DE1762560B2

DE1762560B2 - MICROPHONE WITH SOUND COMPENSATION

Info

Publication number: DE1762560B2
Application number: DE19681762560
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dr. 3001 Isernhagen Griese
Original assignee: Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 1968-07-06
Filing date: 1968-07-06
Publication date: 1971-11-25
Also published as: DE1762560A1

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.An embodiment of the invention is characterized, for example, electro-dynamic or capacitive, that from the external sound field to the backward wall, the structure-borne sound-sensitive side of the membrane is one or more sound inlets, particularly at low frequencies, very disturbing . lead to the creation of a pressure gradient effect. This body shock sensitivity at low frequencies has its cause in inertia forces, which are characterized by the fact that the air mass is attached to the side of the membrane turned away from the membrane sound source and the with further masses connected to it, is coupled and that the air mass is of too long a length. B. the voice coil and one or more air-stretched molded part, for example a pipe mass on the one hand and the restoring force or forces io or annular slot, is limited, with the elongated on the other hand being formed, act. The sum of the stretched molding is directed towards the sound source. Masses and the sum of the restoring forces form. An embodiment of the invention is characterized by a mechanism that is generally only weakly damped, in that the oscillation circuit abnisciien to that of the sound source. This oscillation system is triggered by air bends coupled to the mechanical acceleration side of the membrane. The 15 mass also acts as a Thuras tube.
The microphone then delivers in the resonance region of its. A further embodiment of the invention is the vibration system, which is usually very high in interference, characterized by the fact that the sound voltages. The sensitivity of the membrane-coupled side of the membrane facing away from the Mi- source is measured against mechanical accelerations on air mass such a high acoustic resistance, shaking or vibrating tables, the amplitude of which has an amplitude of and 20 that it is acoustically ineffective.
Frequency can be changed in a wide range. Another embodiment of the invention is there-it is also known, the transducer system itself or characterized in that the air mass is coupled to the even the entire microphone against the excitations on the back of the membrane and the vibrations of this kind through upstream me- front of the membrane in a known manner Way with chanical filters, e.g. B. is provided in a tripod or in the handle 25 a Richtrohi.

oder zwischen dem elektro-akustischen Wandler und Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurchor between the electro-acoustic transducer and an embodiment of the invention is thereby

seinem Gehäuse, zu schützen. Die Resonanzfrequenz gekennzeichnet, daß das langgestreckte Formteil,to protect its housing. The resonance frequency indicates that the elongated molded part,

dieser Filter muß dann unier der Resonanzfrequenz beispielsweise das Rohr oder der Ringschlitz, imthis filter must then unier the resonance frequency, for example the tube or the ring slot, in the

des Schwingun_öisystemes des Wandlers liegen. Die- Richtrohr oder im Mantel des Richtrohres unier-the Schwingun _ö are isystemes the converter. The shotgun or in the jacket of the shotgun unier-

sem Verfahren sind damit technisch erhebliche 30 gebracht ist oder als bogenförmiger Schlitz in seinemsem procedures are thus technically significant 30 is brought or as an arcuate slot in his

Grenzen gesetzt. Außerdem wird das Mikrofon durch Querschnitt von der Außenfläche des RichtrohresLimits. In addition, the microphone is cross-sectioned from the outer surface of the shotgun

derartige mechanische Filter in ι verwünschter Weise und von der Innenfläche des Mantelrohrer, begrenztSuch mechanical filters in ι cursed manner and limited by the inner surface of the tubular casing

mechanisch vergrößert. wird.mechanically enlarged. will.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Mikrofon zu Die Abb. 1 bis 3 sollen die Erfindung erläutern,It is the object of the invention to provide a microphone. Figs. 1 to 3 are intended to explain the invention,

schaffen, bei dem diese Schwierigkeiten beseitigt ^ind 35 Die A b b. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einescreate in which these difficulties are eliminated ^ ind 35 The A b b. 1 shows an embodiment of one

und dessen Schwingungssystem kaum der Wirkung Mikrofons nach der Erfindung. In dieser Abbildungand its vibration system hardly affects the effect of the microphone according to the invention. In this picture

von Massekräften unterliegt. ist ein Mikrofon 1 schematisch dargestellt. Es bestehtsubject to mass forces. a microphone 1 is shown schematically. It exists

