DE623184C

DE623184C - A microphone with a ribbon or a similar lightweight membrane that acts as a pressure differential receiver

Info

Publication number: DE623184C
Application number: DER84524D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1931-03-31
Filing date: 1932-04-01
Publication date: 1935-12-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikrophon. Mehrere Ausführungsbeispiele sind in _ den Zeichnungen dargestellt.The invention relates to a microphone. Several embodiments are in the Drawings shown.

Abb. ι bis 4 zeigen die erste Ausführungsform, Fig. Ι to 4 show the first embodiment,

Abb. 5 bis 8 die zweite Ausführungsform; Abb. 9 zeigt die dritte Ausführungsform;FIGS. 5 to 8 show the second embodiment; Fig. 9 shows the third embodiment;

Abb. 10 zeigt schematisch das Gerät im Schnitt und dient zur Erklärung seiner Wirkungsweise; Fig. 10 shows schematically the device in section and serves to explain its mode of operation;

Abb. 11 zeigt Kennlinien des Gerätes bei verschiedenen Schallwänden;Fig. 11 shows characteristics of the device at various baffles;

Abb. 12 ist eine andere schematische Darstellung eines Gerätes .gemäß der Erfindung; Abb. 13 und 14 sind Polardiagramme, die die Richteigenschaften des Gerätes erkennen lassen;Figure 12 is another schematic representation of an apparatus in accordance with the invention; Figs. 13 and 14 are polar diagrams that identify the directional properties of the device permit;

Abb. 15 und 16 zeigen eine weitere Ausführungsform des Gerätes.Figs. 15 and 16 show another embodiment of the device.

Bei der ersten Ausführungsform ist 1 ein Aluminiumbändchen, das in den Rahmen 2 und 3 eingespannt ist und an das die Leitungen 4 und 5 angeschlossen sind. Das Bändchen wird an seinen Enden so von den Rahmen 2 und 3 gehalten, daß es sich nicht unter Spannung befindet, so daß seine Eigenschwingung unterhalb der Hörgrenze und zweckmäßig bei etwa 10 Hz liegt. Es dehnt sich zwischen zwei Polschuhen 6 und 7 aus, welche an den Schenkeln 8 und 9 befestigt sind, derart, daß die Teile 6 bis 9 mit einem Verbindungsteil 10 einen magnetischen Kreis bilden, der sich über die Luftstrecke 12 zwischen den Polschuhen schließt. Um den Teil 10 ist eine Spule 11 herumgelegt.In the first embodiment, 1 is an aluminum ribbon that is inserted into the frame 2 and 3 is clamped and to which the lines 4 and 5 are connected. The ribbon is held at its ends by the frame 2 and 3 that it is not under Voltage is so that its natural oscillation is below the audible limit and is expediently at about 10 Hz. It expands between two pole pieces 6 and 7, which are attached to the legs 8 and 9, such that the parts 6 to 9 with a Connecting part 10 a magnetic circuit form, which closes over the air gap 12 between the pole pieces. To the part 10 a coil 11 is put around.

In dem Luftspalt 12 befindet sich ein starkes magnetisches Feld. In diesem Feld ist das Bändchen 1 so angeordnet, daß seine Flächen parallel zu den Kraftlinien liegen, wobei seine Kanten von den Innenkanten der Polschuhe gerade so viel Abstand haben, daß eine reibende Berührung vermieden wird·.There is a strong magnetic field in the air gap 12. In this field is the ribbon 1 arranged so that its surfaces lie parallel to the lines of force, with its edges from the inner edges of the pole pieces Have just enough distance to avoid rubbing contact ·.

Wenn das Bändchen sich infolge der Druckänderungen in dem Luftspalt bewegt, schneidet es die Kraftlinien im magnetischen Feld, wodurch eine EMK hervorgerufen wird, die der Bewegung des Bändchens proportional ist und durch die Leitungen 4 und 5 auf einen Verstärker weitergeleitet wird.When the ribbon moves as a result of the pressure changes in the air gap, it cuts the lines of force in the magnetic field, creating an emf which is proportional to the movement of the ribbon and through lines 4 and 5 is passed on to an amplifier.

