DE861859C

DE861859C - Condenser microphone

Info

Publication number: DE861859C
Application number: DER2746A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Holle
Original assignee: Rhode & Schwarz O H G
Current assignee: Rhode & Schwarz O H G
Priority date: 1950-06-28
Filing date: 1950-06-28
Publication date: 1953-01-05

Description

Kondensatormikrophon Es sind bereits kapazitive Mikrophone in Vorschlag gebracht worden, die zwei Membranen und eine dazwischen angeordnete Mittelelektrode aufweisen und bei welchen sich durch Umschaltung die Richtkennlinie des aus einer Membran- und der Mittelelektrode bestehenden Systems entweder allein oder mit der Kennlinie des anderen Systems überlagert ergibt. Mit derartigen Mikrophonen lassen sich Betriebscharakteristiken mit Nieren- und Kreisform sowie Achtercharakteristiken erzielen. Weiterhin können damit Fernregelungen herbeigeführt werden.Condenser microphone Capacitive microphones are already being proposed have been brought, the two membranes and a central electrode arranged between them have and in which the directional characteristic of the from a Membrane and the center electrode existing system either alone or with the Characteristic curve of the other system superimposed results. Leave with such microphones operating characteristics with cardioid and circular shapes as well as figure-of-eight characteristics achieve. It can also be used to initiate remote control.

Eine Bauart dieser Mikrophone ist aus Abb. i der Zeichnung ersichtlich. Die beiden elektrisch leitenden Membranen i und 2 stehen der von ihnen isolierten Mittelelektrode 3 gegenüber. Die Mittelelektrode 3 weist durchgehende Bohrungen, z. B. q., sowie an beiden Seiten zusätzliche bloße Einbohrungen, z. B. 5, auf. An den Klemmen 6, 7 und 8 werden die Zuleitungen angeschlossen.A design of these microphones can be seen from Fig. I of the drawing. The two electrically conductive membranes i and 2 are the ones isolated from them Center electrode 3 opposite. The center electrode 3 has through holes, z. B. q., As well as additional bores on both sides, z. B. 5, on. At the supply lines are connected to terminals 6, 7 and 8.

Die Nierencharakteristik 9 bzw. io (vgl. Abb. 2), die jedes einzelne aus einer Membran, z. B. i, und der Mittelelektrode 3 bestehende System liefert, setzt sich zusammen aus einer Kreischarakteristik i i und einer Achtercharakteristik 12 bzw. 12' unter Berücksichtigung der Phasen. Werden die von den beiden Systemen 1, 3 und 2, 3 hervorgebrachten symmetrisch liegenden, d. h. um i8o° gedrehten Nierenkennlinien 9 bzw. io addiert, so fallen die Achterteile 12 bzw. 12' heraus, und es ergibt sich wieder eine Kreischarakteristik 13. Führt man aber statt der Addition eine Subtraktion der Nierenkenn- Linien 9 und ro durch, -so fällen die Kreisanteile i i heraus, und man erhält wieder eine Achtercharakteristik 14 bzw. 14'.The cardioid polar pattern 9 or io (see Fig. 2), which each individual from a membrane, e.g. B. i, and the central electrode 3 supplies existing system, is made up of a circle characteristic i i and a figure-of-eight characteristic 12 or 12 'taking into account the phases. Will that of the two systems 1, 3 and 2, 3 produced symmetrically lying, d. H. Cardioid characteristic curves rotated by 180 ° 9 and io are added, the eight parts 12 and 12 'fall out, and the result is again a circular characteristic 13. But instead of addition, a subtraction is carried out the kidney Lines 9 and ro go through, - so the parts of the circle fall i i out, and one again obtains a figure-of-eight characteristic 14 or 14 '.

