DE959376C - Kohlemikrophon mit Schalltrichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kohlemikrophon mit schwenkbarem Schalltrichter für Fernsprecher, insbesondere für Sprechgarnituren, dessen Resonanzspitze zur Verbesserung des Frequenzganges gedämpft wird.

In der Fernsprechtechnik werden Kohlemikrophone verwendet, die meist nur eine ausgeprägte Resonanzspitze aufweisen. Außerhalb dieser Resonanz sinkt das Übertragungsmaß rasch auf sehr geringe Werte ab. Derartige Mikrophone genügen jedoch den heutigen Anforderungen nicht mehr, da ein stark erweiterter Frequenzbereich einwandfrei übertragen werden muß. Dazu ist das Übertragungsmaß in diesem Bereich möglichst konstant zu halten. Aus diesem Grunde wird bekanntlich der Frequenzbereich durch zusätzliche Resonatoren erweitert, deren Eigenschwingungen außerhalb der Eigenschwingung des Mikrophons, d. h. von dessen Membran, liegen. Zur Erweiterung des Frequenzbereiches oberhalb der Resonanzfrequenz ist es bekannt, einen Schalltrichter, vorzugsweise exponentialer Form, mit langer und enger Öffnung zu verwenden. Für die Erweiterung des Bereiches unterhalb der Resonanz ist ein Resonator erforderlich, dessen Dämpfung beeinflußbar ist.

Um nun einen möglichst geraden Frequenzverlauf zu erhalten, müssen außerdem die Resonanzspitzen der Mikrophonfrequenzkurve durch zusätz-

liehe Dämpfungsmittel gedämpft werden. Zur Erzielung einer dertigen Dämpfung sind Mikrophone mit Schalltrichter bekannt, bei denen Teile des Schalltrichters mit absorbierendem Material ausgefüllt sind, z. B. mit Watte oder gewalzter Drahtgaze. Bei einer anderen bekannten Anordnung wird die Dämpfung durch verstärkte Luftreibung erreicht, indem der Schalltrichter oder Teile desselben kugelförmig ausgebildet sind. Derartige An-Ordnungen besitzen jedoch den Nachteil, daß entweder ihre Herstellung kostspielig ist oder das Dämpfungsmaterial im Laufe der Zeit Änderungen in akustischer Hinsicht erleidet.

Es sind weiterhin Anordnungen dieser Art bekannt, bei. denen zur Erzielung zusätzlicher Eigenschwingungen oberhalb der Mikrophonresonanz Füllkörper innerhalb des Schalltrichters angeordnet sind, die eine Verlängerung und Verengung des Schallweges bedingen. Diese bekannten Anordnungen besitzen jedoch den Nachteil, daß die Füllkörper kompliziert geformt sind, zumal sie sich der Form der Mikrophonmembran anpassen müssen, um den Raum vor der Membran verhältnismäßig klein zu halten. Ein genaues Einhalten der Abas messungen der Füllkörper, das zur Erzielung eines guten Frequenzganges unbedingt erforderlich ist, ist jedoch bei komplizierten Formen nur schwer möglich, insbesondere wenn das Mikrotelephon in Serienfertigung hergestellt werden soll. Weitere Nachteile der bekannten Anordnungen treten besonders dann in Erscheinung, wenn der Sprechtrichter schwenkbar ausgebildet ist, wie es beispielsweise bei Sprechgarnitüren notwendig ist. Die Lagerstellen des Schalltrichters müssen infolge der eingebauten Füllkörper in Gebiete des Schalltrichters verlegt werden, die bereits verhältnismäßig weite öffnungen aufweisen. Die Einhaltung der vorbestimmten Trichterform, z. B. exponentialer Form, ist dabei nicht oder nur sehr schwer möglich.

Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden und erreicht dies dadurch, daß rohrartige Zwischenglieder zwischen dem Schalltrichter und dem Mikrophon vorgesehen sind, deren Querschnitte derart bemessen sind, daß durch den Frequenzgang des Schalltrichters und der Zwischenglieder die Hauptresonanz des Mikrophons gedämpft und die resultierende Frequenzkurve oberhalb dieser Resonanz angehoben wird, und daß die Zwischenglieder gleichzeitig die Lagerstellen des schwenkbaren Schalltrichters bilden.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Annäherung des gesamten Frequenzganges an einen gewünschten geradlinigen Verlauf durch einen flachen, Ideinen Luftraum vor der Mikrophonmembran und durch öffnungen in dieser begünstigt. Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung besitzt . der Frequenzgang der Trichteranordnung durch das Zusammenwirken des flachen Luftraumes zwischen Membran und Kapseldeckel mit den rohrartigen Zwischengliedern an der Stelle der Resonanzfrequenz des Mikrophons ein Minimum, von dem aus der Frequenzgang nach höheren Frequenzen hin für den Bereich einer Oktave um mindestens 9 db angehoben wird, so daß dadurch die resultierende Frequenzkurve gegenüber der stark abfallenden Mikrophonfrequenzkurve angehoben wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels in den Fig. 1 bis 4 näher erläutert.

