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Perfectionnements aux microphones.
La présente invention est relative aux micro- phones en général mais elle concerne plus particulière- ment les microphones du type utilisant des granules de charbon dans la cellule microphonique, l'objet principal de l'invention est de procurer un microphone particulière- ment bien adapté à l'usage du combiné employé dans les postes téléphoniques du type à berceau. L'objet principal de l'invention est de procurer un microphone qui transmet- tra la parole d'une manière satisfaisante quelle que soit la position occupée par la capsule lorsque le combiné est mis en service.
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Avant de donner une description détaillée de l'invention il est peut-être utile de revoir quelles sont en général les caractéristiques des microphones existants et de signaler leurs défauts particuliers ou leurs points faibles, l'objet principal du microphone décrit dans l'invention étant de surmonter ceux-ci.
Depuis l'introduction du combiné microtéléphoni- que, nom sous lequel on désigne un dispositif comprenant un microphone et un récepteur téléphonique montés sous forme d'un ensemble réuni par une poignée, les ingénieurs et les chercheurs ont fixé leur attention toute spéciale sur l'effet utile de ces combinés, ils l'ont déterminé par des essais et des observations faits sur des combinés qui ont été maintenus en service pendant des périodes plus ou moins longues et sous de nombreuses conditions diverses de fonctionnement. Ces essais et ces observations ont rendu évidentes les propriétés que devrait posséder le microphone d'un combiné idéal, de plus ils ont fait con- naître les défauts et les points faibles des microphones existants.
En plus de l'essai et des observations faits sur des combinés en service régulier on a conçu des métho- des reproduisant les conditions normales d'emploi par l'u- tilisation de machines d'essais. Ces machines d'essais sont presque indispensables lorsqu'il s'agit de faire des essais 'de vieillissement artificiel, des essais de positions d'utilisation, des mesures de transmission et d'autres encore qu'il est nécessaire d'effectuer lorsqu'il s'agit, dans un temps réduit, de déterminer avec précision l'effet utile de modèles différents.
Dans le but de rendre le problème plus clair et par le fait même de rendre l'objet principal de l'inven- tion plus intelligible, les propriétés que devrait possé-
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der le microphone d'un combiné idéal peuvent se résumer conne suit : (a) Facilité d'adaptation à toutes les conditions d'utili- sation.
(b) Sensibilité suffisante pour donner un volume de trans- mission adéquat sur les lignes téléphoniques longues alliée à la possibilité de supporter des courants im- portants dans le cas de lignes courtes, sans dévelop- per des bruits parasites dûe au brûlage.
(c) Possibilité d'être substitué à un appareil téléphoni- que quelconque pourvu d'un microphone fixe sans dimi- nuer l'effet utile.
(d) Résistance suffisamment faible pour permettre le fonc- tionnement correct des organes de signalisation du bureau central quel qu'en soit le type. La résistance de l'émetteur ne doit pas influencer la caractéristi- , que précédente quelles que soient les positions dans .lesquelles on tient le combiné, les conditions atmos- phériques et la durée du service accompli.
(e) Fidélité de réception qui doit-être aussi bonne que le permet l'état actuel de la technique de l'électro acoustique sans sacrifier le rendement du volume en transmission.
(f) Rendement indépendant de la position dans laquelle le microphone est tenu lorsqu'il est, en service.
(g) Constance du rendement en volume et de la sensibilité qui ne doit pas varier soit graduellement soit pério- diquement pendant l'usage normal.
(h) Indépendance par rapport aux agents, atmosphériques tels que: l'humidité, la température, la pression.
La condensation de la vapeur d'eau contenue dans l'air expiré, sur les pièces constituant le microphone
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ne doit pas affecte'r celles-ci. (,Y
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(i) Possibilité de rendre un service normal pendant plusieurs années sans que le microphone devienne bruyant ou sans que diminue le rendement de la transmission.
Il est évident que certaines des caractéristiques réconnues désirables pour le microphone d'un combiné sont contradictoires. L'effet utile d'un émetteur dépend, ainsi qu'on le sait, du déplacement du diaphragme qui provoque une variation de la résistance de la cellule microphonique pro- portionnelle à ce déplacement. Un déplacement déterminé du diaphragme provoquera une variation d'un certain pourcentage de la résistance microphonique. Il en résulte que plus la résistance de la cellule microphonique sera élevée plus grande sera la variation de la résistance et, dans le cas de la batterie centrale, plus sensible sera le microphone.
Au contraire dependant, plus la résistance du microphone sera élevée, plus forte sera la différence de potentiel ap- pliquée aux bornes de la cellule microphonique. La quantité de chaleur développée aux points de contact des granules de charbon de la cellule est proportionnelle au carré de la différence de potentiel entre ces points. L'échauffement provoque une agitation thermique des granules et s'il devient suffisamment fort il sera perçu dans le récepteur comme un bruit de friture ou un sifflement. En d'autres termes, plus la résistance du microphone est grande plus la quantité de chaleur développée aux points de contact des granules de charbon est élevée.
La seule solution connue à ce dilemme plus apparent que réel est de s'en tenir à un compromis et de réaliser un microphone dans lequel le déplacement. du diaphragme provoque un large pourcentage de variation de la résistance mais dans lequel la résistance sera suffisam- ment faible pour permettre l'écoulement des courants les plus forts rencontrés dans la pratique, sans donner naissance à
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des bruits parasites.
Pour la radiophonie on a mis au point des micro- phones possédant une grande fidélité de reproduction s'éten- dant sur une large gamme de fréquences et pour atteindre ce but la pratique s'est établie d'utiliser un diaphragme très rigide mais léger qui est fortement amorti. Ce microphone est certainement très peu sensible mais dans la pratique de la radiophonie ceci ne constitue pas un désavantage mar- quant puisqu' on dispose immédiatement d'étages d'amplifica- tion. Ces microphones sont de 40 à 60 décibels pire que le microphone ordinaire employé en téléphonie en ce qui con- cerne le rendement en volume, par conséquent ils ne convien- nent pas du tout pour les besoins de la téléphonie ordinaire.
La fidélité de reproduction des microphones peut, toutefois, être améliorée sans sacrifier le rendement'en volume par un équilibrage convenable de la fréquence de résonance du dia- phragme et des chambres acoustiques se trouvant en avant et en arrière du diaphragme et en réglant convenablement l'amor- tissement.
On a proposé divers modèles tendant à réduire la variation de l'effet utile du microphone avec les différentes posi'tions du combiné. Ces divers types se rangent entre ceux dans lesquels le microphone est monté' sous un certain angle plus avantageux et ceux qui utilisent des électrodes et des cellules microphoniques de formes diverses. Le fait de placer le microphone sous un certain angle ne constitue qu'un com- promis car il y aura toujours une certaine position pour la- quelle l'effet utile sera très faible même si cette position est très différente de la position normale.
