CH194288A - Microphone of the charcoal pellet type. - Google Patents

Microphone of the charcoal pellet type.

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CH194288A
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Description

  

  Microphone du type à granules de charbon.    La présente invention est relative à un  microphone -du type     utilisant    des granules  de charbon dans la     cellule        microphonique.          Le    but principal de     l'invention        est    de pro  curer un microphone qui     transmettra    la pa  role d'une manière satisfaisante quelle que  soit la position occupée par la capsule lors  que le combiné     est        mis,    en     service.     



  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 dé  fauts particuliers ou leurs points faibles, le  but     principal    du microphone décrit étant de  surmonter ceux-ci.  



  Depuis l'introduction du combiné     micro-          téléphonique,    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 in  génieurs et les chercheurs ont fixé leur atten  tion toute spéciale sur l'effet utile de ces com-    binés,     ils    l'ont     déterminé    par des essais et  des observations faits sur des combinés qui  ont été maintenus en service     pendant    des pé  riodes plus ou moins longues et sous de nom  breuses conditions diverses de fonctionnement.

    Ces essais et ces observations.     ont    rendu évi  dentes les propriétés que devrait posséder le  microphone d'un combiné idéal, de plus, ils  ont fait connaître les défauts et les points       faibles    des microphones     existants.    En plus de  l'essai et des observations faites sur des, com  binés en     service    régulier, on a conçu des mé  thodes reproduisant les conditions normales  d'emploi par l'utilisation de machines d'es  sais.

   Ces machines d'essais sont presque indis  pensables lorsqu'il s'agit de faire des essais  de vieillissement artificiel, des     essais    de po  sitions d'utilisation, des mesures de transmis  sion et d'autres encore qu'il est nécessaire  d'effectuer lorsqu'il s'agit, dans un temps ré  duit, 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 le but de  l'invention plus intelligible, les propriétés que  devrait posséder le microphone d'un combiné  idéal peuvent se résumer comme suit:  a)     Facilité    d'adaptation à toutes les con  ditions     d'utilisation;     b) Sensibilité suffisante pour donner un  volume de transmission adéquat sur les lignes  téléphoniques longues alliée à la possibilité  de supporter des courants importants dans le  cas de lignes courtes, sans développer des  bruits parasites dus au     brûlage;     c) Possibilité d'être substitué à un appa  reil téléphonique quelconque pourvu d'un mi  crophone fige     sans    diminuer l'effet     utile;

       d) Résistance suffisamment faible pour       permettre    le     fonctionnement    correct des or  ganes de signalisation du bureau     central    quel  qu'en soit le     type;    la. résistance de     l'émetteur     ne doit pas influencer la caractéristique pré  cédente quelles que soient les     positions    dans  lesquelles on tient le combiné, les     conditions     atmosphériques et la durée du     service    ac  compli;  e) Fidélité de réception qui doit être     aussi     bonne que le permet l'état actuel de la tech  nique 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    périodiquement     pendant     l'usage normal;

    h) Indépendance par rapport aux agents  atmosphériques tels que: l'humidité, la tem  pérature, la pression; la condensation de la  vapeur d'eau     contenue    dans l'air expiré, sur  les pièces     constituant    le microphone, ne doit  pas affecter     celles-ci;     i)     Possibilité    de rendre un service normal  pendant     plusieurs    années sans que le micro  phone devienne     bruyant    ou sans que diminue  le rendement de la transmission.  



       Il    est évident que certaines des     caractéris-          tiques        reconnues        désirables    pour le micro-    phone d'un combiné sont contradictoires. L'ef  fet utile d'un émetteur dépend, ainsi qu'on le  sait, du déplacement du diaphragme qui pro  voque une variation de la résistance de la  cellule microphonique proportionnelle à ce  déplacement.

   Un déplacement déterminé du  diaphragme provoquera une variation d'un  certain pourcentage de la résistance     micro-          phonique.    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 sen  sible sera le microphone.

   Au contraire cepen  dant, plus la résistance du microphone sera  élevée, plus forte sera la     différence    du poten  tiel appliquée aux bornes de la cellule     micro-          phonique.    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 ther  mique des     granules    et, s'il devient suffisam  ment fort,

   il sera perçu     dans    le     récepteur     comme un     bruit    de     friture    ou un sifflement.  En d'autres termes, plus la.     résistance    du mi  crophone est grande, glus la     quantité    de cha  leur développée aux points de contact des gra  nuler 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 suffisamment faible pour  permettre l'écoulement des courants     les    plus  forts rencontrés dans la pratique, sans donner  naissance à     des        bruits    parasites.  



  Pour la radiophonie, on a     mis    au point  des microphones possédant une grande fidé  lité de     reproduction    s'étendant sur une large       gamme    de fréquences et, pour     atteindre    ce  but, la pratique s'est établie d'utiliser un dia  phragme très rigide mais léger, qui est forte  ment     amorti.    Ce microphone est certainement  très peu sensible mais, dans la pratique de la  radiophonie, ceci ne     constitue    par un désavan  tage marquant puisqu'on dispose immédiate  ment d'étages d'amplification.

   Ces micro-      phones sont de 40 à 60 décibels inférieures au  microphone ordinaire employé en téléphonie  en     ce    qui concerne le rendement en volume,  par conséquent ils ne conviennent pas du tout  pour les besoins de la téléphonie ordinaire. La  fidélité de reproduction des microphones peut,  toutefois, être améliorée sans sacrifier le ren  dement en volume par un équilibrage conve  nable de la fréquence de     résonance    du dia  phragme et des chambres acoustiques se trou  vant en avant et en arrière du diaphragme  et en réglant convenablement l'amortissement.  



  On a proposé divers modèles tendant à ré  duire la variation de l'effet     utile    du micro  phone avec les différentes positions du com  biné. 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     micro-          phoniques    de formes diverses. Le fait de pla  cer le microphone sous un certain angle ne  constitue qu'un compromis, car il y aura tou  jours une certaine position pour laquelle l'ef  fet utile sera très faible même si cette posi  tion est très différente de la position nor  male.

