DE848515C - Elektrisches Mikrophon - Google Patents

Description

• Elektrisches Mikrophon Wird eine räumliche Drahtspirale (Schraubenfeder), die von einem elektrischen Strom durchflossen .wird, entgegen ihren elastischen Kräften so weit zusammengedrückt, daß sich ihre einzelnen Windungen berühren, so wird der Stromweg entlang dein Drahte durch diese Berührung mehr oder weniger kurzgeschlossen. Die Größe des Kurzschlusses ist hierbei von dem Grad der der Einzelwindungen abhängig. Dies besagt, daß der auf ihre Enden bezogene Ohmsche Widerstand der Drahtspirale sich mit dem Grad der Berührung der Windungen stark ändert. Erfährt die Länge der Spiralfeder (Schraubenfeder) innerhalb dieses Bereichs mehr oder weniger inniger Berührung ihrer Einzelwindungen durch entsprechende Dilatation oder Kompression eine Zu- oder Abnahme, so l;ewirken l)ereits recht kleine Längenänderungen relativ große Änderungen ihres Ohmschen Gesamtwiderstands und damit des elektrischen Stromflusses durch die Spirale, soweit der Stromfluß maßgehlieb von diesem elektrischen Widerstand abhängt. Dieser an sich bekannte Effekt ist bereits zur Messung kleiner Weglängen benutzt worden. Hierbei ist es zweckmäßig, die Spiralfeder aus einem ausreichend elastischen elektrischen Widerstandsmaterial vorzusehen. Ferner ist es vorteilhaft, die Oberfläche der Feder im Sinne möglichst unveränderlicherStromiibergangsbedingungen durch einen hierzu geeigneten metallischen Überzug zu vergüten.
• Nach der Erfindung wird dieser Effekt zur Konstruktion eines neuen elektrischen Mikrophons als Ersatz für die üblichen Kohlemikrophone benutzt. Kohlemikrophone haben im allgemeinen den Nachteil, däß sie keinen festliegenden elektrischen Ruhewiderstand besitzen, da ihr innerer elektrischer Widerstand auch noch von Umlagerungsvorgängen beweglicher Kohleteilchen. abhängt. Solche Umlagerungseorgä,nge können bei dem nachfolgend beschriebenen @likrophon nicht auftreten. Im wesentlichen besteht das neue Mikrophon aus einer Membran, die in der üblichen Weise durch Schallbeaufschlagung in erzwungene mechanische Schwingungen versetzt wird, und aus einer oder mehreren zweckmäßig elektrisch hintereinandergeschalteten, vom Mikrophonstrom durchflossenen Spiralfedern (Schraubenfedern), deren eines Ende durch entsprechenden Einbau festgehalten wird, während ihr anderes Ende unmittelbar oder mittelbar so mit der Membran verbunden ist, daß es an den Membranbewegungen teilnimmt. Die Spiralwindungen sind hierbei so stark zusammengedrückt, daß ihre Einzelwindungen, bezogen auf die Ruhelage, in welcher die Membran keine S'challbeaufschlagung erfährt, sich in einem bestimmten Grad gegenseitig berühren. Dem mechanischen Druck der Federn aus dieser Kompression wird durch die elastischen Kräfte der Membran das Gleichgewicht gehalten. Infolge dieser Maßnahmen erzwingen die Membranschwirigungen synchrone Längenänderungen der Spiralfedern, die infolge des hierdurch auftretenden ständigen Wechsels des Berührungsgrads der Einzelwindungen entsprechende Änderungen ihres Ohmschen Widerstands zur Folge haben. Diese von der Membran erzwungenen Schwankungen des Gesamtwiderstands der Spiralfedern erzeugen elektrische Wechselströme, die sich als elektrisches Abbild der $challschwingungen dem Ruhestrom überlagern. Die Windungen der Schraubenfedern können entweder auf einer Zylinderfläche oder auf einer Kegelfläche liegen. Liegen sie auf einer Zylinderfläche, so ist es bei kleinen Drahtstärken der Federn nützlich, sie durch einten Innenstab oder durch eine äußere Hülse aus Isoliermaterial zu führen. Am einfachsten ist es, die Achse der Spiralfedern senkrecht zur Membran zu halten tind das eine Federende unmittelbar von der Membran tragen zu lassen. Es ist aber auch möglich, die Membranbewegungen durch eine Hebelvorrichtung auf das eine Federende zu übertragen. Hierbei kann auch ein Winkelhebel benutzt werden, so daß sich in diesem Falle die Federachsen parallel zur Membran legen lassen. Die Membran läßt sich auch durch ein dünnes gefaltetes Bändchen ersetzen, wie es bei Induktionsmikrophonen benutzt wird.
• Die Spiralfedern müssen nicht unbedingt aus einem elektrischen Widerstandsmaterial bestehen, auch dann nicht, wenn sie einen relativ hohen elektrischen Widerstand aufweisen sollen. Man kann als Material hierfür auch einen der üblichen Federstähle verwenden. In diesem Falle wird die Drahtoberfläche zunächst mit einer elektrisch nichtleitenden Schicht überzogen. Beispielsweise kann Quarz auf sie aufgedampft werden. Auf diese Quarzoberfläche wird dann weiterhin nach einem der bekannten Verfahren eine metallisch leitende Schicht aufgetragen, wobei deren Dicke so zu bemessen ist, daß die gesamte aaifgetragene metallische Oberflächenschicht der Drahtspirale einen vorbestimmten höheren elektrischen Widerstand aufweist. Der eigentliche Drahtkern aus Federstahl wird infolge seiner Isolierung durch die nichtleitende oberflächliche Zwischenschicht vom Mikrophonstrom nicht durchflossen. Der Wechselstromanteil des Mikrophonstroms wird auch in diesem Falle durch den von den Membranschwingungen erzwungenen Wechsel des Berührungsgrads der oberflächlichen metallischen Schichten der Einzelwindungen verursacht. Die metallische Oberflächenschicht ist zweckmäßig aus einem solchen Material anzufertigen, das unveränderliche @Stromüibergangsbedingungen zwischen den sich berührenden Einzelwindungen gewährleistet.
• Da die Maximalamplitude der durch die Membranschwingungen erzwungenen Längenänderungen der Spiralen relativ sehr klein ist, lassen sich schließlich auch Spiralen aus einem elektrischen Nichtleiter verwenden, deren Oberfläche mit einer dünnen Metällschicht überzogen ist. In Anbetracht der geringen Kompressibilität solcher Spiralen ist die Steigung ihrer Windungen bei kräftefreiem Zustand so gering zu bemessen, daß diese sich bei einer Kompression noch innerhalb der elastischen Grenzen berühren können.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrisches Mikrophon, gekennzeichnet durch eine oder mehrere zweckmäßig elektrisch hintereinandergesohaltete, vom Mikrophonstrom durchflossene Drahtspiralen (Schraubenfedern), vorzugsweise aus einem elektrischen Widerstandsmaterial, die entgegen ihren elastischen Kräften so stark zusammengedrückt sind, daß sich ihre Einzelwindungen zum Teil berühren, wobei diese Spiralfedern (Schraubenfedern) durch eine schallbeaufschlagte Membran od. dgl. in Richtung ihrer Windungsachse und im Rhythmus der Membranschwingungen schnell abwechselnd, zusammengedrückt und auseinandergezogen werden, so daß infolge des hiermit schwankenden Berührungsgrads der Einzelwindungen entsprechende Änderungen des elektrischen Gesamtwiderstands der Spiralfedern auftreten, die ihrerseits die Schallschwingungen ele'ktrisc'h abbildende Stromschwankungen verursachen.
2. 2. Elektrisches Mikrophon nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung von Spiralfedern ('Schraubenfedern) aus beliebigen Federstählen, die mit einer elektrisch nichtleitendenSchicht überzogen sind, auf die wiederum eine metallische Schicht geringer Dicke aufgetragen ist, die vom Mikrophonstrom durchflossen wird, während der metallische Federkern an dem Stromfluß unbeteiligt ist.
3. 3. Elektrisches Mikrophon nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Spiralfedern (Schraubenfedern) aus elektrisch nichtleitendem, innerhalb der engen mechanischen Arbeitsgrenzen noch genügend elastischem Material, die mit einer dünnen metallischen, vom Mikrophonstrom durchflossenen Schicht überzogen sind.