Les électrodes ont été présentées sous la forme de cônes d'angles différents, d'hémisphères, de cylindres et d'autres formes géométriques dans le but de maintenir le contact entre les granules et les électrodes dans toutes les positions. Dans d'autres modèles
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les électrodes sont immergées dans les granules de telle sorte que le contact soit maintenu entre les différentes pièce dans toutes les positions. Ce dernier type est celui qui est le plus généralement en usage à l'heure actuelle.
On peut analyser les effets qui se produisent dans une cellule microphonique dans le but de dégager les condi- tions nécessaires à l'obtention d'un microphone à "position: indifférente" c'est à dire celui dont le fonctionnement est correct lorsqu'il est utilisé:sous un angle quelconque. En position de repos les granules exercent sous l'action de la pesanteur une certaine pression l'une sur l'autre et sur les électrodes. Les granules de charbon au fond de la cellule (c'est à dire dans la direction de la terre) seront plus comprimées que celles se trouvant vers le haut et la pression entre le fond et le dessus aura une certaine valeur inter- médiaire.
La première condition pour obtenir un fonctionne- ment dans toutesles positions est de disposer d'une cellule de forme telle que la pression en position de repos soit toujours identique à elle-même quelle que soit la position prise par le combiné, ceci est évident puisque la résistance de la cellule dépend de la compression des granules. Cette condition pourrait être remplie très simplement en utilisant une cellule de forme approximativement sphérique, les élec- trodes étant placées au centre,mais en fait le charbon en granules ne se comporte pas exactement comme un fluide. Dans un fluide en un point donné la pression est la même dans toutes les directions, mais par suite des frottements entre les granules, dans un microphone, la pression suivant l'hori- zontale est moindre que la pression suivant la verticale.
Si deux électrodes planes et parallèles se font face au centre d'une cellule sphérique contenant des granules la résistance de la cellule sera beaucoup plus grande lorsque les électrodes seront disposées horizontallement que lorsqu'elles le seront
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verticalement, même si le diamètre de la. cellule est grand comparé au diamètre des électrodes. Cette différence pro- vient du fait que la pression n'est pas transmise horizon- talement entre les électrodes comme elle est transmise ver- ticalement. C'est la raison pour laquelle les microphones du type à électrodes immergées n'ont pas atteint le but qu'on s'était fixé.
Le diaphragme en se déplaçant, sous l'action des ondes sonores, et suivant le sens du déplacement, comprime les granules plus ou moins fortement que lorsqu'il était en posi- tion de repos. Comme on l'a montré ci-dessus la pression n'est pas transmise uniformément dans toutes les directions à travers les granules, elle est plus grande dans le sens du déplacement et devient de plus en plus petite lorsque l'angle fait avec le sens du déplacement augmente pour attein- dre un minimum lorsque cet angle est droit. C'est la raison pour laquelle beaucoup d'électrodes de formes diverses n'ont- pas donné les résultats escomptés. Dans le cas d'électrodes coniques le rendement en volume est plus faible avec les cônes fermés qu'avec les cônes ouverts car le déplacement du dia- phragme a un effet de compression moindre sur les granules.
Dans le cas d'électrodes hémisphériques ou ayant une surface courbe quelconque le déplacement du diaphragme a un meilleur effet de compression des granules.près du sommet de l'hémis- phère où la surface est à peu près à angle droit avec le sens du déplacement ou de compression des granules. Les bords de l'hémisphère sont presque parallèles au sens du déplacement et sont par conséquent à peu près inactifs. La partie inactive de la cellule constitue une résistance électrique shuntant la partie active.
'On a effectué des recherches considérables pour trou- ver la matière idéale pour la constitution d'un microphone.
De nombreux métaux, des minéraux et divers/combinai-
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sons ont été essayés mais il semble que ce suit le charbon qui s'approche le plus des conditions requises. Il est dur, il a une densité faible si on le compare à la plupart des métaux, il ne fond pas et ne s'altère pas à l'air, on peut l'obtenir à l'état très pur du fait qu'il est inerte et par dessus tout, ses propriétés microphoniques convien- nent idéalement pour les microphones. Des procédés ont été mis au point qui permettent d'obtenir à des prix raisonnables des granules et des électrodes en charbon ayant des proprié- tés uniformes. Il est donc possible d'utiliser son haut rendement microphonique pour en constituer des granules et des électrodes.
L'utilisation d'électrodes métalliques dans une cellule microphonique soit en barres soit en plaques d'alliages divers fait perdre sur la surface des électrodes une partie des avantages obtenus au point de vue micropho- nique avec le charbon et le rendement de la cellule dépend entièrement de l'action microphonique entre les granules.
L'effet est le même si le métal est doux, les surfaces sont de plus facilement attaquées dans ce cas par suite du mouve- ment des granules.
En tenant compte des faits d'observation on a conçu un microphone, suivant les termes de l'invention, qui remplit presque totalement toutes les conditions du microphone de combiné idéaltelles qu'elles ont.été énumérées, en évitant l'emploi de matériaux coûteux ou l'applications de méthodes de construction onéreuses.
Une réalisation de la capsule microphonique répondant aux termes de l'invention est re- présentée aux plans annéxés, la fig. 1 est la vue d'une coupe passant par le centre de la capsule, la fig. 2 représente l'arrière de cette capsule, la fig. 3 montre en perspective les éléments constituant la capsule ainsi que le diaphragme, la fig. 4 représente des électrodes de formes diverses qui
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peuvent être utilisées pour cette capsule ; lesFig. 5 à 9 sont des graphiques donnant des caractéristiques de l'effet utile obtenu avec une capsule microphonique montée', comme l'indique l'invention.
En se reportant plus particulièrement à la fig. 1 on peut voir que le boitier extérieur de la capsule, marqué 1 au plan, e.t. construit de préférence en un alliage d'alumi- nium '. permet d'obtenir un support rigide et léger pour le diaphragme sensible. La forme du boitier est telle que ce- lui-ci peut être utilisé indifféremment pour la capsule micro = phonique du combiné et pour celle du poste de table à micro- phone sur colonne. Les embouchures de formes diverses et les supports qui peuvent être utilisés avec cette capsule ne sont pas représentés. Une plaque d'aluminium 2 percée d'ou- vertures 3 disposées en cercle pour permettre aux ondes sono res d'atteindre le diaphragme est introduite dans la partie annulaire 6 du boitier 1.
Un rebord mince 4 formant nervure sur la partie annulaire 6 est alors rabattu sur le bord de la plaque 2 pour maintenir celle-ci fixée fermement dans le boitier 1. Une rainure 5 creusée sur la périphérie de la pla que 2 permet d'obtenir.un certain effet de ressort de la pla que 2 lorsqu'on rabat le rebord 4 sur'celle-ci,un assemblage plus étanche peut être ainsi obtenu. On comprendra-aisément que l'opération consistant à rabattre le rebord est la der- nière de la suite des opérations d'assemblage, on en a parlé ici pour la commodité de l'exposé.
