DE1148597B - Amplifier circuit for capacitive microphones - Google Patents

Description

Verstärkerschaltung für kapazitive Mikrophone Das menschliche Gehör ist für tieffrequente Schallwechseldrücke und für Gleichdrücke, wie sie z. B. bei Wind auftreten, weitgehend unempfindlich. Die in der Natur vorkommenden tiefstfrequenten Schalldrücke können den normalen Hörschall um mehrere Größenordnungen übertreffen. Besäße das Gehör für diese Komponenten die gleiche Empfindlichkeit wie für den mittleren Hörbereich, so könnten sie häufig den normalen Hörvorgang beträchtlich stören.Amplifier circuit for capacitive microphones. Human hearing is for low-frequency alternating sound pressures and for constant pressures, as they are e.g. B. at Wind occur, largely insensitive. The lowest frequencies occurring in nature Sound pressures can exceed normal audible sound by several orders of magnitude. If the hearing had the same sensitivity for these components as for the middle one Listening area, they could often disrupt normal hearing considerably.

Im Gegensatz zum Gehör darf das übertragungsmaß eines guten Mikrophons im Bereich der hörbaren Frequenzen nicht auch schon einen derartigen Abfall aufweisen und genießt daher nicht jenen natürlichen Schutz gegen überhöhte tieffrequente Schalldruckkomponenten. Bei hochwertiger Musikübertragung wird im allgemeinen eine untere Grenzfrequenz von 30 bis 40 Hz für den Übertragungsweg, d. h. also auch für das Mikrophon, gefordert.In contrast to hearing, the transmission level of a good microphone may in the range of audible frequencies do not already show such a drop and therefore does not enjoy that natural protection against excessive low-frequency sound pressure components. In the case of high-quality music transmission, a lower limit frequency is generally used from 30 to 40 Hz for the transmission path, i.e. H. so also for the microphone.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß insbesondere bei Mikrophonen, deren schwingendes System tiefabgestimmt und massengehemmt (z. B. dynamisches Gradientenmikrophon) oder mittenabgestimmt und reibungsgehemmt (z. B. elektrostatisches Gradientenmikrophon) ist, ein bis zu tiefen Frequenzen ausgedehnter Frequenzbereich mit einer starken Wind-und Trittschallempfindlichkeit des Mikrophons erkauft werden muß.Experience has shown that especially with microphones, their oscillating system, deeply tuned and mass inhibited (e.g. dynamic gradient microphone) or center-tuned and friction-inhibited (e.g. electrostatic gradient microphone) is, a frequency range extended down to low frequencies with a strong Wind and impact sound sensitivity of the microphone must be bought.

Zur Abhilfe werden bisher folgende bekannte Maßnahmen angewandt: Beispielsweise sperrt ein der Mikrophonröhre nachgeschalteter elektrischer Hochpaß die überhöhten tieffrequenten Komponenten. Diese Maßnahme hat jedoch den Nachteil, daß etwaige übersteuerungen der Mikrophonröhre hiermit nicht verhindert werden können.So far, the following known measures have been used to remedy this: For example an electrical high-pass filter connected downstream of the microphone tube blocks the excessive low frequency components. However, this measure has the disadvantage that any Overmodulation of the microphone tube cannot be prevented.

Man hat auch für das Mikrophon eine meist als »Windschutz« bezeichnete Umhüllung aus Draht-oder Textilgeflecht verwendet, die bewirkt, daß sich tiefstfrequente Schallwechseldrücke und Luftströmungen um diese Hülle herum ausgleichen, ohne das Mikrophon zu beaufschlagen. Tieffrequenter Körperschall wird durch eine elastische Aufhängung des Mikrophons von diesem ferngehalten. Diese beiden Maßnahmen haben jedoch den Nachteil, daß wesentlich größere Abmessungen in Kauf genommen werden müssen, außerdem ist eine hinreichend weiche Aufhängung des Mikrophons oft aus betrieblichen Gründen nicht tragbar.For the microphone, too, there is what is usually referred to as a "windbreak" Sheathing made of wire or textile mesh used, which causes the lowest frequency Equalize sound pressure and air currents around this envelope without that To press the microphone. Low-frequency structure-borne noise is generated by an elastic Suspension of the microphone kept away from this. Have these two measures however, the disadvantage that much larger dimensions are accepted must, in addition, a sufficiently soft suspension of the microphone is often for operational reasons Reasons not acceptable.

