SU7207A1

SU7207A1 - Device for receiving and transmitting sound signals

Info

Publication number: SU7207A1
Application number: SU4127A
Authority: SU
Inventors: Маурер М.; Гашек Э.
Original assignee: Акц. Об-во К.П. Герц; Акц. Об-во К.П. Герц, Оптическое Заведение; Оптическое Заведение
Priority date: 1925-08-26
Filing date: 1925-08-26
Publication date: 1928-12-31

Description

Предлагаемое изобретение касаетс устройства приспособлени , с помощью которого, с одной стороны, можно установить направление поступлени звуковых импульсов от какого-либо отдаленного звукового источника, а, с другой стороны, оказываетс возможность посылать вдаль звуковые импульсы в определенном изолированном направлении в виде пучка параллельных лучей.The present invention relates to a device with which, on the one hand, it is possible to establish the direction of arrival of sound pulses from a distant sound source, and, on the other hand, it is possible to send sound pulses in a certain isolated direction in the form of a beam of parallel rays.

Служащие дл этой цели слуховые определители направлени или мегафопы не дают удовлетворительных результатов вследствие применени в них звуковых приемников или же передатчиков произвольной воронкообразной или грушевидной формы, от действи которых звуковые лучи понадают к месту назначени после многократного отражени и отклонени в интерферированном виде, а, следовательно, уже утратив акустическую чистоту.The auditory directional detectors or megaphops serving for this purpose do not give satisfactory results due to the use of sound receivers or transmitters of an arbitrary funnel-shaped or pear-shaped shape, from which sound beams come to their destination after repeated reflection and deviation in the interfered form, and, consequently, already lost acoustic purity.

Хот , в качестве звуковых приемников и передатчиков примен лись такжеAlthough, sound receivers and transmitters were also used.

и правильные, с точки зрени акустики., параболоиды вращени , в фокусе которых устанавливались микрофоны или телефоны, в особенности в тех случа х, когда по шуму, исход щему от движущегос ночью, а, следовательно, невидимого летательного аппарата требовалось определить пространственное положение этого аппарата, но и в этом случае, достижение поставленной цели не вполне безупречно, так как при применении телефонов, поступающие звуковые импульсы дают лишь очень слабые импульсы тока, при пользовании же микрофонами, необходимые изменени наклона телефонной мембраны дл отыскани направлени звука, сопровождаютс неизбежными перемещени ми графитовых шариков, вредно отражающимис на звуковом приеме вследствие вызываемого ими побочного шума.and correct, from the point of view of acoustics., paraboloids of rotation, in the focus of which microphones or telephones were installed, especially in cases where the noise emanating from the moving at night, and therefore the invisible aircraft, was required to determine but in this case, the achievement of the goal is not quite perfect, because when using telephones, the incoming sound pulses give only very weak current pulses; when using microphones, the necessary changes telephone tilt directions membrane for retrieving a sound, are accompanied by the inevitable movements of graphite balls harmful otrazhayuschimis on the audio reception side due to noise caused by them.