Le diaphragme qui constitue l'élément principal du système mobile est fait en une matière très légère, telle qu'une feuille mince de duralumin, qui allie un poids très faible à une résistance à la traction très élevée. Trois
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pièces assemblées forment le système mobile. La pièce avant ou diaphragme principal 7 est de forme conique et présente un bord plat relativement large. Un anneau mince 8 formant bourage en matière isolante et un recouvrement 9 protégeant tout le devant du diaphragme 7 contre l'humidité sont calés par la plaque 2 directement sur le bord'plat du diaphragme 7 et le fond du boitier 1. Derrière le diaphragme principal 7 se trouve un diaphragme secondaire 10 ayant la forme d'un anneau conique.
Un godet 11 en forme de dôme est inséré dans l'ouverture aménagée au centre du diaphragme secondaire, ce godet est pourvu d'un rebord plat 14 qui se place contre le bord de l'ouverture. L'ensemble complet comprenant le diaphragme 7, le diaphragme secondaire 10 et le godet en forme de d8me 11 est maintenu par pression dans la position montrée à la fig. 1, il est fixé par un oeillet ou un rivet 12 entre le dôme 11 et le centre du diaphragme principal 7, l'ensemble est donc très rigide autour du point central du cône et très libre sur le bord extérieur du diaphragme 7, le bord extérieur du diaphragme 7 étant bloqué comme on l'a dit plus haut. L'oeillet 12 est pourvu d'une ouverture, la raison en sera donnée plus loin.
En utilisant un oeillet ou un rivet 12 pour maintenir l'en- semble au centre du diaphragme 7 il n'est pas nécessaire de prévoir un mode de fixation rigide du diaphragme secondaire, à sa phériphérie, au diaphragme 7 ou du bord intérieur de l'ouverture centrale de ce diaphragme secondaire au bord plat du godet-11. Ce mode d'assemblage garantit que le dia- phragme se déplacera comme un tout à la manière d'un piston et qu'il ne vibrera pas en certaines sections comme le fait une plaque lorsqu'elle est placée sous l'influence d'ondes sonores de fréquences différentes. L'ensemble tel qu'il est décrit constitue en quelque sorte un "diaphragme en faisceau".
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Une électrode annulaire 15 en charbon est fixée au bord 14 du godet 11 en forme de dame en rabattant le pour-- tour du bord 14 sur l'électrode, celle-ci est donc fixée à demeure en position. L'électrode mobile 15 est de ce fait fixée d'une manière rigide à l'ensemble du diaphragme, elle se meut avec celui-ci comme un tout. En face de l'électrode mobile 15 se trouve une électrode annulaire 16 en charbon, fixe et de même forme que l'électrode mobile 15. L'électrode 16 est sertie dans le rebord 19 d'un autre godet 18 en forme de d8me qui est lui-même fixé d'une manière rigide au boitier 1 au moyen de l'écrou ou anneau fileté 23. Le godet 18 est isolé électriquement du boitier 1 par la rondelle isolante 21 et la pièce cylindrique isolante 20 enveloppant le corps du godet 18.
Entre les bords extérieurs des électrodes annu- un laires 15 et 16 est collé/soufflet en papier 17, flexible et de forme circulaire comme on peut le voir plus en détail à la fig. 3. Ce soufflet en papier 17 maintient les granules de charbon dans la cellule formée par les deux godets 11 et 18 et les électrodes 15 et 16. Ce soufflet peut être fixé par une couche de vernis, ou de toute autre matière adhésive aux bords des électrodes. Comme autre fonction du soufflet en papier 17 on peut citer qu'il permet,lorsque le système mobile du diaphragme vibre,de comprimer l'air compris entre la surface extérieure de la cellule du microphone et la chani- bre se trouvant derrière le diaphragme ce qui amortit légère- ment ou contrôle les vibrations du diaphragme.
La chambre de résonance se trouvant en avant du diaphragme 7 et du recouvre- ment protecteur 9 et derrière la plaque 2 contribue également à amottir les déplacements du système mobile. Les surfaces intérieures des godets 11 et 18 en contact avec les granules de charbon sont recouvertes d'un émail isolant comme il est montré à la fig. 3 par 31 et 32 de telle'sorte que le passage
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du courant dans la cellule microphonique ne puisse se faire qu'à travers les électrodes en charbon 15 et 16. Pour pouvoir représenter plus clairement les pièces unitaires de la cel- lule microphonique on n'a pas fait figurer les granules de charbon qui remplissent presque complètement l'espace laissé libre entre les électrodes et les godets 11 et 18.
Au dos de la pièce 18 en forme de dôme on a prévu une ouverture qui permet de remplir la cellule microphonique de 'granules de charbon. Dès que le remplissage est terminé la fiche 30 est vissée dans l'ouverture et la tête de cette fiche 30 est coupée ce qui supprime toute possibiité d'accès non contrôlé aux pièces 'qui constituent la cellule micropho- nicue.
L'anneau de blocage 23 en plus de ce qu'il maintient la pièce en forme de dôme 18 bloquée par l'intermédiaire d'un isolant contre le boitier 1, fixe également le support de borne 27 à ce boitier, sans solution de continuité élec- trique.. A l'une de ses extrémités le support de borne est fixé au boitier par une vis 29 et la borne deconnexion 28 est constituée par une vis à laquelle s'attachent les fils d'amenée du courant,. Le support de borne 27 établit la liai- con électrique entre les fils attachés à la borne 22 et le diaphragme 7 et l'électrode 15.
L'autre support de borne 24 placé à la par tie supérieure de l'ensemble, mais isolé du support 27 par une rondelleisolante 22 et l'isolant 20, étn- elit la liaison électrique,par l'intermédiaire de l'anneau de blocage 23,avec l'électrode arrière 16. La vis de fixation 25 de la pièce 24 est vissée dans le boitier 1, elle est iso- lée dela pièce 24 par Ion rondelles isolantes 26. La vis 35 sert de borne d'attaché des fils d'amenée du courant.
Le circuit électrique de la cellule microphonique est constitué par le fil aboutissant à la borne 35 et cette borne, le sup port 24, l'écrou de blocage 23, la place cn forme de dôms 18,
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l'électrode 16 naintenue par le rebord 19 (le la pièce 18, les granules de charbon remplissant la cellule, l'autre éledtrode 15.
Le courant passe ensuite par le rebord 14 et la pièce en forme de dôme 11 ; le diaphragme/ou le diaphrag- me secondaire 10, la périphérie du diaphragme 7, le boitier 1 qui est en contact avec le bord de ce diaphrame le support 27 qui est en contact avec l'arrière du boîtier 1, la vis 28 et le fil de sortie. Tout le courant qui traverse la capsule microphonique suit le chemin qui vient d'être tracé.
La cellule microphonique a été construite suivant la forme qui vient d'être décrite et qui est représentée au plan de telle sorte que la pression due à la pesanteur et exercée par les granules sur les électrodes soit très sen- silbement égale pour toutes les positions que peut prendre la capsule quand elleest en service. Comme la pression ne se transmet pas bien dans une direction horizontale entre deux surfaces planes on a donné aux électrodes 15 et 16 la forme d'anneaux, la direction horizontale de la pression est donc réduite au possible. Pour contribuer à la transmission de la pression entre les électrodes le bord intérieur de celles-ci a été chanfreiné sous un petit angle.