Es ist auch bekannt, bei Kondensator- und piezoelektrischen Mikrophonen den Eingangswirkwiderstand des Mikrophonverstärkers (oft zugleich der Gitterableitwiderstand der Mikrophonröhre) so weit zu verkleinern, daß tieffrequente Anteile vorzugsweise schon am Innenwiderstand der Mikrophonkapsel abfallen. Durch diese Maßnahme wird jedoch die Ersatzlautstärke besonders des Kondensatormikrophons erheblich verschlechtert, denn je größer der Eingangswiderstand des Mikrophonverstärkers bei gegebener Kapselkapazität ist, bis zu um so tieferen Frequenzen wird das Widerstands- und Gitterstromrauschen von der parallel geschalteten Kapselkapazität elektrisch kurzgeschlossen.It is also known in capacitor and piezoelectric microphones the input resistance of the microphone amplifier (often also the grid leakage resistance the microphone tube) so far that low-frequency components are preferred drop off at the internal resistance of the microphone capsule. This measure will However, the equivalent volume, especially of the condenser microphone, deteriorates considerably, because the greater the input resistance of the microphone amplifier for a given capsule capacity is, down to the lower frequencies the resistance and grid current noise becomes electrically short-circuited by the capsule capacitance connected in parallel.

Man hat auch schon das schwingende System des Druckgradienten-Kondensatormikrophons höher abgestimmt. Durch Schaffung eines nur für niedrige Frequenzen wirksamen akustischen Umweges wird bei niedrigen Frequenzen der antreibende Druckgradient in gleichem Maße vergrößert, wie der mechanische Widerstand des schwingenden Systems ansteigt. Allerdings läßt sich diese Maßnahme nicht beliebig weit treiben, wenn die üblichen Mikrophonabmessungen eingehalten werden sollen.You also have the vibrating system of the pressure gradient condenser microphone higher tuned. By creating an acoustic that is effective only for low frequencies In a detour, the driving pressure gradient is the same at low frequencies The extent to which the mechanical resistance of the vibrating system increases. However, this measure cannot be taken indefinitely if the usual ones Microphone dimensions should be adhered to.