Fig. ι stellt eine Sprechgarnitur dar, bei der Mikrophon und Telephon in einem Gehäuse untergebracht sind; Fig. 2 stellt das Mikrophon im Schnitt dar; Fig. 3 stellt die einzelnen Frequenzkurven der Sprechgarnitur dar;

Fig. 4 stellt eine weitere Sprechgarnitur dar, bei der Mikrophon und Telephon in getrennten Gehausen untergebracht sind.

In Fig. ι ist eine Sprechgarnitur dargestellt, bei der das Gehäuse aus Isolierstoff, in dem Mikrophon und Telephon angeordnet sind, aus zwei Gehäuseteilen ι und 2 besteht. Die beiden Gehäuseteile 1 und 2 sind durch Schrauben miteinander verbunden. Das Telephon 3 ist hinter der Hörmuschel 4 des Gehäuseteiles 1 eingelegt und in der Zeichnung gestrichelt dargestellt. Das Mikrophon 5 befindet sich unterhalb des Telephons 3 und ist mit einem Rohr 6 im Gehäuseteil 1 verbunden. In Verlängerung dieses Rohres 6 schließen sich an das Gehäuseteil τ ein rohrartiges Bogenstück 7, ein Gelenkstück 8 und ein Sprechtrichter 9 an. Der Sprechtrichter 9 ist so ausgebildet, daß er vor den Mund des Sprechenden geführt werden kann, wenn die Hörmuschel 4 am Ohr des Sprechenden liegt. Diese Mikrotelephonanordnung wird am Kopf des Sprechenden gehalten durch einen Kopfbügel 10, der im Innern des Gehäuseteiles 2 mittels eines gestrichelt gezeichneten Kugelgelenkes befestigt ist und durch einen Schlitz im Gehäuseteil 2 hindurchgreift. Durch diesen Schlitz ist die Beweglichkeit zwischen dem Kopfbügel 10 und der Mikrotelephonanordnung begrenzt. Der Kopfbügel 10 besitzt ein Polster 11 zur druckfreien Auflage auf dem Kopf und ein ringförmiges Polster 12, das der Hörmuschel 4 gegenüberliegt. Das Polster 12 ist auf dem freien Ende des Kopfbügels 10 durch einen Ansatz 13 gleitend befestigt und besitzt in der Mitte seiner konusförmigen Vertiefung einen ballartigen Ansatz 14.

Fig. 2 zeigt die Mikrophonkapsel 5 im Schnitt. Das Kapselgehäuse 15 besitzt eine zentrale Aussparung 16, in der die Einzelteile der Kohlegrießkammer angeordnet sind. Eine bewegliche Hilfsmembran ij, die aus ein oder mehreren Scheiben aus Seide besteht, bildet einen Teil der Grießkammerwandung. Die mit der Membran 24 verbundene bewegliche Elektrode 18 ragt durch die zentrale öffnung der Hilfsmembran 17 in die Grießkammer hinein. Ein Abschlußring 19 aus Isoliermaterial bildet die Seitenwand der Grießkammer, die nach unten von der in einer Vertiefung des Abschluß ringes 19 liegenden festen Elektrode abgeschlossen ist. Eine Befestigungsscheibe 21 drückt die feste Elektrode 20 gegen den, Abschluß-

ring 19' und ist durch Verstemmen an mehreren Stellen der Kapselrandzone 22 gegen Herausfallen gesichert. Die feste Elektrode 20 besitzt einen mit einer Bohrung versehenen Ansatz 23, durch den der Kohlegrieß eingefüllt wird. Auf diesen Ansatz 23 ist der Kontakt für die feste Elektrode aufgeschraubt. Die Bohrung wird nach dem Füllen durch einen Stöpsel verschlossen. .Die bewegliche Elektrode 18 besitzt einen äußeren ringförmigen Flansch, mit dem sie an der einwärts gewölbten Membran 24 befestigt ist. Der Hohlraum der Elektrode 18 ist von dem flachen Mittelstück der Membran 24 abgedeckt. Diese besitzt an ihrem Rand einen ringförmigen Flansch, durch den sie auf dem Auflageflansch 25 der Kapsel 15 befestigt ist. Ein Abschluß deckel 26, welcher der Form der Membran 24 angepaßt ist, umgreift die Außenseiten des Flansches 25 und hält dadurch die gesamte Mikrophonkapsel zusammen. Eine Kontaktschraube I5_a ist von der Seite her in das Kapselgehäuse 15 eingeschraubt und stellt die elektrische Verbindung zur beweglichen Elektrode 18 über das Gehäuse 15 und die Membran 24 her. Die Innenseite des Abschlußdeckels 26 paßt sich derart an die Form der Membran 24 an, daß zwischen beiden nur ein kleiner flacher Luftraum 27 vorhanden ist. Der mit einer Bohrung versehene Mittelansatz 28 des Abschlußdeckels 26 leitet den durch den Trichter 9 und das Rohr 6 zugeführten Schall, auf die Membran 24.

