DE893666C - Elektrostatisches Mikrofon - Google Patents

Description

• Elektrostatisches Mikrofon ln der Patentschrift 884516 wurde ein elektrostatisches Mikrofon beschrieben, das infolge seiner besonderen Ausbildungsart eine nierenförmige Richtcharakteristik zeigt. Dieses Mikrofon stellt im gewissen Sinne eine Kombination zwischen einem Druckmikro-fon und einem Druckgradientenmikrofon dar. Die Vereinigung der Richtzharakteristiken di,--,ser beiden Mikrofone führt zu der in vielen Fällen sehr erwünschten nierenförmigen Charakteristik. Das Mittel, um diese Kurve mit einem einzigen Mikrofon zu erreichen, besteht, wie der Anspruch i des Patentes 884 5 16 aussagt, darin, d--,in Schall auch Zutritt zur Rückseite der Membran zu gestatten, wobei in dem Weg zur Rückseite akustische Widerstände entsprechender Größenordnung vorhanden sein müssen, um diegewünschte Charakteristik zu erzielen. Der Fachmann ist an Hand dies-er Lehre in der Lage, durch Veründerung des akustischen Widerstandes die Eigenschaften des Mikrofons zwischen denen des reinen Druckempfängers und denen eines Druckgradientenempfängers zu verändern und dabei auch die gewünschte nierenförmige Richtcharakteristik zu erreichen.
• Es sind nun Untersuchungen angestellt worden, um die Bedingungen festzulegen, unter denen ein solches Mikrofon eine nierenförmige Richtkennlinie erhält, die im ganzen übertragungsbereich frequenzunabhängig ist. Bei dies-en Untersuchungen hat sich er,-eben, daß die Membran, das Luftpolster und die Reibung ganz bestimmten Bedingungen genügen müssen, um daserstrehte Ziel zu erreichen. Zunächst einmal hat sich ergeben, daß die mechanischen Widerstände der Membranmasse, ihrer Steifigkeit und ihrer Reibung klein sein müssen im Vergleich zu den Widerständen der Luftpolstersteifigkeit und Luftpolsterreibung. Diese Bedingung ist verhältnismäßig einfach zu erfüllen. Darüber hinaus nun müssen aber weiterhin die Luftpolstersteiggkeit und die Luftpolsterreibung zueinander in einem,ganz bestimmten Verhältnis stehen. Dieses Verhältnis wird durch eine Formel charakterisiert, die in Worte ausgedrückt lautet: Das Verhältnis von Luftpolstersteifigkeit zu Luftpolsterreibung muß wie das Verhältnis z-wischen Schallgeschwindigkeit zu einer Hilfsgröße sein, die zweckmäßigerweise mit Schallumweg bezeichnet wird. Diese Hilfsgröße ist eine Strecke, die angenähert dem Schallumweg bis zur Rückseite der Membran entspricht. Genauer bezeichnet ist der Schallumweg die Strecke, die der Schall bei geradliniger Ausbreitung zurücklegen müßte, um dieselbe Veränderung in der Amplitude und Phase zu erfahren, wie sie zwischen gleichen Punkten der Vorder- - und Rückseite der Membran des erfindungsgemäßen Mikrofons hervorgerufen wird. Reicht die angenäherte Bestimmung dieser Größe, die im wesentlieh-en von den äußeren Abmessungen des Mikrofons abhängt, nicht aus, dann kann diese Größe sehr genau an einem Modell bestimmt werden, in welchem vorzugsweise in vergrößerter Form auf der Vorder- und Rückseite einer in diesem Fall nicht schwingenden Membran ein Meßmikrodon möglichst kleiner Ausdehnung befestigt wird und mit Hilfe welcher der Druckunterschied an den beiden Mikrofonen in einem ebenen Schallfeld bestimmt wird. Die Drücke der-beiden Meßstellen sind idurch folgende Formel In Beziehung gebracht: wobei A x der Schallumweg, die- zuvor erwähnte Hilfsgröße ist. Hat man aus dieser Formel die Drücke pl und p2 nach Größe und Phase bestimmt, dann ist damit 4,x bekannt und kann nunmehr zur Feststellung des Verhäftnisses zwischen Luftpolstersteifigk,eit und Luftpolsterreibung benutzt werden.
• Ein Mikrofon mit nierenförmiger Richtkennlinie, welches im gesamten Übertragungsbereich eine frequenzunabhängige Kennlinie und ein frequenzunabhängiges übertragungsmai3 besitzt, ist daher erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände der Membranmasse, -steifigkeit und -reibung klein sind im Vergleich zu den Widerständen der Luftpolstersteifigkeit und -reibung und daß sich die Luftpolstersteifigkeit zur Luftpolsterreibung verhält wie die Schallgeschwindigkeit zum Schallumweg.
• Es muß noch erwähnt werden, daß neben den vorstehend angegebenen Bedingungen es auch noch erforderlich ist, daß, die Schwingungen der Membran durch die mitschwingende Luft nicht merklich beeinflußt werden, weil sonst die vorerwähnte Beziehung nicht gilt. Diese letzte Forderung ist jedoch bei Mikrofonmembranen normalerweise erfüllt, so daß auf ihre besondere Beachtung im Rahmen der Erfindung, die sich auf Mikrofone bezieht, verzichtet werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektrostatisches Mikrofon nach Patent 884516, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände der Membranmasse, -steifigkeit und -reib=g klein sind im Vergleich zu den Widerständen der Luftpolstersteifigkeit und -reibung und daß sich die Luftpolstersteifigkeit zur Luftpolsterreibung verhält wie die Schallgeschwindigkeit zum Schallumweg.