Bekannt ist es ferner, durch eine Spannungsgegenkopplung über ein frequenzabhängiges Glied aus Widerstand und Kondensator von der Anode auf das Gitter der Vorverstärkerröhre eine schon am Gitter wirksame Schwächung der tieffrequenten Spannungsanteile zu erzielen, wobei der Kondensator dieses RC-Gliedes auch durch die Kapsel selbst dargestellt werden kann. Hiermit läßt sich jedoch nur eine verhältnismäßig geringe Flankensteilheit für den Abfall der Verstärkung zu niederen Frequenzen hin erreichen, und der Verstärkungsabfall muß schon bei einer verhältnismäßig hohen Frequenz einsetzen, wenn die tieffrequenten Störspannungen wirksam geschwächt werden sollen. Eine Versteilerung der Flanke durch die Reihenschaltung mehrerer RC-Glieder im Gegenkopplungsweg scheidet aus, weil die Phasendrehung in derartigen Gliedern 90° überschreiten und oberhalb einer bestimmten Frequenz einen Übergang in Mitkopplung ergeben würde.It is also known by a negative voltage feedback via a frequency-dependent element of resistor and capacitor from the anode to the grid of the preamplifier tube, a weakening of the low-frequency ones that is already effective at the grating To achieve voltage components, the capacitor of this RC element also through the capsule itself can be represented. However, this can only be used in a proportionate manner low edge steepness for the decrease in gain towards lower frequencies reach, and the gain drop must start at a relatively high frequency, if the low-frequency interference voltages are to be effectively weakened. A steepening the edge is separated by the series connection of several RC elements in the negative feedback path because the phase shift in such members exceed 90 ° and above a certain frequency would result in a transition to positive feedback.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird die Verstärkerschaltung für kapazitive Mikrophone erfindungsgemäß so ausgelegt, daß eine an sich bekannte, zu niederen Frequenzen hin in ihrer Wirkung stetig zunehmende Gegenkopplung derart mit einer in einem begrenzten, vorwiegend niederen Frequenzbereich wirksamen Mitkopplung kombiniert wird, daß die Überlagerung beider Einflüsse der Schaltung den Charakter eines Hochpaßfilters mit steiler Flanke verleiht. Diese Hochpaßwirkung wird im Gegensatz zu üblichen Filterschaltungen ohne Verwendung von Induktivitäten lediglich durch eine Zusammenschaltung von Widerständen und Kondensatoren mit der ohnehin benötigten Verstärkerröhre erreicht und ist daher mit nur geringem Raumbedarf verknüpft. Während steilere Hochpässe als sogenannte Trittschallfilter bisher nur ausgangsseitig der Mikrophonröhre nachgeschaltet werden konnten und damit keinen Schutz gegen Übersteuerungen und gegen das gefürchtete »Zustopfen« der Mikrophonröhre durch die bei. Wind, Trittschall usw. vorkommenden großen Membranauslenkungen zu bieten vermochten, werden tieffrequente, in den Sperrbereich dieses Hochpasses fallende Komponenten der Mikrophonspannung, vorwiegend Störspannungen niederer und unterhalb des Hörbereichs liegender ; Frequenzen, schon vom Gitter der Mikrophonröhre weitgehend ferngehalten, ohne daß dabei der Störspannungsabstand verringert bzw. die Ersatzlautstärke des Mikrophons und seiner Schaltung vergrößert wird und ohne daß gleichzeitig im angrenzenden Bereich oberhalb der Grenzfrequenz ein Abfall der für die Qualität der Übertragung wichtigen Spannungsanteile erfolgt.To avoid these disadvantages, the amplifier circuit for capacitive Microphones according to the invention designed so that a known per se, too low Frequencies towards in their effect steadily increasing negative feedback such with a combined effective positive feedback in a limited, predominantly low frequency range that the superposition of the two influences of the circuit has the character of a high-pass filter with a steep flank. This high-pass effect is in contrast to the usual Filter circuits without the use of inductances simply by interconnection of resistors and capacitors with the amplifier tube, which is required anyway and is therefore associated with only a small space requirement. During steeper high passes previously only connected downstream of the microphone tube as a so-called impact sound filter could be and thus no protection against overloading and against the dreaded "Plugging" the microphone tube through the. Wind, impact sound, etc. occurring Able to offer large diaphragm deflections, low-frequency ones are in the blocking range Components of the microphone voltage that fall in this high-pass filter, mainly interference voltages lower and below the listening area; Frequencies, already from the grid the microphone tube largely kept away, without affecting the signal-to-noise ratio reduces or increases the equivalent volume of the microphone and its circuitry becomes and without that at the same time in the adjacent area above the cutoff frequency there is a drop in the voltage components that are important for the quality of the transmission.

Im einzelnen ist die Schaltung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der an der a Anode der Verstärkerröhre auftretenden Wechselspannung zur Mitkopplung über eine drei- oder mehrgliedrige Kette aus Längswiderständen und Querkondensatoren in an sich bekannter Weise nicht an das Gitter, sondern an den Fußpunkt der Mikrophonkapsel, d. h. an den nicht am Gitter liegenden Anschluß der Mikrophonkapsel zurückgeführt wird, die ihrerseits nicht direkt, sondern über den letzten Querkondensator dieser Kette mit Nullpotential verbunden ist, während ein weiterer Widerstand und ein Kondensator einen Gegenkopplungsweg darstellen.In detail, the circuit according to the invention is characterized in that that part of the alternating voltage occurring at the anode of the amplifier tube for positive feedback via a three- or multi-link chain of series resistors and Shunt capacitors in a known manner not to the grid, but to the Base of the microphone capsule, d. H. to the connection of the Microphone capsule is returned, which in turn not directly, but via the last shunt capacitor of this chain is connected to zero potential while a Another resistor and a capacitor represent a negative feedback path.