   Les électrodes ont été présentées sous la  forme de cônes d'angles différents, d'hémi  sphères, de cylindres et     d'autres    formes géo  métriques dans le but de maintenir le contact  entre les granules et les électrodes dans toutes  les positions. Dans d'autres modèles, les élec  trodes sont immergées dans les granules, de  telle sorte que le contact soit maintenu entre  les différentes pièces dans toutes les     positions.     Ce     dernier    type est celui qui est le plus géné  ralement en usage à l'heure actuelle.  



  On peut analyser les effets qui ,se produi  sent dans une cellule microphonique dans le  but de dégager les conditions nécessaires à       l'obtention    d'un microphone à "position indif  férente", c'est-à-dire celui dont le fonctionne  ment est correct lorsqu'il est utilisé sous un  angle quelconque. En position de repos, les       granules    exercent sous l'action de la pesan  teur 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 pres  sion entre le fond et le dessus aura une cer  taine valeur intermédiaire.

   La     première    con  dition pour obtenir un fonctionnement dans  toutes les     positions    est de disposer d'une cel  lule de forme telle que la pression en position  de repos soit toujours identique à elle-même  quelle que sait la position prise par le com  biné, ceci est évident     puisque    la résistance de  la. cellule dépend de la compression des gra  nules.     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    micro  phone, la pression suivant l'horizontale est  moindre que la pression suivant la verticale.  Si deux électrodes planes et parallèles se font  face au centre d'une     cellule    sphérique conte  nant des granules, la résistance de la cellule  sera beaucoup plus grande lorsque les élec  trodes seront disposées horizontalement que  lorsqu'elles le seront     verticalement,    même si  le diamètre de la cellule est grand comparé  au diamètre .des électrodes.

   Cette différence  provient .du fait que la pression n'est pas  transmise horizontalement entre les électrodes  comme elle     est    transmise verticalement. 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'ac  tion des ondes sonores et suivant le sens du  déplacement, comprime les granules plus ou  moins     fortement    que lorsqu'il était en position  de repos. Comme on l'a montré ci-dessus, la  pression n'est pas transmise     uniformément     dans     toutes    les directions à travers les gra  nules, elle est plus grande dans le sens du  déplacement et devient de plus en plus petite  lorsque l'angle fait avec le sens du déplace  ment .augmente pour atteindre 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 escomp  tés.

   Dans le cas d'électrodes coniques, le ren  dement en volume est     plus    faible avec les  cône fermés qu'avec les     cônes    ouverts, car le  déplacement du     -diaphragme    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 compres  sion des granules     près    du sommet de l'hémi  sphère où la surface est à peu près à angle  droit avec le sens du déplacement ou de com  pression des granules.

   Les bords de l'hémi  sphère sont presque parallèles au sens du dé  placement et sont par conséquent à peu près  inactifs. La partie inactive ,de la cellule cons  titue une     résistance    électrique shuntant la       partie    active.  



  On a effectué des recherches     considérables     pour trouver la matière idéale pour la cons  titution d'un     microphone.    De nombreux mé  taux, des minéraux et     diverses        combinaisons     ont été essayés mais     il    semble que ce soit le  charbon qui s'approche le plus des conditions  requises.<B>11</B> 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     mi-          crophoniques    conviennent idéalement pour les  microphones.

   Des procédés ont été mis au  point qui     permettent    d'obtenir à des prix rai  sonnables     des    granules et des électrodes en  charbon ayant des propriétés     uniformes.    Il est  donc possible d'utiliser son haut rendement  microphonique pour en constituer des gra  nules et des     électrodes.    L'utilisation d'élec  trodes métalliques dans une     cellule        micropho-          nique,    .soit en barres,     ,soit    en     plaques,    d'alliages  divers,

   fait perdre sur la surface des élec  trodes une partie des avantages obtenus au  point de     vue    microphonique avec le charbon  et le rendement .de la cellule dépend entière  ment de l'action microphonique entre les gra  nules. 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 le microphone suivant l'invention,  quia pour but de remplir     presque    totalement       toutes        les    conditions du microphone de com  biné idéal telles qu'elles ont été énumérées,

    en évitant l'emploi de matériaux coûteux ou  l'application de méthodes de construction oné  reuses.  



       Uue    forme     d'exécution    de la capsule     mi-          crophonique    d'un microphone suivant l'inven  tion est représentée aux     dessins        annexés.    La       fig.    1     est    la vue d'une coupe     passant    par le  centre de la     capsule;    la     fig.    2 représente l'ar  rière 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 peuvent  être     utilisées    pour cette capsule; les     fig.    5 à  9 sont des graphiques donnant des caracté  ristiques de l'effet utile     obtenu    avec cette  capsule     microphonique.     



  En se reportant plus particulièrement à la       fig.    1, on peut voir que le boîtier extérieur  de la capsule, construit de     préférence-bn    un  alliage d'aluminium,     permet    d'obtenir un sup  port rigide et léger pour le diaphragme sensi  ble. La forme du boîtier est telle que celui-ci  peut être     utilisé    indifféremment pour la cap  sule microphonique du combiné et pour celle  du     poste    de table à microphone sur colonne.  Les embouchures de formes diverses et les  supports qui peuvent être utilisés avec cette  capsule ne sont pas représentés. Le boîtier 1  a la forme d'une cuvette, il     est    destiné à  recevoir les diverses parties constituant la  capsule elle-même.

   Une plaque d'aluminium 2  percée d'ouvertures 3 disposées en     cercle    pour  permettre aux ondes sonores d'atteindre le  diaphragme est introduite dans la partie an  nulaire 6 du boîtier 1. Un rebord     mince    4 for  mant nervure sur la partie annulaire 6 est  alors rabattu sur le bord de la plaque 2 pour  maintenir celle-ci fixée fermement dans le  boîtier 1.