Die Addition und Subtraktion erfolgt bei dem angeführten kapazitivenMikrophon in der aus Abb.3.ersichtlichen Weise. Das aus der Membran 15 und, der Mittelelektrode 16 bestehende System erhält dabei die Vorspannung 17. Dem aus der Membran 18 und der Mittelelektrode 16 zusammengesetzten System wird über den Umschalter i9 in seiner Schaltstellung 2o die gleiche Spannung 17 eingeprägt. Auf diese Weise wird eine Parallelschaltung der beiden Systeme 15, 16 und 16, 18 erzielt und infolge der sich so ergebenden Addition eine Kreischarakteristik zustande gebracht. Legt man den Umschalter i9 in die Schaltstellung 2i und verbindet man so die entgegengesetzte Vorspannung 22 mit dem System 16, 18, dann haben die von den Systemen gelieferten Wechselspannungen ebenfalls verschiedenes Vorzeichen, und es findet Subtraktion statt, wodurch eine Achtercharakteristik entsteht. Die Schaltstellung 23 des Umschalters L9 ergibt eine Nierencharakteristik, da bei dieser Befriebsweise das System 16, 18 vollständig abgeschaltet ist.The addition and subtraction takes place with the capacitive microphone mentioned in the manner shown in Figure 3. That from the membrane 15 and, the center electrode 16 existing system receives the bias 17. The one from the membrane 18 and the center electrode 16 composite system is via the switch i9 in its Switching position 2o the same voltage 17 impressed. That way becomes a Parallel connection of the two systems 15, 16 and 16, 18 achieved and as a result of the thus resulting addition brought about a circular characteristic. If you put the Changeover switch i9 to switch position 2i and thus connect the opposite one Preload 22 with the system 16, 18, then have those supplied by the systems AC voltages also have different signs, and it finds subtraction instead, creating a figure-of-eight characteristic. The switch position 23 of the switch L9 results in a cardioid characteristic, since in this mode of operation the system 16, 18 is completely switched off.

Die von den Systemen 15, 16 und gegebenenfalls -16, r8 gelieferten --Spannungen gelangen an den Arbeitswiderstand 24, von wo aus sie zur weiteren Verstärkung dem Gitter 25 einer in der Zeichnung nicht dargestellten Elektronenröhre zugeführt werden. Es bleibt noch hervorzuheben, daß an Stelle des Umschalters i9 mit seinen drei Schaltstellungen 2o; 2r' und 23 auch ein Potentiometer verwendet werden kann, dessen Schleifer sich zwischen den Potentialen -I- U und --U verändern läßt. Dadurch können nicht nur die angeführten drei Charakteristiken, sondern auch Zwischenkennlinien hervorgebracht werden..Those supplied by systems 15, 16 and possibly -16, r8 - Voltages reach the working resistor 24, from where they are used for further amplification fed to the grid 25 of an electron tube not shown in the drawing will. It remains to be emphasized that instead of the switch i9 with its three switch positions 2o; 2r 'and 23 a potentiometer can also be used, whose slider can be changed between the potentials -I- U and --U. Through this can not only perform the three listed characteristics, but also intermediate characteristics be produced ..

Bei der im vorstehenden beschriebenen, bereits "vorgeschlagenenAnordnung sind die beiden Systeme 15, 16 und 16, 18 entweder stets parallel geschaltet, oder es ist nur das eine System 15, 16 angeschlossen (Schaltstellung 23): Diese Betriebsweise Ist unwirtschaftlich. Bei ungenügender Größe der Vorspannungen 17 und 22 ergeben sich Verluste an Spannungsausbeute, Empfindlichkeit und Dynamik.In the "already proposed" arrangement described above the two systems 15, 16 and 16, 18 are either always connected in parallel, or only one system 15, 16 is connected (switch position 23): This mode of operation Is uneconomical. If the size of the biases 17 and 22 is insufficient losses in voltage yield, sensitivity and dynamics.

Bessere Ergebnisse lassen sich bei gleicher Gesamtvorspannung erzielen, wenn die Überlagerung nach der Erfindung durch wechselstrommäßige Serien- oder Parallelschaltung erfolgt. *In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann: ein und dieselbe Vorspännungsquelle bei jeder Schaltung der S:ysüeme zur Anwendung kommen.Better results can be achieved with the same overall prestress, if the superposition according to the invention by alternating current series or parallel connection he follows. * In a further embodiment of the invention: one and the same bias source be used in every circuit of the systems.