Die Teile 6 bis 9 bilden eine Schallwand, die den kürzesten Schallwellenweg zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Bändchens vergrößert, und zwar regelt die Länge dieses Weges die Art der Frequenzabhängigkeit des Gerätes, wie später ausgeführt wird. An den Enden, des Bändchens sind die Wege zwi-Parts 6 to 9 form a baffle that has the shortest sound wave path between the opposite sides of the ribbon, and that regulates the length of this Way the type of frequency dependence of the device, as will be explained later. To the Ends of the ribbon are the paths between

sehen seinen gegenüberliegenden Seiten, die um die Rahmenstücke'2 und 3 herumgehen, nicht so lang wie die Wege um die Polschuhe und die Schenkel 8 und 9. Diese kürzeren Wege am unteren Ende des Bändchens haben einen gewissen Einfluß auf die Frequenzabhängigkeit, der aber verhältnismäßig klein ist, da sie nur für einen verhältnismäßig kleinen Teil des Bandes kürzere Schallwege bieten. Am oberen Ende des Bandes sind die kürzeren Wege durch die Spule 11 so verschmälert, daß sie für den Hindurchtritt der Schallwelle einen hohen Widerstand darstellen. see its opposite sides going around the frame pieces' 2 and 3, not as long as the paths around the pole pieces and legs 8 and 9. These shorter ones Paths at the lower end of the ribbon have a certain influence on the frequency dependence, but which is relatively small, since it only has shorter sound paths for a relatively small part of the band Offer. At the upper end of the tape, the shorter paths through the coil 11 are narrowed so that that they represent a high resistance for the passage of the sound wave.

Das soeben beschriebene Bändchen besteht aus einem dünnen.biegsamen Werkstoff und besitzt eine kleine Masse. Das. Band ist vorteilhaft möglichst schlaff aufgehängt. Im allgemeinen genügt es, das Bändchen verhältnisao mäßig leicht zu machen, jedoch ist es in manchen Fällen auch erwünscht, eine größere Stärke zu wählen, um mit Schallwänden bestimmter Größe maximalen Wirkungsgrad zu erhalten. Größte Empfindlichkeit kann man dadurch erhalten, daß man die Dicke des Bändchens so ändert, daß sein elektrischer Widerstand so klein wie· möglich ist, während man gleichzeitig seinen Massenwiderstand in der Größenordnung des von der Luft herrührenden Belastungswiderstandes hält. Je nach dem Frequenzbereich, für den die Mikrophone bestimmt sind, verwendet man Schallwände verschiedener Größe. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 haben die Rahmenteile eine etwas andere Form als die entsprechenden Teile 2 und 3 in Abb. 1 und 2. Zweckmäßig besteht eines dieser Teile aus leitendem Werkstoff, jedoch sollen beide Teile aus nichtmagnetischem Stoff, wie Kupfer oder Messing, hergestellt sein.The ribbon just described consists of a thin, flexible material and has a small mass. That. The tape is advantageously hung as slack as possible. In general it is sufficient to make the ribbon relatively light, but in some it is In some cases it is also desirable to choose a greater thickness in order to be able to use baffles more clearly Size to get maximum efficiency. Greatest sensitivity can be obtained by changing the thickness of the Ribbon changes so that its electrical resistance is as small as possible, while at the same time one keeps its mass resistance in the order of magnitude of the load resistance originating from the air. Depending on the frequency range for which the microphones are intended, one uses Baffles of various sizes. In the embodiment according to FIG. 4, the Frame parts have a slightly different shape than the corresponding parts 2 and 3 in Fig. 1 and 2. One of these parts is expediently made of conductive material, but both should Parts made of non-magnetic material such as copper or brass.

Bei der Ausführungsform gemäß Abb. S liegt das Bändchen 21 in der Luftstrecke 32 zwischen den Polschuhen 26 und 27, die mit den Schenkeln 28, 29 durch kleine magnetische Stäbe 33 verbunden sind. Diese Stäbe sind in gewissen Abständen angeordnet und ergeben so die Zwischenräume 34, durch die aich die Schallwege von der Vorder- zur Rückseite des Bändchens schließen. Im übrigen ist das Bändchen so wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet. Es wird von den Rahmen 22 und 23 gehalten und ist an die Leitungen 24 und 25 angeschlossen. Das Magnetsystem wird durch zwei Spulen 35 und 36 erregt, die auf den Schenkeln 28 und 29 liegen.In the embodiment according to FIG. 5, the ribbon 21 lies in the air gap 32 between the pole pieces 26 and 27, which with the legs 28, 29 by small magnetic Rods 33 are connected. These bars are arranged at certain intervals and result so are the spaces 34 through which the sound paths from the front to the back of the ribbon are closed. in the Otherwise, the ribbon is designed as in the first embodiment. It will held by frames 22 and 23 and connected to lines 24 and 25. The magnet system is excited by two coils 35 and 36, which are mounted on the legs 28 and 29 lie.

Die Polschuhe 26 und 27 sind etwas kleiner als die Polschuhe 6 und 7 der Ausführungsform gemäß Abb. 1. Aus diesem Grunde und wegen der öffnungen 34 zwischen den Stäben ist die Länge des kürzesten Schallweges zwischen den beiden Seiten des Bändchens beträchtlich geringer als bei der Ausführungsform nach Abb. 1. Die Schenkel 28 und 29 verjüngen sich nach den Enden 37 zu, damit das Schallfeld möglichst wenig gestört wird. Die Polschuhe 26 und 27 verjüngen sich nach dem Luftspalt 32 zu zwecks Vergrößerung der Flußdichte (Abb. 7).The pole pieces 26 and 27 are slightly smaller than the pole pieces 6 and 7 of the embodiment according to FIG. 1. For this reason and because of the openings 34 between the rods, the length of the shortest sound path is between the two sides of the ribbon considerably less than in the embodiment according to FIG. 1. The legs 28 and 29 taper towards the ends 37 so that the sound field is disturbed as little as possible. The pole shoes 26 and 27 taper after the air gap 32 for the purpose of enlargement the flux density (Fig. 7).

Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 9 verjüngen sich die Schenkel nicht nach den Enden zu. Ferner ist nur eine Spule zur Erzeugung des magnetischen Flusses vorgesehen. In the embodiment according to Fig. 9 the legs do not taper towards the ends. Furthermore, only one coil is used Generation of the magnetic flux provided.

Abb. 10 zeigt im Schnitt schematisch ein Mikrophon gemäß der Erfindung. Die Wirkungsweise des Mikrophons ist folgendermaßen zu erklären:Fig. 10 shows a schematic section of a microphone according to the invention. The mode of action of the microphone can be explained as follows:

In einem bestimmten Augenblick herrsche in einem Punkte im Raum bei Auftreffen einer von der Schallquelle 44 kommenden Welle der Schalldruck p. Bei Einführung einer hinreichend großen starren Wand durch diesen Punkt senkrecht zur Schallrichtung herrscht im Punkt A unmittelbar vor der Wand bekannterweise infolge Reflexion der Druck 2". In dem hinter der Wand an gleicher Stelle liegenden Punkt B herrscht der Druck Null.At a certain moment, when a wave coming from the sound source 44 hits, the sound pressure p prevails at a point in space. When a sufficiently large rigid wall is introduced through this point perpendicular to the direction of sound, the pressure 2 ″ prevails at point A immediately in front of the wall as a result of reflection. At point B at the same point behind the wall, the pressure is zero.

Zum Antrieb der Membran in einer Schallwand steht die Schalldruckdifferenz vor und hinter der genannten Wand zur Verfügung, im Falle einer genügend großen Schallwand also der Druck 2^p. Würde die Schallwand und die Membran im Verhältnis zur Wellenlänge des Schalles' selbst sehr klein werden, so würde eine merkliche Störung des Schallfeldes "nicht stattfinden. Der Druck vor und hinter der Wand wäre gleich^, die Druckdifferenz zum Antrieb also gleich Null. Alle praktisch ausführbaren Fälle liegen zwischen den beiden geschilderten Grenzen.To drive the diaphragm in a baffle, the sound pressure difference in front of and behind the said wall is available, in the case of a sufficiently large baffle, the pressure 2 ^p . If the baffle and the membrane were to become very small in relation to the wavelength of the sound, there would be no noticeable disturbance of the sound field. The pressure in front of and behind the wall would be the same, the pressure difference to the drive would be zero. All practical feasible cases lie between the two limits described.

Der Druck auf der Rückseite der Wand wird nun nicht nur durch die unmittelbar von der Schallquelle kommenden ebenen oder kugelförmigen Wellen erzeugt, sondern durch Beugungs- und Reflexionserscheinungen an der Schallwand mitbestimmt. Bei fehlender Wand herrscht unmittelbar vor dem betrachteten Punkt und unmittelbar hinter diesem tio die gleiche Phase. Bei endlicher W⁷and ist dies nicht mehr der Fall.The pressure on the back of the wall is now not only generated by the plane or spherical waves coming directly from the sound source, but also determined by diffraction and reflection phenomena on the baffle. If there is no wall, the same phase prevails immediately in front of the point under consideration and immediately behind this tio. With finite W ⁷ and this is no longer the case.

Es treten Maxima der Druckdifferenz beim Vorhandensein der Wände dann auf, wenn, gleiche Druckamplitude vorausgesetzt, der Phasenwinkel zwischen den Drücken auf der Vorderseite und denen auf der Rückseite ungerade Vielfache von π beträgt. Entsprechend treten Minima bei geraden Vielfachen von π auf. Hierbei ist vorausgesetzt, daß die Schallwand gegenüber der Wellenlänge der höchsten zu übertragenden Frequenz groß ist,Maxima of the pressure difference in the presence of the walls occur when, assuming the same pressure amplitude, the phase angle between the pressures on the front side and those on the rear side is odd multiples of π . Correspondingly, minima occur with even multiples of π . It is assumed that the baffle is large compared to the wavelength of the highest frequency to be transmitted,

so daß bei Änderung der Frequenz eine mehr oder weniger große Zahl von Druckdifferenzmaxima oder -minima auftreten, welche sich bei der Aufnahme als Störungen in dem zu übertragenden Frequenzband bemerkbar machen.so that when the frequency changes, a more or less large number of pressure difference maxima or minima occur, which are noticeable during recording as interference in the frequency band to be transmitted do.

Sollen die durch die Phasendifferenz auftretenden störenden Maxima und Minima der Druckdifferenz außerhalb des zu übertragenden Frequenzbereiches liegen, so darf die Differenz der Schallwege von der Quelle 44 zum Punkt A und von der Quelle 44 zum Punkt B von der Größenordnung nur einer halben Wellenlänge der höchsten zu übertragenden Frequenz sein. In diesem Fall wird dann bei der höchsten Frequenz nur eine Phasenverschiebung des Druckes zwischen der Vorder- und Rückseite der Wand von der Größe π erreicht, bei tieferen Frequenzen eine entsprechend geringere.If the interfering maxima and minima of the pressure difference caused by the phase difference are outside the frequency range to be transmitted, then the difference in the sound paths from source 44 to point A and from source 44 to point B of the order of magnitude of only half a wavelength of the highest transmitting frequency. In this case, only a phase shift of the pressure between the front and back of the wall of the size π is achieved at the highest frequency, and a correspondingly smaller one at lower frequencies.

Bei den bisherigen Mikrophonausführungen ist dies nicht berücksichtigt worden. Es werden daher gemäß der Erfindung bei als Druckdifferenzempfänger arbeitenden Mikrophonen die die Schallwand bildenden Teile derart ausgebildet, daß der kürzeste Schallweg von der Vorderseite bis zur Rückseite der Membran etwa eine halbe Wellenlänge beträgt.This has not been taken into account in the previous microphone designs. It are therefore, according to the invention, in microphones operating as pressure difference receivers the parts forming the baffle are designed so that the shortest sound path from the front to the back of the membrane is about half a wavelength.

Bei Bändchenmikrophonen werden an den Luftspalt angrenzende Teile des Magnetsystems, welche gleichzeitig die Schallwand bilden, in Richtung des Kraftflusses möglichst schmal ausgeführt, oder aber es werden die Polschuhe gitterartig ausgebildet, so daß möglichst kleine Weglängen zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Bändchens erreicht werden können. Bei anderen auch als Druckdifferenzempfänger arbeitenden Mikrophonen wird durch entsprechende Formgebung der Haltemittel der Membran eine möglichst kurze Weglänge zwischen den beiden Membranseiten erzielt.With ribbon microphones, parts of the magnet system adjacent to the air gap, which at the same time form the baffle, as far as possible in the direction of the force flow made narrow, or the pole pieces are formed like a grid, so that The shortest possible path lengths between the front and the back of the ribbon can be achieved. With other microphones that also work as differential pressure receivers by appropriate shaping of the retaining means of the membrane, the shortest possible path length between the achieved on both sides of the membrane.

