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Bändchenmikrophon Gegenstand der Erfindung ist eüne Weiterentwicklung
der bisher bekannten Bändchenmikrophone in dem Sinne, ein Mikrophon mit frequenzabhängiger
Richtcharakteristik zu erzielen.
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Solche frequenzabhängigen Richtcharakteristiken sind insbesondere
dort erwünscht, wo im Gebiet der hohen Frequenzen starke Nachhallerscheinungen auftreten.
Mit solchen Mikrophonen lassen sich die störenden Nachhallerscheinungen, die zu
Rückkopplungen Anlaß geben, vermeiden.
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Es ist bekannt= mehrere selbständige Mikrophone in einem würfelförmigen
Gehäuse eng nebeneinander anzuordnen und durch entsprechende Polung der einzelnen.
Mikrophone eine frequenzabhängige Richtcharakteristik zu erzielen. Hierbei ist die
Wirkung ausgenutzt, daß das verhältnismäßig große Gehäuse einen Schallschatten für
die hohen. Frequenzen bildet, so daß die auf entgegengesetzten Seiten liegenden
Mikrophone bei den hohen Frequenzen jeweils teils praktisch die Spannung Null, teils
die doppelte Spannung bei gleich großer einfallender Schallamplitude erzeugen. Für
die tiefen Frequenzen, die sich kugelförmig ausbreiten und deren Wellenlänge groß
gegen die Gehäuseabmessungen ist, macht- sich diese Schattenwirkung nicht bemerkbar,
so daß ebenfalls eine gerichtete Aufnahme der hohen Frequenzen herbeigeführt wird.
Die Anordnung hat den Nachteil, daß mindesteins drei, besser aber vier selbständige
Mikrophone benutzt werden müssen, die den Aufwand erheblich verteuern und einen
beträchtlichen Raumbedarf haben. Dieser große Raumbedarf wirkt sich auch in akustischer
Hinsicht insofern aus, als das aufzunehmende Schallfeld stark verzerrt wird. Geschwindigkeitsempfänger,
wie z. B. Bändchenmikrophone, lassen sich für diese Anordnung überhaupt nicht benutzen,
da sie ja eine achterförmige Richtcharakteristik haben und nur aus Richtungen senkrecht
auf das Bändchen mit maximalem Wirkungsgrad den Schall aufnehmen, während die EmpfIndlichkeit
für Schallwellen, die in der Ebene des Bändchens auftreten, Null ist.
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Gemäß der Erfindung wird nun bei eigner Bändchenmikrophonanordnung
mit mehreren schwingenden Elementen eine frequenzabhängige Richtcharakteristik ohne
die Nachteile der vorerwähnten Anordnung dadurch erzielt, daß zwei oder mehr Bändchen,
die in getrennten Luftspalten eines gemeinsamen Magneten parallel zueinander in
der gleichen Ebene mit einem durch die zu beeinflussenden
Frequenzen
bedingten Abstand angeordnet sind, elektrisch hintereinandergeschältet werden. Die
erzeugten Spannungen werden dann einem gemeinsamen Transformator zugeführt und gelangen
von dort zum Vorverstärker. -,' ,.
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Die Abb. i zeigt ein Mikrophon gemäß der Erfindung mit abgenommenem
Schutzdeckel. Die Abb. 2 zeigt die Polschuhe mit den Bändchen. Die Abb.3 veranschaulicht
eine Draufsicht auf die Polschuhe mit den Bändchen. Die Abb. a zeigt die Richtcharakteristik
eines Mikrophons gemäß der Erfindung.
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Die Richtcharakteristiken von Bändchenmikrophonen sind bekanntlich
weitgehend von der Frequenz unabhängig. Dies ist für viele Anlagen erwünscht. Es
können jedoch Bedingungen auftreten, bei denen Mikrophone mit frequenzabhängiger
Richtcharakteristik besondere Bedeutung erhalten. So ist z. B. bei manchen Tonfilmanlagen
die Nachhallzeit bei den höheren Frequenzen größer. Diese Forderungen verlangen
ein Schärferwerd:n der Richtcharakteristik bei den höheren Frequenzen.