A 'la fig. 4 on montre des électrodes de formes différentes ayant des bords arrondis et coupés sous différents angles, elles peuvent être utilisées également dans le but indiqué ci-dessus. Le dé- placement du diaphragme 7 sous l'action des ondes. sonores venant frapper sa face avant comprime les granules de charbon entre les électrodes et comprime également la mas- se des granules contenues dans la cellule ce qui fait varier la résistance dfferte au passage du courant à travers celle-ci et provoque la transmission (Ses ondes de la voix.
La tendance générale actuelle lorsqu'au étudie un appareil de transmission téléphonique semble être d'atteindre
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""'1.:16 fidélité de reproduction de la voi-:-. aussi grande que possible. La =irù-ôlité <Ee re:;:ro:'.uctiol1 ]c:t tre cO:1trlêc
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possible. fidélité reproduction peut être contrôlée
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par la ncsure de l'efficacité électro-acoustique da nico- phone différentes fréquences. La cc-me des fréquences trc.l1smizes habituellent sur les circuits téléphoniques s'étend, fie 300 à 3000 cycles, les fréquences élevées étant nécessaires pour rendre la voix cladre et naturelle.
Un
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microphone idéal transmettrait bien toutes les
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fréquences. ' 0n pourra avoir une idée èn ,erfectionne:'1o:1tz qui ont été cmjùJô%ôs dans sens coi: sidérant que les (':.: O:111 elle tAs - (:él11S selles e11 C0l1c:!J..cr11 q:1.0 xieiens nicrophones des popteo e t=..b2:"" travaillaient ;' 1=- fi'ilemc#it au-delà, de 2JJ0 cycles et que la variation totale d'" l'efficacité entre 300 et 2500 cyclec- était de 40 .:±ôciô>elz et lu?. Des #.iiT:<"?ji'±nT:n utilisés ±mir '''":p co'Tbinés tra- "aiHaient cependant trsp bien jusqu'à 3500 cycles -:1s,i$ la variation avec la fréquence était trop crande du fait qu'elle atteignait 30 décibels entre 300 et 3300 cycles. En se =e- j<:';=1t la courbe de la fie. 7 on peut remarquer que l'amé- lioration dans le cas du ".ticrophone faisant l'objet de l'in- "-cntion est tout '". fait considérable.
Il travaille Jusqu'à -1500 cycles et la variation totale 0 l'?f-".T.cit= es-'- de 1?.,5 décibel? environ jusqu'\ cette e f é ç:; e nc e , ce qui :'3n;:c um -r;.i=:e plus étendue de fonctionnement et un effet consi- dérable"ient :'.ie il 1 -ur.
La nesure Je l'effet cI,-.1 chaner.ient déposition d'un combiné sur le rendement en transnission eJ=içe des noyens i=zr:;c.ttz#i": -le Maintenir -!'outes lc>. autrer conditions constan- teT ? lorsqu'on codifie law position. Le 6-1;==ositi± appelé "bouche artificielle" qui naintient le ".-Licrophone fi::e par rapport a la bouche alors qu'il peut subir un déplacement angulaire quelconque, est bien adapté a cet essai.
Le rcn- ô.é:=;c#it, du .-#ic-Jj"=o21r; ::2c.ic:::.nt l' o"b et de l'invention lors- qu'il est soumis a des essais de cette espèce est rpyoenté est >?r;>.iis Jer esx=ir '--e cetf,e 08:ece est r.JJ}Jf ca 'e
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craphiquement à la fig. 5 où les différentes positions du combind ont été indiquées sous differonts angles avec la terticale On peut voir d'après cette courbe que le micro- phone ne présente qu'une variation totale de 1.7 déclocls entre toutes les positions qu'il peut prendre dans un angle de 1800 alors que les anciens types de microphone de combiné montraient une variation totale d' au moins 10 décibels entre les différentes positions.
Pendant les mêmes essais on a mesuré la résistance de la (cellule du microphone lecombiné changeant de position sous différentsangles cornue le montre la fig. 6. Ainsi qu'on peut le voir sur ce graphique les limites de résistance pour le microphone sont de 29 à 37 ohms ce qui présente une variation très faible de la résistance si on compare celle ci à la variation observée pour d'anciens type:) de micro- phone et qui était de 30 à. 90 ohms suivant la position.
On sait que le "soufflo" est dûà une variation périodique la résistance du microphone, cette dernière étant due à son tour à l'expansion de l'air dans la cellule microphonique et à la dilatation dea parois sous l'action de la chaleur engendrée par le passage du courant à travers la cellule. Presque tous les microphones en usage sont du type à cellule étanche ce qui développe le "souffle" s'ils restent en circuit pendant plusieurs minutes.
Ces désavan- tages ont été éliminés dans le microphone répondant aux termes de l'invention par suite de la présence d'une petite ouverture 13 dans l'oeillet 12 (voir 2 -et 3) qui fait communiquer l'intérieur de la cellule et l'espace compris entre le diaphragme 7 et le recouvrement de protection 9. m'ouverture 13 est de dimensions restreintes, elle ne per- passer met pas aux granules de s'échapper mais elle laisse/l'air échauffé qui se répand au dehors. La forme bombée des parois
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-'-ep pièces 11 et 13 est -balle rue leur êcha.ut'f'e::1ent provoque '.".:1':.
Iscere expansion dans une direction telle qu'elle réduit 1 z.1"e:lent la rE:'.'iStc:,.11C8 'les crC.li'l.1J.6$ 'le charbon plutôt que de l'augmenter comme cela se produisait dans les anciens IOC:C?leÇ1 Les résultats obtenus par ces ô2iorêtions cent r;l1:'.\,I,s éviè..cntslor3C;:u.' on e^,.'1i11e le graphique de la fic. à où la résistance du nicrophone a été mesurée et reportée pendant une période .de plu.sioUIS :nin:1."tes. Les anciens types e,e essuie microzlo:zirue lorsnü' ï1 : sont en service contrent e8 -ccoissc'aents réal1icrr. de la résistance à des inter- i-an-1-es périodicuep pendant un la-s de te:nps donné, alors que le microphone décrit dans l'invention ne présente aucun défaut de ce genre.
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On sait parfaitement bien que l' :lo::11ération des Grlles de charbon dav=1s une cellule microphonique produit ,.ne diminution de la résistance de la cellule, les granules prenant une configuration qui amène entre elles des sur- pressions anomales lorsqu'elles sont à l'état de repos.
Ainsi qu'on peut le voir à la fig. 1 près de la Moitié des
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Granules -.e charbon (le la cellule sicrophonique sont con- tenues dans le eystème mobile comprenant le diaphragme 7, l'électrode 15 et la cuvette 11. On peut donc voirqu'un déplacement quelconque du diaphragme 7 fait mouvoir les granules ce qui brise les agglomérations qui pourraient s'être produites et ramené le microphone à sa sensibilité nor- male.