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrofon mit aus einem Gehäuse 1.1 mil angesetztem MagnetkopfThe invention relates to a microphone with a magnetic head attached to a housing 1.1 mil

einer Membran, deren vom Nutzschall hervorgerufe- 1.2, der mit der Membran 3 abgeschlossen ist. Dasa membrane, which is caused by the useful sound 1.2, which is closed with the membrane 3. That

nen Bewegungen in beliebiger Weise in elektrische 40 Gehäuse 1.1 umschließt ein Volumen 1.12. Diesesnen movements in any way in electrical 40 housing 1.1 encloses a volume 1.12. This

Signale umgesetzt werden, beispielsweise auf elektro- Volumen ist über öffnungen 1.25 im Magnettopf mitSignals are converted, for example to electro- Volume is via openings 1.25 in the magnet pot with

dynamischem oder elektro-statischem Wege, und bei dem Volumen 1.26 des Magnettopfes in bekannterdynamic or electrostatic way, and with the volume 1.26 of the magnet pot in known

dem mindestens an einsr Seite der Membran eine Weise verbunden. Im Volumen 1.26 ist der Dauer-connected in some way to at least one side of the membrane. In volume 1.26 the permanent

Luftmassc angekoppelt ist. Das erfindungsgemäße magnet mit 1.21 symbolisch mit seinen Magnetpo-Luftmassc is coupled. The magnet according to the invention with 1.21 symbolically with its magnetic po-

Mikrofon ist dadurch gekennzeichnet, daß diese 45 lcn N und S dargestellt. Der Südpol trägt den Kern- Microphone is characterized in that these 45 lines N and S are shown. The South Pole carries the core

Luftmassc so in ihrer Größe und Wirkungsrichtung polschuh 1.22. Er begrenzt den inneren DurchmesserLuftmassc so in their size and direction of action pole shoe 1.22. It limits the inner diameter

dimensioniert ist, daß sie die in Richtung der des Luftspaltes 1.24. Der Ringpolschuh 1.23 begrenztis dimensioned that it is in the direction of the air gap 1.24. The ring pole shoe 1.23 is limited

Membranschwingungen durch Beschleunigungen in bekannter Weise den Luftspalt in seiner BreiteMembrane vibrations due to accelerations in a known manner the air gap in its width

wirksamen Massenkräfte des schwingenden Systems und schließt gleichzeitig den Magnetfluß zum Ma-effective inertia forces of the oscillating system and at the same time closes the magnetic flux to the

kompensiert. 50 gnettopf 1.2.compensated. 50 gnettopf 1.2.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch Das Mikrofon 1 befindet sich im Innern einesOne embodiment of the invention is that the microphone 1 is located in the interior of a

gekennzeichnet, daß die Luftmassc die eines Rieht- Richtrohres 2, welches in bekannter Weise einencharacterized in that the Luftmassc that of a straightening tube 2, which in a known manner a

rohrcs ist. konstanten inneren Querschnitt 2.1 mit einer Luft-Rohrcs is. constant inner cross-section 2.1 with an air

Einc weitere Ausgestaltung ist dadurch gekenn- masse 2.10 besitzt. Das Richtrohr 2 trägt auf seinemA further embodiment is characterized as having 2.10 . The shotgun 2 carries on his

zeichne*. d;iß das Richtrohr an seinem der Schall- 55 Mantel beispielsweise zwei in seiner Längsrichtungdraw*. d; eat the shotgun on its sound jacket, for example, two in its longitudinal direction

quelle angewendeten Ende verschlossen ist und daß verlaufende Reihen von Öffnungen 2.2, die mitsource applied end is closed and that running rows of openings 2.2, which with

der elektro-akustische Wandler im Innern des akustischen Widcrstandsbelägen 2.3, beispielsweise inthe electro-acoustic converter inside the acoustic resistance coverings 2.3, for example in

Richtrohrcs mit seiner Hauptempfangsrichtung auf Form von Streifen, abgedeckt sind. Die Anzahl und/ Richtrohrcs with its main receiving direction in the form of strips, are covered. The number and /

das der Schallquelle abgewcndctc und verschlossene oder die Querschnitte der Öffnungen 2.2 und die that of the sound source and closed or the cross-sections of the openings 2.2 and the