Предлагаемое приспособление дл приема и передачи звуковых сигналов предназначаетс дл устранени подобных недостатков, дл каковой цели звуковые лучи, в случае поступлени ах параллельным пучком из одпого направлени , собираютс в фокусе приемного параболоида и направл ютс далее при помощи устанавливаемого, по возможности конфокально с первым, второго полого рефлектора таким образом, чтобы они попадали в ухо наблюдател или на мембрану микрофона, поворачиваемого лишь в азимутальном направлении, в виде пучка параллельных или сход щихс лучей, при чем дл облегчени определени направлени приход щих звуковых лучей, входному отверстию дл этих последних в рефлекторе может быть придаваемо такое очертание, чтобы при малом угловом отклонении поступающих звуковых лучей от оси приемного рефлектора в одном направлении, получались лишь незначительные, а в другом направлении-гораздо большие потери в силе звука. В то врем как. дл приемного рефлектора наиболее подход щей формой оказываетс единственно лишь параболоид вращени , в качестве отвод щего рефлектора может быть примен ем возможно более выт нутый параболоид , дающий пучки параллельных звуковых лучей большой силы, или устанавливаемый оп ть-таки конфокально с приемным параболоидом, эллипсоид вращени , при котором возможно соединение звуковых лучей во втором его фокусе.The proposed device for receiving and transmitting audio signals is intended to eliminate such shortcomings, for which purpose the sound beams, in case of arrival of a parallel beam from one direction, are collected at the focus of the receiving paraboloid and are further directed by means of a second, configurable, confocal with the first hollow reflector so that they fall into the ear of the observer or on the membrane of the microphone, rotated only in the azimuthal direction, in the form of a parallel beam or c For example, in order to facilitate the determination of the direction of incoming sound beams, the entrance hole for these latter in the reflector can be given such an outline that, with a small angular deviation of the incoming sound beams from the axis of the receiving reflector in one direction, only insignificant are obtained, and the other direction is much greater loss of sound power While. for a receiving reflector, only a paraboloid of rotation is the most suitable form; as a diverting reflector, a possibly more elongated paraboloid can be used, giving beams of parallel sound beams of great power, or installed again confocal with the receiving paraboloid, ellipsoid of rotation, at which it is possible to connect sound rays in its second focus.

Если при помощи подобных комбинаций рефлекторов отводить звуковые импульсы в противоположных направлени х , то при этом получаютс приспособлени , могущие быть примен емыми дл отправлени пучков параллельных звуковых лучей.If, with the aid of such combinations of reflectors, sound pulses are diverted in opposite directions, then devices are obtained that can be used to send beams of parallel sound beams.

Формы осуществлени предлагаемого изобретени представлены на схематическом чертеже, при чем фиг. 1 изображает боковой вид, фиг. 2-план устройства с параболическим отвод щим рефлектором, фиг. 3-боковой вид, фиг. 4-план устройства с эллиптическим отвод щим рефлектором, фиг. 5- вид спереди комплектного определител направлени звука с поворачиваемою вокруг вертикальной и горизонтальной оси звуковой базой, в соединении с оптическим визирным приспособлением дл отыскани звукового источника, а также The embodiments of the invention are presented in a schematic drawing, with FIG. 1 is a side view, FIG. 2 is a plan of the device with a parabolic deflector; FIG. 3 side view, FIG. 4 is a plan of the device with an elliptical discharge reflector; FIG. 5 is a front view of the complete sound direction detector with a sound base pivoted around the vertical and horizontal axis, in conjunction with an optical sighting device for finding a sound source, and

дл установки направлени передачи звука в отнравительных устройствах, и фиг. 6-7-варианты приспособлени .to set the direction of sound transmission in the selective devices, and FIG. 6-7 variants of adaptation.

На всех фигурах линией Fg-x обозначено направление оси приемного пли передаточпого отражател А линией Fg-у-направление оси отвод щего или подвод щего рефлектора В, при чем буква F, означает общий фокус обоих рефлекторов, в котором пересекаютс все звуковые лучи, приход щие из направлении ж-Fg или, наоборот, посылаемые в этом паправлении. На фиг. 3 и 4 буква -Fj означает второй фокус отвод щего или подвод щего эллипсоида .In all figures, the Fg-x line indicates the direction of the axis of the receiving or transferring reflector A and the Fg-y line is the direction of the axis of the retracting or supplying reflector B, with the letter F indicating the common focus of both reflectors in which all sound beams coming from w-Fg or, conversely, sent in this direction. FIG. 3 and 4, the letter —Fj denotes the second focus of the retracted or injected ellipsoid.