Die Einkopplung der rückgeführten Spannungen in den Fußpunkt der Mikrophonkapsel bietet den Vorteil, daß der der Kapsel parallel geschaltete Widerstand, meist nur der Gitterableitwiderstand der Verstärkerröhre, keine Veränderung erfährt und daß die Maßnahmen nach der Erfindung daher keine Verschlechterung der Ersatzlautstärke des Mikrophons zur Folge haben. Ebenso ist es auch ein besonderer Vorteil der neuen Schaltung, daß der an den Ausgangsklemmen des Verstärkers meßbare Innenwiderstand im gesamten Übertragungsbereich bis herab zur unteren Grenzfrequenz nahezu konstant ist und erst unterhalb dieser Frequenz kleiner wird. Der Frequenzgang ist also nicht wie bei anderen Schaltungen zur Tiefenbeschneidung von der jeweiligen Belastung abhängig.The coupling of the returned voltages into the base of the microphone capsule offers the advantage that the resistor connected in parallel to the capsule, mostly only the grid leakage resistance of the amplifier tube, does not change and that the measures according to the invention therefore no deterioration in the equivalent volume of the microphone. Likewise, it is also a particular benefit of the new ones Circuit that the internal resistance measurable at the output terminals of the amplifier almost constant over the entire transmission range down to the lower limit frequency and only becomes smaller below this frequency. So the frequency response is not as with other circuits for depth trimming of the respective load addicted.

Die Wirkungsweise der neuen Verstärkerschaltung wird an Hand der Abbildungen ausführlich erläutert. Abb.l zeigt beispielsweise die Schaltung eines Kondensatormikrophons mit einstufigem Vorverstärker; Abb. 2 und 3 zeigen Kurven für den Übertragungsfaktor der Vorverstärkerstufe in Abhängigkeit von der Frequenz; Abb. 2 gibt den prinzipiellen Verlauf und Abb.3 an einer Schaltung nach Abb. 1 gemessene Kurven wieder; Abb. 4 gibt die räumliche Anordnung der für die Mit- und Gegenkopplung benötigten Bauteile bei einem Kondensatormikrophon wieder.The mode of operation of the new amplifier circuit is illustrated in the figures explained in detail. Fig. 1 shows, for example, the circuitry of a condenser microphone with single stage preamplifier; Fig. 2 and 3 show curves for the transfer factor the preamplifier stage as a function of the frequency; Fig. 2 gives the principal Course and Fig.3 again measured curves on a circuit according to Fig. 1; Fig. 4 gives the spatial arrangement of the components required for positive and negative feedback again with a condenser microphone.

Bei dem Verstärker nach Abb. 1 liegt das Mikrophon M als Generator am Gitter der Röhre Rö, die ihre Gittervorspannung Ug über den Gitterableitwiderstand Rg erhält. Zur Zuführung der zum Betrieb des Kondensatormikrophons benötigten Polarisationsspannung dient der Widerstand Rp.In the amplifier according to Fig. 1, the microphone M is used as a generator on the grid of the tube Rö, which has its grid bias Ug via the grid leakage resistance Rg receives. To supply the polarization voltage required to operate the condenser microphone the resistor Rp is used.

Die Mitkopplung von der Anode der Mikrophonröhre zum Fußpunkt der Mikrophonkapsel zur Rückführung eines Teiles der an der Anode auftretenden Spannung U besteht beispielsweise aus der dreigliedrigen Kette mit den Längswiderständen R1 bis R3 und den Querkondensatoren C, bis C3. Der nicht am Gitter der Röhre Rö liegende Anschluß der Kapsel ist nicht direkt, sondern über den letzten Querkondensator der Kette, den Kondensator C3, mit Nullpotential verbunden. Der Kondensator Ct dient lediglich als Trennkondensator für die Polarisationsspannung.The positive feedback from the anode of the microphone tube to the base of the Microphone capsule to return part of the voltage occurring at the anode U consists, for example, of the three-link chain with the series resistances R1 to R3 and the shunt capacitors C to C3. The one not on the grid of the tube tube The horizontal connection of the capsule is not direct, but via the last cross capacitor of the chain, the capacitor C3, connected to zero potential. The capacitor Ct is used only as a separating capacitor for the polarization voltage.