Ende gerichtet ist und so befestigt ist, daß die 60 akustischen Widerstandsstreifen 2.3 und das auf die End is directed and is attached so that the 60 acoustic resistance strips 2.3 and that on the

Membran dem abgeschlossenen Ende benachbart ist, Schallquelle gerichtete nicht dargestellte Ende des The membrane is adjacent to the closed end, sound source directed end of the not shown

und daß zwischen der Innenwand des Rohres und Richtrohrcs sind in bekannter Weise nach den Di- and that between the inner wall of the tube and Richtrohrcs are in a known manner according to the Di-

cler Gchäusefläche des clcktro-akustischen Wandlers mcnsionierungsregeln für Richtrohre ausgestaltet. The housing surface of the clcktro-acoustic transducer is designed for mcnsioning rules for shotguns .

eine oder mehrere Schallführungcn vorhanden sind. Das der Membran zugewendete, jedoch von derone or more sound guides are present. The one facing the membrane, but from the

die dazu dienen, den vom Richtrohr aufgenommenen 65 Schallquelle abgcwcndetc Ende 2.4 des RichtfOhres which serve to remove the sound source picked up by the shotgun tube, at the end of 2.4 of the shotgun tube

Schall zum \ erschlossenen linde des Richtrohres ist mit einer Verschlußplatte 2.41 abgeschlossen, Sound to the opened linden of the shotgun is closed with a closure plate 2.41,

und der ihm benachbarten Membran im Sammel- Diese Verschlußplatte ist in diesem Beispiel imand the membrane adjacent to it in the collecting This closure plate is in this example in

volumen /11 führen. Inneren 2.1 des Richtrohres eben. Sie begrenzt zu-volume / 11 lead. Inner 2.1 of the shotgun straight. You limited to-

I 762 560I 762 560

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.together with the membrane 3 a collection volume 2.11, which collects the sound picked up by the shotgun and to the outside of the membrane redirects. If necessary, the closure plate 2.41 can face the collecting volume 2.11 on its side Area for creating special acoustic conditions for this volume of a special shape be subjected. The voice coil 4 is shown symbolically in the air gap 1.24. The microphone 1 is fastened in the interior of the shotgun 2 with support parts 1.3, for example strips. That of these Support parts in the longitudinal direction of the shotgun volume released from the inner wall of the Directional tube 2 and the outer wall of the transducer is limited, forms one or more sound guides 2.12 to the sound picked up by the shotgun to the collecting volume 2.11 between the membrane 3 and the locking plate 2.41. In this example, the Rich'rohr 2 and the Microphone 1 still has coupling openings in the area of the membrane 2.5 to the back of the membrane to create a pressure gradient effect to couple the external sound field. The pipe 2.5 connects the external sound field with the volume 1.26. The entry point of the pipe 2.5 to the volume 1.26 is covered with an acoustic resistance 2.51. This results in an R / C phase shift in a known manner. The acoustic inductance of the Rohres 2.5 blocks the entry of high frequencies. Any other phase rotations can also be used can be used alone or in addition to the illustrated arrangement.

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.According to the invention, in this example, that in the Richtrohi 2 during accelerations in its longitudinal direction effective air mass 2.10 dimensioned so that it corresponds to the mass of the membrane, the Voice coil and possibly other masses that influence the vibration system Keeping balance.

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.That in the A b b. 1 illustrated embodiment example the invention can be modified, for example, that the tube 2 as Directional tube is designed and that the air mass enclosed by it 2.10 only serves to the entire mass of the oscillation system to keep the equilibrium · :. In this case you can go under Certain circumstances also on the coupling of the back of the membrane dispense with the surrounding switching field to create a pressure gradient effect.

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. Figs. 2a and 2b show another embodiment the invention. They show a tubular spruce microphone of the well-known design, in which the one end of the shotgun 2 is aimed at the sound source and the other end with a transducer system 1 is completed. The shotgun tube has, for example, a longitudinal slot on its jacket 2.20, which in a known manner has a variable cross-section as a function of the distance from the membrane owns. This longitudinal slot is made with acoustic resistance material 2,3 in a known manner covered. The membrane of the transducer system is calculated with 3 again. At her back is a additional pipe S coupled. According to the invention, it is directed at the sound source and dimensioned so that it is the mass of the oscillation system and the air mass coupled to it of the shotgun compensated with its air mass 2.10.

