DE1762560B2 - Mikrofon mit koerperschallkompensation - Google Patents

Description

Bei Mikrofonen beliebigen Umwandlungsprinzi- Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gepes, beispielsweise elektro-dynamischen oder kapa- kennzeichnet, daß vom äußeren Schallfeld zur Rückzitiven Wandkin, ist die Körperschallempfindlich- seite der Membran eine oder mehrere Schalleinlässe keit, besonders bei tiefen Frequenzen, sehr störend. führen zum Erzeugen eines Druckgradienteneffektes. Diese Körperschail-Empfindlichkeit bei tiefen Fre- 5 Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist daquenzen hat ihre Ursache in Massekräften, die auf durch gekennzeichnet, daß die Luftmasse an die der das Schwingungssystem, welches aus der Membran- Schallquelle abgewendele Seite der Membran angemasse und den mit ihr verbundenen weiteren Massen, koppelt ist und daß die Luftmasse von unem langz. B. der Schwingspule und eine oder mehrere Luft- gestreckten Formteil, beispielsweise einem Rohr massen einerseits und der oder den Rückstellkräften io oder Ringschlitz, begrenzt ist, wobei das langgeandererseits, gebildet wird, wirken. Die Summe der streckte Formteil auf die Schallquelle gerichtet ist. Massen und die Summe der Rückstellkräfte bilden Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch einen in der Regel nur schwach gedämpften mecha- gekennzeichnet, daß die an die der Schallquelle abnisciien Schwingungskreis. Mechanische Beschleuni- gewendete Seite der Membran angekoppelte Luftgungen stoßen dieses Schwingungssystem an. Das 15 masse gleichzeitig als Thuras-Rohr wirkt.
Mikrofon liefert dann im Resonanzgebiet seines Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist da-Schwingungss\ stemes in der Regel sehr hohe Stör- durch gekennzeichnet, daß die an die der Schallspannungen. Man mißt die Empfindlichkeit von Mi- quelle abgewendete Seite der Membran angekoppelte krofonen gegen mechanische Beschleunigungen auf Luftmasse einen so hohen akustischen Widerstand Schüttel- oder Schwingtischen, deren Amplitude und 20 besitzt, daß sie akustisch unwirksam ist.
Frequenz in weitem Bereich verändert werden kann. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist da-Es ist ferner bekannt, das Wandlersystem selbst oder durch gekennzeichnet, daß die Luftmasse an die sogar das ganze Mikrofon gegen die Anregungen Rückseite der Membran angekoppelt ist und die derartiger Schwingungen durch vorgeschaltete me- Vorderseite der Membran in bekannter Weise mit chanische Filter, z. B. im Stativ oder im Handgriff 25 einem Richtrohi versehen ist.

oder zwischen dem elektro-akustischen Wandler und Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch

seinem Gehäuse, zu schützen. Die Resonanzfrequenz gekennzeichnet, daß das langgestreckte Formteil,

dieser Filter muß dann unier der Resonanzfrequenz beispielsweise das Rohr oder der Ringschlitz, im

des Schwingun_öisystemes des Wandlers liegen. Die- Richtrohr oder im Mantel des Richtrohres unier-

sem Verfahren sind damit technisch erhebliche 30 gebracht ist oder als bogenförmiger Schlitz in seinem

Grenzen gesetzt. Außerdem wird das Mikrofon durch Querschnitt von der Außenfläche des Richtrohres

derartige mechanische Filter in ι verwünschter Weise und von der Innenfläche des Mantelrohrer, begrenzt

mechanisch vergrößert. wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Mikrofon zu Die Abb. 1 bis 3 sollen die Erfindung erläutern,

schaffen, bei dem diese Schwierigkeiten beseitigt ^ind 35 Die A b b. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines

und dessen Schwingungssystem kaum der Wirkung Mikrofons nach der Erfindung. In dieser Abbildung

von Massekräften unterliegt. ist ein Mikrofon 1 schematisch dargestellt. Es besteht