Die Abb. q. zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Mikrophon weist hierbei wiederum zwei Membranen 26 und 27 auf, zwischen denen die l@Iii@elelektrode 28 angeordnet ist. Sie kann so ausgebildet sein, wie es in der Abb. i veranschaulicht ist. Durch den Doppelumschalter 29 können abwechselnd -die Schaltstellungen 3:o. bzw. 30', 31 bzw. 31' und 32 bzw. 32' herbeigeführt 'werden. Die einzige Vorspannungsquelle 33 kann die Spannung haben, die für den Betrieb der Kapsel am günstigsten ist. Sie ist einseitig geerdet. Zwischen ihr und der Mittelelektrode 28 liegt der Widerstand 34, der in den Schaltstellungen 30' und 3 r' kurzgeschlossen ist. In den Schaltstellungen 30, 31 und 32 ist das System 26, 28 auf das Gitter 35 einer nicht dargestellten Verstärkerröhre geschaltet, elektrisch völlig getrennt bzw. an Erde gelegt. Der Arbeitswiderstand 36 liegt am Gitter 35.Fig.q. shows an embodiment of the invention. The microphone in turn has two membranes 26 and 27, between which the 1 @ III @ electrode 28 is arranged. It can be designed as illustrated in Fig. I. The switch positions 3: o. or 30 ', 31 or 31' and 32 or 32 'brought about'. The single bias source 33 can be the voltage that is most favorable for operation of the capsule. It is grounded on one side. The resistor 34, which is short-circuited in the switch positions 30 'and 3 r', is located between it and the center electrode 28. In the switch positions 30, 31 and 32, the system 26, 28 is connected to the grid 35 of an amplifier tube (not shown), completely electrically isolated or connected to earth. The working resistor 36 lies on the grid 35.

In der Schaltstellung 3o bzw. 30' sind die Membranen 26, 27 parallel geschaltet, und die Mittelelektrode 28 liegt an der Vorspannungsquelle 33. Bei dieser Betriebsweise erhält man eine Kreischarakteristik. In der Schaltstellung 31 bzw. 31' ist die Membran 26 abgetrennt. Es ist nur die .Membran 27 wirksam, und die Mittelelektrode 28 liegt wieder an der gleichen Vorspannung 33. Dabei erhält man Nierencharakteristik. In der Schaltstellung 32 bzw, 32' schließlich liegt die Membran a6 wechselstrom-und gleichstrommäßig an Null. Die Mittelelektrode 28 erhält die Vorspannung über den Hochohmwiderstand 34 zugeführt. Die Membran 27 liegt ebenfalls auf dem Gleichstrompotential Null. Bei dieser Beüriebsweise liegen also die beiden Systeme 26, 28 und 27, 28 in Serie. Da ihre Feldlinien in Richtung von den Membranen 26 bzw. 27 auf die Mittelelektrode 28 verlaufen, ergibt sich bei gleichphasigem Druck auf beide Membranen eine Subtraktion. Man erhält dadurch eine Achterkennlinie für die am Arbeitswiderstand-36 auftretende Wechselspannung.In the switching position 3o or 30 ', the membranes 26, 27 are parallel switched, and the center electrode 28 is connected to the bias voltage source 33. In this Operating mode one obtains a circular characteristic. In switch position 31 or 31 ', the membrane 26 is separated. Only the membrane 27 and the center electrode are effective 28 is again due to the same bias 33. This gives a cardioid characteristic. Finally, in the switch position 32 or 32 ', the membrane a6 is AC and DC DC to zero. The center electrode 28 receives the bias voltage via the High resistance 34 supplied. The membrane 27 is also at the direct current potential Zero. In this mode of operation, the two systems 26, 28 and 27, 28 are located in series. Since their field lines in the direction of the membranes 26 and 27 on the central electrode 28 run, there is a subtraction with in-phase pressure on both membranes. This gives a figure-of-eight characteristic curve for that occurring at the working resistor-36 AC voltage.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Condenser microphone, which has two membranes and a central electrode arranged between them and in which by switching - the directional characteristic of the system consisting of a membrane and the central electrode is either effective alone or is superimposed with the characteristic of the other system, characterized in that the superimposition by alternating current Series or parallel connection of the systems (26; 28 or 27, 28 ) takes place.

2nd microphone after Claim i, characterized by one and the same bias source (33) for each Switching the systems (26, 28 or 27, 2g).

3. microphone according to claim i or 2, characterized in that: the center electrode (28) through bores as well @ has additional bores on both sides (see Fig. i). ; Dressed up Publications:. High frequency technology and electroacoustics, November 1941, p. 137.