   Une rainure 5 creusée sur la péri  phérie de la plaque 2 permet d'obtenir un  certain effet .de     ressort    de la plaque 2 lors  qu'on rabat le rebord 4 sur     celle-ci=    un assem-           blage    plus étanche peut être ainsi     obtenu.     On comprendra aisément que l'opération con  sistant à rabattre le rebord est la dernière 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  pièces assemblées foi-ment 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 for  inant bourrage en matière isolante et un re  couvrement 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 boîtier 1. Der  rière 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 dia  phragme secondaire 10 et le godet en forme  de dôme 11, est maintenu par pression dans  la position montrée à la     fig.    1; il est fixé par  un     willet    ou un rivet 12 entre le dôme 11 et  le centre du diaphragme principal 7 ;

   l'ensem  ble est donc très rigide autour du point cen  tral 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'#illet    12 est pourvu d'une  ouverture, la raison en sera donnée plus loin.  En utilisant un     aeillet    ou un rivet 12 pour  maintenir l'ensemble au centre du diaphragme  7, il n'est pas     nécessaire    de prévoir un mode  de fixation rigide du diaphragme secondaire,  à sa périphérie, au diaphragme 7 ou du bord  intérieur de     l'ouverture    centrale de ce dia  phragme secondaire au bord plat du godet 11.

    Ce mode d'assemblage garantit que le dia  phragme se déplacera comme un tout à la ma  nière . 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.     



  Une     électrode    annulaire 15 en charbon est  fixée au bord 14 du godet 11 en forme de  dôme en rabattant le pourtour 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'élec  trode mobile 15.

   L'électrode 16 est sertie dans  le rebord 19 d'un autre godet 18 en forme  de dôme qui est lui-même fixé d'une manière  rigide au boîtier 1 au moyen de l'écrou ou  anneau fileté 28: Le godet 18 est isolé     électri-          quement,du        boîtier    1 par la rondelle     isolante     21 et la pièce cylindrique     isolante    20 envelop  pant le     corps    du godet 18. Entre les bords  extérieurs     des    électrodes annulaires 15 et 16  est collé un soufflet en papier 17, flexible et  de forme circulaire, comme on peut le voir  plus en     détail    à la     fig.    3.

   Ce soufflet en pa  pier 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, lors  que le système     mobile    du diaphragme vibre,  de comprimer l'air     compris    entre la surface  extérieure de la cellule du microphone et la  chambre se     trouvant    derrière le diaphragme,  ce qui amortit légèrement ou contrôle les vi  brations du diaphragme.

   La chambre de réso  nance se trouvant en avant du diaphragme 7  et du     recouvrement    protecteur 9 et derrière  la plaque 2 contribue également 'à amortir 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 pas  sage 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 pres  que 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 rem  plir 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 est coupée, ce qui supprime  toute     possibilité    d'accès non-contrôlé aux  pièces qui     constituent    la     cellule        micropho-          nique.     



  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 boîtier 1, fixe également le support de  borne 27à ce boîtier, sans solution de conti  nuité électrique. A l'une de ses extrémités, le  support de borne est fixé au boîtier par une  vis 29 et la borne de connexion 28 est consti  tuée par une vis à laquelle s'attachent les fils  d'amenée du courant. Le support de borne 27  établit la liaison électrique entre les fils atta  chés à la borne 28 et le diaphragme 7 et l'élec  trode 15. L'autre support de borne 24, placé à  la partie supérieure de l'ensemble mais isolé  du support 27 par une rondelle isolante 22  et l'isolant 20, établit 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 boîtier 1,  elle est isolée de la pièce 24 par les rondelles  isolantes 26. La vis     3 &     sert de borne d'atta  che 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 support 24, l'écrou de blo  cage 23, la pièce en forme de dôme 18, l'élec  trode 16 maintenue par le rebord 19 de la  pièce 18, les granules de charbon remplissant  la cellule, l'autre électrode 15.

   Le courant  passe ensuite par le rebord 14 et la pièce en  forme de dôme 11, le diaphragme 7 ou le  diaphragme secondaire 10, la périphérie du  diaphragme 7,     1p    boîtier 1 qui     est    :en contact    avec le bord de ce diaphragme, 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 dessin, de telle sorte  que la     pression    due à la pesanteur et exercée  par les granules sur les électrodes soit très       sensiblement    égale pour toutes les positions  que peut prendre la capsule quand elle est  en service. Comme la pression ne se transmet  pas bien dans une direction horizontale entre  deux surfaces     planes,    on a donné aux élec  trodes 15 et 16 la forme d'anneaux; la .direc  tion horizontale de la pression est donc ré  duite au possible.

   Pour contribuer à la trans  mission 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 an  gles; elles peuvent être     utilisées    également  dans le but indiqué ci-dessus. Le déplacement  du diaphragme 7, sous l'action des ondes so  nores venant frapper sa face avant, comprime  les granules de charbon entre les électrodes  et comprime également la masse des granules  contenues dans la cellule, ce qui fait varier  la     résistance    offerte au passage du courant à  travers celle-ci et provoque la transmission  des ondes de la voix.  



  La tendance générale actuelle lorsqu'on  étudie un appareil de transmission téléphoni  que semble être d'atteindre une- fidélité de  reproduction de la voix aussi grande que pos  sible. La fidélité de     reproduction    peut être  contrôlée par la mesure de l'efficacité électro  acoustique du microphone à     différentes        fré-          quences.    La     gamme    des     fréquences        transmises     habituellement sur .les circuits téléphoniques  s'étend de 300 à 3000 cycles,

   les     fréquences     élevées étant     nécessaires    pour rendre la     voix     claire et naturelle. Un microphone idéal trans  mettrait également bien toutes les fréquences.  On pourra avoir une idée     -les        perfectionne-          ments    qui ont été apportés dans ce     sens    en      considérant que les anciens microphones des  postes de table travaillaient difficilement au  delà de 2000 cycles et que la variation totale  de l'efficacité entre 300 et 2500 cycles était  de 40 décibels et plus.

   Des microphones uti  lisés dans des combinés     traivaillaient    cepen  dant très bien jusqu'à 3500 cycles, mais la  variation avec la fréquence était trop grande  du fait qu'elle atteignait 30 décibels entre  300 et 3500 cycles. En se reportant à la  courbe de la     fig.    7, on peut remarquer que  l'amélioration dans le cas du microphone dé  crit ci-dessus est tout à fait considérable. Il  travaille jusqu'à 4500 cycles et la variation  totale de l'efficacité est de 12,5 décibels en  viron jusqu'à cette fréquence, ce qui donne  une gamme plus étendue de fonctionnement  et un effet considérablement meilleur.  



