DE725378C

DE725378C - Electro-acoustic binaural listening device for bearing for height and side with four sound collectors

Info

Publication number: DE725378C
Application number: DES132033D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Achterkirchen; Dr-Ing Friedrich Spandock
Original assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Current assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Priority date: 1938-05-08
Filing date: 1938-05-08
Publication date: 1942-09-21

Description

Elektroakustisches binaurales Horchgerät für die Peilung nach Höhe und Seite mit vier Schallsammlern Es sind Horchgeräte für die binaurale Richtungsbestimmung von Luftschall bekannt, die aus zwei kreuzweise angeordneten Schallsalumlerpaaren (Trichtern oder Spiegeln) bestehen, und um eine waagerechte und eine senkrechte Achse drehbar sind. Das eine Schallsammlerpaar bildet die Basis für das binaurale Abhorchen des Höhenwinkels, mit dem anderen Schallsammlerpaar wird der Seitenwinkel ermittelt. Um die Wirksamkeit der Horchgeräte zu erhöhen, hat man bei anderen Ausführungen die vier Schallsammler in den Ecken eines Rechteckes angeordnet, dessen Seiten zu den Bezugsebenen parallel verlaufen und jeweils zwei Schallsammler so zusammenschalten, daß der Schall von den in den gleichen Horizontaleb.enen liegender Schallsammlern zu den Telephonen bzw. Ohren des Beobachters für den Höbenwinkel, die in den gleichen Vertilialebenen liegenden Schallsammler zu den Telephonen bzw. Ohren des Beobachters für den Seitenwinkel geleitet wird. Jeder Scballsammler wird also bei einer solchen Anordnung gleichzeitig für beide Koordinaten benutzt.Electroacoustic binaural listening device for bearing altitude and side with four sound collectors These are listening devices for binaural direction determination known from airborne sound, which consists of two crosswise-arranged pairs of sounders (Funnels or mirrors) exist, and around a horizontal and a vertical Axis are rotatable. One pair of sound collectors forms the basis for the binaural Listening to the elevation angle, the side angle is determined with the other pair of sound collectors determined. In order to increase the effectiveness of the listening devices, other designs have been used the four sound collectors are arranged in the corners of a rectangle, the sides of which are too run parallel to the reference planes and connect two sound collectors together in such a way that that the sound from the sound collectors lying in the same horizontal planes to the telephones or ears of the observer for the Höbenwinkel, which are in the same Sound collector lying vertically to the telephones or ears of the observer for the side angle is directed. So every ball collector becomes one of these Arrangement used for both coordinates at the same time.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß eine störende Beeinflussung der leiden Empfangskreise für Höhe und Seite eintritt, da ja der Schallsammler gemeinsam benutzt wird. Um diese akustische Rückwirkung zu beseitigen, müssen deshalb besondere Mittel vorgesehen werden, z. 13. benutzt man bei elektroakustischen Horchgeräten für diesen Zweck Differentialübertrager oder die \ entil-Wirkung von Elektronenröhren. Die Diffrentialübertrager müssen genau abgeglichen werden und die Elektronenröhren stets gleiche Verstärkung besitzen, damit der gewünschte Zweck erreicht wird; es ist daher eine sorgfältige Überwachung und ein häufiges Nachregeln dieser Schaltelemente erfor derlich. This arrangement has the disadvantage that a disruptive influence who suffer reception circles for height and side occurs, since the sound collector is common is used. In order to eliminate this acoustic feedback, special Means are provided, e.g. 13. is used at electroacoustic Listening devices for this purpose differential transformers or the \ entil effect of Electron tubes. The differential transformers must be precisely adjusted and the electron tubes always have the same gain, so that the desired purpose is achieved; it is therefore a careful monitoring and frequent readjustment these switching elements neces sary.

