DE607620C

DE607620C - Mikrophon

Info

Publication number: DE607620C
Application number: DER87990D
Authority: DE
Original assignee: Radio Corporation of America
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1931-03-31
Filing date: 1933-05-21
Publication date: 1935-01-03
Also published as: GB405497A; US1885001A; GB386478A; DE656210C; US1892645A; BE387520A; BE389811A; NL39328C; BE428292A; BE396402A; FR733929A; USRE19115E

Description

Die Erfindung betrifft ein Bändchenmikrophon. Sie besteht im wesentlichen in der Anordnung einer Aufnahmevorrichtung, die den Schall von einem bestimmten- Richtungsbereich aufnimmt, dagegen Schall ausschließt, der nicht innerhalb dieses Bereiches seinen Ursprung hat. Dies wird durch ein Mikrophon erreicht, das sowohl auf die Druckkomponente als auch" auf die Geschwindigkeits- bzw. Druckgradientenkomponente der Schallwelle anspricht.

Abb. ι bis 4 zeigen ein Mikrophon gemäß der Erfindung in vier verschiedenen Ansichten.
Abb. 5 zeigt die Schaltung des Mikrophons.

Abb. 6 zeigt die Kennlinien eines Druckgradientenmikrophons .

Abb. 7 zeigt die Kennlinie eines Druckmikrophons.

Abb. 8 zeigt die Kennlinie eines Mikrophone gemäß den Abb. 1 bis 5.

Damit die Schallstrahlung von einem Punkt nach einem anderen mit maximalem Wirkungsgrad und minimaler Störung von reflektierenden Flächen geworfen werden kann, werden bekanntlich gerichtete Schallstrahler verwendet. Ebenso ist bekanntlich eine ähnliche Richtwirkung für das Tonaufnahmesystem erwünscht zum Zwecke, das Verhältnis des direkten Schalles zum reflektierten Schall zu verbessern und auch sonst unerwünschte Töne auszuschalten.

Einer der wichtigsten Faktoren bei gerichtetem Schallempfang ist der feste Winkel, über den der Schall ohne merkliche Dämpfung empfangen wird. Dieser muß einerseits so groß sein, daß er eine genügende Aktionsfläche umschließt, muß aber andererseits gleichzeitig genügend klein sein, daß man eine merkliche Abgrenzung gegen unerwünschte Töne erhält. Ein weiteres Erfordernis ist eine fre-/ quenzunabhängige Richtcharakteristik.

Das Bändchenmikrophon ist nun an sich ein Druckgradientenmikrophon, und es entspricht sein Ansprechen der Geschwindigkeitskomponente einer Schallwelle. Seine Richtcharakteristik bzw. Ansprechcharakteristik ist in Abb. 6 dargestellt. Aus dieser Charakteristik ist zu ersehen, daß Schallwellen, die in senkrechter Richtung auf die Bändchenoberfläche auftreffen, eine maximale Auslenkung des. Bändchens bewirken. Es ist hierbei gleichgültig, ob der Schall von vorn, entsprechend o°, oder von hinten, entsprechend i8o°, senkrecht auf das Bändchen auftrifft. In beiden Fällen wird bei gleicher Intensität des Schalles das Bändchen gleich weit aus der Nullage ausgelenkt. Trifft der Schall von der Seite her, also bei 90⁰ bzw. 270⁰, auf das Mikrophon, so findet

keine Auslenkung des Bändchens statt. Bei verschiedenen Auf trefrnchtungen des Schalles wird bei gleicher Intensität eine Abnahme des Bändchenausschlages stattfinden, wenn die Schallrichtung von der senkrechten Beaufschlagungsrichtung auf das Bänidchen, also von o° nach der Seite beispielsweise 90⁰, übergeht; die Charakteristik verläuft in der in Abb. 6 dargestellten Weise. Um das Bändchenmikrophon zu einem Druckempfänger zu gestalten, müssen Vorkehrungen dergestalt getroffen werden, daß das Band nur von seiner Vorderseite her vom Schall beeindruckt werden kann. Zu diesem Zweck muß das Band durch feste Wände vor dem von rückwärts eindringenden Schall geschützt werden. Die festen Wände dürfen aber: nicht in unmittelbarer Nähe des Bandes angebracht werden, da sonst das zwischen Band und den Wänden entstehende Luftpolster zu klein wäre und die Schwingungen hemmen würde. Es entsteht somit hinter dem Band ein Hohlraum, dessen Eigenschwingung durch Dämpfungsmaterial gedämpft werden kann. Ein derartiges Mikrophon würde man aus einem Mikrophon nach Abb. 1 erhalten, wenn sich das Rohr 19 über die ganze Rückseite des Bändchens erstrecken würde.