  La mesure de l'effet du changement de  position d'un combiné sur .le rendement en  transmission exige des moyens permettant de  maintenir toutes les autres conditions cons  tantes lorsqu'on modifie la position. Le dis  positif appelé "bouche artificielle" qui main  tient le microphone fixe par rapport à la. bou  che alors qu'il peut subir un déplacement  angulaire quelconque, est bien adapté à. cet  essai. Le rendement du microphone décrit     ci-          dessus    lorsqu'il est soumis à des essais de  cette espèce est représenté graphiquement à  la fi-. 5 où .les différentes positions du com  biné ont été indiquées sous différents angles  avec la verticale.

   On peut voir d'après cette  courbe que le microphone ne présente qu'une       variation    totale de 1,7 décibel entre toutes les  positions qu'il peut prendre dans un angle de  180   alors que les anciens types de micro  phone de combiné montraient une variation  totale d'au moins 10 décibels entre les diffé  rentes positions.  



  Pendant les mêmes     essais,    on a mesuré la  résistance de la     cellule    du microphone, le com  biné changeant de position sous différents  angles comme 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  3 7 ohms, ce qui présente une variation très  faible de la     résistance    si on compare celle-ci    à la variation observée pour d'anciens types  de microphone et qui était de 30 à 90 ohms  suivant la position.  



  On sait que le "souffle" est dû à une va  riation périodique de la     résistance    du micro  phone, cette dernière étant due à son tour à  l'expansion de     l'air    dans la cellule     micropho-          nique    et à la dilatation     des    parois sous l'ac  tion 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 mi  nutes.

   Ces     désavantages    ont été éliminés dans  le microphone décrit par suite de la présence  d'une petite ouverture 13 dans     l'oeillet    12       (fig.    2 et 3) qui fait communiquer l'intérieur  de la cellule et l'espace compris entre le dia  phragme 7 et le recouvrement de     protection    9.  L'ouverture 13 est de dimensions restreintes,  elle ne permet pas aux granules de s'échapper  mais elle laisse passer l'air échauffé qui se  répand au dehors.

   La forme bombée des pa  rois des     pièces        _    11 et 18 est telle que leur  échauffement provoque une légère expansion  dans une direction telle qu'elle réduit légè  rement .la résistance des granules de charbon  plutôt que de l'augmenter comme cela se pro  duisait dans les anciens modèles. Les résultats  obtenus par     ces    améliorations sont rendus évi  dents lorsqu'on examine le graphique de la       fig.    8 où la résistance du microphone a été  mesurée et reportée pendant une période de  plusieurs minutes.

   Les anciens types de cap  sule microphonique, lorsqu'ils sont en service,  montrent     .des    accroissements réguliers de la  résistance à des intervalles périodiques pen  dant un laps de temps donné, alors que le  microphone décrit ne présente aucun défaut  de ce genre.  



  On sait     parfaitement    bien que l'agglomé  ration des granules de charbon dans une cel  lule microphonique produit une diminution de  la résistance de la cellule, les granules pre  nant une configuration qui .amène entre elles  des     surpressions    anormales lorsqu'elles sont à  l'état de repos. Ainsi qu'on peut le voir à  la     fig.    1, près de la moitié des     granules    de      charbon de -la cellule     microphonique    sont con  tenus dans le système mobile comprenant le  diaphragme 7, l'électrode 15 et la .cuvette 11.

    On peut donc voir qu'un déplacement quel  conque du diaphragme 7 fait mouvoir les gra  nules, ce qui brise les agglomérations qui  pourraient     s'être    produites et ramène le mi  crophone à sa     sensibilité        normale.     



  Ce qu'on appelle le "bruit de microphone"  donne la     limite    de la capacité de fonctionne  ment d'un microphone. On sait que le     mi-          phone    d'un combiné     est    en général traité  avec peu de délicatesse lorsqu'il est en ser  vice; on rejette le combiné dans le berceau  ou sur la table, on le secoue pendant la con  versation et il se trouvait en position     hori-          zontaie    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 .décrit a été conçu  de     telle    sorte     qu'il    ait     dans        toutes    les posi  tions une     résistance    plus faible que celle des  types qui     ,l'ont    précédé.

   Pour effectuer l'essai  du nouveau microphone, un cycle -de vieillis  sement     artificiel    était     accompli    par une ma  chine     qui    reproduisait les     manoeuvres    d'enlè  vement -du combiné du     berceau    et de mise en  position de     conversation    et qui le reposait       ensuite    dans le berceau, le courant étant éta  bli et coupé comme il l'aurait été par la four  che d'un poste.

   Le fait de rejeter le combiné  dans de berceau     occasionne    le plus de dom  mages et la machine de vieillissement arti  ficiel était     .disposée    pour donner un choc plus  sévère     encore    dans ce, cas,     car    le microphone  était lancé directement sur une plaque métal  lique     non-matelassée    alors .qu'en pratique la  fourche     commutatrice    et la monture du com  biné réduisent le choc. Comme ' le montre da       fig.    9, on a     effectué    20 000 opérations de       vieillissement    artificiel sur le     microphone    dé  crit.

   Le     graphique        donne    la résistance des  granules de charbon et le niveau du     bruit    de  microphone mesurés dans le cas d'une alimen  tation de 0,25 ampère     approximativement.    De  ces courbes, on peut déduire que la résistance  et le niveau du     bruit    de microphone     attei-          gnent    une valeur pratiquement constante    après 10 000     opérations    environ. La résistance  et le bruit     de        microphone    sont inférieurs,  après 20 000 opérations du microphone décrit.

    aux valeurs mesurées pour :les anciens types  de microphone de combiné après 1000 opéra  tions     environ.        Pratiquement    20 000 opérations  correspondent à peu près à dix années de ser  vice avec une moyenne d'environ à opérations  par jour. Le     graphique    montre donc que le  vieillissement des granules du microphone, dû  au choc, a été éliminé en grande partie dans  le nouveau modèle.  