Die an der Anode auftretende Wechselspannung ist bekanntlich gegenüber der angelegten Gitterwechselspannung um 180° in der Phase verschoben. Die vorgenannte drei- oder mehrgliedrige Kette wird so bemessen, daß ihre Gesamtphasendrehung bei einer vorzugebenden Grenzfrequenz, vorzugsweise bei etwa 40 Hz, nochmals 180° beträgt. Zusammen mit der 180°-Phasendrehung durch die Röhre ergibt sich ein Gesamtwert von 360° und damit Mitkopplung und eine Überhöhung im Frequenzgang von mehreren Dezibel bei 40 Hz. Im Falle der dreigliedrigen Kette kann man z. B. jedes Glied für eine Phasendrehung von etwa 60° auslegen. Die Berechnung erfolgt in ähnlicher Weise wie für einen Phasenschiebergenerator. Ein solcher Generator benötigt indessen, um schwingen zu können, einen Verstärkungsfaktor der Röhre von 29 im Falle der dreigliedrigen, von 18,4 im Falle der viergliedrigen Kette, sofern sich diese aus untereinander gleichen Gliedern zusammensetzt. Im Falle des Mikrophonverstärkers wird dieser Verstärkungsfaktor bewußt geringer gehalten und noch durch einen Gegenkopplungsweg frequenzabhängig zu niedrigen Frequenzen hin reduziert, so daß keine Selbsterregung eintreten kann.The alternating voltage occurring at the anode is known to be opposite of the applied grid alternating voltage shifted by 180 ° in phase. The aforementioned three- or more-link chain is dimensioned so that their total phase rotation at a limit frequency to be specified, preferably at about 40 Hz, is another 180 °. Together with the 180 ° phase rotation through the tube, this results in a total value of 360 ° and thus positive feedback and an increase in the frequency response of several decibels at 40 Hz. In the case of the three-link chain, one can e.g. B. each link for one Design phase rotation of about 60 °. The calculation is done in a similar way to for a phase shift generator. Such a generator, however, needs to oscillate to be able to gain a tube gain of 29 in the case of the tripartite, of 18.4 in the case of the four-link chain, provided that these are from one another composed of the same members. In the case of the microphone amplifier, this gain becomes Deliberately kept lower and still frequency-dependent through a negative feedback path reduced to low frequencies so that no self-excitation can occur.

Der dem Mitkopplungsweg sich überlagernde Gegenkopplungsweg führt über den Widerstand R, und den Kondensator C3 und hat - für sich allein -einen zu niedrigen Frequenzen abfallenden Frequenzgang des Übertragungsfaktors der Schaltung zur Folge, der etwa der Kurve A in Abb. 2 entspricht. Würde nur über die mehrgliedrige Kette rückgekoppelt, so ergäbe sich ein Frequenzgang entsprechend der Kurve B, d. h., für höhere Frequenzen wird die Kette in zunehmendem Maße undurchlässig und unwirksam. Beiderseits einer vorzuschreibenden Grenzfrequenz f 1, vorzugsweise etwa 40 Hz, ist eine in ihrer Größe vornehmlich von der Verstärkung der Röhre abhängige Mitkopplung wirksam (rp = 360° bei f,), die zu niedrigen Frequenzen hin mit zunehmender Phasendrehung wieder abnimmt und für (@ > 450" wieder in Gegenkopplung übergeht.The negative feedback path superimposed on the positive feedback path leads via the resistor R, and the capacitor C3 and has - on its own - one to low frequencies, the frequency response of the transfer factor of the circuit result, which corresponds approximately to curve A in Fig. 2. Would just about the multi-link Chain fed back, a frequency response would result accordingly the Curve B, d. that is, for higher frequencies the chain becomes increasingly impermeable and ineffective. Both sides of a limit frequency f 1 to be prescribed, preferably about 40 Hz, its size is mainly dependent on the amplification of the tube Positive feedback effective (rp = 360 ° at f,), which increases towards low frequencies with Phase rotation decreases again and goes back into negative feedback for (@> 450 ".

