DE813169C - Vorrichtung zur Ermittlung des UEbertragungsmasses von Schallaufnahmegeraeten - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Ermittlung des Ubertragungsmaßes von Schallaufnahmegeräten Um den Frequenzgang und das Übertragungsmaß von Mikrophonen bestimmen zu können, verwendet man Vorrichtungen, die im wesentlichen aus einer luftdicht abgeschlossenen Kammer bestehen, deren Volumen durch einen beweglichen Bauteil im lZhythmus der verschiedenen, zur Messung benutzten Frequenzen verändert wird. Meist ist dies ein in Schwingung versetzter kolbenartiger Teil, der mehr oder weniger in die Kammer eintaucht. Das Mikrophon bildet während der Messung einen Teil der Kammerwandung, wird also luftdicht an die Kammer angesetzt.
• Um absolute Werte für das Übertragungsmaß bestimmen zu können, ist die Kenntnis des Schalldruckes am blikroplion bei jeder Frequenz erforderlich. Er ergibt sich, wenn V das Kammervolumen und p" der Druck in der Kammer bei ruhendem Kolben ist, zu für eine durch die Kolbenbewegung hervorgerufene Volumenänderung 0 V der Kammer. Die Volumenänderung A V ist ihrerseits proportional der Amplitude a der Kolbenbewegung, so daß diese Amplitude ein Maß für den in der Kammer entstehenden Schalldruck ist. Der Antrieb des Kolbens erfolgt in der Regel elektromagnetisch. Ein von einem Tongenerator gelieferter Strom der gewünschten Frequenz speist eine Antriebsspule, die den Kolben oder einen an ihn starr angesetzten Teil umgibt. Wird dieser Strom bei allen Frequenzen gleich gewählt, so ändert sich die Kolbenamplitude und damit der Schalldruck am Mikrophon proportional d. h. bei hohen Frequenzen ist die Amplitude der Bewegung noch sehr klein, der Schalldruck niedrig. Die mechanische Eigenresonanz liegt dabei wie bei allen elektrodynamischen Lautsprechern sehr tief, so daß hier nur der Frequenzbereich oberhalb der Resonanz betrachtet wird. Dies führt zu Unzuträglichkeiten in der Messung der Bewegungsamplitude und damit zu ungenauen Werten für den Schalldruck und das Übertragungsmaß.
• Es ist überhaupt lästig, daß der Schalldruck bei jeder Messung mit einer anderen Frequenz wieder neu bestimmt werden muß. Bequemer wäre es, mit konstantem Schalldruck zu arbeiten, also bei allen Frequenzen von den gleichen Voraussetzungen für die Messung auszugehen. Es ließe sich dann auch eine kontinuierlich das ganze Frequenzband überstreichende Messung mit Hilfe eines schreibenden Meßinstruments vornehmen. Indessen ist es nicht wohl möglich, dies zu erreichen, denn wenn bei einem Meßbereich von 2o bis 20ooo Hertz ein Faktor ios für den Frequenzunterschied besteht, so müßte nach dem Obenstehenden eine Regelung einen Bereich von ioe ausregeln. Einen auch nur annähernd so großen Regelumfang lassen aber die Antriebsspulen schon aus Dimensionierungsgründen nicht zu.
• Gemäß der Erfindung erfolgt der Antrieb des Kolbens daher derart, daß nicht der Schalldruck, sondern die Geschwindigkeitsamplitude des Kolbens bei allen Frequenzen die gleiche ist. Die Geschwindigkeit des Kolbens hängt mit der dem Schalldruck proportionalen Amplitude a der Kolbenbewegung nach der Beziehung v=a#cu zusammen, ändert sich also nur mit wenn a sich mit ändert. Führt man bei elektromagnetischem Antrieb der Antriebsspule für den Kolben einen mit der Frequenz linear ansteigenden Strom zu, was sich ohne weiteres durch ein der Antriebsspule vorgeschaltetes RC-Glied erreichen läßt, so bleibt die Geschwindigkeitsamplitude bei allen Frequenzen gleich, und der Druck ändert sich nur noch proportional Dieser Frequenzgang läßt sich nun, wenn erforderlich, weiter durch Verwendung eines Meßinstruments für die vom gemessenen Mikrophon gelieferte Spannung kompensieren, das ebenfalls einen mit w ansteigenden Frequenzgang hat oder durch Vorschalten geeigneter Schaltmittel erhält. So lassen sich das absolute Übertragungsmaß des Mikrophons direkt angebende Meßvorrichtungen gewinnen, ohne daß infolge zu großer Regelbereiche Überlastungen des Antriebs eintreten oder unerfüllbare Forderungen an die Empfindlichkeit und den Anzeigebereich der Meßinstrumente gestellt werden müssen. Zur Messung des Schalldrucks sind Einrichtungen vorgeschlagen worden, die mit der induktiven Erzeugung einer Spannung in einer Spule durch einen relativ dazu bewegten Magneten arbeiten, wobei diese relative Bewegung durch den Kolben hervorgerufen wird. Die in einer solchen Spule erzeugte Spannung ist proportional der Geschwindigkeit der Kolbenbewegung. Bei der im vorstehenden beschriebenen Art des Antriebs des Kolbens mit bei allen Frequenzen gleicher Geschwindigkeit bleibt also auch die von einer solchen Spule gelieferte Spannung über den ganzen Frequenzbereich konstant. Sie läßt sich daher in .weiterer Ausgestaltung der Erfindung dazu verwenden, die durch Verluste und Teilresonanzen noch auftretenden Änderungen der Kolbengeschwindigkeit mit der Frequenz zu beseitigen. Zu diesem Zweck wird die von der Meßeinrichtung kommende Spannung gleichgerichtet und über eine beliebige an sich bekannte Regelungsschaltung zur Regelung des Antriebsstromes in der erforderlichen Weise benutzt.
• Die im vorstehenden erwähnte Meßeinrichtung wird auch zur Eichung der erfindungsgemäßen Vorrichtung benutzt. Bei einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz wird die Amplitude der Kolbenbewegung einmal in der bisher üblichen optischen Weise direkt gemessen. Gleichzeitig wird dabei die von der elektrischen Meßeinrichtung erzeugte Spannung festgestellt. Hieraus ergibt sich die je Einheit des Schalldrucks von der Meßeinrichtung gelieferte Spannung, und damit umgekehrt der bei einer beliebigen angezeigten Spannung in der Druckkammer herrschende Druck.
• In der Zeichnung ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung als Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
• M ist in dieser Zeichnung das zu prüfende Mikrophon, das luftdicht an die Druckkammer D angesetzt ist. Gegenüber dem Mikrophon taucht der Kolben Kin die Kammer ein, der vom linken Ende her mittels einer Antriebsspule A in Schwingungen versetzt wird. Die Antriebsspannung für den Kolben K wird von einem Tongenerator T geliefert und über das RC-Glied R und den Verstärker V der Spule A zugeführt. Die Spannung des Mikrophons M wird an einem schreibenden Instrument P gemessen. In den Kolben K ist der Magnet 1 eingesetzt, der bei Bewegung .des Kolbens in der Meßspule S eine Spannung erzeugt. Die aus der Meßspule S kommende Spannung wird über einen Verstärker W und einen Gleichrichter G einer beliebigen an sich bekannten Regelschaltung Z zugeführt, die die Antriebsspannung an der Antriebsspule A# so regelt, daß die Spannung an der Meßspule S stets konstant ist.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Ermittlung des Übertragungsmaßes von Schallaufnahmegeräten mittels in einer Druckkammer durch Volumenänderung erzeugten definierten, auf das Schall-, aufnahmegerät unmittelbar einwirkenden Schalldruckes, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des das Druckkammervolumen ändernden Bauteiles so erfolgt, daß dessen Geschwindigkeitsamplitude bei allen Frequenzen die gleiche ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i mit elektromagnetischem Antrieb des das Druckkammervolumen ändernden Bauteiles, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des der Antriebsspule für den das Druckkammervolumen ändernden Bauteil zugeführten Antriebsstromes so erfolgt, daß der Strom linear mit der Frequenz ansteigt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lineare Ansteigen des Stromes mit der Frequenz durch ein vor die Antriebsspule geschaltetes RC-Glied bewirkt ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wiedergabe der Meßwerte für das geprüfte Schallaufnahmegerät ein Instrument mit einem mit (u ansteigenden Frequenzgang verwendet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit co ansteigende Frequenzgang durch Zwischenschaltung geeigneter Schaltmittel zwischen geprüftem Mikrophon und Wiedergabeinstrument erzielt ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich von Unregelmäßigkeiten in der Größe der Geschwindigkeitsamplitude des das Druckkammervolumen ändernden Bauteiles bei verschiedenen Frequenzen eine weitere Regelung durch eine, einer Meßeinrichtung für die Bewegungsamplitude dieses Bauteils entnommene Spannung über eine an sich bekannte Regelschaltung erfolgt. Die Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche zur kontinuierlichen Anzeige und/oder Aufzeichnung des Frequenzgangs und/oder Übertragungsmaßes eines Mikrophons.