  L'application d'un circuit avec effet     anti-          local    au poste téléphonique doit empêcher le  bourdonnement ou un effet local trop pro  noncé     lorsque    le combiné est connecté à la  ligne. Quand un poste est en     service    dans  une boucle     courte    et avant que l'abonné ap  pelé ait répondu, le circuit de ligne est     vir-          tuellement    ouvert. Dans ces conditions, le cir  cuit avec effet     anti-local    n'est plus     équilibré     et, dans certains     cas,    le combiné peut avoir       tendance    à vrombir ou à siffler.

   Bien que  ceci ne se produise pas d'ordinaire pendant  la     conversation,    son effet n'en est pas moins  désagréable. Dans     -le    cas du microphone dé  crit,     comme    le montre .le graphique de la       fig.    7,     c'est-à-dire    la courbe relativement     plate     de l'efficacité aux     différentes    fréquences, la  tendance à vrombir ou à siffler est considé  rablement réduite. De même, le système mo  bile extra léger du microphone réduit le cou  plage     mécanique    entre .ce dernier et le récep  teur     @du    combiné.

   Ce microphone peut donc  être utilisé dans un type de circuit quelcon  que, avec ou     sans    effet     anti-local,    sans que  des oscillations de fréquence propre viennent       contrarier    son fonctionnement correct.  



       Il    est essentiel que le microphone soit  rendu étanche à l'humidité. Le microphone  décrit est rendu effectivement étanche par  l'emploi d'un diaphragme 9 de protection  contre l'humidité qui     recouvre    le     diaphragme     7 et qui bouche     l'ouverture    frontale. Tous les  autres joints tels que la fiche de remplissage  30, l'écrou de serrage 23 et les vis 28 et 35  sont scellés également au moyen de     compound     imperméable. Le microphone peut donc être           immergé    dans l'eau pendant un temps consi  dérable sans que son bon fonctionnement s'en  ressente.



  Microphone of the charcoal pellet type. The present invention relates to a microphone -of the type using carbon granules in the microphone cell. The main object of the invention is to provide a microphone which will transmit the pa role in a satisfactory manner whatever the position occupied by the capsule when the handset is put into service.



  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 faults or their weak points, the main purpose of the microphone described being to overcome these. this.



  Since the introduction of the micro-telephone handset, the name by which a device comprising a microphone and a telephone receiver mounted as a unit joined by a handle is designated, engineers and researchers have paid special attention to the useful effect of these handsets they have 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 the properties that the microphone should have in an ideal handset, and they also exposed the shortcomings and weaknesses of existing microphones. In addition to the test and observations made on regular service handsets, methods have been devised which reproduce normal conditions of use by the use of testing machines.

   These testing machines are almost indispensable when it comes to performing artificial aging tests, use position tests, transmission measurements and more that need to be carried out. when it comes, in a short time, to determine with precision the useful effect of different models.

        In order to make the problem clearer and thereby to make the object of the invention more intelligible, the properties that the microphone of an ideal handset should have can be summarized as follows: a) Ease of adaptation to all conditions of use; b) Sensitivity sufficient to give an adequate transmission volume on long telephone lines combined with the possibility of withstanding high currents in the case of short lines, without developing parasitic noise due to burning; c) Possibility of being substituted for any telephone device fitted with a frozen microphone without reducing the useful effect;

       (d) Sufficiently low resistance to allow the correct functioning of the central office signaling devices, whatever their type; the. the resistance of the transmitter must not influence the previous characteristic whatever the positions in which the handset is held, the atmospheric conditions and the duration of full service; 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 must 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, must not affect them; i) Possibility of providing normal service for several years without the microphone becoming noisy or without reducing the transmission efficiency.



       It is obvious that some of the characteristics recognized as desirable for 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, however, the higher the resistance of the microphone, the greater will be the difference in the potential 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 more the. The resistance of the microphone is great, but the quantity of heat developed at the points of contact of the carbon granules is high.

   The only known solution to this more apparent than real dilemma is to stick to a compromise and achieve a microphone in which the displacement of the diaphragm causes a large percentage of resistance variation but in which the resistance will be low enough to allow the strongest currents encountered in practice to flow, without giving rise to parasitic noise.



  For radiophony microphones have been developed with high reproducibility spanning a wide range of frequencies, and to achieve this goal the practice has become established of using a very rigid but light diaphragm. , which is strongly amortized. This microphone is certainly very insensitive, but in the practice of radiophony this does not constitute a marked disadvantage since amplification stages are immediately available.

   These microphones are 40 to 60 decibels lower than the ordinary microphone used in telephony in terms of volume performance, therefore they are not at all suitable for ordinary telephony needs. The reproduction fidelity of the microphones can, however, be improved without sacrificing volume output by proper balancing of the resonant frequency of the diaphragm and the acoustic chambers located in front of and behind the diaphragm and by adjusting appropriately. depreciation.



  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 compromise, as there will always be a certain position for which the useful effect will be very weak even if 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, 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 that occur in a microphone cell in order to identify the conditions necessary to obtain a microphone with "independent position", that is to say one whose operation is correct when used from any angle. In the rest position, the granules exert, under the action of gravity, a certain pressure on one another and on the electrodes. The charcoal granules at the bottom of the cell (that is, 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 whatever the position taken by the handset is known, 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, granulated 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 and 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 arranged vertically, even though the diameter of the cell will be. 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 in the direction of movement, compresses the granules more or less strongly than when it was in the rest position. As has been 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 of movement increases to reach a minimum when this angle is right. This is the reason why many electrodes of various shapes have not given 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 movement or compression of the granules.

   The edges of the hemisphere are almost parallel to the direction of displacement 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 have been tried, but it appears that coal comes closest to the requirements. <B> 11 </B> is hard, it has a low density if used. compares to most metals, it does not melt or deteriorate in air, it can be obtained in a very pure state due to the fact that it is inert and, above all, its properties. - crophonics are ideally suited for microphones.