Die Glieder der beiden Rückkopplungswege sind so bemessen, daß sich oberhalb der Grenzfrequenz f 1 von beispielsweise 40 Hz der Abfall der Gegenkopplung (Ra;, C3) und der Anstieg der Mitkopplung (R1, Cl . . . R3, C.;) ausgleichen und einen horizontalen Verlauf der Frequenzkurve ergeben. Unterhalb der Grenzfrequenz f 1 = 40 Hz bewirken beide Rückkopplungswege einen Abfall der Kurve, und die Verstärkung nimmt trotz der zusätzlich zu den beiden Rückkopplungswegen vorhandenen frequenzunabhängigen Gegenkopplung (kapazitiv von der Anode über die Gitter-Anoden-Kapazität der Röhre Rö auf die Kapsel M und die mit dieser in Reihe liegenden Kondensatoren C, und C3) schnell sehr kleine Werte an (bei 20 Hz 9 bis 10 db), ohne daß es dazu eines LC-Gliedes bedarf. Eine überlagerung beider Rückkopplungen ergibt daher bei passender Dimensionierung einen Frequenzgang entsprechend der Kurve C in Abb. 2.The links of the two feedback paths are dimensioned so that Above the cutoff frequency f 1 of 40 Hz, for example, there is a drop in negative feedback (Ra;, C3) and the increase in positive feedback (R1, Cl... R3, C .;) compensate and result in a horizontal course of the frequency curve. Below the cutoff frequency f 1 = 40 Hz, both feedback paths cause the curve to drop, and the gain decreases despite the frequency-independent ones in addition to the two feedback paths Negative coupling (capacitive from the anode via the grid-anode capacitance of the tube Rö on the capsule M and the capacitors C, and C3 in series with it) very small values quickly (at 20 Hz 9 to 10 db) without the need for an LC element requirement. A superposition of both feedbacks therefore results in the case of suitable dimensioning a frequency response corresponding to curve C in Fig. 2.

Die Flankensteilheit einer Schaltung nach Abb. 1 kann recht hoch getrieben werden; sie kann, wenn dies erwünscht ist, durch eine zusätzliche frequenzunabhängige Gegenkopplung beliebig vermindert werden.The edge steepness of a circuit according to Fig. 1 can be driven quite high will; it can, if so desired, by an additional frequency-independent one Negative coupling can be reduced as desired.

Sowohl die Grenzfrequenz der gesamten Anordnung als auch die Grenzfrequenz des Gliedes Rx, C3 kann in einfacher Weise umschaltbar gemacht werden. Im ersten Fall wird der Wert des Kondensators C, und eventuell einer der Widerstände R1 bis R3, im zweiten Fall der Wert des Widerstandes R, stufenweise oder kontinuierlich geändert.Both the cut-off frequency of the entire arrangement and the cut-off frequency of the link Rx, C3 can be made switchable in a simple manner. In the first Case becomes the value of the capacitor C, and possibly one of the resistors R1 to R3, in the second case the value of the resistance R, stepwise or continuously changed.