Ce qu'on appellel *bruit de microphone" donne
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la li¯tite de la capacité de fonctionnement d'un t1icrODhone.
On sc,it que le microphone d'un combiné est en général traité avec peu de délicatesse lorsqu' il est en service, on rejette le combiné dans le berceau ou sur la table, on le secoue pendant la conversation et il se trouvait en position hori-
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zontale dans le berceau au moment où on l'a saisi. Tout ceci tend à rendre le microphone 'bruyant en service. Pour réduire ces effets à un minimum le microphone établi suivant les termes de l'invention a été conçu de telle sorte qu'il ait dans toutes les positions une résistance plus faible que celle des types qui l'ont précédé.
Pour effectuer l'essai du nouveau microphone un cycle de vieillissement artificiel était accompli par une machine qui reproduisait les manoeuvres d'enlèvement du combiné du berceau et de mise en, po sition de conversation et qui le reposait ensuite dans le berceau comme le courant étant établi et coupé/il l'aurait été par la fourche d'un poste. Le fait de rejetter le combiné dans le berceau occasionne le plus de dommages et la machine de vieillissement artificiel était disposas pour donner un choc plus sévère encore dans ce cas car le microphone était lancé directement sur une plaque métallique non matelassée alors qu'en pratique la fourche commutatrice et la monture du combiné réduisent le choc.
Comme le montre la fig. 9 on a affectué 20. 000 opérations de vieillissement artificiel sur le microphone répondant aux termes de l'invatnion. Le gra- phique donne la résistance des granules de charbon et le niveau du bruit de micruphone mesurés dans le cas d'une alimentation de 0.25 Ampère approximativement. De ces courbes on peut déduire que la résistance et le niveau du bruit de microphone atteignent une valeur pratiquement constante après 10. 000 opérations environ. La résistance et le bruit de microphone sont inférieurs, après 20. 000 opérations du microphone construit suivant les termes de l'invention, aux valeurs mesurées pour les anciens types de microphone de combiné après 1000 opérations environ.
Pratiquement 20. 000 opérations correspondent à peu près à dix années de service avec une moyenne d'environ 5 opà- ue rations par jour. Le graphique montre donc/levieillissement
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Les Granules du microphone, 1ft au choc, a été élL4i- :16 en grande partie dans le nouveau modèle.
L'application d'un circuit avec effet anti-local au poste téléphonique empêche le bourdonnement ou un effet local trop prononcé lorsque le combiné est connecté à la ligne. Quand un poste est en service dans -une boucle courte et avant que l'abonné appelé ait répondu le circuit de ligne est virtuellement ouvert. Dans ces conditions le circuit avec effet anti-local n'est plue équilibré et dans vertains cas le combiné peut avoir tendance à vrombir ou siffler.
Bien que ceci ne se produise pas d'ordinaire pendant la conversation son effet n'en est pas oins dés- agréable. Dans le cas du microphone établi suivant les termes de l'invention et comme le montre leGraphique de la fig. 7 c'est à dire la courbe relativement plate de l'efficacité aux différentes fréquences, la tondauce à vronbir ou à siffler est considérablement réduite. De même
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le sJGn 'ie mobile ejarw léger du ::-.1icropl'1one réduit le couplage mécanique entre ce dernier et le récepteur du combiné.
Ce microphone peut donc être utilisé dans un type de circuit quelconque, avec ou sans effet anti-local, sans que des oscillations de fréquence propre viennent con- trarier son fonctionnement correct.
Il est essentiel que le microphone soit rendu étanche à l'humidité. Le miorophone établi suivant les ternes 'Le l'invention est rendu effectivement étanche par l'emploi d'un diaphragme deprotection contre l'humidité qui recouvre le diaphragme 7 et qui bouche l'ouverture frontale. Tous les autres joints tels que la fiche de ramplissage 30, l'écrou (le serrage 23 et les vis 28 et35
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?J.lt scelléec èsale::1ent au T10:ren de cospound imperméable.
Le uicrophone peut donc être i=x:leré dans l'eau pendant un =;::ys considérable s'ans que son bon fmctionl1er.le1t s'en ressente.
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Improvements to microphones.
The present invention relates to microphones in general but it relates more particularly to microphones of the type using carbon granules in the microphone cell, the main object of the invention is to provide a particularly well suited microphone. for use with the handset used in cradle type telephone sets. The main object of the invention is to provide a microphone which will transmit speech in a satisfactory manner regardless of the position occupied by the capsule when the handset is put into use.
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Before giving a detailed description of the invention it may be useful to review what are in general the characteristics of existing microphones and to point out their particular defects or their weak points, the main object of the microphone described in the invention being to overcome these.
Since the introduction of the microtelephonic handset, a name by which a device comprising a microphone and a telephone receiver mounted as a unit joined by a handle, is known, engineers and researchers have focused their special attention on the useful effect of these handsets, they determined by tests and observations made on handsets which have been kept in service for more or less long periods and under many different operating conditions. These tests and observations made evident what properties the microphone of an ideal handset should have, and they also revealed the shortcomings and weaknesses of existing microphones.
In addition to the testing and observations made on handsets in regular service, methods have been devised which reproduce the normal conditions of use by the use of testing machines. These testing machines are almost indispensable when it comes to making artificial aging tests, testing positions of use, transmission measurements and more that it is necessary to carry out when it is a question, in a reduced time, of determining with precision the useful effect of different models.
In order to make the problem clearer and thereby to make the main object of the invention more intelligible, the properties which should
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The microphone of an ideal handset can be summarized as follows: (a) Easy to adapt to all conditions of use.
(b) Sufficient sensitivity to give an adequate volume of transmission on long telephone lines combined with the possibility of supporting high currents in the case of short lines, without developing parasitic noises due to burning.
(c) Possibility of replacing any telephone device fitted with a fixed microphone without reducing the useful effect.
(d) Resistance low enough to allow correct functioning of central office signaling devices of any type. The resistance of the transmitter must not influence the preceding characteristic whatever the positions in which the handset is held, the atmospheric conditions and the length of service performed.
(e) Reception fidelity which must be as good as the current state of the art of electro-acoustics allows without sacrificing the efficiency of the volume in transmission.
(f) Performance independent of the position in which the microphone is held when in use.
(g) Consistency of volume yield and sensitivity which should not vary either gradually or periodically during normal use.
(h) Independence from atmospheric agents such as: humidity, temperature, pressure.
The condensation of the water vapor contained in the exhaled air, on the parts constituting the microphone
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should not affect these. (, Y
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(i) Possibility of providing normal service for several years without the microphone becoming noisy or without reducing the transmission efficiency.
Obviously, some of the recognized desirable characteristics of a handset microphone are contradictory. The useful effect of a transmitter depends, as is known, on the displacement of the diaphragm which causes a variation in the resistance of the microphone cell proportional to this displacement. A certain displacement of the diaphragm will cause a variation of a certain percentage of the microphone resistance. As a result, the higher the resistance of the microphone cell, the greater the variation in resistance and, in the case of the central battery, the more sensitive the microphone will be.