   Methods have been developed which make it possible to obtain, at reasonable prices, granules and carbon electrodes having uniform properties. It is therefore possible to use its high microphonic efficiency to form granules and electrodes. The use of metallic electrodes in a microphonic cell, either in bars, or in plates, of various alloys,

   loses on the surface of the electrodes some of the advantages obtained from the microphonic point of view with carbon and the efficiency of the cell depends entirely on the microphonic action between the 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 observation facts, the microphone according to the invention was designed, which aims to fulfill almost completely all the conditions of the ideal handset microphone as they have been listed,

    by avoiding the use of expensive materials or the application of expensive construction methods.



       An embodiment of the microphone capsule of a microphone according to the invention is shown in the accompanying drawings. Fig. 1 is the view of a section passing through the center of the capsule; fig. 2 represents the rear of this capsule; fig. 3 shows in perspective the elements constituting the capsule as well as the diaphragm;

   1a, fig. 4 shows electrodes of various shapes which can be used for this capsule; figs. 5 to 9 are graphs giving characteristics of the useful effect obtained with this microphone capsule.



  Referring more particularly to FIG. 1, it can be seen that the outer casing of the capsule, preferably constructed of 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 capsule of the handset and for that of the table-top station with column microphone. The mouthpieces of various shapes and the supports which can be used with this capsule are not shown. The housing 1 has the shape of a bowl, it is intended to receive the various parts constituting the capsule itself.

   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 it 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 spring 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; it has been discussed here for the convenience of the discussion.



  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 parts assembled faith-ing the mobile system. The front piece or main diaphragm 7 is conical in shape and has a relatively flat edge: wide. A thin ring 8 for inant filling in insulating material and a cover 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 housing 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 dome-shaped cup 11, is held by pressure in the position shown in FIG. 1; it is fixed by a willet 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 outer edge of the diaphragm 7 being blocked as was said above. The # eyelet 12 is provided with an opening, the reason will be given later. 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, at 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 mode 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 like a plate does when it is placed under the influence of sound waves of different frequencies.



  An annular carbon electrode 15 is fixed to the edge 14 of the dome-shaped cup 11 by folding down the periphery of the edge 14 on the electrode, the latter therefore being 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 dome-shaped cup 18 which is itself rigidly fixed to the housing 1 by means of the nut or threaded ring 28: The cup 18 is insulated electrically, 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 a paper bellows 17, flexible and of circular shape, as can be seen in more detail in FIG. 3.

   This paper bellows 17 maintains 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 plates. electrodes. As another function of the paper bellows 17, it may be mentioned that it makes it possible, when the mobile system of the diaphragm vibrates, to compress the air between the outer surface of the microphone cell and the chamber located behind the diaphragm, which slightly dampens or controls the vibrations of the diaphragm.

   The resonance chamber located in front of the diaphragm 7 and the protective cover 9 and behind the plate 2 also contributes to damping the movements of the mobile system. The interior surfaces of the cups 11 and 18 in contact with the carbon granules are covered with an insulating enamel, as shown in fig. 3 by 31 and 32, so that the wise passage of the current in the microphone cell can only be done through the carbon electrodes 15 and 16.

   In order to be able to represent the unit parts of the microphone cell more clearly, the charcoal granules which almost completely fill the space left free between the electrodes and the wells 11 and 18 have not been shown.



  On the back of the dome-shaped part 18, an opening is provided which enables the microphone cell to be filled with charcoal granules. As soon as the filling is finished, the plug 30 is screwed into the opening and the head of this plug is cut, which eliminates any possibility of uncontrolled access to the parts which constitute the microphone cell.



  The locking ring 23, in addition to keeping the dome-shaped piece 18 locked by means of an insulator against the housing 1, also fixes the terminal support 27 to this housing, without any solution of conti electric night. At one of its ends, the terminal support is fixed to the housing by a screw 29 and the connection terminal 28 is constituted by a screw to which the current supply wires are attached. Terminal support 27 establishes the electrical connection between the wires attached to terminal 28 and diaphragm 7 and electrode 15. The other terminal support 24, placed at the top of the assembly but isolated from the support 27 by an insulating washer 22 and the insulator 20, establishes the electrical connection, by means of the locking ring 23, with the rear electrode 16.

   The fixing screw 25 of the part 24 is screwed into the housing 1; it is isolated from the part 24 by the insulating washers 26. The screw 3 & serves as a terminal for attaching the current supply wires. The electrical circuit of the microphone unit is formed by the wire ending at terminal 35 and this terminal, the support 24, the locking nut 23, the dome-shaped part 18, the electrode 16 held by the rim 19 of part 18, the carbon granules filling the cell, the other electrode 15.

   The current then passes through the rim 14 and the dome-shaped part 11, the diaphragm 7 or the secondary diaphragm 10, the periphery of the diaphragm 7, 1p housing 1 which is: in contact with the edge of this diaphragm, the support 27 which is in contact with the back 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 was constructed according to the form which has just been described and which is shown in the drawing, 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. As 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 help the pressure transfer between the electrodes, the inner edge of the electrodes has been chamfered at a small angle. In fig. 4, electrodes of different shapes are shown having rounded edges and cut at different angles; they can also be used for the purpose indicated above. The displacement of the diaphragm 7, under the action of sound waves 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 the current through it and causes the transmission of voice waves.



  The present general tendency when studying a telephone transmission apparatus seems to be to achieve as great a fidelity of voice reproduction as possible. Reproduction fidelity can be checked by measuring the electroacoustic efficiency of the microphone at different frequencies. The range of frequencies usually transmitted on telephone circuits extends from 300 to 3000 cycles,

   the high frequencies being necessary to make the voice clear and natural. An ideal trans microphone would put all frequencies equally well. We can get an idea - the improvements that have been made in this direction by considering that the old table-top microphones worked with difficulty beyond 2000 cycles and that the total variation in efficiency between 300 and 2500 cycles was 40 decibels and more.

   Microphones used in handsets, however, performed very well up to 3500 cycles, but the variation with frequency was too great as it reached 30 decibels between 300 and 3500 cycles. Referring to the curve of fig. 7, it can be seen that the improvement in the case of the microphone described above is quite considerable. It works up to 4,500 cycles and the total variation in efficiency is approximately 12.5 decibels up to this frequency, resulting in a wider range of operation and considerably better effect.



