärker auf die
Batterie aufgesteckt werden. In dieser Form kann der Verstärker auch als Zusatzelement
in Verbindung mit sonst üblichen Schwerhörigengeräten benutzt werden. Überhaupt
ist eine große Zahl von Kombinationen. der - einzelnen Apparatelemente den verschiedenen
VerwendungSzwekken entsprechend möglich.
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Der neue Verstärker besitzt ein Mikrophon, welches elektromagnetisch
gesteuert wird. Derartige Anordnungen sind zahlreich bekannt geworden. In der Praxis
hat sich aber bisher endgültig kein derartiger Apparat bewährt. Sämtliche nach diesem
Prinzip arbeitende Verstärker sind durch die Röhrenverstärker verdrängt worden.
Die Ursache hierfür liegt darin, daß die Apparate erstens in der Regel einer sehr
feinen Justierung bedürfen und außerordentlich empfindlich gegen Stöße und Erschütterungen
sind, ferner aber, was das wichtigste ist, eine Sprachübertragung ergeben, welche
an Qualität für die wenigsten Fälle ausreicht.
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Der Gegenstand der Erfindung ist von diesen Mängeln frei. Der Fortschritt
wurde durch besondere Ausbildung sowohl des Mikrophons als auch des erregenden Systems
erzielt. Es ist bekannt, daß eine wesentliche Ursache der Verzerrung bei Mikrophonen
in den Membraneigenschaften zu suchen ist. Die gewöhnlich zur Anwendung kommenden
Membranen besitzen nämlich in bestimmten Frequenzgebieten in der Regel sehr ausgesprochene
Eigenschwingungen, durch die einzelne Frequenzen in der Übertragung bevorzugt werden.
Diese Erscheinung macht sich schon bei der üblichen Verwendung der Mikrophone in
Verbindung mit T'elephonen unangenehm bemerkbar. Sie tritt aber unvergleichlich
viel stärker in die Erscheinung, wenn ein derartiges Mikrophon als ein Element eines
Mikrophonverstärkers benutzt wird.
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Eine weitere Ursache der Verzerrung liegt in der mangelhaften Arbeitsweise
der Mikrophonkontakte. Abgesehen von den durch die Membran hervorgerufenen Verzerrungen
entsprechen die Stromschwankungen durchaus nicht den aufgedrückten Schwingungen.
Die Ursache für diese Erscheinung liegt darin, daß bei Mikrophonen in der Regel
eine relativ geringe Anzahl von Berührungskontakten zwischen Kohle zur Wirkung gelangt,
welche in ganz unkontrollierbarer Weise mechanisch beeinflußt werden. In der Regel
kommen Kohlemembranen zur Anwendung, welche den einen Pol des Mikrophons bilden,
während der andere Pol von einem Kohleklotz gebildet wird, welcher p:fannenförrriige
Vertiefungen besitzt, in denen sich Kohlekörper chen (Kugeln bzw. Grieß) befinden,
die Berührungskontakte einerseits mit der Membran und andererseits mit den Gesenken
geben. -Die ganze Spannung liegt bei solchen Anordnungen im wesentlichen an den
mehr oder weniger punktförmigen Berührungsstellen der Kohlepartikelchen mit der
Membran bzw. den Gesenken. Diese Stellen sind daher sehr hoch belastet und arbeiten
demzufolge mikrophonisch unzuverlässig. Im Gegensatz hierzu werden bei dem neuen
Verstärkermikrophon die Potentialsprünge unmittelbar an der Membran, wo die Amplitude
.am größten ist, nach Möglichkeit herabgesetzt und über die ganze Kohlestrecke verteilt.
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Erfindungsgemäß besitzt das Mikrophon eine Grießkammer i i, welche
auf der einen Seite durch eine dimne gespannte Metallfolie
12 von
veredelter Oberfläche (vergoldet) abgeschlossen ist, während die gegenüberliegende
Seite ebenfalls eben begrenzt ist, und zwar durch einen Isolierkörper 16, welcher
eine zentrale leitende Fläche 13 in gleicher Ebene aufweist. Diese scheibenförmige
Kammer, welche eine Höhe voll wenigen Millimetern beispielsweise bei einem Durchmesser
von 25 mm besitzt, ist vollständig mit verhältnismäßig feinem Grieß gefüllt, jedoch
so, daß der Kohlegrieß nur unter dem Druck seines eigenen Gewichts steht. Die feine
Grießfüllung ergibt eine sehr gute ürertragung als statistischer 'Mittelwert, da
sehr viele Kontakte zur-Wirkung gelangen.
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Die bei den 'Mikrophonen zur Anwendung kommende Membran besitzt in
Zusammenwirkung mit dem anliegenden Kohlegrieß besondere physikalische Eigenschaften.