On the contrary, the higher the resistance of the microphone, the greater will be the potential difference applied to the terminals of the microphone cell. The amount of heat developed at the contact points of the carbon granules in the cell is proportional to the square of the potential difference between these points. Heating causes thermal agitation of the granules and if it becomes strong enough it will be perceived in the receiver as a frying noise or a hissing noise. In other words, the greater the resistance of the microphone, the greater the amount of heat developed at the points of contact of the carbon granules.
The only known solution to this more apparent than real dilemma is to stick to a compromise and achieve a microphone in which to move. of the diaphragm causes a large percentage change in resistance but in which the resistance will be low enough to allow the flow of the strongest currents encountered in practice, without giving rise to
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parasitic noises.
Microphones have been developed for radiophony with high reproduction fidelity extending over a wide range of frequencies and to achieve this goal the practice has become established to use a very rigid but light diaphragm which is strongly amortized. This microphone is certainly very insensitive, but in radiophony practice this does not constitute a significant disadvantage since amplification stages are immediately available. These microphones are 40 to 60 decibels worse than the ordinary microphone used in telephony in terms of volume performance, therefore they are not at all suitable for ordinary telephony needs.
The reproducibility of microphones can, however, be improved without sacrificing volume efficiency by properly balancing the resonant frequency of the diaphragm and the acoustic chambers in front and behind the diaphragm and by properly adjusting the frequency. 'amortization.
Various models have been proposed which tend to reduce the variation in the useful effect of the microphone with the different positions of the handset. These various types fall between those in which the microphone is mounted at a more advantageous angle and those which use electrodes and microphone cells of various shapes. Placing the microphone at a certain angle is only a trade-off as there will always be a certain position for which the useful effect will be very low even though that position is very different from the normal position.
The electrodes have been presented in the form of cones of different angles, hemispheres, cylinders and other geometric shapes with the aim of maintaining contact between the granules and the electrodes in all positions. In other models
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the electrodes are immersed in the granules so that contact is maintained between the different parts in all positions. The latter type is the one most generally in use today.
We can analyze the effects which occur in a microphone cell in order to identify the conditions necessary to obtain a microphone with "position: indifferent", that is to say one whose operation is correct when. is used: from any angle. In the rest position, the granules exert, under the action of gravity, a certain pressure on each other and on the electrodes. The charcoal granules at the bottom of the cell (ie in the direction of the earth) will be compressed more than those at the top and the pressure between the bottom and the top will have some intermediate value.
The first condition for obtaining operation in all positions is to have a cell of such shape that the pressure in the rest position is always identical to itself regardless of the position taken by the handset, this is obvious since the resistance of the cell depends on the compression of the granules. This condition could be fulfilled very simply by using an approximately spherical shaped cell with the electrodes placed in the center, but in fact pelletized carbon does not behave exactly like a fluid. In a fluid at a given point the pressure is the same in all directions, but as a result of friction between the granules, in a microphone, the pressure along the horizontal is less than the pressure along the vertical.
If two plane parallel electrodes face each other in the center of a spherical cell containing granules the resistance of the cell will be much greater when the electrodes are arranged horizontally than when they are.
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vertically, even if the diameter of the. cell is large compared to the diameter of the electrodes. This difference arises from the fact that the pressure is not transmitted horizontally between the electrodes as it is transmitted vertically. This is the reason why immersed electrode type microphones have not achieved their intended purpose.
The diaphragm by moving, under the action of sound waves, and depending on the direction of movement, compresses the granules more or less strongly than when it was in a resting position. As shown above the pressure is not transmitted uniformly in all directions through the granules, it is larger in the direction of travel and becomes smaller and smaller as the angle made with the direction displacement increases to reach a minimum when this angle is right. This is the reason why many electrodes of various shapes did not give the expected results. In the case of conical electrodes the volume yield is lower with closed cones than with open cones because the displacement of the diaphragm has a less compressive effect on the granules.
In the case of hemispherical electrodes or having any curved surface, the displacement of the diaphragm has a better effect of compressing the granules near the top of the hemisphere where the surface is approximately at right angles to the direction of displacement or compression of the granules. The edges of the hemisphere are almost parallel to the direction of travel and are therefore almost inactive. The inactive part of the cell constitutes an electrical resistance bypassing the active part.
Considerable research has been done to find the ideal material for the construction of a microphone.
Many metals, minerals and various / combinations
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sounds have been tried but it seems that this follows the smut which comes closest to the requirements. It is hard, it has a low density compared to most metals, it does not melt and does not deteriorate in air, it can be obtained in a very pure state due to the fact that it is inert and above all, its microphone properties are ideally suited for microphones. Processes have been developed which allow to obtain at reasonable prices granules and carbon electrodes having uniform properties. It is therefore possible to use its high microphone efficiency to form granules and electrodes.
The use of metal electrodes in a microphone cell either in bars or in plates of various alloys loses on the surface of the electrodes part of the advantages obtained from the microphonic point of view with carbon and the efficiency of the cell depends entirely of microphonic action between granules.
The effect is the same if the metal is soft, the surfaces are more easily attacked in this case due to the movement of the granules.
Taking into account the facts of observation a microphone has been designed, according to the terms of the invention, which almost completely fulfills all the requirements of the ideal handset microphone as they have been enumerated, avoiding the use of expensive materials. or the application of expensive construction methods.
An embodiment of the microphone capsule meeting the terms of the invention is shown in the appended drawings, FIG. 1 is the view of a section passing through the center of the capsule, FIG. 2 shows the rear of this capsule, FIG. 3 shows in perspective the elements constituting the capsule as well as the diaphragm, FIG. 4 shows electrodes of various shapes which
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can be used for this capsule; the Fig. 5 to 9 are graphs giving characteristics of the useful effect obtained with a mounted microphone capsule, as indicated by the invention.
Referring more particularly to FIG. 1 we can see that the outer casing of the capsule, marked 1 on the plan, e.t. preferably constructed from an aluminum alloy. provides a rigid and light support for the sensitive diaphragm. The shape of the case is such that it can be used indifferently for the microphone = sound capsule of the handset and for that of the column-mounted microphone table station. The mouthpieces of various shapes and the supports which can be used with this capsule are not shown. An aluminum plate 2 pierced with openings 3 arranged in a circle to allow sound waves to reach the diaphragm is introduced into the annular part 6 of the housing 1.
A thin rim 4 forming a rib on the annular part 6 is then folded over the edge of the plate 2 to keep the latter firmly fixed in the housing 1. A groove 5 hollowed out on the periphery of the plate 2 makes it possible to obtain. a certain springing effect of the plate 2 when the flange 4 is folded over it, a more tight assembly can thus be obtained. It will easily be understood that the operation consisting in folding the rim is the last of the series of assembly operations, which has been mentioned here for the convenience of the description.