Gemäß der Erfindung wird bei elektroakustischen binauralen Horchgeräten mit vier Schallsammlern, von denen jeder für beide Koordinaten gemeinsam benutzt wird, eine akustische Rückwirkung der beiden Empfangskreise dadurch vermieden, daß in jedem Schallsammler zwei Mikrophone sitzen, von denen jeweils das eine mit einem Mikrophon des in der gleichen Horizontalebene liegenden Schallsammlers für die binaurale Höhenpeilung, das andere mit einem Mikrophon des in der gleichen Vertikalebene liegenden Schallsammlers für die binaurale Seitenpeilung zusammengeschaltet ist. 13ei Verwendung von schallharten Druckempfäugern wird wegen ihres großen Schallwiderstandes gegenüber dem der Luft bei der gemeinsamen Benutzung der Schallsammler keine Rückbeeinflussung entstehen Die Mikrophone können für den praktisch wichtigsten Fall der Flugzeugpeilung genügend klein gehalten werden, so daß durch sie das Schallfeld des Schallsammlers im Bereich der Flugzeugfrequenz nicht wesentlich verzerrt wird. Je zwei zusammengeschaltete Mikrophone bilden eine Gruppe und müssen der Phase und der Intensität nach gleich sein und je vier (für die Höhenpeilung bzw. für die Seitenpeilung benutzten Milirophone5 der Phase nach, da man die Intensität jeder Gruppe durch Potentiometer nachregein kann. According to the invention, in electroacoustic binaural listening devices with four sound collectors, each of which is used for both coordinates in common is, an acoustic reaction of the two receiving circuits is avoided in that there are two microphones in each sound collector, one with one Microphone of the sound collector lying in the same horizontal plane for the binaural Elevation bearing, the other with a microphone of the one lying in the same vertical plane Sound collector is interconnected for the binaural side bearing. 13 if used of reverberant pressure receivers is opposed to because of their great sound resistance that of the air when the sound collector is used together The microphones can arise for the practically most important case of plane bearings be kept sufficiently small so that the sound field of the sound collector through them is not significantly distorted in the range of the aircraft frequency. Two interconnected Microphones form a group and must be the same in phase and intensity and four each (Milirophone5 used for the altitude bearing or for the lateral bearing) according to the phase, since the intensity of each group can be readjusted by means of a potentiometer can.

Eine solche Abgleichung der Mikrophone ist auch bei den bekannten Geräten, die die kustische Rückwirkung mittels Differentialübertrager oder Elektronenröhren zu vermeiden suchen, erforderlich. Das erfindungsgemäße Gerät wird aber in seinem Aufbau und in seiner Bedienung durch den Fortfall dieser zusätzlichen Schaltelemente einfacher und hinsichtlich der Peilergebnisse zuverlässiger. Such an adjustment of the microphones is also used in the known ones Devices, which the acoustic feedback by means of differential transformers or electron tubes looking to avoid being required. The device according to the invention is in his Structure and its operation due to the omission of these additional switching elements easier and more reliable with regard to the DF results.

Als Mikrophone können mit Vorteil Kondensatormikrophone benutzt werden, da diese genügend klein zu bauen sind. Man wird das einzelne Mikrophon nicht direkt an ein Verstärkungsrohr setzen, da dadurch eine neue Möglichkeit der Intensitätsänderung geschaffen würde. Vielmehr empfiehlt es sich, die beiden zu einer Gruppe gehörenden Mikrophone zuerst zusammenzuschalten und dann an einen Verstärker zu führen. Die Schaltung ist so zu treffen, daß man am Verstärker eine möglichst große Gitterspannung bei günstibem Frequenzband erhält. Im allgemeinen wird es daher zweckmäßig sein, Mikrophone mit kleiner Kapazität parallel, Mikrophone mit großer Kapazität in Reihe zu schalten. Condenser microphones can advantageously be used as microphones, since these can be built small enough. You don't become the individual microphone directly on a reinforcement tube, as this opens up a new way of changing the intensity would be created. Rather, it is recommended that the two belong to one group To interconnect microphones first and then to lead them to an amplifier. the The circuit is to be made in such a way that the grid voltage at the amplifier is as large as possible with a favorable frequency band. In general it will therefore be advisable to Small capacity microphones in parallel, large capacity microphones in series to switch.

I)urch das in den Figuren der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel soll die Erwindung näher erläutert werden. Es zeigt Fig. I die Gesamtanordnung eines elektroakustischen Horchgerätes, Fig. 2 die Anordnung und Schaltung der Mikrophone, Fig. 3 die Halterung der Mikrophone im Schallsammler. I) urch the embodiment shown in the figures of the drawing the discovery should be explained in more detail. It shows Fig. I the overall arrangement of a electroacoustic listening device, Fig. 2 the arrangement and circuit of the microphones, 3 shows the mounting of the microphones in the sound collector.

Das in Fig. I dargestellte Gerät besitzt vier Schailsanimler I, 2, 3, 4, die in der Regel als paraboloidförmige Schallspiegel ausgeführt werden. Die gezeichnete Stellung der Schallspiegel entspricht einer Lage der zu peilenden Schallquelle im Horizont. Die Schallspiegel 1 und 3 sind mittels des Trägers 5 an der horizontalen Drehachse / befestigt, ebenso die Schallspiegel 2 und 4 mittels des Trägers (. The device shown in Fig. I has four Schailsanimler I, 2, 3, 4, which are usually designed as parabolic sound mirrors. the Drawn position of the sound mirror corresponds to a position of the sound source to be tracked in the horizon. The sound mirrors 1 and 3 are by means of the support 5 on the horizontal Axis of rotation / attached, as well as the sound mirrors 2 and 4 by means of the carrier (.