Der Trichter 9 und die anschließende Schallführung zum Mikrophon, bestehend aus den Teilen 6,7 und 8, verursachen einen Anstieg des Schalldrucks, der den flachen Luftraum 27 über der Membran 24 erforderlich macht. Wenn dieser Luftraum größer wäre, ergäbe sich, an der Membran ein schädlicher akustischer Nebenschluß.

Die Frequenzabhängigkeit der erfindungsgemäßen Anordnung ist in Fig. 3 graphisch dargestellt. Auf der senkrechten Achse ist die Amplitude in Dezibel aufgetragen, während auf der waagerechten Achse die Frequenz in Hertz dargestellt ist. Die Kurve 29 stellt den Frequenzgang des Mikrophons dar und die Kurve 30 den Frequenzgang der Trichteranordnung, bestehend aus dem Schalltrichter 9, dem Gelenkstück 8, dem Bogenstück 7 und dem Rohr 6. Die Einsattelung der Kurve 30 liegt unterhalb 1500 Hz. Die Kurve 31 ist die resultierende aus den Kurven 29 und 30. Die Kurve 3 i_a stellt den für einen guten Wirkungsgrad gewünschten Frequenzgang einer Mikrophonanordnung dar, die in der üblichen Schaltung mit einem Telephon mit annähernd geradlinigem Frequenzgang verbunden ist. Der Fig. 3 ist zu entnehmen, daß sich die Kurve 31 der gewünschten Frequenzkurve 3i_a verhältnismäßig gut angleicht.

Der tonale Ausgleich des Mikrophons erlaubt eine geringfügige Abweichung von der nach oben gerichteten Frequenzkurve 31 unterhalb etwa 400 Hz, während diese Grenze durch den verringerten Ableitungseffekt infolge des kleinen Luftspaltes 27 zwischen der Membran 24 und dem Kapseldeckel 26 (Fig. 2) auf etwa 500 Hz erhöht wird. Durch die flache Ausbildung des Luftraumes 27 wird die Frequenzkurve oberhalb 500 Hz in bezug auf den Kurventeil unterhalb dieser Frequenz verbessert. Diese Verkleinerung des Luftraumes wird jedoch durch die größtmögliche Schwingungsamplitude der Membran begrenzt. Diese Grenze kann weiter herabgesetzt'werden, indem kleine Öffnungen in der Membran (in Fig. 2 nicht dargestellt) vorgesehen sind. Das für einen guten Frequenzgang der gesamten Mikrophonanordnung notwendige Auftreten des aufwärts gerichteten Knickes der Frequenzkurve 30 wird durch entsprechende Ausbildung des Trichters erreicht. Die Frequenzkurven 30 und 31 besitzen annähernd gleichen Verlauf mit Ausnahme desjenigen Kurventeiles, in dem die gewünschte akustische Dämpfung auftritt. Diese Dämpfung wird in dem Rohr 6 und durch die gleichmäßige Bohrung in dem Bogenstück 7 und dem Gelenkstück 8 hervorgerufen. In diesem engen Gebiet des Trichtersystems besteht die Neigung zu stehenden Wellen, insbesondere wenn es an seinem weiten Ende besprochen wird,

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung werden die Teile 7 und 8 untereinander und an dem Isolierstoffgehäuse ι durch Federwirkung gehalten. Der Trichter 9 ist in dem Gelenkstück 8 eingerastet. Die Feder erzeugt in Verbindung mit einer beweglichen Führung eine'axiale Spannung, durch welche die einzelnen Teile der beweglichen Führung zusammengehalten werden. Der akustische Widerstand dieser Anordnung stellt zugleich eine brauchbare Dämpfung dar. gs

Eine an sich bekannte zusätzliche Dämpfung, z. B. Watte oder gewalzte Drahtgaze, könnte die Kurve 31 der gewünschten Frequenzkurve 3i_a angleichen. Gegenüber den Frequenzkurven der meisten modernen Mikrophonanordnungen ist die gezeichnete Kurve jedoch am günstigsten. Eine weitere Dämpfung kann zudem nur sehr geringfügig sein.

