DE602845C - Elektrodynamisches Baendchenmikrophon - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
18. SEPTEMBER 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 602 845 KLASSE 21a² GRUPPE 2oi

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. August 1930 ab

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrodynamisches Mikrophon mit stromdurchflossener Membran (Bandmikrophon).

Bei den bekannten Ausführungen von Bandmikrophonen ist der Gesamtraum hinter dem Bande bis in dessen unmittelbarer Nachbarschaft mit Filz ausgestopft. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Bei tiefen Frequenzen tritt die Resonanz des Bandes, deren Spitze bei ungefähr 100 bis 200 Hz liegt, in erster Linie in Erscheinung; im Bereich der mittleren Frequenzen macht sich dann die Resonanz des angekoppelten Tonraumes bemerkbar, die sowohl nach Lage als auch nach Selektivität yon der Filzstopfung und weiter davon abhängig ist, auf welche Weise der Tonraum mit der Außenluft in Verbindung steht. Die derart ausgebildeten Bandmikrophone entsprachen im all-

ao gemeinen durchaus den Anforderungen, die an eine gute Übertragung zu stellen sind, jedoch macht sich der Umstand häufig störend bemerkbar, daß die hohen Frequenzen weniger gut wiedergegeben werden und daß wegen der verschiedenen Beschaffenheit der Filzstopfung die Wiedergabe der mittleren Frequenzen bei verschiedenen Mikrophonen wesentlich voneinander verschieden ist. Besonders störend ist dies bei der serienmäßigen Herstellung, da es infolge dieses Umstandes verhältnismäßig schwierig ist, eine größere Anzahl von Mikrophonen gleicher Charakteristik herzustellen.

Diese Nachteile werden vermieden und die Wiedergabe insbesondere der hohen Frequenzen verbessert durch einen oder mehrere gemäß der Erfindung ausgebildete zusätzliche Resonatoren hinter dem Bändchen. Zweckmäßig wird als Resonator -ein definierter Druckraum hinter dem Bande vorgesehen. Dieser Raum wirkt zunächst als Druckpolster, dessen Elastizität zusammen mit der Bändchenmasse eine Eigenschwingung (Querresonanz) im Gebiet der hohen Frequenzen, beispielsweise bei 4000 Hz, ergibt. Die Verhältnisse liegen ähnlich wie bei den bekannten Kondensatormikrophonen, bei denen die Membran auf ein abgeschlossenes Luftpolster arbeitet. Durch diese Resonanz wird die Wiedergabe der hohen Frequenzen wesentlich verbessert, ohne diesen Raum würden die Frequenzkurven in diesem Bereich stark abfallen. Eine weitere Verbesserung — für die allerhöchsten Frequenzen — wird durch die Längsresonanz (Pfeifenwirkung) des Druckraumes hervorgerufen. Die Eigenschwingung der Längsresonanz wird ungefähr auf 8000 Hz gelegt; sie ist die Grundschwingung des beiderseitig (oben und unten) offenen Druckraumes hinter dem Band. Der Um-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Carl-Albert Hartmann in Berlin-Siemensstadt.

stand, daß der Druckraum an den Enden offen ist, ist für das Zustandekommen der Querresonanz nicht abträglich, da die Druckzustände hinter der Bandmitte bei der Querresonanzfrequenz bereits nicht mehr wesentlich von der Beschaffenheit der Enden beeinflußt werden, wenn die Querresonanzfrequenz hoch genug liegt.

Die Verkleinerung des Raumes hinter dem Band würde infolge der Steifheit des Luftpolsters die Bandamplitude außerhalb des Resonanzgebietes stark herabsetzen. Es wird daher gemäß weiterer Erfindung der verbleibende Rest des früheren großen,- von den Magnetschenkeln umschlossenen Hinterraumes mit dem Druckraum hinter dem Bande gekoppelt. Dadurch wird erreicht, daß seine Resonanz im Gebiet der mittleren Frequenzen wieder in Erscheinung tritt. Damit nun trotzdem die Querresonanz im kleinen Druckraum zustande kommt, wird die Ankopplung beispielsweise durch einen Schlitz vorgenommen. Dieser Schlitz ist so bemessen, daß seine Dämpfung bereits etwas unterhalb der Resonanzfrequenz des Druckraumes genügend groß ist, um merkliche Schalleistungen nicht zum großen Tonraum durchtreten zu lassen. Bei hohen Frequenzen bleibt sozusagen die Luft im Schlitz stecken. Das bedeutet praktisch eine selbsttätige Abkopplung des großen Tonraumes bei hohen Frequenzen..Für das Gebiet der mittleren Frequenzen, dem Resonanzbereich des großen Tonraumes, muß hingegen die Schlitzdämpfung noch vernachlässigbar klein sein.