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Solange bei Verwendung von zwei Bändchen der Abstand zwischen diesen
beiden Bändchen klein gegenüber der Wellenlänge ist, hat das Mikrophon die übliche
achterförmige Richtcharakteristik. Dies gilt bis zu etwa, iooo Hertz. Über ioooHertz
tritt eine zunehmend schärfer werdende Richtcharakteristik in Erscheinung.
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Die Richtcharakteristik des üblichen Bänd-Chenmikrophons ergibt sich
aus der Gleichung e=eü#cos0. Hierin ist e die vom Mikrophon gelieferte Spannung
für einen Schall, der unter dem Winkel 0, dein Winkel zwischen der Normalen
auf das Bändchen und der Linie, die die Schallquelle und das Bändchen verbindet,
auftrifft. e,) ist die Ausgangsspannung des Mikrophons für 0 = o.
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Bei dem Bändchenmikrophon gemäß der Erfindung mit zwei parallelen
Bändchen, die einen Abstand D voneinander haben, ergibt sich die resultierende Spannung,
die von einer Schallquelle in einer Ebene, die durch die Bändchen geht und normal
zu deren Achse steht, hervorgerufen wird, durch die Gleichung:
Hierin ist 0 der Winkel zwischen der Normalen zu den Bändchen und der Linie, die
die Schallquelle und die Mittellinie der beiden Bändchen verbindet.
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D bedeutet den Abstand zwischen den Bändchen, i die Wellenlänge c
die Schallgeschwindigkeit, f die Frequenz.
Die linke Hälfte der Abb.4 -zeigt den theoretischen Kurvenverlauf, während die recht:
Hälfte den beobachteten Frequenzgang wieder-' y lat.
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Die praktische Ausführung gemäß Abb. i bis 3 zeigt zwei gewellte Aluminiumb:indclien
finit einem Abstand ihrer Mitte von 5o mm. Diese beiden Bändchen sind, wie manaus
Abb. 2 erkennt, elektrisch miteinander verbunden. Im einzelnen ist die Konstruktion
folgende: i o ist ein auf einem Gehäuse i i angeordneter Dauermagnet mit den Polstücken
12 und 13, die so gestaltet sind, daß sie einen gleichmäßigen und hohen magnetischen
Fluß an den Bändchen i.1 und 15 ergeben. Zwischen den Bändchen liegt ein Joch 16,
enthaltend die sekundären Polstücke 17 und 18 und die magnetischen Verbindungsstücke
i9 und 20, die den magnetischen Fluß gleichmäßig zwischen den beiden Bändchen verteilen
und konzentrieren. Die Bändchen 14. und 15 werden von den Klemmen 21, 22, 23, 24.
getragen, die durch Isolierscheiben 25, 26, 27, 2S von den übrigen Teilen
der Konstruktion isoliert sind. Durch die Leitungen 30, 31 und 32 si id die Bändchen
hintereinandergeschaltet.
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Dieses Doppelbändchenmikropl-#un gemäß Abb. i ergab eine gemessene
Fltizdichte von i..5o Gauß in jedem Luftspalt. Diese ist etwas höher als die halbe
Flurdichte in einem entsprechenden Mikrophon mit einem einzigen Luftspalt. Der vergrößerte
magnetische Wirkungsgrad rührt von der Verringerung der Polflächenstreuung her.
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Messungen bezüglich der Frequenzcharakteristik längs der Achse durch
die Bändchen und normal zu der Eberie der Bändchen ergeben denselben Frequenzgang,
wie man ihn bei normalen Bändchentnikrophonen erhält. Dieser beobachtete Frequenzgang
(rechte Hälfte von Al)b. 4.j stimmt recht gut mit dein theoretischen Kurvenverlauf
(linke Hälfte) überein.
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Bei den bekannten Bändchenmikrophonen «-erden die Frequenzcharakteristiken
der einzelnen Bändchen durch die Abmessungen der verschiedenen Polstücke bestimmt.
Bei der vorliegenden Erfindung jedoch bestimmt sich die cosinusförmige Frequenzrichtcharakteristik
durch den seitlichen Abstand der Bändchen.
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Man kann anstatt der zwei Bändchen auch jede beliebige Zahl derselben
verwenden; man kann auch die Frequenzcharakteristiken der einzelnen Bändchen unsymmetrisch
- machen, so daß die Kurven gemäß Abb.4 einseitig schief «-erden. .