DE739885C

DE739885C - Magnetic touch microphone, especially with a symmetrical magnet system

Info

Publication number: DE739885C
Application number: DES148991D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Stoehr
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1942-02-20
Filing date: 1942-02-20
Publication date: 1953-04-09

Description

Magnetisches Berührungsmikrofon, insbesondere mit symmetrischem Magnetsystem -Die Erfindung betrifft ein magnetisches Berührungsmikrofon, insbesondere mit symmetrischem Magnetsystem, und bezweckt, durch entsprechende Abstimmung der wirksam werdenden Teile aufeinander und durch ihre Bemessung bei vorgegebenem übertragungsbereich einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen.Magnetic touch microphone, especially with a symmetrical magnet system -The invention relates to a magnetic touch microphone, in particular with a symmetrical Magnet system, and aims to become effective through appropriate coordination Parts on each other and by their dimensioning with a given transmission range to achieve the highest possible efficiency.

Berührungsmikrofone mit symmetrischen Magnetsystemen, z. B. Vierpolsystemen, sind bekannt. Bei den bekannten Anordnungen wurden die Teile unter Berücksichtigung des magnetischen Wirkungsgrades sowie mit Rücksicht auf den zu übertragenden Frequenzbereich und auf Störgeräusche bemessen und aufeinander abgestimmt. Die mechanischen Eigenschaften des Halses wurden dabei außer acht gelassen, weshalb derartig dimensionierte Berührungsmikrofone in der Praxis nicht den erwarteten Wirkungsgrad aufwiesen.Touch microphones with symmetrical magnet systems, e.g. B. four-pole systems, are known. In the known arrangements, the parts were taken into account the magnetic efficiency as well as taking into account the frequency range to be transmitted and measured for background noise and coordinated with one another. The mechanical properties of the neck were disregarded, which is why such dimensioned touch microphones did not show the expected efficiency in practice.

Es ist zwar bekannt, bei magnetischen Berührungsmikrofonen mit schwingender Ankerzunge die Zungenbreite so zu wählen, daß sie den Schwingungseigenschaften des antreibenden Halses angepaßt ist. Diese Bemessung läßt aber eine Anpassung des Mikrofons an die mechanischen Eigenschaften des Halses nur in sehr beschränkter, praktisch nicht wirksam werdender Weise zu.Although it is known to vibrate with magnetic touch microphones Anchor tongue to choose the tongue width so that it corresponds to the vibration properties of the driving neck is adapted. However, this dimensioning allows the microphone to be adapted at the mechanical properties of the neck only to a very limited extent, practically ineffective way too.

Gemäß der Erfindung wird das gesamte System des magnetischen Berührungsmikrofons in einer den Wirkungsgrad steigernden Weise an die mechanischen Eigenschaften des Halses dadurch angepaßt, daß die im wesentlichen schwingende Masse in, des Mikrofons, die Halsmasse iiti" die übrige Masse des Mikrofons nag. und die Steife s," der Membran für eine bestimmte Eigenfrequenz f der Bedingung genügen, wobei inp die gleiche Größenordnung wie iith aufweist. Durch die Einbeziehung der Halsmasse iith in die Dimensionierungsformel für das Mikrofon und die Anpassung der Masse der schwingenden Teile des Mikrofons mp an die Halsmasse ini, wird bei verhältnismäßig geringer Steife s", der Membran eine möglichst verlustfreie Übertragung der Energie von der Halsoberfläche auf die Anlageplatte des Berührungsmikrofons gewährleistet und damit der Wirkungsgrad erhöht.According to the invention, the entire system of the magnetic touch microphone is adapted to the mechanical properties of the neck in an efficiency-increasing manner in that the essentially oscillating mass in the microphone, the neck mass iiti ", eats the remaining mass of the microphone and the rigidity s, "of the membrane for a certain natural frequency f the condition suffice, where inp is of the same order of magnitude as iith. By including the neck mass iith in the dimensioning formula for the microphone and adapting the mass of the vibrating parts of the microphone mp to the neck mass ini, with a relatively low stiffness s "of the membrane, the most loss-free transfer of energy from the neck surface to the contact plate is achieved of the touch microphone is guaranteed and thus the efficiency is increased.