The diaphragm which constitutes the main element of the mobile system is made of a very light material, such as a thin sheet of duralumin, which combines a very low weight with a very high tensile strength. Three
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assembled parts form the mobile system. The front piece or main diaphragm 7 is conical in shape and has a relatively wide flat edge. A thin ring 8 forming a filling of insulating material and a covering 9 protecting the entire front of the diaphragm 7 against humidity are wedged by the plate 2 directly on the flat edge of the diaphragm 7 and the bottom of the case 1. Behind the main diaphragm 7 is a secondary diaphragm 10 having the shape of a conical ring.
A cup 11 in the form of a dome is inserted into the opening in the center of the secondary diaphragm, this cup is provided with a flat rim 14 which is placed against the edge of the opening. The complete assembly comprising the diaphragm 7, the secondary diaphragm 10 and the d8me-shaped cup 11 is held by pressure in the position shown in FIG. 1, it is fixed by an eyelet or a rivet 12 between the dome 11 and the center of the main diaphragm 7, the assembly is therefore very rigid around the central point of the cone and very free on the outer edge of the diaphragm 7, the edge outside of diaphragm 7 being blocked as mentioned above. The eyelet 12 is provided with an opening, the reason for this will be given below.
By using an eyelet or a rivet 12 to hold the assembly in the center of the diaphragm 7, it is not necessary to provide a rigid method of fixing the secondary diaphragm, to its periphery, to the diaphragm 7 or the inner edge of the diaphragm. central opening of this secondary diaphragm at the flat edge of the cup-11. This method of assembly guarantees that the diaphragm will move as a whole in the manner of a piston and that it will not vibrate in certain sections as does a plate when it is placed under the influence of waves. sound of different frequencies. The assembly as described constitutes a sort of "beam diaphragm".
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An annular carbon electrode 15 is fixed to the edge 14 of the lady-shaped cup 11 by folding the perimeter of the edge 14 on the electrode, the latter is therefore permanently fixed in position. The movable electrode 15 is therefore rigidly fixed to the entire diaphragm, it moves with it as a whole. Opposite the mobile electrode 15 is an annular carbon electrode 16, fixed and of the same shape as the mobile electrode 15. The electrode 16 is crimped into the rim 19 of another cup 18 in the shape of a d8me which is itself fixed rigidly to the housing 1 by means of the nut or threaded ring 23. The cup 18 is electrically isolated from the housing 1 by the insulating washer 21 and the insulating cylindrical part 20 enveloping the body of the cup 18 .
Between the outer edges of the annular electrodes 15 and 16 is glued / gusseted paper 17, flexible and circular in shape as can be seen in more detail in FIG. 3. This paper bellows 17 keeps the carbon granules in the cell formed by the two cups 11 and 18 and the electrodes 15 and 16. This bellows can be fixed by a layer of varnish, or any other adhesive material to the edges of the. electrodes. Another function of the paper bellows 17 is that it allows, when the movable diaphragm system vibrates, to compress the air between the outer surface of the microphone cell and the tube located behind the diaphragm. which lightly dampens or controls diaphragm vibrations.
The resonance chamber located in front of the diaphragm 7 and of the protective covering 9 and behind the plate 2 also helps to soften the movements of the mobile system. The inner surfaces of the cups 11 and 18 in contact with the charcoal granules are covered with an insulating enamel as shown in fig. 3 par 31 and 32 of such kind that the passage
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of the current in the microphone cell can only be made through the carbon electrodes 15 and 16. In order to be able to represent more clearly the unit parts of the microphone cell, we have not included the carbon granules which almost fill completely the space left free between the electrodes and the cups 11 and 18.
On the back of the dome-shaped piece 18 there is an opening which allows the microphone cell to be filled with charcoal granules. As soon as the filling is completed, the plug 30 is screwed into the opening and the head of this plug 30 is cut off, which eliminates any possibility of uncontrolled access to the parts which constitute the microphonic cell.
The locking ring 23 in addition to keeping the dome-shaped part 18 blocked by means of an insulator against the box 1, also fixes the terminal support 27 to this box, without any solution of continuity. electrical .. At one of its ends the terminal support is fixed to the box by a screw 29 and the connection terminal 28 is constituted by a screw to which the current supply wires are attached. Terminal bracket 27 establishes the electrical connection between the wires attached to terminal 22 and diaphragm 7 and electrode 15.
The other terminal support 24 placed at the upper part of the assembly, but isolated from the support 27 by an insulating washer 22 and the insulator 20, provides the electrical connection, via the locking ring. 23, with the rear electrode 16. The fixing screw 25 of the part 24 is screwed into the box 1, it is isolated from the part 24 by the insulating washers 26. The screw 35 serves as a terminal for attaching the wires. power supply.
The electrical circuit of the microphone unit is made up of the wire leading to terminal 35 and this terminal, the support 24, the locking nut 23, the place in the form of domes 18,
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the electrode 16 held by the rim 19 (the part 18, the carbon granules filling the cell, the other electrode 15.
The current then passes through the flange 14 and the dome-shaped piece 11; the diaphragm / or the secondary diaphragm 10, the periphery of the diaphragm 7, the housing 1 which is in contact with the edge of this diaphragm the support 27 which is in contact with the rear of the housing 1, the screw 28 and the lead wire. All the current which crosses the microphone capsule follows the path which has just been traced.
The microphone cell has been constructed according to the form which has just been described and which is represented on the plan so that the pressure due to gravity and exerted by the granules on the electrodes is very substantially equal for all the positions that can take the capsule when it is in use. Since the pressure does not transmit well in a horizontal direction between two flat surfaces, the electrodes 15 and 16 have been given the shape of rings, the horizontal direction of the pressure is therefore reduced as much as possible. To aid in the transmission of pressure between the electrodes the inner edge thereof has been chamfered at a small angle.
In fig. 4 shows electrodes of different shapes having rounded edges and cut at different angles, they can be used also for the above mentioned purpose. The displacement of the diaphragm 7 under the action of the waves. sound striking its front face compresses the carbon granules between the electrodes and also compresses the mass of the granules contained in the cell, which varies the resistance offered to the passage of current through it and causes transmission (Its waves of voice.
The current general tendency when studying a telephone transmission device seems to be to reach
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"" '1.:16 reproduction fidelity of the voice -: -. as large as possible. La = irù-ôlité <Ee re:;: ro: '. Uctiol1] c: t tre cO: 1trlêc
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possible. fidelity reproduction can be controlled
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by the nature of the electro-acoustic efficiency of different frequencies. The cc-me of trc.l1smizes frequencies usual on telephone circuits ranges from 300 to 3000 cycles, the higher frequencies being necessary to make the voice clear and natural.