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrofon mit aus einem Gehäuse 1.1 mil angesetztem Magnetkopf

einer Membran, deren vom Nutzschall hervorgerufe- 1.2, der mit der Membran 3 abgeschlossen ist. Das

nen Bewegungen in beliebiger Weise in elektrische 40 Gehäuse 1.1 umschließt ein Volumen 1.12. Dieses

Signale umgesetzt werden, beispielsweise auf elektro- Volumen ist über öffnungen 1.25 im Magnettopf mit

dynamischem oder elektro-statischem Wege, und bei dem Volumen 1.26 des Magnettopfes in bekannter

dem mindestens an einsr Seite der Membran eine Weise verbunden. Im Volumen 1.26 ist der Dauer-

Luftmassc angekoppelt ist. Das erfindungsgemäße magnet mit 1.21 symbolisch mit seinen Magnetpo-

Mikrofon ist dadurch gekennzeichnet, daß diese 45 lcn N und S dargestellt. Der Südpol trägt den Kern-

Luftmassc so in ihrer Größe und Wirkungsrichtung polschuh 1.22. Er begrenzt den inneren Durchmesser

dimensioniert ist, daß sie die in Richtung der des Luftspaltes 1.24. Der Ringpolschuh 1.23 begrenzt

Membranschwingungen durch Beschleunigungen in bekannter Weise den Luftspalt in seiner Breite

wirksamen Massenkräfte des schwingenden Systems und schließt gleichzeitig den Magnetfluß zum Ma-

kompensiert. 50 gnettopf 1.2.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch Das Mikrofon 1 befindet sich im Innern eines

gekennzeichnet, daß die Luftmassc die eines Rieht- Richtrohres 2, welches in bekannter Weise einen

rohrcs ist. konstanten inneren Querschnitt 2.1 mit einer Luft-

Einc weitere Ausgestaltung ist dadurch gekenn- masse 2.10 besitzt. Das Richtrohr 2 trägt auf seinem

zeichne*. d;iß das Richtrohr an seinem der Schall- 55 Mantel beispielsweise zwei in seiner Längsrichtung

quelle angewendeten Ende verschlossen ist und daß verlaufende Reihen von Öffnungen 2.2, die mit

der elektro-akustische Wandler im Innern des akustischen Widcrstandsbelägen 2.3, beispielsweise in

Richtrohrcs mit seiner Hauptempfangsrichtung auf Form von Streifen, abgedeckt sind. Die Anzahl und/

das der Schallquelle abgewcndctc und verschlossene oder die Querschnitte der Öffnungen 2.2 und die

Ende gerichtet ist und so befestigt ist, daß die 60 akustischen Widerstandsstreifen 2.3 und das auf die

Membran dem abgeschlossenen Ende benachbart ist, Schallquelle gerichtete nicht dargestellte Ende des

und daß zwischen der Innenwand des Rohres und Richtrohrcs sind in bekannter Weise nach den Di-

cler Gchäusefläche des clcktro-akustischen Wandlers mcnsionierungsregeln für Richtrohre ausgestaltet.

eine oder mehrere Schallführungcn vorhanden sind. Das der Membran zugewendete, jedoch von der

die dazu dienen, den vom Richtrohr aufgenommenen 65 Schallquelle abgcwcndetc Ende 2.4 des RichtfOhres

Schall zum \ erschlossenen linde des Richtrohres ist mit einer Verschlußplatte 2.41 abgeschlossen,

und der ihm benachbarten Membran im Sammel- Diese Verschlußplatte ist in diesem Beispiel im

volumen /11 führen. Inneren 2.1 des Richtrohres eben. Sie begrenzt zu-

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sammen mit der Membran 3 ein Sammelvolumen 2.11, welches den vom Richtrohr aufgenommenen Schall sammelt und zur Außenseite der Membran umleitet. Im Bedarfsfalle kann die Verschiußplattc 2.41 auf ihrer dem Sammelvolumen 2.11 zugewendeten Fläche zum Erzeugen besonderer akustischer Bedingungen dieses Volumens einer speziellen Formung unterworfen werden. Im Luftspalt 1.24 ist die Schwingspule 4 symbolisch dargestellt. Das Mikrofon 1 ist mit Stützteilen 1.3, beispielsweise Streifen, im Innern des Richtrohres 2 befestigt. Das von diesen Stützteilen in Längsrichtung des Richtrohres freigelassene Volumen, welches von der Innenwand des Richtrohres 2 und der Außenwand des Wandlers begrenzt wird, bildet eine oder mehrere Schallführungen 2.12, um den vom Richtrohr aufgenommenen Schall zum Sammelvolumen 2.11 zwischen der Membran 3 und der Verschlußplatte 2.41 zu leiten. In diesem Beispiel besitzen das Rich'rohr 2 und das Mikrofon 1 in der Gegend der Membran noch Ankopphingsöffnun^en 2.5, um die Rückseite der Membran zum Erzeugen eines Druckgradienteneffektes an das äußere Schallfeld anzukoppeln. Das Rohr 2.5 verbindet das äußere Schallfeld mit dem Volumen 1.26. Die Eintrittstelle des Rohres 2.5 zum Volumen 1.26 ist mit einem akustischen Widerstand 2.51 abgedeckt. Dadurch entsteht in bekannter Weise eine R/C Phasendrehung. Die akustische Induktivität des Rohres 2.5 sperrt den Eintritt hoher Frequenzen. Es können auch beliebige andere Phasendrehungen alieine oder zusätzlich mit der dargestellten Anordnung verwendet werden.

Entsprechend der Erfindung wird in diesem Beispiel die in dem Richtrohi 2 bei Beschleunigungen in seiner Längsrichtung wirksame Luftmasse 2.10 so bemessen, daß sie der Masse der Membran, der Schwingspule und unter Umständen anderer, das Schwingungssystem beeinflussender Massen das Gleichgewicht hält.

Das in der A b b. 1 dargestellte Ausführimgsbeiipiel der Erfindung kann beispielsweise auch dahingehend abgeändert werden, daß das Rohr 2 als Richtrohr ausgestaltet wird und daß die von ihm umschlossene Luftmasse 2.10 nur dazu dient, der gesamten Masse des Schwingungssystems das Gleichgewicht zu halte·:. In diesem Fall kann man unter Umständen auch auf die Ankopplung der Membrainückseitc an das umgebende Schaltfeld zum Erzeugen eines DruckgradientenefTektes verzichten.

Die Abb. 2a und 2b zeigen ein anderes Ausfiihriingsbeispiel der Erfindung. Sie zeigen ein Rohrfichtmikrofon in bekannter Ausführung, bei dem das eine Ende des Richtrohres 2 auf die Schallquelle gerichtet ist und das andere Ende mit einem Wandlersystcm 1 abgeschlossen ist. Das Richtrohr besitzt auf seinem Mantel beispielsweise einen Längsschlitz 2.20, der in bekannter Weise einen in Funktion des Abstandes von der Membran veränderlichen Querschnitt besitzt. Dieser Längsschlitz ist mit akustischem Widerstandsmaterial 2,3 in bekannter Weise abgedeckt. Die Membran des Wandlersystems ist wieder mit 3 berechnet. An ihrer Rückseite ist ein zusätzliches Rohr S angekoppelt. Es wird nach der Erfindung auf die Schallquelle gerichtet und so dimensioniert, daß es die Masse des Schwingungssystemes und die an diese angekoppelte Luftmasse des Richtrohres mit seiner Luftmasse 2.10 kompensiert.

Das Riclitrohr2 und das zusätzliche Rohr 5 sind gemeinsam in ein Mantelrohr 6 entsprechend der Erfindung eingebaut. Dies ist zumindest im Gebiet 6.1 des Längsschlitzes 2.20 schalldurchlässig, beispielsweise mittels Gaze, abgedeckt.

Die A b b. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der in Abb. 2a und 2b beschriebenen Anordnung. Das Rohr 5 ist in diesem Beispiel durch einen bogenförmigen Schlitz 5.1 ersetzt. Er wird von der

ίο Außenseite des Richtrohres 2 und der Innenseite des Mantelrohres 6 begrenzt. Im Gebiet des Schlitzes 2.20 des Richtrohres 2 ist das Mantelrohr mit einer Mantelabdeckung 6.10 geschlossen, in der sich das schalldurchlässige Gebiet 6.1 gemäß Abb. 2a und 2b befindet.

Das zusätzliche Rohr 5 oder der bogenförmige Schlitz 5.1 oder eine nicht gesondert dargestellte Ringschlitzanordnung kolben im Bedarfsfalle durch entsprechende Dimensionierung ihrer akustischen

ao Impedanz so ausgeführt werden, daß sie akustisch unwirksam sind. Auch ist es möglich, sie so zu gestalten, daß sie nur in einem Teil des Mikrofon-Frequenzganges, z. B. den mittleren und hohen Frequenzen, unwirksam sind und somit als Thuras-Rohr wirken.

Es ist nach der Erfindung auch möglich, das Mikrofon 1 ohne Richtrohr 2 zu betreiben und an die Rückseite der Membran nur das Rohr 5 anzukoppeln. Es muß in diesem Falle so bemessen sein, daß es die Masse des Schwingungssystemes kompensiert und auf die Schallquelle gerichtet ist.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Mikrofon (1) mit einer Membran (3), deren vom Nutzschall hervorgerufenen Bewegungen in beliebiger Weise in elektrische Signale umgesetzt werden, beispielsweise auf elektro-dynamischem oder elektro-statischem Wege, und bei dem mindestens an einer Seite der Membran eine Luftmasse (2.10; 5.0) angekoppelt ist, dadurchgekennzeichnet, daß diese Luftmasse (2.10; 5.0) so in ihrer Größe und Wirkungsrichtung dimensioniert ist, daß sie die in Richtung der Membranschwingungen durch Beschleunigungen wirksamen Massenkräfte des schwingenden Systems kompensiert.

2. Mikrofon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmasse (2.10) die eines Richtrohres (2) ist.

3. Mikrofon nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Richtrohr (2) an seinem der Schallquelle abgewendeten Ende (2.4) verschlossen ist, und daß der elektro-akustische Wandler (1) im Innern des Richtrohres mit seiner Hauptempfangsrichtung auf das der Schallquelle abgewendete und verschlossene Ende (2.4) gerichtet ist und so befestigt ist, daß die Membran dem abgeschlossenen Ende benachbart ist, und daß zwischen der Innenwand des Rohres und der Gehäus^fläche des elektro-akustischen Wandlers eine oder mehrere Schallführungen (2.12) vorhanden sind, die dazu dienen, den vom Richtrohr aufgenommenen Schall zum verschlossenen Ende (2.4) des Richtrohres und der ihm benachbarten

Membran (3) im Sammelvolumen (2.11) zu führen.

4. Mikrofon nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vom äußeren Schallfeld zur

Rückseite der Membran eine oder mehrere Schalleinlässe (2.5; 2.51) führen zum Erzeugen eines Druckgradienteneffektes.

5. Mikrofon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmasse (5.0) an die der Schallquelle abgewendete Seite der Membran angekoppelt ist und daß die LufUnasse (5.0) von einem langgestreckten Formteil, beispielsweise einem Rohr (5) oder einem Ringschlitz (5.1), begrenzt ist, wobei das langgestreckte Formteil auf die Schallquelle gerichtet ist.

6. Mikrofon nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an die dei Schallquelle abgewendete Seite der Membran angekoppelte Luftmasse (5.0) gleichzeitig als Thuras-Rohr wirkt.

7. Mikrofon nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an die der Schallquelle abgewendete Seite der Membran angekoppelte Luftmasse (5.0) einen so hohen akustischen Widerstand besitzt, daß sie akustisch unwirksam ist.

8. Mikrofon nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmasse (5.0) an die Rückseite der Membran angekoppelt ist unc die Vorderseite der Membran in bekannte! Weise mit einem Richtrohr (2) versehen ist.

9. Mikrofon nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das langgestreckte Formteil, beispielsweise das Rohr (5) oder der Ringschlitz (5.1), im Richtrohr (2) oder im Mantel (6' des Richtrohres untergebracht ist oder als bogenförmiger Schlitz (5.1) in seinem Querschnitt vor der Außenfläche des Richtrohres (2) und von dei Innenfläche des Mantelrohres (6) begrenzt wird

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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