Zweckmäßigerweisewirddie Eigenfrequenz f zwischen iooo und 25oo Hz gelegt. Dadurch werden die meist tiefer liegenden Störgeräusche, z. B. Flugzeuggeräusche, nur in geringem Maße von dem Mikrofon aufgenommen, und die Steife der Membran liegt nicht zu hoch, d. h. das Mikrofon erhält eine verhältnismäßig große Empfindlichkeit.The natural frequency f is expediently between 100 and 2500 Hz placed. This eliminates the mostly lower-lying background noises, e.g. B. aircraft noise, picked up only to a small extent by the microphone, and the stiffness of the diaphragm lies not too high, d. H. the microphone has a relatively high sensitivity.

Im folgenden wird die Erfindung näher erläutert und in der Zeichnung dargestellt, wobei als Ausführungsbeispiel ein konzentrisches Mehrpolsystem gewählt ist.In the following the invention is explained in more detail and in the drawing shown, with a concentric multipole system selected as an exemplary embodiment is.

In einem Gehäuse i ist ein konzentrisches Mehrpolsystem 2 angeordnet, das einen eingespannten membranartigen Anker 3 aufweist. Der Anker 3 steht über einen Stößel d. mit der Druckplatte 5 in Verbindung, welche sich in der Gebrauchslage gegen den Hals 6 des Benutzers anlegt. Das Berührungsmikrofon i bis 5 wird durch ein Halsband 7 am Hals des Benutzers gehalten.A concentric multipole system 2 is arranged in a housing i, which has a clamped membrane-like anchor 3. The anchor 3 protrudes a plunger d. with the pressure plate 5 in connection, which is in the position of use applies against the neck 6 of the user. The touch microphone i to 5 is through a collar 7 is held on the user's neck.

Die bei der vorgeschlagenen Dimensionierung wesentlich als schwingend anzusehenden Teile des Mikrofons sind die Membran 3, der Stößel 4. und die Druckplatte 5, welche zusammen die Masse in, haben. Da die Membran eingespannt ist, kann die Masse ihres schwingenden Teils nur zu einem Fünftel der Gesamtmasse der Membran angesetzt werden. Ferner besitzt das Mikrofon relativ ruhende Teile, nämlich das Gehäuse i und die Teile des Systems 2, zu denen der andere Teil der Membranmasse kommt und welche die Gesamtmasse lieg bilden.Which in the proposed dimensioning is essentially as oscillating The parts of the microphone to be seen are the membrane 3, the plunger 4. and the pressure plate 5, which together have the mass in,. Since the membrane is clamped, the The mass of its vibrating part is only one fifth of the total mass of the membrane be set. Furthermore, the microphone has relatively stationary parts, namely the Housing i and the parts of the system 2 to which the other part of the membrane mass comes and which form the total mass lying.

Es wird nun im Gegensatz zu den bisherigen Betrachtungsweisen ein solches System als ein Schwingungssystem aufgefaßt, das aus zwei starren schwingenden Massen m, und mg besteht, die durch die Steife s", der Membran 3 miteinander gekoppelt sind. Für eine bestimmte Frequenz f ergibt sich bekanntlich bei einem solchen Gebilde ("Tonpilz) die maximale Amplitude, wenn ist. Man könnte nun s", möglichst klein und damit die Empfindlichkeit des Mikrofons möglichst groß halten durch entsprechende Wahl von mp und mg, wobei der Ausdruck groll wird.In contrast to the previous approaches, such a system is understood as an oscillation system which consists of two rigid oscillating masses m and mg , which are coupled to one another by the stiffness s ″ of the membrane 3. For a certain frequency f results as is well known in such a structure ("Tonpilz") the maximum amplitude, if is. One could now keep s ", as small as possible, and thus keep the sensitivity of the microphone as high as possible, by appropriate choice of mp and mg, whereby the expression becomes resentful.

Unter Berücksichtigung eines leistungsfähigen magnetischen Aufbaus ist mg an eine gewisse Größe (etwa 2o bis .4o g) gebunden, d. h. der Ausdruck kann nur bei genügend kleiner Pilzmasse in, einen hohen Wert annehmen. Die Größe der Pilzmasse ist aber auch nach unten begrenzt.Taking into account a powerful magnetic structure mg is bound to a certain size (about 2o to .4o g), i.e. H. the expression can only assume a high value if the mushroom mass is sufficiently small. The size of the However, mushroom mass is also limited below.

Gemäß der Erfindung wird die Dimensionierungsformel nun nicht auf die theoretisch mögliche maximale Amplitude abgestellt, sondern auf die optimale Amplitude, die bei Berücksichtigung der mechanischen Eigenschaften des Halses praktisch erreichbar ist. Dabei ist folgendes zu berücksichtigen: Am Hals des Benutzers ist nur die Anlagestelle 6' zu berücksichtigen, deren Größe durch den Durchmesser der Druckplatte 5 gegeben ist. Der Durchmesser der Druckplatte 5 darf nicht zu klein sein, um einen zu hohen spezifischen Druck zu vermeiden, und nicht zu groß, um die Reibung bei der Kraftübertragung nicht zu groß werden zu lassen bzw. um nur die vom Kehlkopf besonders gut durchgesteuerte, verhältnismäßig kleine Halsfläche zu erfassen. Praktisch wird man der Druckplatte 5 einen Durchmesser von ungefähr 2 cm geben, dies entspricht dann im Durchschnitt einer Halsmasse mh von ungefähr :2 bis 3 g. Die Steifigkeit und die mitschwingende Masse des Halses ändert sich etwas je nach Kopfhaltung. Die Halssteife ist von erster Ordnung klein gegen die Steifigkeit s", der Membran und deshalb vernachlässigbar. Berücksichtigt man diese mechanischen Eigenschaften des Halses, so erhält man die optimale Amplitude für eine bestimmte Frequenz f, wenn ist und mp von der Größenordnung von mh gemacht wird. Im Flugzeuglärm liegen die Hauptkomponenten des Störschalls unterhalb iooo Hz. Man wird deshalb die Frequenz f für iooo bis 2Soo Hz berechnen und kann dabei mit der Membransteife s. so weit heruntergehen, daß eine gute Empfindlichkeit des Mikrofons gewährleistet wird. Eine höhere Resonanzlage bringt, bedingt durch die Eigenart der Kehlkopfsprache, keine wesentliche Verbesserung der Wiedergabe.According to the invention, the dimensioning formula is not based on the theoretically possible maximum amplitude, but on the optimum amplitude that can be achieved in practice when the mechanical properties of the neck are taken into account. The following must be taken into account: Only the contact point 6 ′ on the user's neck is to be taken into account, the size of which is given by the diameter of the pressure plate 5. The diameter of the pressure plate 5 must not be too small in order to avoid a specific pressure that is too high, and not too large in order not to let the friction during the force transmission become too great or only that which is relatively small, which is particularly well controlled by the larynx To capture the neck surface. In practice, the pressure plate 5 will be given a diameter of approximately 2 cm, which then corresponds, on average, to a neck mass mh of approximately: 2 to 3 g. The stiffness and the resonating mass of the neck change slightly depending on the position of the head. The neck stiffness is of the first order small compared to the stiffness s "of the membrane and is therefore negligible. If these mechanical properties of the neck are taken into account, the optimum amplitude for a certain frequency f, if and mp is made of the order of mh. In aircraft noise, the main components of the background noise are below 100 Hz. The frequency f will therefore be calculated for 100 to 200 Hz and the membrane stiffness s can be reduced so far that a good sensitivity of the microphone is guaranteed. Due to the nature of the larynx language, a higher resonance level does not bring about any significant improvement in reproduction.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Magnetic touch microphone, in particular with a symmetrical magnet system, characterized in that the essentially oscillating mass (mp) of the microphone, the neck mass (mh "), the remaining mass (mg) of the microphone and the stiffness (sm) of the membrane (3) for a certain natural frequency (f) of the condition suffice, where mp is of the same order of magnitude as mh.

2. Magnetic touch microphone according to claim i, characterized in that the natural frequency (f) is between iooo and 25oo Hz.