A
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ideal microphone would transmit well all
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frequencies. '0n will be able to have an idea èn, erfectne:' 1o: 1tz which were cmjùJô% ôs in the sense coi: amazing that the (':.: O: 111 she tAs - (: él11S saddles e11 C0l1c:! J..cr11 q: 1.0 xieiens nicrophones of popteo and = .. b2: "" worked; '1 = - fi'ilemc # it beyond, of 2JJ0 cycles and that the total variation of "efficiency between 300 and 2500 cyclec- was 40.: ± ôciô> elz et lu ?. Some # .iiT: <"? ji '± nT: n used ± mir' ''": p co'Tbinés, however, worked very well up to 3500 cycles -: 1s, i $ the variation with the frequency was too large because it reached 30 decibels between 300 and 3300 cycles. In se = e- j <: '; = 1t the curve of the fie. 7 we can Note that the improvement in the case of the "microphone being the subject of the intention is quite considerable."
It works up to -1500 cycles and the total variation 0 l '? F - ". T.cit = es -'- de 1?., 5 decibel? Approximately until this ef é ç :; e nc e, which: '3n;: c um -r; .i =: e more range of operation and a considerable effect "ient:'. ie il 1 -ur.
The measure I the effect cI, -. 1 chaner.ient deposition of a combined on the yield in transnission eJ = içe des noyens i = zr:; c.ttz # i ": -the Maintain -! 'Outes lc> . other constant conditions? when codifying the position. The 6-1; == ositi ± called "artificial mouth" which keeps the ".-Microphone fi :: e in relation to the mouth while it can be subjected to any angular displacement is well suited to this test.
The rcn- ô.é: =; c # it, du .- # ic-Jj "= o21r; :: 2c.ic :::. Nt the o" b and of the invention when it is subjected to tests of this species is rpyoenté est>? r;>. iis Jer esx = ir '--e cetf, e 08: ece is r.JJ} Jf ca' e
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graphically in fig. 5 where the different positions of the combind have been indicated under different angles with the tertical. It can be seen from this curve that the microphone only shows a total variation of 1.7 clicks between all the positions it can take in a angle of 1800 whereas older types of handset microphone showed a total variation of at least 10 decibels between different positions.
During the same tests the resistance of the (cell of the handset microphone changing position under different horn angles shown in Fig. 6. As can be seen in this graph the resistance limits for the microphone are from 29 to 37 ohms which presents a very weak variation of the resistance if one compares this one with the variation observed for old type :) of microphone and which was from 30 to. 90 ohms depending on the position.
We know that the "breath" is due to a periodic variation in the resistance of the microphone, the latter being in turn due to the expansion of the air in the microphone cell and to the expansion of the walls under the action of the heat generated. by the passage of current through the cell. Almost all microphones in use are of the sealed cell type which develops "hiss" if left on for several minutes.
These disadvantages have been eliminated in the microphone meeting the terms of the invention due to the presence of a small opening 13 in the eyelet 12 (see 2 -and 3) which communicates the interior of the cell and the space between the diaphragm 7 and the protective cover 9. the opening 13 is of restricted dimensions, it does not allow the granules to escape but it leaves the heated air which spreads out . The rounded shape of the walls
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-'- ep parts 11 and 13 is -balle rue leur êcha.ut'f'e :: 1ent causes '. ".: 1' :.
Iscere expansion in a direction such that it reduces 1 z.1 "e: slow rE: '.' IStc:,. 11C8 'the crC.li'l.1J.6 $' coal rather than increasing it as it happened in the old IOCs: C? leÇ1 The results obtained by these hundred r ô2iorétions; l1: '. \, I, s eviè..cntslor3C;: u.' We see the graph of the figure where the resistance of the microphone was measured and reported for a period of more than one: nin: 1. The old types e, e microzlo: zirue quandnü 'ï1: are in service against e8 -ccoissc'aents real1icrr. resistance to inter-i-years-1-es periodicuep for a la-s of te: nps given, while the microphone described in the invention does not have any such defect.
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We know perfectly well that the: lo :: 11eration of charcoal griles after a microphone cell produces a decrease in the resistance of the cell, the granules assuming a configuration which brings about abnormal overpressures between them when ' they are at rest.
As can be seen in fig. 1 near half of
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Granules -.e charcoal (the sicrophonic cell are contained in the mobile system comprising the diaphragm 7, the electrode 15 and the cuvette 11. It can therefore be seen that any movement of the diaphragm 7 causes the granules to move, which breaks. built-up areas that may have occurred and returned the microphone to its normal sensitivity.
What we call * microphone noise "gives
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limited to the operating capability of a telephone.
We know that the microphone of a handset is generally treated with little delicacy when it is in use, we throw the handset in the cradle or on the table, we shake it during the conversation and it was in position hori-
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zontally in the cradle when it was grabbed. All of this tends to make the microphone noisy in use. In order to reduce these effects to a minimum the microphone established according to the terms of the invention has been designed so that it has in all positions a lower resistance than that of the types which preceded it.
To carry out the test of the new microphone, an artificial aging cycle was performed by a machine which reproduced the maneuvers of removing the handset from the cradle and putting it into conversation position and which then put it back in the cradle as the current being. drawn and cut / he would have been by the fork of a post. Throwing the handset back into the cradle causes the most damage and the artificial aging machine was arranged to give an even more severe shock in this case because the microphone was thrown directly at an unpadded metal plate when in practice the Switch fork and handset mount reduce shock.
As shown in fig. 9, 20,000 artificial aging operations were assigned to the microphone responding to the invatnion. The graph gives the resistance of the carbon granules and the level of the micruphone noise measured in the case of a supply of approximately 0.25 Ampere. From these curves it can be deduced that the resistance and the level of the microphone noise reach a practically constant value after about 10,000 operations. Microphone resistance and noise are lower, after 20,000 operations of the microphone constructed according to the terms of the invention, than the values measured for the old types of handset microphone after about 1,000 operations.
Almost 20,000 operations correspond roughly to ten years of service with an average of about 5 operations per day. The graph therefore shows / aging
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The Microphone Granules, 1ft to shock, was elL4i-: 16 largely in the new model.
Applying an anti-local effect circuit to the telephone set prevents hum or excessive local effect when the handset is connected to the line. When an extension is in use in a short loop and before the called subscriber has answered the line circuit is virtually open. Under these conditions the circuit with the anti-local effect is no longer balanced and in some cases the handset may tend to hum or whistle.
Although this does not usually happen during conversation, its effect is not unpleasant. In the case of the microphone established according to the terms of the invention and as shown in the Graph of fig. 7 that is, the relatively flat efficiency curve at different frequencies, the whistling or whistling noise is greatly reduced. Likewise
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the lightweight mobile phone of the :: -. 1icropl'1one reduces the mechanical coupling between the latter and the receiver of the handset.
This microphone can therefore be used in any type of circuit, with or without anti-local effect, without natural frequency oscillations hindering its correct operation.
It is essential that the microphone is sealed against moisture. The miorophone established according to the terms of the invention is effectively sealed by the use of a diaphragm protecting against humidity which covers the diaphragm 7 and which blocks the front opening. All the other joints such as the ramplissage plug 30, the nut (the tightening 23 and the screws 28 and 35
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? J.lt scelléec esale :: 1st at T10: waterproof cospound ren.
The microphone can therefore be left in the water for a considerable =; :: ys without its proper functioning being felt.