Если указанные комбинации рефлекторов служат дл отыскани направлени приход щих звуковых лучей, то предпочтительно ограничивать поверхность приемного отражател А, и входное отверстие отвод щего отражател В плоскостью, проход щею перпендикул рно к плоскости через общий фокус F и через расположенную по главному меридиану точку пересечени Н„ обоих отражателей. Этим достигаетс то, что даже при совершенно незначительном отклонении направлений звука от оси xF получаютс весьма заметные ослаблени звука в паправлении оси 3/, между тем как даже более значительные отклонени от названного направлени дают в противоположном направлении у совершенно незаметные ослаблени звука.If these reflector combinations serve to find the direction of the incoming sound beams, it is preferable to limit the surface of the receiving reflector A and the inlet of the diverting reflector B to the plane passing perpendicular to the plane through the common focus F and the intersection point Hn, located along the main meridian. both reflectors. This achieves the fact that even with a completely insignificant deviation of the directions of sound from the xF axis, very noticeable attenuation of sound in the direction of axis 3 / is obtained, while even more significant deviations from this direction produce completely imperceptible attenuation of sound in the opposite direction.

Если описываемое приспособление служит дл передачи направленных звуковых импульсов, то следует ограничение передаточного отражател А, а также выходного отверсти из подвод щего рефлектора В, расположенного по оси Fy X выполн ть коническою поверхностью , дл которой образующею служит . При атом рекомендуетс устанавливать направление звуковой передата при помощи простого, расположенного своей осью параллельно диоптра или другого какоголибо визирного прйспосоолени .If the described device is used to transmit directional sound pulses, then the limitation of the transfer reflector A, as well as the exit hole from the supply reflector B located along the Fy X axis, should be performed with a conical surface for which it forms. When an atom is recommended to set the direction of the sound transmitted using a simple, located on its axis parallel to the diopter or any other target.

Также и в приемных звуковых устройствах вл етс полезным, дл нахождени звукового источника, присоедин ть к комбинации рефлекторов кольцевой пли какой-либо другой диоптр.Also in receiving sound devices it is useful, in order to find a sound source, to attach a different diopter to the ring or a combination of reflectors.

визирное направление которого соответствует линии .whose direction of sight corresponds to the line.

Если источник звука св зан с новерхностью земли, то дл отыскани его положени достаточно азимутальной поворачиваемости оси укрепленной на штативе комбинапии отражателей, при чем укрепление это должно допускать также и поворачивание вокруг оси FJ, у. Если, однако, источником звука вл етс невидимый летательный аппарат , то одновременно должны быть определ емы его акустический азимут и угол высоты, дл чего можно пользоватьс изображенной на фиг. 5 комбинациею рефлекторов при участии двух наблюдателей, из которых один должен определить азимутальную, а другой- вертикальную плоскость звука.If the sound source is associated with the earth's surface, then to find its position, azimuthal steering of the axis of the combination of reflectors mounted on the tripod is sufficient, while strengthening it should also allow rotation around the axis FJ, y. If, however, the sound source is an invisible aircraft, then its acoustic azimuth and height angle must be determined at the same time, for which you can use the device shown in FIG. 5 combination of reflectors with the participation of two observers, one of which must determine the azimuth and the other the vertical plane of sound.

На вертикальной цапфе 1 штатива укреплена со свободою азимутального вращени вилка 2, образующа собой опору дл горизонтальной опорной рамы 3, на которой накрепко насажены втулки 4, 5 дл отражателей. Дл достижени высокой чувствительности, звуковые отражатели в данном случае попарно обращены в разные стороны.On the vertical pin 1 of the tripod, the fork 2 is fastened with the freedom of azimuthal rotation, forming a support for the horizontal support frame 3, on which the sleeves 4, 5 for the reflectors are firmly mounted. In order to achieve high sensitivity, the sound reflectors in this case are turned in pairs in different directions.

Обе образующие собою азимутальную звуковую базу комбинации отражателей состо т, при описываемой форме выполнени , из попарно соединенных между собою рефлекторов 7, 8, обе же, примен емые в качестве вертикальной звуковой базы, комбинации отражателей состо т кажда из трех, попарно конфокально установленных отражателей 9, 10, 11, а именно, из параболоидальных входных рефлекторов 9, к которым конфокально примыкают перпепдикул рные к оси вилки 3, эллиптические отвод щие отражатели 10, св занные, в свою очередь , с внутренними эллипсоидальными или параболоидальными отвод щими рефлекторами 11, нанравл ющими звуковые лучи либо в слуховой орган наблюдател , либо к вертикально расположенной мембране микрофона 13, который при таком устройстве не подвергаетс никаким изменени м наклона, а потому не дает мешающих побочных шумов ни при азимутальном, ни при вертикальном поворачивании рефлекторов . Ероме того, на опорной раме 3, дл облегчени отыскивани источника звука, установлена зрительна труба 12.Both combinations of reflectors that form an azimuth sound base consist, in the described form of implementation, of pairs of reflectors 7, 8, which are used in pairs as a vertical sound base, reflector combinations consist of three, pairwise confocal reflectors 9 , 10, 11, namely, from paraboloidal entrance reflectors 9, to which the plugs 3, which are perpendicular to the axis of the fork, are confocal, elliptical diverting reflectors 10, are associated, in turn, with internal ellipsoidal and and paraboloidal diverting reflectors 11, which emit sound beams either into the auditory organ of the observer, or to the vertically located membrane of the microphone 13, which with this device does not undergo any tilt changes, and therefore does not produce interfering side noises, either at azimuth or vertical turning reflectors. In addition, a telescope 12 is installed on the support frame 3 to facilitate the search for the sound source.

Если дело идет о воспри тии помощью микрофона импульсов, исход щих от наход щихс на большом рассто нии источников звука, значительного прот жени , например, целых театральных оркестров и сценических нредставлений, то дл этой це.1и оказываетс пригодной форма выполнени , при которой к приемному параболоиду конфокально примыкают не одна, а две, расположенных по одной оси отвод щих полых поверхности (в виде эллипсоидов или параболоидов), так, чтобы с фокусом приемного параболоида, как показано на фиг. 6, совпадало по одному фокусу обоих отвод щих эллипсоидов, в плоскости вторых фокусов которых устанавливаетс по микрофону. Звуковые лучи, поступающие параллельно оси приемного параболоида, воспринимаютс поровну каждым из отвод щих эллипсоидов , между тем как вс совокупность лучей, поступающих параллельно направлению 1, воспринимаетс эллипсоидом -В, совокупность же лучей, поступающих параллельно направлению П, воспринимаетс и отводитс к микрофону эллипсоидом В. Вместо отвод щих рефлекторов эллипсоидальной формы. в данном случае могут быть, конечно, применены и параболоидальные отражатели с наставленными цилиндрическими трубчатыми част ми (фиг. 1, 2). К приемнику параболоиду могут быть также конфокально присоедин емы четыре полых отвод щих поверхности (эллипсоидальные или параболоидальные ) таким образом, что все они образуют пр моугольный крест.If it is a matter of perceiving by a microphone pulses emanating from sound sources located at a large distance, for a considerable period, for example, entire theater orchestras and stage performances, then for this purpose the implementation of The paraboloid is confocally adjacent not one, but two, disposed along the same axis of the diverting hollow surface (in the form of ellipsoids or paraboloids), so that the focus of the receiving paraboloid, as shown in FIG. 6, coincided in one focus of both of the diverting ellipsoids, in the plane of the second foci of which are mounted on the microphone. Sound rays arriving parallel to the axis of the receiving paraboloid are perceived equally by each of the diverting ellipsoids, while the entire set of rays arriving parallel to direction 1 is perceived by the ellipsoid -B, the aggregate of rays that arrive parallel to direction II is sensed and diverted to the microphone by the ellipsoid B Instead of diverting ellipsoidal reflectors. in this case, paraboloidal reflectors with mounted cylindrical tubular parts can of course also be used (Fig. 1, 2). Four hollow diverting surfaces (ellipsoidal or paraboloidal) can also be confocally attached to the paraboloid receiver so that they all form a rectangular cross.

На фиг. 7 схематически представлена еще друга форма выполнени , соответствующа фиг. 3. Собственно приемное устройство составлено нри этом из двух зеркально отражающих одна другую половин. На штативе S укреплена поворотна дуга R, соединенна с достаточным зазором при помощи вертикальных цапф Z, с отвод щими отражател ми В. Корпус каждого из обоих отвод щих рефлекторов накренко св зан с сегментами черв чных колес Z. и Z.. наход щихс в зацеплении с черв чным шпинделем Sp, приводимым во вращение при помощи маховичка h. При поворачивании этого маховичка, оба отвод щих рефлектора В поворачиваютс вокруг своих соответствующих цапф Z в противоположных направлени х, вследствие чего оси обоих приемных рефлекторов А устанавливаютс под сход щимис углами друг к другу.FIG. 7 is a schematic representation of another another embodiment, corresponding to FIG. 3. The receiving device itself is composed of two mirror halves reflecting one another. On the stand S, a rotary arc R is fastened, connected with a sufficient gap by means of vertical pins Z, with deflectors B. The housing of each of both of the diverting reflectors is connected to the segments of the worm wheels Z. and Z .. which are engaged with Sp cherve spindle rotated with the handwheel h. When this handwheel is turned, both retracting reflectors B turn around their respective pegs Z in opposite directions, as a result of which the axes of both receiving reflectors A are set at convergent angles to each other.

При отсутствии такого устройства получалось бы, например, при передаче исполнени оркестром музыкальных произведений , то неудобство, что пространство между вертикальными плоскост ми, проход щими через оси приемных рефлекторов , оказалось бы мертвым пространством . Звуковые волны, которые направл лись бы из этого пространства к описанному приспособлению, не воспринимались бы последним, так как в приемном рефлекторе они отражались бы в ту сторону, где не имеетс отвод щего отражател . Если, поэтому требуетс прин ть звуковые волны из подобного звукового источника, то толькочто описанное приспособление может быть установлено таким образом, чтобы оси приемных отражателей пересекались перед центром звуковых волн, в этом случае можно быть вполне уверенным, что все звуковые волны, выход щие из упом нутого источника к приспособлению , будут восприн ты этим последним. Описанное приспособление может быть использовано и дл того, чтобы по величине сходимости осей приемных рефлекторов и по рассто нию их фокусов определить удаление звукового источника.In the absence of such a device, it would have been possible, for example, when the orchestra transferred musical pieces, then the inconvenience that the space between the vertical planes passing through the axes of the receiving reflectors would turn out to be a dead space. The sound waves that would be directed from this space to the described adaptation would not be perceived last, since in the receiving reflector they would be reflected in the direction where there is no diverting reflector. If, therefore, it is necessary to receive sound waves from a similar sound source, then only the described device can be installed so that the axes of the receiving reflectors intersect in front of the center of the sound waves, in this case one can be quite sure that all sound waves coming from source will be perceived by the latter. The described device can also be used to determine the distance of the sound source from the magnitude of the convergence of the axes of the receiving reflectors and from the distance of their foci.

Предмет патента.The subject of the patent.

1.Приспособление дл приема л передачи звуковых сигналов, состо щее из отра/кающихзвук вогнутых поверхностей, характеризующеес тем, что одна ив отражающих поверхностей А (фиг. 1 и 2), служаща приемным или передаточным отражателем и выполненна в виде параболоида вращени , соединена с конфокально с нею устанавливаемою второю полою поверхностью вращени В, примен емою в качестве отвод щего или привод щего отражател .1. A device for receiving sound transmission signals consisting of reflecting / sounding sound of concave surfaces, characterized in that one of the reflecting surfaces A (Figs. 1 and 2), serving as a receiving or transfer reflector and made in the form of a paraboloid of rotation, is connected to a confocal with it is installed a second hollow surface of rotation B, used as a diverting or driving reflector.

2.В охарактеризованном в п. 1 приспособлении устройство отвод щего или подвод щего отражател , отличающеес тем, что присоединенный к параболоидальному приемному или передаточному отражателю А, конфокальпо с ним, отражатель 5 выполнен 1ли в виде эллипсоида вращени и служит дл отведени звуковых лучей к одному центру, или выполнен в виде параболоида вращени и служит дл получени параллельного пучка звуковых лучей.2. In the device described in paragraph 1 of the device, a diverting or supplying reflector, characterized in that attached to the paraboloidal receiving or transmitting reflector A, confocal with it, reflector 5 is designed 1li in the form of an ellipsoid of rotation and serves to divert sound rays to one the center, or made in the form of a paraboloid of rotation, and serves to produce a parallel beam of sound rays.

3.Приспособление, охарактеризованное в п. п. 1 и 2, отличающеес тем, что поверхность приемного и отвод щего отражателе ограничена плоскостью, проход щий через общий их фокус Р„ и через лежащую в плоскости обеих осей отражателей точку пересечени В главных меридианов, перпендикул рво к названной плоскости (фиг. 3 и 4).3. An appliance characterized in paragraphs 1 and 2, characterized in that the surface of the receiving and discharging reflector is bounded by a plane passing through their common focus Pn and through the intersection point B in the main axes of the reflectors Perpendicular Ditch to the named plane (Fig. 3 and 4).

4.Видоизменение охарактеризованного в п. 3 приспособлени , отличающеес тем, что поверхность подвод щего и передаточного отражател ограничена по имеющей с ним общую ось конической поверхности, вершина которой расположена в фокусе F, производ щею же которой служит пр ма , соедин юща этот фокус с точкой пересечени Я„ главных меридианов обеих поверхностей (фиг. 3).4. Modification of the fixture described in paragraph 3, characterized in that the surface of the inlet and transfer reflector is bounded along a conic surface having a common axis with it, the top of which is located at the focus F, which is directly connected to the intersection point of the main meridians of the two surfaces (Fig. 3).

5.Применение охарактеризованных в п. п. 1-4 приспособлений в виде комбинации двух отражателей дл каждого направлени , обращенных в противоположные стороны, укрепленных па поворачивающихс опорах и служащих дл более точного определени направлени поступающих лучей (фиг. 5).5. The use of the fixtures described in Sections 1-4 as a combination of two reflectors for each direction, turned in opposite directions, reinforced on pivotal supports and used to more accurately determine the direction of the incoming beams (Fig. 5).

6.Видоизменение охарактеризованного в п. 1-3 и 5 приспособлени , отличающеес применением добавочного, эллипсоидального или параболоидального отражател 11, расположенного копфокально с отражателем 4 и служащего дл соответственного отклонени звуковых лучей (фиг. 5).6. Alteration of the fixture described in paragraphs 1-3 and 5, characterized by the use of an additional, ellipsoidal or paraboloidal reflector 11, located copofocal with reflector 4 and serving for the corresponding deflection of sound beams (Fig. 5).

7.При охарактеризованном в и. п. 1-6 приспособлении применение располагаемых параллельно оси отражател А или 9 оптических визирных приборов 12, служащих дл обнаружени источника звука или определени направлени передачи (фиг. 5).7. When characterized in and. Claims 1-6 of the device use a reflector A located in the axis of the or 9 optical sight devices 12 that serve to detect the sound source or determine the direction of transmission (Fig. 5).

8.Видоизменение .охарактеризованного в п. 1 приспособлени , отличающеес применением, с целью воспри ти звуковых сигналов от отдаленных источ8. Video modification. The device characterized in clause 1, characterized by its use, in order to receive sound signals from distant sources