-
Verfahren zum Eichen von Mikrofonen, insbesondere Kondensatormikrofonen,
mit nachgeschalteten Verstärkern Bei dem Zusammenbau von Mikrofonen mit Verstärkern
für Übertragungs- und insbesondere Meßzwecke ist -es üblich, das Mikrofon vor Verlassen
der Fabrikationsstelle zu eichen und den Verstärker vor Inbenutzungnahme bzw. vor
jeder Messung mit Hilfe einer Pfeifpunkteichung o. dgl. auf den richtigen Verstärkungsgrad
nachzuprüfen. Dies kann z. B. mit Hilfe eines bekannten Verfahrens unter Bestimmung
des Pfeifpunktes erfolgen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, in den Rückkopplungskreis
zusätzlich zu den bereits vorhandenen Verstärkern einen besonderen Verstärker einzuschalten,
mit dem der Kreis zum Pfeifen gebracht wird. Der zusätzlich verwendete Verstärker
arbeitet mit einer bekannten Verstärkung und dient als Noimal. Dieses Verfahren
hat den Nachteil, daß vor jeder Messung der richtige Verstärkungsgrad der Meßanordnung
mit Hilfe eines Verstärkernormals geprüft werden muß. Außerdem werden hierdurch
nur die Fehler beseitigt, die sich durch Änderung der Verstärkereigenschaften im
Verstärker ergeben. Es hat sich aber in der Praxis verschiedentlich gezeigt, daß
auch die Mikrofonempfindlichkeit nicht konstant geblieben ist, was bei Übertragungsanordnungen
zu übersteuerungen, bei Messungen zu Fehlanzeigen geführt hat.
-
Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Eichung von Mikrofonen
mit Verstärkern geschaffen, das die Übertragungseigenschaften beider Elemente berücksichtigt
und daher die genannten Fehler automatisch ausschließt. An sich ist es bekannt,
eine derartige Eichung durch Betönen mit einem Tongenerator zu erzielen. Man könnte
als Sender einen einfachen. Magnetsummer verwenden, doch erweist sich dessen Konstanz
als nicht ausreichend, und @es ist mindestens notwendig, ,eine sehr genaue Spannungsstabilisierung
mittels
Glimmlampe, Heißleiter o. dgl. vorzunehmen. Die Erfindung
geht einen einfache-
| ren Weg, der den genannten Auf@v.and |
| meidet und eine ebenso genaue Eichung ; |
| Gesamtanordnung gestattet. .:.#.@@ |
| Die Erfindung betrifft ein Verfahren |
Eichung von Mikrofonen, insbesondere Kondensatormikrofonen, mit nachgeschalteten
Verstärkern. Sie besteht darin, daß zur Schaffung einer unvervänderlichen Eichbasis
die Ausgangsenergie des Verstärkers oder ein Teil derselben über ein Telefon, insbesondere
ein Kondensatortelefon, dem Mikrofon auf akustischem oder elektrostatischem Wege
wieder zugeführt wird und daß das übertragungsmaß des aus Mikrofon und Verstärker
gebildeten Systems konstant gehalten wird durch Regelung des Verstärkungsgrades
des Verstärkers auf einen solchen Wert, daß in dem Rückkopplungskreis Selbsterregung
eintritt.
-
Die Höhe der Selbsterregung läßt sich durch Regelung des Verstärkungsgrades
einstellen, wobei zur Anzeige des im Rückkopplungskreis fließenden selbsterregten
Wechselstromes ein Gleichrichterinstrument verwendet werden kann, sofern dieses
nicht schon, wie bei betriebsfertigen Meßgeräten, im Ausgangskreis liegt, doch ist
hierzu auch ein Telefon geeignet.
-
In Fig. t ist zunächst prinzipiell ein übersichtsschema der erfindungsgemäßen
Anordnung gegeben. Das Mikrofon 11T arbeitet zusammen mit dem Verstärker V. Zur
Rückführung der Ausgangsspannung des Verstärkers dient der Rückkopplungsweg R, der
die Ausgangsspannung einem energieaussendenden Organ T, z. B. einem Telefon, zuführt,
das seinerseits das Mikrofon betönt. Der Verstärkungsgrad wird nun so lange variiert,
bis das über einen Gleichrichter G an den Ausgang des Verstärkers angeschlossene
Instrument 1 einen vorgegebenen Ausschlag auf-,veist.
-
Für den Erfindungsgegenstand ist es belanglos, welcher Art das verwendete
Mikrofon ist, doch eignen sich vorzugsweise für das genannte Verfahren Kondensatormikrofone.
Eine praktische Ausführung sieht daher vor, den rückgekoppelten Teil der Ausgangsspannun-
des Verstärkers einem Kondensatortelefon zuzuführen, das das Kondensatormikrofon
betönt. Nun ist es aber auch möglich, bei der Eichung die beim Betrieb an der ganzen
Oberfläche der Membran angreifenden akustischen Kräfte, die Luftdruckschwankungen,
durch elektrostatische, ebenfalls an der ganzen Oberfläche der Membran angreifende
Anziehungskräfte zu ersetzen.
-
Gemäß weiterer Erfindung wird daher vorgeschlagen, Kondensatortelefon
und Kondensatormikrofon räumlich zu vereinigen durch Verwendung einer beiden gemeinsamen
Elektrode. Vorzugsweise wird dies die Membran
| un, wobei man im allgemeinen. den Abstand |
| Nischen Telefonelektrode und Membran größ |
| egenüber dem Abstand von Membran und |
| ikrofonelektrode machen wird. Für die |
praktische Durchbildung dieser kombinierten Anordnung hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, die Telefonelektrode als dauernd an dem Mikrofon verbleibende Hilfselektrode
auszubilden. Damit diese Hilfselektrode die akustische Wirksamkeit des Mikrofons
aber im Betriebe nicht beeinträchtigt, wird sie vorzugsweise als perforierte Platte
ausgebildet, die den Schall ungehindert zur Membran gelangen läßt. Dies ist schematisch
in Fig. 2 dargestellt. Zwischen den Spannringen B wird die Membran M angeordnet.
Das eigentliche Kondensatormikrofon wird nun durch diese Membran und die Gegenelektrode
G gebildet, wobei der Abstand beider vorzugsweise sehr klein gewählt wird. Auf der
gegenüberliegenden Seite der Membran befindet sich die als perforierte Platte ausgebildete
Hilfselektrode H in im allgemeinen größerem Abstand. Sie ist von der Membran und
der Gegenelektrode isoliert. Die Auftreffrichtung des Schalles im betriebsmäßigen
Fall ist mit S bezeichnet.
-
Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines Kondensatormikrofons
mit Hilfselektrode zur Erzeugung der beim Eichen das Mikrofon beeinflussenden Energie.
In dieser Figur ist, ähnlich wie in Fig.2, das Mikrofon dargestellt durch die Membran
M sowie die Gegenelektrode G, die im Eingangskreis eines durch zwei Röhren dargestellten
Verstärkers liegen. Im Ausgangskreis des Verstärkers ist über den Transformator
T ein Gleichrichter D und ein Instrument I angeschlossen, wobei angenommen
ist, daß es sich bei der Gesamtanordnung um ein Meßgerät, z. B. einen Schalldruckmesser,
handelt: Eine weitere Sekundärwicklung des Transformators dient zur Lieferung der
bei der erfindungsgemäßen Eichung benötigten Rückkopplungsspannung, die über die
Leitung R
der Hilfselektrode H zugeführt wird. Im Zuge der Rückkopplungsleitung
ist noch ein Schalter S vorgesehen, der den Rückkopplungskreis nach erfolgter Eichung
wieder auftrennt.
-
Zur Vermeidung von Frequenzverdopplung ist @es empfehlenswert, der
Hilfselektrode eine Gleichvorspannung genau wie dem Mikrofon selbst zu geben. Legt
man nun die positive Spannung an die Membran, so hat diese ein Vorspannungspotential
sowohl gegen 'die Elektrode G des Mikrofons als auch gegen die Hilfselektrode H,
welche gleichstrommäßig beide Erdpotential haben. Diese vorteilhafte
Ausgestaltung
des Erfindungsgedankens ist in der oben beschriebenen Fig.3 enthalten.
-
Ferner ist es vorteilhaft, im Rückkopplungskreis Mittel zur Beeinflussung
der selbsterregten Schwingung vorzusehen, die entweder auf die Frequenz oder auf'
die Phasenlage einwirken. Als besonders geeignet für die Eichung ist eine mittlere
Tonfrequenz, z. B. in der Größenordnung von iooo Hz, anzusehen. Zu diesem Zweck
sind in den Rückkopplungskreis Schwingungskreise zur Erzielung der geeigneten Frequenz
einzuschalten. Ein einfaches Ausführungsbeispiel ist in der Fig.3ebenfalls enthalten
durch Parallelschaltung eines Kondensators C zu der der Rückkopplung dienenden zweiten
Sekundärwicklung.
-
Um bei defekter Apparatur die Elemente einzeln untersuchen zu können,
ist es gemäß einem weiteren Ausgestaltungsgedanken der Erfindungvorteilhaft, dieRückkopplungdurch
eine geeignete Umschaltung so auszubilden, daß der Verstärker auch allein durch
Pfeifpunkteichung untersucht werden kann rund andererseits das Mikrofon unter Ausnutzung
der Hilfselektrode auch für sich untersucht «-erden kann. Die rückgekoppelte Ausgangsspannung
wird dabei vorzugsweise durch einen Normalgenerator ersetzt.