  Measuring the effect of changing the position of a handset on transmission efficiency requires means to keep all other conditions constant when changing the position. The positive device called "artificial mouth" which hand holds the microphone fixed in relation to the. mouth while it can undergo any angular displacement, is well suited to. this essay. The performance of the microphone described above when subjected to tests of this kind is shown graphically in fig. 5 where .the different positions of the handset have been indicated at different angles with the vertical.

   It can be seen from this curve that the microphone exhibits only a total variation of 1.7 decibels between all the positions it can take in an angle of 180 whereas the old types of handset microphone showed a variation. total of at least 10 decibels between the different positions.



  During the same tests, the resistance of the microphone cell was measured, the handset changing position from different angles as shown in fig. 6. As can be seen in this graph, the resistance limits for the microphone are 29 to 37 ohms, which shows a very small variation in resistance when compared to the variation observed for d. 'old types of microphone which was 30 to 90 ohms depending on the position.



  It is known that the "breath" is due to a periodic variation of 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 below the microphone. 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 described due to the presence of a small opening 13 in the eyelet 12 (fig. 2 and 3) which communicates the interior of the cell and the space between the diaphragm. 7 and the protective covering 9. The opening 13 is of small size, it does not allow the granules to escape, but it allows the heated air which spreads outside to pass through.

   The domed shape of the walls of parts 11 and 18 is such that their heating causes a slight expansion in such a direction as to slightly reduce the resistance of the coal pellets rather than increasing it as occurs in the old models. The results obtained by these improvements are made evident when examining the graph of FIG. 8 where the resistance of the microphone was measured and reported over a period of several minutes.

   Older types of microphone caps, when in use, show regular increases in resistance at periodic intervals over a period of time, whereas the microphone described does not exhibit any such defect.



  We know perfectly well that the agglomeration of the charcoal granules in a microphonic cell produces a decrease in the resistance of the cell, the granules assuming a configuration which leads to abnormal overpressures between them when they are in the same state. rest. As can be seen in fig. 1, almost half of the carbon granules of the microphone 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 displacement of the diaphragm 7 causes the granules to move, which breaks up any agglomerations which might have occurred and brings the microphone back to its normal sensitivity.



  What is called "microphone noise" gives the limit on the performance of a microphone. It is known that the telephone of a handset is generally treated with little delicacy when it is in service; the handset is thrown back into the cradle or on the table, it is shaken during the conversation and it was in the horizontal position in the cradle when it was picked up.

   All of this tends to make the microphone noisy in use. To reduce these effects to a minimum, the microphone described has been designed so that it has in all positions a lower resistance than that of the types which preceded it.

   To test the new microphone, an artificial aging cycle was carried out by a machine which reproduced the maneuvers for removing the handset from the cradle and putting it in the conversation position, and which then put it back in the cradle. , the current being established and cut as it 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, since the microphone was thrown directly at a non-toxic metal plate. quilted while in practice the switching fork and the handset mount reduce shock. As shown in fig. 9, 20,000 artificial aging operations were performed on the described microphone.

   The graph shows the resistance of the charcoal pellets and the microphone noise level measured at approximately 0.25 amps of power. From these curves it can be deduced that the resistance and the level of the microphone noise reach an almost constant value after about 10,000 operations. Microphone resistance and noise are lower after 20,000 operations of the described microphone.

    to the values measured for: old types of handset microphone after approx. 1000 operations. Almost 20,000 operations correspond roughly to ten years of service with an average of about to operations per day. The graph therefore shows that the aging of the microphone granules due to impact has been largely eliminated in the new model.



  The application of an anti-local effect circuit to the telephone set should prevent 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 cooked with the anti-local effect is no longer balanced and, in certain cases, the handset may have a tendency to hum or whistle.

   Although this does not usually happen during conversation, its effect is nonetheless unpleasant. In the case of the described microphone, as shown in the graph of fig. 7, that is, the relatively flat curve of the efficiency at different frequencies, the tendency to hum or whistle is considerably reduced. Likewise, the microphone's extra light mobile system reduces the mechanical range between the microphone and the receiver of the handset.

   This microphone can therefore be used in any type of circuit, with or without an anti-local effect, without natural frequency oscillations hindering its correct operation.



       It is essential that the microphone is sealed against moisture. The microphone described is made effectively waterproof by the use of a diaphragm 9 for protection against humidity which covers the diaphragm 7 and which blocks the front opening. All other joints such as the filling plug 30, the clamping nut 23 and the screws 28 and 35 are also sealed by means of waterproof compound. The microphone can therefore be immersed in water for a considerable time without its proper functioning being affected.

 

Claims (1)