Mit Hilfe der Handräder 8 und 9, die vor dem Beobachter für den Höhenwinkel bedient werden, kann die Drehachse 7 verdreht und damit das Gerät der Höhe nach eingestellt werden. Die von den Schallspiegeln I und 2 aufgefangenen Schallwellen werden, nachdem sie durch die in den Schallspiegeln angebrachten Mikrophone in tonfrequente NVechselströme umgewandelt und alsdann wider durch den Telephonhörer in Schallschwingungen zurückgewandelt worden sind, dem einen Ohre des Beohbachters, ebenso die von den Schallspiegeln 3 und 4 aufgefangenen Schallwellen dem anderen Ohr des Höhenbeobachters zugeführt.With the help of the handwheels 8 and 9 in front of the observer for the elevation angle are operated, the axis of rotation 7 can be rotated and thus the height of the device can be set. The sound waves captured by sound mirrors I and 2 after being converted into audio frequencies by the microphones in the sound mirrors Converted alternating currents and then converted into sound vibrations by the telephone receiver have been converted back, the one ear of the observer, as well as those of the Sound mirrors 3 and 4 intercepted sound waves to the other ear of the altitude observer fed.

Die horizontale Drehachse 7 ist in dem Gehäuse Io gelagert, das seinerseits voll dein Ständer 11 des Gerätes getragen wird. Der Ständer 1 1 umschließt gleichzeitig die vertikale Drehachse des Gerätes. Mittels deb Handrades 12 kann das Gehäuse 10 mit der horizontalen Drehachse 7 relativ zum Ständer 1 1 der Seite nach eingestellt werden. Das Handrad 12 wird von dem Beobachter für den Seitenwinkel bedient, der die von den Schallspiegeln 1 und 3 bzw. 2 und 4 aufgefangenden Schallwellen zugeführt erhält. The horizontal axis of rotation 7 is mounted in the housing Io, which in turn fully your stand 11 of the device is carried. The stand 1 1 encloses at the same time the vertical axis of rotation of the device. The housing 10 set with the horizontal axis of rotation 7 relative to the stand 1 1 of the side will. The handwheel 12 is operated by the observer for the side angle who the sound waves captured by the sound mirrors 1 and 3 or 2 and 4 are supplied receives.

Im Gehäuse in sind ferner Kästen 13, II 15, 16 für die Verstärker untergebracht. Mit 17 und I8 sind die Anschlüsse für die Telephonpaare der beiden Beobachter bezeichnet. In the housing in are also boxes 13, II 15, 16 for the amplifier housed. With 17 and I8 are the connections for the telephone pairs of the two Designated observer.

Die von 17 ausgehenden elektrischen Leitungen können z. B. zum Telephonpaar des Höhenbeobachters, die von I8 ausgehenden Leitungen zu dem Telephonpaar des Seitenbeobachters führen. In jedem Schallspiegel sind in der Fälle seines Brennpunktes zwei Mikro phone 19 bis 26 angebracht, die mit den Verstärkeren I3 bis 26 bzw. den Anschlußkästen I7 und I8 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise elektrisch verbunden sind.The outgoing from 17 electrical lines can, for. B. to the telephone pair of the altitude observer, the lines from 18 to the telephone pair of the side observer to lead. In every sound mirror, in the case of its focal point, there are two micro phone 19 to 26 attached, those with the amplifiers I3 to 26 or the junction boxes I7 and I8 in the manner shown in FIG. 2 electrically are connected.

Die vorzunehmende Schaltung der Mikrophone und Telephone ist aus Fig. 2 ohne weiteres verständlich. Für die Höbenpeilung wird je ein Mikrophon 19 bzw. 20 der beiden Schallspiegel 1 und 2 zusamengeschaltet und der erzeugte Strom über den Verstärker 13 auf das Telephon 27 des Höhenbeobachters geleitet. The microphones and telephones are switched off Fig. 2 readily understandable. A microphone 19 each is used for the elevation bearing or 20 of the two sound mirrors 1 and 2 are connected together and the electricity generated passed through the amplifier 13 to the telephone 27 of the altitude observer.

Ebenso werden die Mikrophone 2I und 22 der beiden anderen Sohallspiegel 3 und 4 zusammengeschaltet und die erzeugten Ströme über den Verstärker 14 auf das zweite Telephon 28 des Höhenbeobachters gegeben. Die vier Mikrophone 23 bis 26 dienen in ähnlicher Weise zur Seitenpeilung. Die Mikrophone 23 und 25 sind über den Verstärker 15 auf das Telephon 29, die Mikrophone 24 und 26 über den Verstärker 16 auf das Telephon 30 des Seitenbeobachters geschaltet.Likewise, the microphones 2I and 22 of the other two hall mirrors 3 and 4 are connected together and the currents generated are fed through the amplifier 14 to the second telephone 28 given to the altitude observer. The four microphones 23 to 26 are used in a similar way to the side bearing. The microphones 23 and 25 are over the amplifier 15 to the telephone 29, the microphones 24 and 26 via the amplifier 16 to the Telephone 30 of the side observer switched.

Die Anordnung der Mikrophone im Schallspiegel zeigt Fig. 3. Der Schallspiegel I hat die Form eines Paraboloides, in dessen Brennpunkt 31 die einfallenden Schallwellen konzentriert werden. Die Membranen der Mikrophone 19 und 23 müssen daher in der Nähe dieses Brennpunktes liegen. Bei genau gend kleinen Mikrophonen tritt keine wesentliche Verzerrung des Schallfeldes in der Gegend des Spiegelbrennpunktes auf. Es empfiehlt sich, die Mikrophone derart anzuordnen, daß sie den Spiegelbrennpunkt keilförmig umgeben, wie es die Figur zeigt, um einen trichterförmigen Abschluß der Brennfläche und damit eine möglichst gute Konzentration der Schallwellen zu erreichen. Um zu verhindern, daß an den Mikrophonen selbst direkte Störgeräusche ,auftreten oder Störgeräusche durch das Klingen der Schallspiegel und die Körperleitung des Schalles auf die Mikrophone übertragen werden, werden die Mikrophone zweckmäßig auf elastischen Trägern 32 bzw. The arrangement of the microphones in the sound mirror is shown in FIG. 3. The sound mirror I has the shape of a paraboloid, at whose focal point 31 the incident sound waves be concentrated. The membranes of the microphones 19 and 23 must therefore be in the Near this focal point. With exactly small microphones none occurs significant distortion of the sound field in the area of the mirror focal point. It is advisable to arrange the microphones in such a way that they focus on the mirror wedge-shaped surrounded, as the figure shows, to a funnel-shaped conclusion of the To achieve the best possible concentration of the sound waves. In order to prevent direct interference noises from occurring on the microphones themselves or background noise from the sound of the sound mirror and the body conduction of the Sound are transmitted to the microphones, the microphones are useful on elastic straps 32 resp.

33 befestigt, die z. B. aus Gummi bestehen und gleichzeitig die elektrischen Leitungen führen können. Diese Zuleitungen werden feuchtigkeitsdicht verschlossen. Dadurch ist eine völlig starre elektrische Leitung erreicht, wie sie für die Vermeidung des Mikrophoneftektes wünschenswert ist. Durch ein Drahtnetz 34 kann der Teil der Schallspiegel, in dem die Mikrophone liegen, abgedeckt werden, wodurch die Mikrophone vor mechanischen Beschädigungen geschützt sind.33 attached, the z. B. made of rubber and at the same time the electrical Cables can lead. These supply lines are sealed moisture-tight. As a result, a completely rigid electrical line is achieved, as is the case for avoidance of the microphone effect is desirable. Through a wire mesh 34, the part of the Sound mirror, in which the microphones are located, are covered, whereby the microphones are protected from mechanical damage.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Electroacoustic, binaural listening device for the bearing for height and side with four sound collectors in the corners of one Rectangle whose sides run parallel to the reference planes are arranged, characterized in that two microphones sit in each sound collector, one of which each one with a microphone of the lying in the same horizontal plane Sound collector for the binaural altitude bearing, the other with a microphone of the Sound collector lying in the same vertical plane for the binaural side bearing is interconnected.

2. Listening device according to claim I, characterized by a wedge-shaped Arrangement of the two microphone diaphragms of a sound collector in such a way that the wedge tip points towards the collecting opening of the sound collector.

3. listening device according to claim I, characterized in that the microphones are covered in the sound collector by a wire mesh.

4. listening device according to claim I, characterized in that the microphones sit on elastic, preferably made of rubber straps, which at the same time the electrical lines are routed and sealed in a moisture-proof manner.