Mit den Mikrophonen, die gemäß der Erfindung aufgebaut sind, wird bei einer verhältnismäßig hohen allgemeinen Ansprechempfindlichkeit auch gleichzeitig eine weitgehende Gleichmäßigkeit im ganzen zu übertragenden Frequenzbereich erreicht.With the microphones constructed in accordance with the invention, one is relative high general responsiveness and at the same time a high degree of uniformity in the whole to be transmitted Frequency range reached.

Durch Versuche hat sich herausgestellt, daß die Weglänge von der Vorderseite bis zur Rückseite der Membran nicht unbedingt eine halbe Wellenlänge der höchsten zu übertragenden Frequenzen betragen muß, sondern daß Abweichungen bis zu etwa einer Wellenlänge zugelassen werden können, ohne daß tier Frequenzbereich des Mikrophones störend beeinflußt wird. Dies rührt daher, daß von der Membran des Mikrophones Schallwellen, die auf die eine Seite der Membran auftreffen, infolge von Reflexion auch auf die andere Seite der Membranoberfläche gelangen. Experiments have shown that the path length from the front to to the rear of the membrane not necessarily half a wavelength of the highest to be transmitted Frequencies must be, but that deviations up to about one wavelength can be allowed without tier frequency range of the microphone is adversely affected. This is because of the membrane of the microphone sound waves that hit one side of the membrane, as a result of reflection also reach the other side of the membrane surface.

In Abb. 10 ist die Schallquelle 44 in einer gewissen Entfernung von der Membran 41 in der Schallwand 42, 43 dargestellt. Die auf die Membran auftreffenden Schallwellen erzeugen im Punkt A einen Druck p, der größer ist als im freien Schallfeld, und mittelbar in Punkt B einen Schalldruck durch Beugung. Die Phasenlage des Schalldruckes, bezogen auf den Druck in Punkt A, ändert sich längs der Schallwand.In FIG. 10, the sound source 44 is shown at a certain distance from the membrane 41 in the baffle 42, 43. The sound waves hitting the membrane generate a pressure p at point A which is greater than in the free sound field, and indirectly at point B a sound pressure due to diffraction. The phase position of the sound pressure, related to the pressure in point A, changes along the baffle.

Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 1 sind die Polschuhe 6 und 7 und die Schenkel 8 und 9 so bemessen, daß der Schallwellenweg zwischen den gegenüberliegenden Flächen des ßändchens gleich einer halben Wellenlänge bei einer Frequenz von 6000 Hz ist. Die Länge des Weges von. der einen Seite des Bändchens um einen Polschuh nebst Schenkel herum nach der anderen Seite ist 3,5 cm; infolgedessen wird das Mikrophon bis etwa 6000 Hz gleichmäßig und gut ansprechen.In the embodiment according to FIG. 1, the pole shoes 6 and 7 and the legs 8 are and 9 dimensioned so that the sound wave path between the opposing surfaces of the ßändchens is equal to half a wavelength at a frequency of 6000 Hz. the Length of the way from. one side of the ribbon around a pole piece and leg around to the other side is 3.5 cm; as a result, the microphone will be up to about 6000 Hz respond evenly and well.

Für höhere Grenzfrequenzen eignet sich die Ausführungsform gemäß Abb. 5, bei welcher die Luftwege etwas kürzer sind (1,8 cm), infolgedessen das gleichmäßige Ansprechen bis 10 000 Hz reicht.The embodiment according to Fig. 5 is suitable for higher cut-off frequencies which the airways are somewhat shorter (1.8 cm), hence the uniform one Response up to 10,000 Hz is sufficient.

Abb. 11 zeigt Kurven für verschiedene Schallwände, und zwar sind die Abszissen die Frequenzen und die Ordinaten die Spannungen in Millivolt. Die Kurven 51, 52 und 53 gelten für Schallwände von 20, 7,5 und 2,5 cm.Fig. 11 shows curves for different baffles, namely are the abscissas the frequencies and the ordinates the voltages in millivolts. The curves 51, 52 and 53 apply to baffles of 20, 7.5 and 2.5 cm.

Diese Kurven zeigen, daß bei tiefen Frequenzen die Empfindlichkeit um so größer ist. je größer die Abmessungen der Schallwände sind. Nach den hohen Frequenzen zu fallen die Empfindlichkeitskurven ab, und zwar so, daß bei der Frequenz, deren Wellenlänge etwa gleich dem Schallwanddurchmesser ist, der Abfall bereits fühlbar ist. Der Abfall geht schließlich so stark vor sich, daß sogar die zunächst tiefer liegenden Kur-ven unterschnitten werden. Eine Vergrößerung der Schallwände bedeutet also eine Verbesserung der Empfindlichkeit unterhalb einer gewissen Frequenz. Eine Verkleinerung der Schallwände dagegen bedeutet Erhöhung der Emp- no findlichkeit im oberen Frequenzbereich. Die Kurven zeigen weiterhin, daß aber mit kleiner werdender Schallwand ein gleichmäßigerer Frequenzgang über den ganzen Übertragungsbereich erzielt wird. These curves show that the sensitivity is greater at low frequencies. the larger the dimensions of the baffles are. To fall after the high frequencies the sensitivity curves from, in such a way that at the frequency, its wavelength is about the same as the baffle diameter, the drop can already be felt. The trash finally goes on so strongly that even the initially lower lying curves undercut will. An increase in the size of the baffles means an improvement in sensitivity below a certain level Frequency. A reduction in the size of the baffles, on the other hand, means an increase in the reception sensitivity in the upper frequency range. The curves continue to show, but with smaller a more even frequency response across the entire transmission range is achieved with the baffle.

Es hat sich ferner ergeben, daß ein Körper, wie eben beschrieben, starke Richteigenschaften hat. Wenn eine Schallwelle von einer Quelle rechtwinklig zur Ebene des Bändchens kommt, hat'sie den größten Einfluß, dagegen den kleinsten Einfluß, wenn sie in der Ebene des Bändchens liegt, da die momentanenIt has also been found that a body, as just described, has strong directional properties Has. When a sound wave from a source is perpendicular to the plane of the ribbon when it comes, it has the greatest influence, but the least influence when it is on the plane of the ribbon is because the momentary

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Drücke auf die beiden Flächen des Bändchens gleich sind.Press on the two faces of the ribbon that are the same.

In Abb. 12 ist 61 das Bändchen und 62 und 63 die Schallwände, X ein Punkt senkrecht, Z ein. Punkt in der Ebene des Bändchens und Y ein dazwischenliegender Punkt. Wenn die Schallquelle in X ist, hängt die Druckdifferenz an den gegenüberliegenden Seiten des Bändchens vqn der Weglänge um eine der Schallwände herum ab. Wenn die Schallquelle in Y liegt, ist die Druckdifferenz gleich der Druckdifferenz im Punkt X mal dem cos XOY usw.In Fig. 12, 61 is the ribbon and 62 and 63 are the baffles, X a point perpendicular, Z a. Point in the plane of the ribbon and Y an intermediate point. If the sound source is in X , the pressure difference on the opposite sides of the ribbon depends on the length of the path around one of the baffles. If the sound source is in Y , the pressure difference is equal to the pressure difference at point X times cos XOY and so on.

Die Richteigenschaften ändern sich nicht ig mit den Frequenzänderungen, wie aus den Polardiagrammen Abb. 13 und 14 hervorgeht, • wobei bei dem Diagramm gemäß Abb. 13 das Mikrophon um die senkrechte in Abb. I eingetragene Achse V-V bzw. in Fig. 14 um die waagerechte Achse H-H gedreht wird.The directional properties do not change with the frequency changes, as can be seen from the polar diagrams in Figs. 13 and 14, where in the diagram according to Fig. 13 the microphone is around the vertical axis VV shown in Fig horizontal axis HH is rotated.

Die Polardiagramme in Abb. 13 geben die Richteigenschaften für verschiedene Frequenzen wieder, und zwar beziehen sich auf der rechten Seite die Kurve 71 auf 1000 Hz, die Kurve 72 auf 500 Hz und Kurve 73 aut 100 Hz, auf der linken Seite die Kurve 74 auf 2000 Hz, die Kurve 75 auf 3000 Hz und die Kurve 76 auf 5000 Hz. Entsprechend gelten für die Polarkurven nach Fig. 14 die Kurven 81, 82 und 83 auf der rechten Seite für die Frequenzen 1000, 500, 100 Hz und die Kurven 84, 85 und" 86 auf der linken Seite für die Frequenzen 2000, 3000 und 5000 Hz.The polar diagrams in Fig. 13 give the directional properties for different frequencies again, namely curve 71 on the right-hand side relate to 1000 Hz, curve 72 to 500 Hz and curve 73 to 100 Hz, curve 74 on the left to 2000 Hz, curve 75 to 3000 Hz and curve 76 to 5000 Hz. Correspondingly the curves 81, 82 and 83 on the right-hand side apply to the polar curves according to FIG for frequencies 1000, 500, 100 Hz and curves 84, 85 and "86 on the left Page for the frequencies 2000, 3000 and 5000 Hz.

Ein Vergleich zwischen den beiden Diagrammen zeigt, daß bei den tiefen Frequenzen, die auf der rechten Hälfte der Diagramme wiedergegeben sind, praktisch keine Abweichung vorhanden ist. Bei den-mittleren Frequenzen, die auf der linken Hälfte der Diagramme dargestellt sind, macht sich ein ganz geringer Unterschied bemerkbar, der mit zunehmender Frequenz steigt. Die Abweichungen bei den hohen Frequenzen sind dadurch bedingt, daß bei Drehung des Mikrophons um die ff-H-Achse das Bändchen eine längere Ausdehnung besitzt als bei der Drehung um die F-J^-Achse. Die Länge des Bändchens bei Drehung um die Ji-Ji-Achse fällt bereits in die Größenordnung der Wellenlängen der höheren zu übertragenden Frequenzen. A comparison between the two diagrams shows that at the low frequencies, which are shown on the right half of the diagrams, there is practically no deviation. With the-middle ones Frequencies, which are shown on the left half of the diagrams, settle in very small difference noticeable, which increases with increasing frequency. The deviations at the high frequencies are due to the fact that when the microphone is rotated around the ff-H axis the ribbon has a longer extension than when it is turned around the F-J ^ axis. The length of the ribbon when rotated around the Ji-Ji axis already falls within the order of magnitude of the wavelengths of the higher frequencies to be transmitted.

Diese Figuren zeigen, daß die Schallwellen einen maximalen Einfluß auf das Mikrophon ausüben, wenn die Quelle sich senkrecht vor ■ dem Bändchen befindet; wenn sie einen Winkel von 30⁰ mit der Senkrechten bildet, ist die Wirkung etwa 80 °/₀, bei 45 ? 70 °/₀, bei 6o° 50 %, bei 75° 25^ft/₀ und bei 90⁰ Null. Naturgemäß braucht der durch die Schallwellen angeregte Körper kein Bändchen zu sein, vielmehr eignet sich dazu jeder kleine leichte Körper ohne eigene elastische Eigenschaft. Notwendig ist jedoch, daß die Einrichtung zur Umwandlung des Schalles in Änderungen elektrischer Größen so angeordnet ist, daß beide Seiten des Körpers frei dem Schallwellendruck ausgesetzt sind sowie daß die Schallwände genügend klein sind, so daß der Wellenweg zwischen den gegenüberliegenden Teilen des Körpers nicht größer ist als eine halbe Wellenlänge der höchsten Frequenz. These figures show that the sound waves exert a maximum influence on the microphone when the source is perpendicular to the ribbon; if it forms an angle of 30 ⁰ with the vertical, the effect is about 80 ° / _0, 45? 70 ° / ₀ , at 6o ° 50%, at 75 ° 25 ^ft / ₀ and at 90 ⁰ zero. Naturally, the body excited by the sound waves does not need to be a ribbon, rather any small, light body without its own elastic property is suitable for it. It is necessary, however, that the device for converting the sound into changes in electrical quantities is arranged so that both sides of the body are freely exposed to the sound wave pressure and that the baffles are sufficiently small that the wave path between the opposite parts of the body is not greater than half a wavelength of the highest frequency.

Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 15 wird kein Bändchen verwendet, vielmehr ist hier eine kleine Membran 101, mit der eine Spule 102 verbunden ist, an einem biegsamen Ring 103 aufgehängt, so daß sich die Spule 102 zwischen dem Mittelpol 104 und dem äußeren Pol 105 eines Magneten befindet. Die Membran hat einen mittleren konischen Teil 106 und einen äußeren kegelstumpfförmigen Teil 107. Das Mittelpolstück 104 enthält eine Anzahl von Bohrungen 109, die es ermöglichen, daß die Innenfläche des Konus 106 dem Druck der Schallwellen ausgesetzt wird. Das Polstück 105 ist mit dem Mittelpol 108 über vier Seitenstege no und den Boden 111 verbunden, welche aus weichem Eisen bestehen, wobei diese Scheibe und das Polstück so 105 an den Stellen abgeflacht sind, an welchem Stege befestigt sind. 113 ist die Erregerwicklung, die mit einer Gleichstromquelle verbunden ist.In the embodiment according to FIG. 15, no ribbon is used, rather it is here a small membrane 101, to which a coil 102 is connected, on a flexible one Ring 103 suspended so that the coil 102 between the center pole 104 and the outer pole 105 of a magnet is located. The membrane has a central conical part 106 and an outer frustoconical Part 107. The center pole piece 104 contains a number of bores 109 which allow that the inner surface of the cone 106 is subjected to the pressure of the sound waves. The pole piece 105 is connected to the center pole 108 via four side webs no and the bottom 111 connected, which consist of soft iron, this disc and the pole piece so 105 are flattened at the points to which webs are attached. 113 is the excitation winding, which is connected to a DC power source.

Zwischen einer inneren Distanzscheibe 112 und den Polstücken 104 und 105 ergibt sich ein Raum 114, in dem die Schallwelle verhältnismäßig frei zirkulieren kann. Demgemäß kann die Welle, die auf den vorderen Teil des zentralen Kegels 106 einwirkt, frei in dem Raum 114 zirkulieren und in gleicher Weise durch die Bohrungen 109 hindurch auf deren hintere Fläche einwirken. Die Länge des Schallwellenweges zwischen der Vorder- und Hinterfläche des Konus 106 bestimmt sich durch die Abmessungen der Membran, ihrer Halterung und des Polstückes 105 sowie in kleinerem Maße durch die Zahl und Abmessung der Bohrungen 109, die die Tendenz haben, den Widerstand des Schallweges zu vergrößern. Zweckmäßig werden die Bohrungen deshalb so groß wie möglich gewählt.Between an inner spacer 112 and the pole pieces 104 and 105 results a room 114 in which the sound wave is relatively can circulate freely. Accordingly, the wave acting on the front part of the central cone 106 can be freely circulate in the space 114 and in the same way through the bores 109 through their rear surface act. The length of the sound wave path between the front and rear surface of the cone 106 is determined by the dimensions of the membrane, their holder and the pole piece 105 and, to a lesser extent, by the number and Dimension of the bores 109, which have the tendency to increase the resistance of the sound path to enlarge. The holes are therefore expediently chosen to be as large as possible.

Claims

Patent claims:

i. Acting as a pressure differential receiver Microphone with ribbon or a similar light membrane with a lower one below the hearing limit Natural oscillation in which the back of the membrane is separated from the front by parts forming a baffle is characterized by such a

ring dimensioning of the parts forming the baffle that a shortest sound path is formed from the front to the rear of the membrane, which is approximately equal to half the wavelength, but at most is equal to the wavelength of the highest frequency to be transmitted.

2. Microphone according to claim i, characterized in that the baffle through the pole pieces and the parts carrying them is formed.

3. Microphone according to claim 2, characterized in that (Fig. 5) the pole pieces (26, 27) with the legs (28, 29) carrying them by connecting pieces (33) are connected, leaving the openings (34) free through which the shafts can pass through.

4. Microphone according to claim 1, characterized in that (Fig. 15) the membrane (ιοί) is provided with a plunger coil (102) which protrudes in a known manner into the gap of a ring magnet (104, 105), the central pole piece (104) of the ring magnet is provided with holes (109) which leave a sound path free between the opposite sides of the membrane.

For this purpose 2 sheets of drawings