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.The riclite tube 2 and the additional tube 5 are installed together in a jacket tube 6 according to the invention. This is covered at least in area 6.1 of the longitudinal slot 2.20 in a sound-permeable manner, for example by means of gauze.

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 derThe A b b. 3 shows another embodiment of the arrangement described in FIGS. 2a and 2b. The tube 5 is replaced by an arcuate slot 5.1 in this example. He is from the

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.ίο outside of shotgun tube 2 and the inside of the Jacket pipe 6 limited. In the area of the slot 2.20 of the shotgun 2 is the jacket tube with a jacket cover 6.10 closed, in which the sound-permeable area 6.1 according to Fig. 2a and 2b is located.

Das zusätzliche Rohr 5 oder der bogenförmige Schlitz 5.1 oder eine nicht gesondert dargestellte Ringschlitzanordnung kolben im Bedarfsfalle durch entsprechende Dimensionierung ihrer akustischenThe additional tube 5 or the arcuate slot 5.1 or one not shown separately Ring slot arrangement piston through if necessary appropriate dimensioning of their acoustic

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.ao impedance are designed so that they are acoustically ineffective. It is also possible to use them that way design that they are only in part of the microphone frequency response, z. B. the medium and high frequencies, are ineffective and thus act as a Thuras pipe.

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.It is also possible according to the invention that Operate microphone 1 without shotgun 2 and only couple tube 5 to the rear of the membrane. In this case it must be dimensioned in such a way that it compensates for the mass of the oscillation system and is aimed at the sound source.

Claims

Patent claims:

1. Microphone (1) with a membrane (3) whose movements caused by the useful sound in can be converted into electrical signals in any way, for example electro-dynamic or electrostatic path, and in the case of at least one side of the membrane an air mass (2.10; 5.0) is coupled, characterized in that this air mass (2.10; 5.0) so in its size and direction of action is dimensioned so that it moves in the direction of the membrane vibrations through accelerations effective inertia forces of the oscillating system compensated.

2. Microphone according to claim 1, characterized in that that the air mass (2.10) is that of a shotgun (2).

3. Microphone according to claim 2, characterized in that the directional tube (2) at his the end facing away from the sound source (2.4) is closed, and that the electro-acoustic Transducer (1) inside the shotgun with its main receiving direction towards that of the sound source turned away and closed end (2.4) is directed and is attached so that the membrane to the closed end is adjacent, and that between the inner wall of the tube and the Housing surface of the electro-acoustic transducer one or more sound guides (2.12) available are used to transfer the sound picked up by the shotgun to the sealed end (2.4) of the shotgun and the neighboring ones

Guide membrane (3) in the collecting volume (2.11).

4. Microphone according to claim 3, characterized in that that from the external sound field to

On the back of the membrane one or more sound inlets (2.5; 2.51) lead to the generation a pressure gradient effect.

5. Microphone according to claim 1, characterized in that the air mass (5.0) to which the Sound source facing away from the membrane is coupled and that the LufUnasse (5.0) of an elongated molded part, for example a tube (5) or an annular slot (5.1), limited is, wherein the elongated molding is directed towards the sound source.

6. Microphone according to claim 5, characterized in that the to the dei sound source remote side of the membrane coupled air mass (5.0) at the same time as a Thuras tube works.

7. Microphone according to claim 5, characterized in that the to the sound source averted side of the membrane coupled air mass (5.0) such a high acoustic resistance possesses that it is acoustically ineffective.

8. Microphone according to claim 5, characterized in that the air mass (5.0) to the The back of the membrane is coupled unc the front of the membrane in known! Way is provided with a shotgun (2).

9. Microphone according to claim 5 and 8, characterized in that the elongated molded part, for example the tube (5) or the ring slot (5.1), in the aiming tube (2) or in the jacket (6 ' of the shotgun is housed or as an arcuate slot (5.1) in its cross-section the outer surface of the directional tube (2) and the inner surface of the jacket tube (6) is limited

1 sheet of drawings

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