Für die übertragung von Musik und Sprache kommt der zweiten Möglichkeit, insbesondere bei Richtmikrophonen, die nach dem Druckgradientenprinzip bzw. ganz oder teilweise als Schnelle-Empfänger arbeiten, eine große Bedeutung zu. Da der Druckgradient im ebenen Schallfeld mit der Kreisfrequenz (o ansteigt, im Kugelschallfeld jedoch frequenzunabhängig wird, besitzen bekanntlich solche Mikrophone bei Nahbesprechung eine beträchtliche Empfindlichkeitszunahme für niedrige Frequenzen. Beispielsweise steigt die abgegebene Spannung eines Druckgradientenempfängers für einen Besprechungsabstand von 10 cm bei 40 Hz auf das Zehnfache, verglichen mit der Spannung bei 1000 Hz und gleichem Schalldruck.For the transmission of music and speech there is the second possibility, especially with directional microphones that work according to the pressure gradient principle or entirely or work partially as a fast receiver, are of great importance. Since the Pressure gradient in the flat sound field with the angular frequency (o increases, in the spherical sound field However, it is frequency-independent, as is known, have such microphones for close-up discussions a considerable increase in sensitivity for low frequencies. For example the output voltage of a pressure gradient receiver increases for a meeting distance from 10 cm at 40 Hz to ten times compared to the voltage at 1000 Hz and same sound pressure.

Da das Mikrophon gerade bei einer derartigen Nahbesprechung ohnehin oft mit Schalldrücken von 100 [,b und mehr beaufschlagt wird, Schalldrücken, die die Kapsel zwar stets gut, die Vorverstärkerröhre jedoch nicht immer verzerrungsfrei verarbeiten kann, ist es ein Vorteil, wenn die genannte Bevorzugung der niedrigen Frequenzen schon am Gitter der Mikrophonröhre durch eine frequenzabhängige Gegenkopplung nach der Erfindung kompensiert wird, die Röhre also weniger leicht übersteuert werden kann.Because the microphone is already there for such a close-up discussion is often subjected to sound pressures of 100 [, b and more, sound pressures that the capsule is always good, but the preamplifier tube is not always free of distortion can handle, it is an advantage if the said favoritism of the low Frequencies already at the grating of the microphone tube through a frequency-dependent negative feedback is compensated according to the invention, so the tube is less likely to be overdriven can.

Bei der Schaltung nach Abb. 1 wird der Schalter Si im allgemeinen bei der Nahbesprechung von Richtmikrophonen der genannten Art geschlossen und damit dem Widerstand R,. der Widerstand Ry parallel geschaltet werden, was einen »im Nahfeld linearen« Frequenzgang des übertragungsfaktors zur Folge hat.In the circuit of Fig. 1, the switch Si is in general in the close discussion of directional microphones of the type mentioned closed and thus the resistance R ,. the resistor Ry can be connected in parallel, resulting in a »in the near field linear «frequency response of the transfer factor.

Mit dem Schalter S, kann die Tiefenbeschneidung unwirksam gemacht werden, z. B. wenn bei einer hinreichend störschallsicheren Mikrophonaufstellung Orgelaufnahmen in einem bis unterhalb 30 Hz erweiterten Frequenzbereich gemacht werden sollen (vgl. Kurve D in Abb. 2). Durch Öffnen des Schalters S., wird der Verstärkerfrequenzgang beispielsweise bis 20 Hz linearisiert.With the switch S, the depth pruning can be made ineffective, z. B. when organ recordings are to be made in a frequency range that is extended to below 30 Hz when the microphone is set up sufficiently against interference (cf. curve D in Fig. 2). By opening the switch S., the amplifier frequency response is linearized up to 20 Hz, for example.

Schließlich kann auch durch Wahl eines größeren Wertes für Rx oder eine entsprechende Umschaltung ein erwünschter Verstärkungsanstieg zu niedrigen Frequenzen hin bis zur Grenzfrequenz f l, etwa im Sinne der Kurve B (Abb. 2), erreicht und beispielsweise zum Ausgleich eines zu geringen Mikrophonübertragungsfaktors im gleichen Bereich ausgenutzt werden.Finally, by selecting a larger value for Rx or by switching accordingly, a desired increase in gain to low frequencies up to the cutoff frequency fl, for example in the sense of curve B (Fig. 2), can be achieved and, for example, to compensate for a microphone transmission factor that is too low in the same range be exploited.