An Stelle des Schlitzes können auch enge Löcher o. dgl., die den erforderlichen Widerstand für die hohen Frequenzen aufweisen, vorgesehen sein.

Die Abbildungen veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Fig. ι zeigt einen Querschnitt des Mikrophons, Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-B der Fig. i.

⁴S Im Luftspalt des Magneten 7 ist das Bändchen 2 angeordnet. Hinter dem Bändchen befindet sich der Druckraum 1, der durch den Schlitz 4 mit dem Tonraum 3 in Verbindung steht. Der große Tonraum 3 ist in bekannter Weise mit Filz, ausgestopft, der Druckraum 1 steht durch Gazefenster 6 mit der Außenluft in Verbindung. Breite Schlitze verbinden den Tonraum 3 ebenfalls mit der Außenluft.

Die einzelnen Resonanzfrequenzen müssen so gewählt sein, daß Löcher in der Frequenzkurve vermieden sind. Dieser Bedingung wird genügt, wenn die einzelnen Resonatoren sehr stark gedämpft sind. Die Dämpfung ist bei dem großen Tonraum 3 in bekannter Weise durch Filzstopfung erzielt. Außerdem erhöhen die Öffnungen 5, durch die der Tonraum mit der Außenluft in Verbindung steht, die Dämpfung. Das gleiche gilt für den kleinen Drückraum 1, der durch die Gazefenster 6 mit der Außenluft kommuniziert. Weiter erhöht die an den Kopplungsschlitz 4 abgegebene Leistung die Dämpfung des kleinen Druckraumes 1.

Das Verhalten des neuen Bandmikrophons gegenüber den. verschiedenen Frequenzen des auftreffenden Schalles sei an Fig. 3 erläutert. Bei den tiefsten Frequenzen ist die Eigenschwingung des Bandes (Kurve I) maßgebend. Dieser überlagert sich sehr bald bei mittleren Frequenzen die Resonanzschwingung des großen Tonraumes (Kurve II). Wird die Frequenz weiter gesteigert, so wird durch die Schlitzwirkung der große Tonraum nach und nach abgeriegelt, die Querresonanz des kleinen Druckraumes (Kurve III) wirkt sich aus und verhindert das Absinken der Empfindlichkeit bei hohen Frequenzen. Bei den höchsten Frequenzen wirkt schließlich die Längsresonanz des Druckraumes sich empfindlichkeitssteigernd aus (Kurve IV).

Durch den neuen Aufbau ist ein breiteres Frequenzband und eine bessere Typenkonstanz erzielt worden. Wenn auch im Gebiet der mittleren Frequenzen die Filzstopfung von Einfluß ist, so wird infolge des gut defl.-nierten Druckraumes in der unmittelbaren Nachbarschaft des Bändchens und durch seine Entkopplung mittels des Schlitzes der Einfluß des Filzes für die höheren Frequenzen ausgeschaltet.

Die Frequenzcharakteristik des Mikrophons ändert sich, wenn es in einer anderen Gasatmosphäre, beispielsweise in einer Wasserstoffatmosphäre, verwendet wird, was mitunter zweckmäßig sein kann. Die Querresonanz ändert sich bei der Wahl eines anderen Mediums praktisch nicht,, während-die Längsresonanz, die von der Schallgeschwindigkeit in dem betreffenden Medium abhängt, sich wesentlich ändert. *°5

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrodynamisches Bändchenmikrophon mit mehreren Resonatoren starker Dämpfung, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der im Luftspalt zwischen den Magnetpolen freischwingenden Membran (2) ein als zusätzlicher Resonator wirkender Druckraum (1) von hoher Eigenschwingungszahl angeordnet ist, der mit dem vom Magneten umschlossenen Tonraum (3) durch einen engen Schlitz derart schalldurchlässig verbunden ist, daß er bei den hohen Frequenzen von dem Tonraum (3) selbsttätig abgekuppelt wird.
2. 2. Elektrodynamisches Mikrophon nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine

   derartige Bemessung des zusätzlichen Resonators (i), daß dieser zwei verschiedene Resonanzen, und zwar- eine'Resonanz bei ungefähr 4000 Hz (Querresonanz), eine zweite Resonanz (Längsresonanz) bei ungefähr 8000 Hz aufweist.
3. 3. Elektrodynamisches Mikrophon nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum und Tonraum Löcher oder Schlitze aufweisen, über die beide Räume mit der Außenluft in Verbindung stehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen