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Elektrostatisches Mikrophon Die Erfindung betrifft ein elektrostatisches
Mikrophon, welches die Bauart eines Druckgradientenempfängers aufweist. Ein Druckgradientenmikrophon
hat im Gegensatz zu einem reinen Druckempfänger, bei dem die wirksame Fläche einseitig
dem Schallfeld ausgesetzt ist und bei dem unter der Voraussetzung, daß die Abmessungen
des :Mikrophonkörpers klein gegen die Wellenlänge der zu übertragenden Frequenzen
sind, die Empfindlichkeit nicht von der Einfallsrichtung des Schalls abhängt, eine
besondere Richtcharakteristik. Im allgemeinen hat die Richtwirkung eines Druck-"g
radientenempfängers die Form einer Acht (8), d. h. also, ein solches Druckgradientenmikrophon
nimmt Schallstrahlen von vorn und hinten bevorzugt auf, während in einer hierzu
senkrechten Ebene die Empfindlichkeit besonders gering ist oder ganz verschwindet.
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Es ist bereits bekannt, ein normales, als Druckempfänger wirksames
Kondensatormikrophon dadurch zu einem Druckgradientenempfänger mit 8-förmiger Richtungsempfindlichkeit
zu machen, daß man bei Verwendung einer perforierten Elektrode als festeBelegung
derKondensatormikrophonkapsel den Mikrophonkörper mit COffnungen versieht. Wenn
auf diese Weise der Mikrophonkörper Durchbrechungen aufweist, wird die Membran nicht
mehreinseitig, sondern beiderseitig dem Schall ausgesetzt, so daß als Antriebskraft
für die Membran nicht mehr der Schalldruck maßgebend ist, sondern die Schalldruckdifferenz
vor und hinter der Membran. In der Membranebene ist die Empfindlichkeit
infolgedessen;
gering oder überhaupt nicht vorhanden. Die Empfindlichkeit hat bei normalem Schalleinfall,
d. h. senkrecht zur Membranebene, ihr Maximum.
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In vielen Fällen wird von einem Mikrophon eine Richtwirkung verlangt,
die aber im Gegensatz zur 8-förmigen Richtcharakteristik nur nach einer Seite hin
wirksam sein soll. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche einseitige
Richtwirkung, insbesondere eine nierenförmige Richtcharakteristik des9 Mikrophons
zu erzielen.
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Es ist an sich bereits bekannt, eine nierenförmige Richtcharakteristik
dadurch zu erhalten., daß man ein als Druckempfänger arbeitendes Mikrophon mit einem
Druckgradientenempfänger elektrisch oder mechanisch kombiniert. Das letztere kann
z. B. in der Weise erfolgen, daß zwei selbständige Mikrophone, von denen das eine
mit seiner wirksamen Fläche nur einseitig dem Schallfeld ausgesetzt ist, während
die Membran des anderen Mikrophons auf der Vorderseite unmittelbar und von der Rückseite
her durch Öffnungen in der Gegenelektrode und im Mikrophonkörper der Schallwirkung
ausgesetzt ist, miteinander vereinigt werden. Es ist aber auch schon vorgeschlagen
worden, einen Druckgradientenempfänger mit einem Schalldruckempf.änger baulich zu
vereinigen, indem der Druckgradientenempfänger mit einer zweiten, zur ersten Membran
entgegengesetzt liegenden Membran versehen wurde. Diese Konstruktionen bedingen
jedoch einen größeren Aufwand.
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Zur Erzielung einer einseitigen Richtwirkung, insbesondere einer nierenförmigen
Richtcharakteristik des Mikrophons kommterfirndungsgemäß ein als Druckgradientenempfänger
ausgebildetes, elektrostatisches Mikrophon zur Verwendung, bei dem in dem zur Rückseite
der Membran führenden Luftweg zusätzliche Mittel vorgesehen sind, die einen nahezu,
aber nicht völlig dichten Abschluß bewirken. Bei diesem Mikrophon ist in Übe@reinstimmung
mit .dem bekanten Bau eines Druckgradientenempfängers die Membran auf der Vorderseite
unmittelbar und von der Rückseite her durch Öffnunhen in der Gegenelektrode und
im Mikrophonkörper der Schallwirkung ausgesetzt. Durch die im rückseitigen Luftweg
vorhandenen Mittel wird nun ein solcher akustischer Widerstand gebildet, der zwischen
völlig dichtem Abschluß .un:d ungehindertem Schallzutritt liegt. Hierdurch wird
eine zwischen allseitiger und 8-förmiger Richtcharakteristik liegende nierenförmige
Richtcharakteristik mit Hilfe einer einzigen Membran hervorgerufen.