REVENDICATION: Microphone du type à. granules de char bon dans lequel la, chambre à granules est de forme approximativement sphérique et est pourvue d'électrodes annulaires dont le dia mètre est pratiquement le même que celui de la sphère. SOUS-REVENDICATIONS 1 Microphone suivant la revendication, ca- ractérisé par une chambre à granules com prenant une courte partie cylindrique et deux extrémités hémisphériques, les élec trodes étant placées aux extrémités de la partie cylindrique et fixées respective ment aux parties hémisphériques. CLAIM: Microphone of the type to. char pellets in which the pellet chamber is approximately spherical in shape and is provided with annular electrodes the diameter of which is substantially the same as that of the sphere. SUB-CLAIMS Microphone according to claim, characterized by a granule chamber comprising a short cylindrical part and two hemispherical ends, the electrodes being placed at the ends of the cylindrical part and respectively fixed to the hemispherical parts. Microphone suivant la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que les parties sphériques de la chambre à granules sont recouvertes d'une matière isolante dans le but de ne permettre le passage du courant qu'à travers les électrodes. 3 Microphone suivant la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que les électrodes sont de sections telles qu'elles présentent une très faible surface de contact avec les granules dans la direction du déplacement du diaphragme. 4 Microphone suivant la revendication, ca ractérisé par le fait que la chambre à gra nules est délimitée par deux pièces hémi sphériques dont l'une est fixe alors que l'autre est fixée au diaphragme sur lequel viennent agir les ondes sonores. Microphone according to sub-claim 1, characterized in that the spherical parts of the granule chamber are covered with an insulating material in order to allow current to flow only through the electrodes. 3 Microphone according to sub-claim 1, characterized in that the electrodes are of sections such that they have a very small contact surface with the granules in the direction of movement of the diaphragm. 4 Microphone according to claim, ca ractérisé in that the particle chamber is delimited by two hemispherical parts, one of which is fixed while the other is fixed to the diaphragm on which the sound waves act. 5 'Microphone suivant la sous-revendication 4, caractérisé par le fait que les deux pièces hémisphériques sont réunies par une pièce flexible comprenant un soufflet en papier. Fi Microphone suivant la sous-revendication 4, caractérisé par le fait que le remplis sage de la chambre à granules est effec tué à travers un orifice de l'électrode fixe, cet orifice étant ensuite obturé par une broche vissée dont on supprime ensuite la possibilité de tourner pour empêcher tout accès à la cellule microphonique. 7 Microphone suivant la revendication, 5 'Microphone according to sub-claim 4, characterized in that the two hemispherical parts are joined by a flexible part comprising a paper bellows. Fi Microphone according to sub-claim 4, characterized in that the wise filling of the granule chamber is effected through an orifice of the fixed electrode, this orifice then being closed by a screwed pin, the possibility of which is then eliminated. rotate to prevent access to the microphone cell. 7 Microphone according to claim, ca ractérisé par le fait que la pièce sur la quelle viennent agir .les ondes sonores comprend un diaphragme composé de deux diaphragme simples, coniques, fixés l'un à l'autre et dont les sommets s'écartent dans deux directions opposées, l'espace libre laissé entre eux renfermant les gra nules de charbon. 8 Microphone suivant la sous-revendication 7, caractérisé en ce qu'une pièce hémi sphérique fixée au :sommet d'un des dia phragme est reliée à l'autre diaphragme, à. son extrémité libre, et forme une des parois de .la chambre à granules. This is characterized by the fact that the part on which the sound waves act. comprises a diaphragm composed of two simple, conical diaphragms, fixed to each other and whose vertices move apart in two opposite directions, the free space left between them enclosing the charcoal granules. 8 Microphone according to sub-claim 7, characterized in that a hemispherical part fixed to: top of one of the diaphragm is connected to the other diaphragm, to. its free end, and forms one of the walls of the pellet chamber. 9 Microphone suivant la sous-revendication 8, caractérisé par le fait que les deux dia phragmes et la pièce hémisphérique sont réunis par un seul moyen de fixation qui relie le sommet du diaphragme le plus grand au fond de la cuvette hémisphé rique. 10 Microphone suivant la sous-revendication 8, caractérisé par le fait que l'électrode mobile comprend une pièce annulaire fixée au rebord de la pièce hémisphérique. 1.1. 9 Microphone according to sub-claim 8, characterized in that the two diaphragms and the hemispherical part are joined by a single fixing means which connects the top of the largest diaphragm to the bottom of the hemispherical bowl. 10 Microphone according to sub-claim 8, characterized in that the movable electrode comprises an annular part fixed to the rim of the hemispherical part. 1.1. Microphone suivant la sous-revendication 9, caractérisé par le fait que la pièce hémi sphérique est fixée au diaphragme par une pièce ayant un orifice qui permet d'é galiser les pressions entre l'intérieur et l'extérieur de la chambre à granules. 12 Microphone suivant la sous-revendication 7, caractérisé par le fait que le dia phragme extérieur est recouvert par une pièce conique imperméable qui est bloquée sur le diaphragme par une pièce de ser rage qui a .la même forme que la pièce co nique et le diaphragme. Microphone according to sub-claim 9, characterized in that the hemispherical part is fixed to the diaphragm by a part having an orifice which makes it possible to equalize the pressures between the inside and the outside of the pellet chamber. 12 Microphone according to sub-claim 7, characterized in that the outer diaphragm is covered by an impermeable conical part which is blocked on the diaphragm by a clamping part which has the same shape as the conical part and the diaphragm. 13 Microphone suivant la sous-revendication 7, caractérisé par le fait que la pièce blo quant le diaphragme est fixée en position par une opération de sertissage. 14 Microphone suivant la sous-revendication 13, cara=ctérisé par le fait que la pièce de serrage est pourvue d'une rainure à sa pé- riphérie, ce qui lui donne une certaine élasticité pendant le sertissage et procure un joint étanche. 15 Microphone suivant la sous-revendication 7, caractérisé par le fait que la liaison électrique à l'électrode mobile est faite par l'intermédiaire du diaphragme. 13 Microphone according to sub-claim 7, characterized in that the part blocking the diaphragm is fixed in position by a crimping operation. 14 Microphone according to sub-claim 13, cara = ctérisé in that the clamping piece is provided with a groove at its periphery, which gives it a certain elasticity during crimping and provides a tight seal. 15 Microphone according to sub-claim 7, characterized in that the electrical connection to the mobile electrode is made by means of the diaphragm. 16 Microphone suivant la revendication, ca ractérisé par le fait que l'égalisation de la pression entre l'intérieur et l'extérieur de la chambre à granules est obtenue au moyen d'un orifice qui laisse passer les gaz mais ne permet pas la sortie des gra nules de charbon. 17 Microphone suivant la sous-revendication 16, caractérisé par le fait que ledit orifice est de dimensions inférieures à celles des granules de charbon. <B>18</B> Microphone .suivant la sous-revendication 17, caractérisé par le fait que l'orifice se trouve au sommet d'un diaphragme coni que sur .lequel viennent agir les ondes so nores. 16 Microphone according to claim, ca ractérisé in that the equalization of the pressure between the interior and the exterior of the pellet chamber is obtained by means of an orifice which allows the gases to pass but does not allow the exit. coal granules. 17 Microphone according to sub-claim 16, characterized in that said orifice is of smaller dimensions than those of the carbon granules. <B> 18 </B> Microphone. Following sub-claim 17, characterized in that the orifice is located at the top of a diaphragm coni that on which the sound waves act.
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