Die Membran ist aus einem Metall hoher Elastizität, vorzugsweise Phosphorbronze,
hergestellt. Sie besitzt eine Stärke von ungefähr 1J"", mm. Auf sie ist in der Mitte
ein scheibenförmiger Eisenanker 1.1 von ungefähr to mm Durchmesser bei einer Stärke
von ungefähr z;'" inm aufgelötet. Die Folie ist auf einem Tragring 15, vorzugsweise
durch Auflöten, befestigt und durch einen zweckmäßig an dein die Kammer bildenden
Isolierkörper 16 sitzenden ringförmigen Wulst 1; radial gespannt.
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Die so gespannte Membran besitzt bei Lingefüllter Kammer einen ausgesprochenen
Eigenton, jedoch im Gegensatz zu anderen :Membranen keine Obertöne. Diese würden
die Ausbildung von Knotenlinien bedingen. Zum Zustandekommen dieser ist es aber
notwendig, claß die zu beiden Seiten der Knotenlinien vorhandenen Massen vergleichbar
sind. Wegen der sehr viel größeren Masse des Eisenankers im Vergleich zur 'Masse
der dünnen Folie ist aber bei den vorhandenen Abinessungen eine Ausbildung von Knotenlinien
nicht möglich. Diese müssen notwendig in den Anker fallen, wo sie wegen dessen Steifigkeit
sich nicht ausbilden können. Da die Membran bei der beschriebenen Anordnung ein
sehr geringes Gewicht besitzt, so läßt sich ihr Eigenton, der in freier Luft, wie
erwähnt, ohne besondere Vorkehrung stark ausgesprochen ist, leicht abdämpfen. Wenn
die Kammer mit Grieß gefüllt ist, ist die Dämpfung der Membran in der Regel überaperiodisch.
Das ist auch noch der Fall, wenn in die Kammer, wie aus Abb.2 ersichtlich, ein Filzring
eingelegt wird, der für die Kohlefüllung einen zentralen Rau ausblendet, welcher
zweckmäßig den Durchmesser des Membranankers 14 besitzt. Demzufolge weist die ':Membran
überhaupt keine Eigenschwingungen mehr auf. Für die gute Wirkungsweise des Verstärkers
ist eine Erregung notwendig, welche möglichst gleichmäßig auf die ganze Ankerfläche
wirkt. Zu diesem Zwecke ist das Magnetsvstem mit einander umgebenden konzentrischen
Polen versehen, welche einerseits aus einem zentralen Stift 18, anderseits einer
diesen umgebenden ringförmigen Platte 1g bestehen. Stift 18 und Platte 1g sind mit
den Polen eines Permanentmagneten ->o durch geeignete Polstücke 21 bzw. 22 magnetisch
leitend verbunden. Der Magnet 2o besteht aus einem diametral magnetisierten Ring.
-Neben der gleichmäßigen Wirkung eines so durchgebildeten Erregersystems wird im
Sinne der Erfindung bei dieser Anordnung der Vorteil erreicht, daß die Ankermasse
sehr klein sein kann. Bei den üblichen Magnetsystemen sind die beiden Pole nämlich
in der Regel relativ weit voneinander entfernt infolge der dazwischen befindlichen
Wicklung. Bei solchen Systemen muß demzufolge der Anker größer sein. Auch muß das
Material stärker gewählt werden, da der magnetische Weg länger ist. Demgegenüber
wird bei der beschriebenen konzentrischen Anordnung der Anker magnetisch vollkommen
ausgenutzt.
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Durch diese Anordnung ergibt sich überdies der Vorteil, daß die Aussteuerung
(Beeinflussung) des Mikrophons sehr viel stärker sein kann als bei normalen Mikrophonen.
Die Aussteuerung (Beeinflussung) erreicht nämlich mit Rücksicht auf die OOualität
-der Übertragung da eine Grenze, wo die Erregung so stark ist, daß die Kohleteilchen
nicht mehr tun feste Gleichgewichtslagen schwingen, sondern sich gegenseitig frei
verschieben, ohne in ihre alte Lage zurückzukehren (Prell-,virkung). Normale Mikrophone
können schon akustisch verhältnismäßig leicht übersteuert werden. Demgegenüber ist
das Mikrophon des neuen Verstärkers sehr schallhart. Es reagiert daher auf Luftschall
praktisch überhaupt nicht, desgleichen nicht oder mir sehr schwach auf Bewegungen
und Erschütterungen. Die Erregung kann nur bei großer Kraft, dann aber mit sehr
kleiner Amplitude erfolgen, und zwar wird die erregende Energie nicht sprunghaft
alt den Berührungsstellen der Membran mit den Kontakten absorbiert, sondern die
Absorption verteilt sich auf die ganze Kohlestrecke. Die Größe der Aussteuerung
(Beeinflussung) bedingt den Grad der Ausnutzung des aufgewandten Stromes. Bei gewöhnlichen
Mikrophonen geht bei weitem der größte Teil der aufgewandten Energie in Form von
Joulescher Wärme verloren, da sich der sehr hohen Gleichstromkomponente vergleichsweise
nur eine äußerst geringe allein wirksame Stromschwankung überlagert. Bei dem Verstärker
ist
-die Aussteuerung (Beeinflussung) sehr viel höher, daher wird bei gleichem Stromverbrauch
eine ungleich größere Wirkung erzielt.