Ein auf diese Weise als Druckempfänger hergestelltes Bandmikrophon besitzt eine in Abb. 7 wiedergegebene Richtcharakteristik. Wie aus dieser Charakteristik zu ersehen ist, spricht ein reiner Druckempfänger praktisch gleichmäßig auf den Schall an, und zwar unabhängig von der Richtung, aus der der Schall auf das Mikrophon auftrifft. Es ist bei dieser Art von Mikrophonen darauf zu achten, daß die Mikrophonabmessungen klein im Verhältnis zur Wellenlänge der Schallwelle sind. Bei einem Bändchenmikrophon ist dies dadurch zu erreichen, daß man die Feldkonstruktion offen oder wohl ventiliert macht. Bei einem derartigen Mikrophon verlaufen die Richtkennlinien bis zu der Grenzfrequenz, d. h. bis zu einer Frequenz, bei der die Abmessungen nicht mehr gegenüber der Wellenlänge klein sind, praktisch unabhängig von der Richtung.

Die Erfindung besteht nun darin, ein und dasselbe Band durch nur teilweises Abdecken auf einer Seite in der vorerwähnten Weise gleichzeitg als Druck- und Bewegungsempfänger wirken zu lassen. Ein Mikrophon gemäß der Erfindung weist die Vereinigung aus beiden Richtcharakteristiken nach Abb. 6 und 7 auf und ergibt die Kombinationscharakteristik nach Abb. 8, die den angestrebten Verlauf hat. Es ist leicht einzusehen, daß sowohl Bewegungsempfänger wie Druckempfänger, die beide für sich allein auf rückwärtigen Schall ansprechen werden, bei einer Kombination' zusammen eine verminderte Wirku'ng ergeben, da ihre Phasen für rückwärtigen Schall um i8o° versetzt sind.

Durch diese Art der Kombination des Druckmikrophons und des Geschwindigkeitsbzw. Druckgradientenmikrophons erhält man ein nach einer Richtung wirkendes Mikrophon. Solch eine Kombination zeigen Abb. 1 bis 5. Sie enthalten ©in gewelltes Bändchen 10 zwischen den Polstücken 11 und 12 eines Magneten 13, der mit einer Feldspule-14 versehen ist. Das Bändchen 10 liegt in dem Magnetfeld zwischen diesen Polstücken, wobei an seinem oberen Ende ein Teil 15 und an seinem unteren Ende einTeil 16 befestigt sind. Der durch das Mikrophon erzeugte Strom wird durch nicht gezeichnete Klemmen, die mit seinen gegenüberliegenden Enden verbunden sind, übertragen. Zu bemerken ist, daß die Polstücke 11 und 12 mit Ventilationslöchern 17 und 18 versehen sind und daß an der Rückseite ein Rohr 19 angelegt ist, das mit seiner erweiterten Mündung den oberen Teil des Bändchens abdeckt.

Bei einer solchen Konstruktion spricht der untere Teil des Bändchens auf die Geschwindigkeits- oder Druckgradientenkomponente und der obere Teil auf die Druckkomponente der Schallwelle an. Theoretisch müßte das Rohr 19 unendlich lang sein, um einen akustischen Widerstand zu bilden. In der Praxis erzielt man dasselbe Ergebnis dadurch, daß man das Rohr mit lose gepacktem Filz ausfüllt, um Reflexionen von seinem offenen Ende zu verhindern. So erzielt man mit einem Rohr von 1 m Länge praktisch die Wirkungen eines solchen akustischen Widerstandes. Wie Abb. S zeigt, kann das einzige Bändchen 10 des Druckmikrophons und des Geschwindigkeits- bzw. · Druckgradientenmikrophons in Reihe mit dem Eingangstransformator 20 eines Verstärkers 21 ' geschaltet werden.

Der große feste Winkel, über den dieses ¹⁰S Mikrophon Schall ohne merkliche Dämpfung aufnimmt, zeigt, daß praktisch jeder Aktionsbereich mit einem einzigen Mikrophon bedeckt werden kann.

Aus Abb. 8 sieht man, daß für Winkel no größer als 90 ° das Ansprechen verhältnismäßig gering ist. Im allgemeinen fallen in diesen Bereich unerwünschte Töne, wie beispielsweise das Kamerageräusch. Deswegen erweisen sich die besonderen Richteigen- ¹¹S schäften, die dieses Mikrophon besitzt, als sehr zweckmäßig zur Beseitigung der unerwünschten Geräusche, die von verschiedenen Aufnahmegeräten herrühren, wo die Nutzschallwellen an der Vorderseite und die unerwünschten Geräusche im allgemeinen an der Rückseite des Mikrophons entstehen.

Claims

Patentansprüche:

ι. Mikrophon, dadurch gekennzeichnet, daß es ein einziges auf die Schallwellen ansprechendes Element besitzt, von dem ein Teil auf den Druckgradienten und ein anderer Teil auf den Druck der Schallwelle anspricht.
2. Mikrophon nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das schallempfindliche Element als stromdurchflossener Leiter eines Bändchenmikrophons ausgebildet ist.
3. Mikrophon nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die nur einen Teil des Bändchens auf den Druckgradienten ansprechen läßt.
4. Mikrophon nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dicht an einem Teil des Bändchens ein Rohr angeordnet ist, das einen Teil des Bändchens abschließt, so daß dieser Teil nur auf den Druck einer Schallwelle anspricht.
5. Mikrophon nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr mit reflexionsfreiem Stoff, etwa einer losen Filzpackung, gefüllt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen