DE705440C - Mikrofon - Google Patents

Mikrofon

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DE705440C
DE705440C DEA80491D DEA0080491D DE705440C DE 705440 C DE705440 C DE 705440C DE A80491 D DEA80491 D DE A80491D DE A0080491 D DEA0080491 D DE A0080491D DE 705440 C DE705440 C DE 705440C
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membrane
chamber
microphone
electrodes
semolina
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Expired
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DEA80491D
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English (en)
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Associated Electric Laboratories Inc
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Associated Electric Laboratories Inc
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R21/00Variable-resistance transducers
    • H04R21/02Microphones
    • H04R21/021Microphones with granular resistance material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Description

  • Mikrofon Die Erfindung betrifft ein Mikrofon, bei welchem die Kohlekörnerkammer aus zwei mit ihren Öffnungen zueinander gerichteten gewölbten Hälften gebildet wird, von denen eine an der Membran befestigt ist. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung der elektroakustisch wirksam "verdenden Teile eine Unabhängigkeit der mikrofonischen Wirkung von der jeweiligen Lage des Mikrofons bei gleichzeitiger Verbesserung der Stromdurchgangsverhältnisse in der Kohlekörnerkammer erzielt.
  • Es ist bekannt, um die Wirkung .des Mikrofons unabhängig von seiner jeweiligen Lage zu machen, Kohlekörnerkammern sphärisch auszubilden. Bei den bekannten Ausführungen besteht aber der Nachteil, da.ß die Strom-Wege durch den Kohlegrieß in der Kammer verhältnismäßig lang sind und deshalb nicht voll durchgesteuert werden. Weiterhin sind in den bekannten Kohlekörnerkammern in beträchtlichem Umfang für den Mikrofonstrom Wege vorhanden, welche über nicht durchgesteuerte Strecken führen, Evas die Wirksamkeit des Mikrofons herabsetzt.
  • Ferner sind Mikrofone bekannt, bei welchen der Elektrodendurchmesser und der Elektrodenabstand kleiner ist als der Raum der Kohlekörnerkammer. Bei diesem ist aber die große Reibung der beweglichen Elektrode im Grieß zu überwinden und außerdem ist die Kammer nicht sphärisch ausgebildet und daher nicht lagenuna:bhängig. In den verschiedenen Lagen des Mikrofons wirkt nämlich ein verschieden hoher Fülldruck auf die wirksamen Elektrodenflächen, der nicht gleichmäßig über die gesamte Fläche wirksam wird, da dieselbe breiter ist als die durch den Schüttwinkel gegebene Fläche.
  • Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß die einander gegenüberliegenden Ränder der Kammerhälften mit nach außen gerichteten flanschartigen Elektroden versehen sind, zwischen denen allein der Stromübergang stattfindet und deren Breite durch den Schüttwinkel des die Kammer voll ausfüllenden Grießes gegeben ist, und daß der erforderliche Schüttdruck des Grießes durch eine entsprechende Höhe der Kammerhälften gewährleistet wird. Hierdurch wird der mikrofonisch wirksam werdende Teil der Kammer an eine Stelle verlegt, die die Kurzhaltung der Grießstrecke zuläßt, wodurch eine vollkommene Durchsteuerung der wirksam werdenden Grießteile erzielt wird. Die zwischen den Elektroden befindliche Grießstrecke besitzt durch ihre Ausbildung als außenliegender Ring eine verhältnismäßig große Oberfläche, über die 'der Schüttdruck gleichmäßig zur Wirkung kommt. Es ergebn sich dabei besonders günstige Druckverhältnisse innerhalb des Kohlegrießes auch dann, wenn das -Mikrofon in seiner ungiinstigsten Lage sich befindet, was dann der Fall ist, «wenn die Membran horizontal liegt. Die durch die Füllung hervorgerufene Reibungs- und Massenhemmung ist geringer als bei den bekannten Kohlemikrofonen finit innerhalb der Füllung liegenden Elektroden.
  • ' Die Elektroden sind dabei parallel oder nahezu parallel mit ihren wirksamen Flächen zueinander angeordnet.
  • Besonders zweckmäßig ist es, die flanschartigen Elektroden an ihrer Innenseite mit abgeschrägten oder abgerundeten Kanten zu versehen, da dann der von Innenkante zu Innenkante der Ringelektrode verlaufende Strom, welcher parallel dein von Oberfläche zur Oberfläche der Ringelektroden fließenden Strom verläuft, eine solche Richtung erhält, daher im wecntlichen innerhalb der durchgesteuerten Grießstrecke verläuft. Außerdem wird das Eindringen des Grießes zwischen die beiden Elektroden bei Verlagerung des Mikrofons erleichtert.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der an sich bekannten und für die Unabli'#ingigmacliung der mikrofonischen Wirkung von der Lage des Mikrofons besonders vorteilhaften sphärischen Kohlekörnerkanimern wird unter Beibehaltung dieser Vorteile auch in elektroakustischer Hinsicht ein einwandfreies Arbeiten des Mikrofons erzielt.
  • Eine weitere Verbesserung eines derartigen -Mikrofons wird geniäli der Erfindung noch dadurch erzielt, dali die an der -Membran befestigte K=ammerhälfte durch einen dem konischen Mittelteil der -Membran entgegengesetzten konischen Ring verspannt ist.
  • Durch diese Befestijung wird erreicht, daß die Membran zusammen finit der an ihr befestigten Kaninierhälfte kolbenartig schwingt, was für eine Kohlekörnerkammer gemäß der Erfindung von besonderem Vorteil ist, (la dann die Membranbewegung vollständig ausgenutzt werden kann. außerdem kann die an der -Membran befestigte Kammerhälfte keine parallel zu den Elektrodenflächen verlaufenden Schwingungen ausführen, die zu Störungen Anlaß geben können. Die erfindungsgemäße Befestigungsart ist besonders geeignet bei dünnen Leichtmembranen, da verhältnismäl.lig wenige die Membran beschwerende Befestigungsteile notwendig sind. Dadurch können bei Anwendung einer Kohlekörnerkammer der genannten Art die an sich bekannten Vorteile einer Leichtmembran voll ausgenutzt werden.
  • Zweckmäßigerweise wird man die Befestigung der Kammerhälfte an der Membran so vornehmen, dali die Kammerhälfte mit der Membran an deren Scheitelpunkt durch einen Hohlniet befestigt ist, dessen Öffnung kleiner ist als der Durchmesser eines Grießkornes der Füllung und welcher auf der Außenseite durch eine Schutzfolie abgeschlossen ist. Durch diese besondere Ausbildung des Befestigungsmittels kommt die Anordnung einer besonderen Luftausgleichsöffnung in Fortfall. Das Eindringen von Feuchtigkeit kann durch Überspannen der Außenöffnung des Hohlnietes durch eine Schutzfolie verhindert werden.
  • Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung beschrieben und in anliegender Zeichnung dargestellt. Es bedeuten: Fig. i eine Mikrofonkapsel gemäß der Erfindung im Schnitt, Fig. 2 eine Unteransicht der Kapsel und Fig. 3 Ausführungsbeispiele für die Elektroden.
  • Das Mikrofon besteht aus einem Kapselgehäuse i, das vorzugsweise aus Aluminiumverbindungen hergestellt wird, um ein festes und leichtes Gehäuse zu erzielen. Die Form des Gehäuses ist dabei derart ausgebildet, daß es sowohl in Mikrotelefonen wie in Stationen mit getrenntem Mikrofon und Telefon `'erwendung finden kann. Das Gehäuse i wird durch eine Aluminiumplatte 2 abgeschlossen, welche mehrere Öffnungen 3 besitzt für den Durchtritt der Schallwellen. Durch Umbördelung des Randes 6 des Gehäuses i wird die Platte 2 in ihrer Lage festgehalten. Der umgebördelte Randteil 4 des Gehäuserandes 6 schließt dabei dicht ab. Durch die Platte 2 wird gleichzeitig eine 2 einbran 7 in dem Gehäuse i festgehalten, welche vorzugsweise aus Leichtmetall besteht. Durch Verwendung dieses Materials erhält man eine leichte und elastische Membran. Die Membran 7 ist dabei als Formmembran ausgebildet, indem sie einen konischen Mittelteil besitzt und einen breiten äußeren Ring. Mit letzterem ist sie an dem Gehäuse i gelagert und gegen die Platte 2 durch einen elastischen Ring 8 aus Isoliermaterial isoliert und abgedichtet. Die Außenseite der Membran 7 ist mit einem Feuchtigkeitsschutz versehen, welcher aus einer Schutzfolie 9 besteht, welche die Außenseite der Membran 7 ab- j deckt. Hinter der Membran 7 ist ein Ring io angeordnet, welcher ebenfalls konisch ausgebildet und dem Konus der Membran 7 entgegengesetzt gerichtet ist. In die Öffnung des Ringes io wird ein sphärisch, beispielsweise Halbkugelig ausgebildeter Becher i i eingeschoben, welcher die eine Hälfte der Kohlekörnerkammer des Mikrofons darstellt. Der Becher i i besitzt einen Flansch 14, welcher gegen den Ring io anliegt. Durch einen für den Druckausgleich, hohl ausgebildeten Niet 12 wird dann der Becher i i, der Ring io und die Membran 7 zusammengezogen derart, daß der Becher i i mit der Membran 7 über den NL, iet 12 verbunden ist und sich mit seinem Flansch 1q. über den Zwischenring io elastisch an der Membran 7 abstützt. Durch diese Anordnung erhält man eine in ihrem Mittelteil steife Membran, welche kolbenartig schwingt und durch den vorerwähnten Rand der Membran 7 sehr elastisch ist. Die verhältnismäßig wenigen Befestigungsmittel gestatten ein Leichthalten des schwingenden Teiles des Mikrofons und ihre Ausbildung verhindert Schwingungen des Bechers i i um seinen Befestigungspunkt an der Membran 7.
  • An dem Flansch 14 des Bechers i i ist eine Elektrode 15 angebracht, die aus einem Kohlering besteht und an dem Becher i i durch Umbördelung des Flansches 14 festgehalten wird. Gegenüber der Elektrode 15 ist eine feste Gegenelektrode 16 angeordnet, die wie die bewegliche Elektrode 15 ausgebildet ist. Die feste Elektrode- 16 wird durch Umbördelung des Randes i9 eines anderen halbkugelig ausgebildeten Bechers 18 an diesem befestigt. Der Becher 18 ist mit dem Mikrofongehäuse i verbunden mittels einer Schraubenmutter oder eines Schraubringes 23. Dabei ist der Becher 18 von dem Gehäuse i elektrisch isoliert durch ringförmige, isolierende Zwischenlagen 2o und 21. An den äußeren Rändern der Ringelektroden 15 und 16 ist ein Papierbalg 17 angeschlossen, welcher die von den Bechern ii und 18 gebildete Kohlekörnerkammer abschließt. Der Balg 17 kann durch Ankleben an die beiden Ringelektroden 15 und 16 befestigt werden. Die in der Kammer i i, 18 eingeschlossene Luft drückt bei der Bewegung des Bechers i i und der Membran 7 gegen den elastischen Balg 17, der auf seiner anderen Seite mit dem Luftpolster in Berührung steht, das sich zwischen dem Gehäuse i und der Membran 7 befindet, wodurch eine dämpfende Wirkung auf die Schwingungen der Membran 7 zustande kommt. Eine weitere dämpfende Wirkung besitzt der Resonator, welcher gebildet wird von der Luft zwischen der Membran 7 und der Schutzmembran 9 einerseits und der Abdeckplatte 2 andererseits.
  • Die inneren Flächen der Becher i i und 18, welche mit den Kohlekörnern in Berührung stehen, sind mit einem isolierenden Überzug versehen, so daß der Stromfluß auf die beiden Ringelektroden 15 und 16 beschränkt ist. Die in der Zeichnung nicht dargestellten Kohlekörner oder der Kohlegrieß füllt den Zwischenraum zwischen den Elektroden und den Bechern vollkommen aus. Auf der Rückseite des Bechers 18 ist eine Öffnung vorgesehen für die Auffüllung der Kammer i i, 18 mit Kohlegrießmaterial. Die Öffnung kann durch eine Schraube 3o abgeschlossen werden, deren Kopf abgeschert werden kann, um zu verhindern, daß unbefugte Personen die Kammer öffnen. Der Befestigungsring 23 dient auch zum Anklemmen des elektrischen Anschlußteiles 27, dessen freies Ende durch eine Schraube 29 an dem Gehäuse i befestigt ist, und der eine Anschlußschraube 28 trägt zum Anschluß des Leiters. Auf diese Weise ist der dort angeschlossene Leiter elektrisch mit der Kohleelektrode 15 verbunden. Ein weiterer Anschlußteil2d. ist isoliert von dem Anschlußteil 27 durch Zwischenlage eines isolierenden Ringes 22 ebenfalls an dem Gehäuse i durch den Befestigungsring 23 angeklemmt und steht mit der festen Elektrode 16 in elektrischer Verbindung. Der Anschlußteil 24 ist mit seinem einen Ende durch die Schraube 25 mit dem Gehäuse i verbunden und von der Schraube durch isolierende Zwischenlagen 26 elektrisch isoliert. Der Anschlußteil2q. ist außerdem mit einer Anschlußschraube 35 für den Leiter versehen.
  • Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, d:aß der Gesamtdruck der Kohlekörner auf die Elektroden, welcher durch ihr Gewicht zustande kommt, praktisch nahezu für alle Lagen des Mikrofons gleich ist. Die Elektroden 15 und 16 liegen sehr nahe beieinander, so daß bei einer Druckfortpflanzung in horizontaler Richtung der Weg für diese sehr kurz ist, wodurch die in dieser Richtung ungünstige Druckübertragung auf die Elektrodenflächen ausgeglichen wird. Die Elektroden 15 und 16 besitzen, wie aus den Fig. i und 3 ersichtlich, abgeschrägte oder abgerundete Innenkanten, wodurch die Stromlinien, die sich von Innenkante zu Innenkante der Elektroden er- i strecken, in einer Richtung verlaufen, die sie in den Bereich der duschgesteuerten Teile des Kohlegrießes bringen bzw. in einer wirksamen .Richtung zur Bewegungsrichtung der Elektroden verlaufen lassen. Die auf die Membran 7 auftreffenden Schallwellen beeinflussen die zwischen den Elektroden befindlichen Kohlekörner und die Kohlekörnermasse, welche von der Kohlekörnerkammer umschlossen wird. Da die wirksamen Elektrodenflächen aber nahe beieinanderliegen, erfolgt eine vollkommene Duschsteuerung. Die Bewegung der von den Kammerhälften umschlossenen Masse des Kohlegrießes führt dazu, daß etwa vorkommende Zusammenbackungen innerhalb der Kohlegrießmasse wieder aufgelockert werden. Die bei längerem Gebrauch in der Kohlekörnerkammer i i, 18 durch die Erwärmung ,auftretenden Luftdruckunterschiede können durch eine Öffnung 13, mit welcher der Becher i i mit dem Raum zwischen der Membran 7 und der nachgiebigen Abdeckung 9 in \-'erbindung steht, ausgeglichen werden, «-elche so klein gehalten ist, daß keine Kohlekörner nach außen dringen können. Außerdem wirken sich durch die dargestellte und beschriebene Ausbildung der Kammerhälften durch Wärme hervorgerufene Formänderungen im Sinne einer Widerstandsverminderung in der Kohlekörnerkammer aus. Dadurch wird eine gleichmäßige Übertragungsgüte auch bei langem Gebrauch erzielt. Die gesamte Kohlekörnerkammer besitzt in allen Gebrauchslagen einen sehr geringen und nahezu konstanten Widerstand, während die unter dem Einfluß der Sch all-,vellen zustande kommenden Widerstandsänderungen sehr groß sind. Durch diese Verhältnisse besitzt das Mikrofon einen hohen Wirkungsgrad. Das sog. Rauschen des Mikrofons ist eben durch die Niedrighaltung seines Gesamtwiderstandes weitgehendst unterdrückt. Ein weiterer Vorteil des geringen Gesamtwiderstandes besteht darin, daß das Auftreten von Heulresonanzen weitgehendst vermieden wird.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mikrofon, dessen Kohlekörnerkammer aus zwei mit ihren Öffnungen zueinander gerichteten gewölbten Hälften gebildet wird, von denen eine an der Membran befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Ränder der Kammerhälften (ii und 18) mit nach außen gerichteten flanschartigen Elektroden (15 bzw. 16) versehen sind, zwischen denen allein der Stromübergang stattfindet und deren Breite durch den Schüttwinkel des die Kammer (11, 18) voll ausfüllenden Grießes gegeben ist, und daß der erforderliche Schüttdruck des Grießes durch eine entsprechende Höhe der Kammerhälften (ii und 18) gewährleistet wird.
  2. 2. Mikrofon nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (15 bzw. 16) an ihren Innenkanten abgeschrägt sind.
  3. 3. Mikrofon nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Membran (7) befestigte Kammerhälfte (i i) durch einen dein konischen Mittelteil der Membran (7) entgegengesetzten konischen Ring (io) verspannt ist. d.. i%likrofon nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerhälfte (i i) mit der Membran (7) an ihrem Scheitelpunkt durch einen Hohlniet (12) befestigt ist, dessen Öffnung kleiner ist als der Durchmesser eines Grießkornes der Füllung und welcher auf der Außenseite durch eine Schutzfolie (9) geschlossen wird.
DEA80491D 1935-09-16 1936-09-15 Mikrofon Expired DE705440C (de)

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