Die Schalleitung zum Mikrophon erfolgt im beschriebenen Beispiel durch den Trichter 9, wobei das Rohr 6 im Gehäuseteil 1, das Bogenstück 7 und das Gelenkstück 8, die eine gleich starke Bohrung besitzen, in ihrer Leitungseigenschaft so beschaffen sind, daß diese nicht zum Ausgleich des Frequenzganges des Mikrophons beitragen. Daraus ergibt no sich die notwendige Trichtercharakteristik für den in Fig. 2 beschriebenen Mikrophontyp. Kommt ein anderer Mikrophontyp zur Anwendung, für den ein längerer Schalltrichter erforderlich ist, um den gewünschten Frequenzgang zu erhalten, so kann die Verjüngung der Trichteröffnung über die Teile 8, 7 und 6 fortgesetzt werden.

Die in Fig. 4 dargestellte Sprechgarnitur unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Sprechgarnitur durch die getrennfe Anordnung von Mikn> phon und Telephon in zwei Isolierstoffgehäusen, die an den beiden Enden des Kopf bügels angeordnet sind. Außerdem ist die Schallführung, die bei der Anordnung in Fig. 1 aus dem Bogenstück 7 und dem Gelenkstück 8 besteht, langer ausgeführt und durch eine biegsame Anordnung 32, die aus ein-

zelnen Segmenten zusammengesetzt ist, ersetzt. Das Mikrophon und das Trichtersystem sind nach dem gleichen Prinzip aufgebaut wie beim Beispiel nach Fig. i. Zusätzlich zum Vorteil des Frequenzgangausgleiches ergibt sich, daß der Druckanstieg an der Membran die Unregelmäßigkeiten in der mechanischen Impedanz der Membran überdeckt, die durch die Herstellungstoleranzen und durch die verschiedenen Arbeitsbedingungen bedingt sind.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Kohlemikrophon mit schwenkbarem Schalltrichter für Fernsprecher, insbesondere für Sprechgarnituren, dessen Resonanzspitze zur

   ig Verbesserung des Frequenzganges gedämpft wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schalltrichter (9) und dem Mikrophon (5) rohrartige Zwischenglieder (6, 7, 8) vorgesehen sind, deren Querschnitte derart bemessen sind,

   so daß durch den Frequenzgang {30) des Schalltrichters (9) und der Zwischenglieder (6, 7, 8) die Hauptresonanz des Mikrophons gedämpft und die resultierende Frequenzkurve (31) oberhalb dieser Resonanz angehoben wird, und daß

   as die Zwischenglieder (6, 7, 8) gleichzeitig die Lagerstellen des schwenkbaren Schalltrichters (9) bilden.
2. 2. Kohlemikrophon mit Schalltrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur besseren Annäherung des Frequenzganges (31) an einen gewünschten geradlinigen Frequenzverlauf (3I₀) ein flacher, kleiner Luftraum (27) vor der Mikrophonmembran (24) und/oder Öffnungen in dieser vorgesehen sind.
3. 3. Kohlemikrophon, mit Schalltrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des Luftraumes (27) durch die größte Schwingungsamplitude der Membran (24) bestimmt ist.
4. 4. Kohlemikrophon mit Schalltrichter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Zusammenwirken des flachen Luftraumes {2J) mit den rohrartigen Zwischengliedern (6, 7, 8) der Frequenzgang (30) der Trichteranordnung im Gebiet der Resonanzfrequenz des Mikrophons ein Minimum aufweist und oberhalb dieser Resonanzfrequenz für den Bereich einer Oktave um mindestens 9 db angehoben wird.
5. 5. Kohlemikrophon nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenglied ein rohrartiges Bogenstück (7) mit konstantem Querschnitt verwendet wird, das einerseits drehbar an dem Mikrophongehäuse (1) befestigt ist und andererseits den Schalltrichter (9) drehbar trägt.
6. 6. Kohlemikrophon nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenglied ein langes biegsames Rohr (32) aus einzelnen Segmenten mit konstantem Querschnitt verwendet wird (Fig. 4).

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 718 133;
   französische Patentschriften Nr. 405 317,

   762715;

   »Elektrische Nachrichtentechnik«, 1936, Heft 3,

   S. 76 bis 78, und Heft 7, S. 223.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   © 609 617/35S 8.56 (609 833 2.57)