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Um indem zur Rückseite -der Membran führenden Luftlveg einen nahezu,
aber nicht völlig dichten Abschluß hervorzurufen, können in den Luftweg besondere
Materialien eingebracht werden. Es ist .aber auch möglich, die im Mikrophonkörper
selbst vorhandenem Öffnungen so fein auszubilden, @daß hierdurch der erforderliche
indirekte Abschluß entsteht. Weiterhin können auch zusätzlich vor oder hinter dem
MikrophonkörperAuf- bzw. Zwischenlagen angebracht -sein, die mit besonders feinen
Öffnungen versehen sind. Solche Öffnungen können nachträglieh eingebracht werden.
Es können aber auch Materialien verwendet werden, die von sich aus schon beispielsweise
durch poröse Beschaffenheit solche Öffnungen aufweisen. Von harten Materialien besitzen
z. B. Sinterkörper im allgemeinen eine starke Porosität.
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-Besonders geeignet zur Erzielung eines undichten Abschlusses sind
weiche Materialien, wie z. B. Filz oder Stoffe mit ähnlichen akustischen Eigenschaften.
Eine solche Filzauflage läßt sich mit Hilfe einer Halterungsplatte auf den Mikrophonkörper
leicht aufpressen. Je nach der Dicke der Filzauflage kann dabei die Halterungsplatte
größere oder kleinere Durch'brechungen aufweisen. Bei einer dünnen Filzzwischenlage
ist es zweckmäßig, die Halterungsplatte als voll geschlossene Platte auszuführen.
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Die Erfindung soll an Hand eines in der Zeichnung .dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden. Die Zeichnung stellt ein elektrostatisches Mikrophon nach
der Erfindung im Schnitt dar. Mit i ist hierbei der eigentliche Mikrophonkörper
bezeichnet, der zur Halterun- der einzelnen Teile des Mikrophons dient. Die Membran
2 kann als dünne Metallmembran ausgebildet sein. Es ist aber zweckmäßig, als Membran
eine an sich bekannte, aus Polyvinylchlorid bestehende Folie zu verwenden, die mit
einer Metallisierung versehen ist. An dem Mikrophonkörper i ist die mit Löchern
16 versehene Gegenelektrode 3 befestigt, welche außer den Ausnehmungen q., 5 und
6 noch in der Zeichnung nicht dargestellte Durchbrechungen aufweist. Die Membran
ist durch Zwischenlagen aus isolierendem Material, wofür gleichfalls Folien aus
Polyvinylchlorid verwendet wenden können, gegen die Gegenelektrode abgestützt. Solche
Zwischenlagen sind an den Stellen 7, 8, 9 und 10 dargestellt. Zur Befestigung der
Membran dient ein Klemmring i i, der gleichzeitig die Membran fest einspannt.
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In dem Mikrophonkörper i sind Öffnungen 12 angebracht, durch welche
die Membran 2 mit ihrer Rückseite der Schallwirkung über die Durchbrechungen r6
der- Gegenelektrode ausgesetzt ist. Um einen undichten Abschluß in dem zur Rückseite
der Membran führenden Luftweg hervorzurufen, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
eine Filzauflage 13 vorgesehen, die sich über die gesamten Öffnungen 12 iim Mikrophonkörper
r erstreckt. Die Filzscheibe 13 wird durch die Halterungsplatte 14., die zweckmäßig
keine Durc'hbrechungen aufweist, aufgepreßt. Zur Befestigung dienen hierbei Schrauben
15, die in den Mikrophonkörper i eingeschraubt sind.
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Es ist in vielen Fällen vorteilhaft, die Mikrophonrückseite gegen
äußere Einflüsse abzudichten, wobei eine Schutzhülle von akustisch möglichst geringer
Beeinträchtigung des Mikrophons geeignet ist. Hierdurch kann ein Schutz für die
Filzscheibe 13, der unter Umständen erforderlich ist, bewirkt werden. Die in dem
rückseitigen Luftweg vorhandenen kleinen Öffnungen können nämlich durch Staub, Feuchtigkeit
usw.. Veränderungen erfahren,
die die Eigenschaften des Mikrophons.
unter Umständen ungünstig beeinflussen. Insbesondere können die akustischen Eigenschaften
der Filzscheibe durch Feuchtigkeitseinflüsse stark verändert werden. Es ist daher
vorteilhaft, die Schutzhülle so auszubilden, daß sie in Zusammenwirken mit einer
wasserdichten Mikrophonmembran aus einer Polyvinylchloridfolie einen feuchtigkeitsdichten
Abschiuß des Mikrophoninnern bewirkt. Zu diesem Zweck kann die Schutzhülle gleichfalls
aus einer Folie von Polyvinylchlorid gebildet sein, die als schlappe, nicht gespannte
Haut die Rückseite des Mikrophons oder gegebenenfalls auch das gesamte Mikrophon
einhüllt.