Die Abb.3 zeigt Meßwerte, die sich bei einer Schaltung nach Abb. 1 ergeben haben. Die Kurven A bis D wurden unter den gleichen Randbedingungen aufgenommen, wie sie vorstehend für die Kurven in Abb. 2 angegeben sind.Fig. 3 shows measured values that result from a circuit according to Fig. 1 have revealed. The curves A to D were recorded under the same boundary conditions, as indicated above for the curves in Fig. 2.

Die Kurve E ergibt sich aus der Kurve C, wenn zusätzlich noch eine frequenzunabhängige Gegenkopplung von etwa 3 db eingeführt wird. Die Kurve F stellt sich ein, wenn der Widerstand R., durch Parallelschalten des Widerstandes R, mittels des Schalters S, auf etwa ein Drittel seines ursprünglichen Wertes verkleinert wird. Mit einem Frequenzgang gemäß der Kurve F kann beispielsweise der Tiefenanstieg eines aus etwa 35 cm Abstand besprochenen Druckgradientenmikrophons kompensiert werden.The curve E results from the curve C, if there is also one frequency-independent negative feedback of about 3 db is introduced. The curve F represents when the resistor R., by connecting the resistor R in parallel, by means of of switch S, is reduced to about a third of its original value. With a frequency response according to the curve F, for example, the rise in depth of a Pressure gradient microphones discussed from a distance of about 35 cm can be compensated.

Bei der beispielsweise in Abb. 4 wiedergegebenen Teilansicht eines geöffneten Kondensatormikrophons haben die Bezugszeichen die gleiche Bedeutung wie bei der in Abb. 1 dargestellten Schaltung. Es sind nur die den Frequenzgang bestimmenden Bauelemente auf der in gedruckter Schaltung ausgeführten Schaltplatte des Mikrophon-Vorverstärkers und der ebenfalls auf dieser Platte angeordnete Ausgangsübertrager fl dargestellt. Alle für die Erfindung unwesentlichen Teile des Mikrophons wurden weggelassen. Der Raumbedarf für die sieben Bauelemente in der gezeigten Anordnung beträgt 30 X 24 X 6 mm. Ein Hochpaß für 40 Hz in der üblichen Bauart mit Spulen und Kondensatoren kann nicht auf gleichem Raum untergebracht werden.In the partial view shown in Fig. 4, for example When the condenser microphone is open, the reference symbols have the same meaning as in the circuit shown in Fig. 1. There are only those that determine the frequency response Components on the printed circuit board of the microphone preamplifier and the output transformer fl, which is also arranged on this plate, is shown. All parts of the microphone that are not essential to the invention have been omitted. Of the The space required for the seven components in the arrangement shown is 30 X 24 X 6 mm. A high-pass filter for 40 Hz in the usual design with coils and capacitors cannot be accommodated in the same room.

Bei der neuen Verstärkerschaltung können an Stelle der Elektronenröhre Rö auch ein oder mehrere Transistoren verwendet werden.With the new amplifier circuit, instead of the electron tube Rö also one or more transistors can be used.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verstärkerschaltung für kapazitive Mikrophone, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Überlagerung einer zu niederen Frequenzen hin stetig zunehmenden Gegenkopplung über ein einfaches, aus einem Widerstand und einem Kondensator (Rx, C3) bestehendes Glied mit einer in einem begrenzten, vorwiegend niederen Frequenzbereich wirksamen Mitkopplung über ein Brei-oder mehrgliedriges, phasendrehendes, ebenfalls nur aus Widerständen und Kondensatoren (R1 ... Rs; Cl . . . C.) bestehendes Glied ohne die Verwendung von Induktivitäten eine ausgeprägte Hochpaßcharakteristik mit verhältnismäßig steiler Flanke derart zustande kommt, daß in den Sperrbereich dieses Hochpasses fallende Anteile der Mikrophonspannung, vorwiegend tieffrequente und unterhörfrequente Störkomponenten, vom Gitter der Mikrophonröhre (Rö) weitgehend ferngehalten werden. PATENT CLAIMS: 1. Amplifier circuit for capacitive microphones, characterized in that by superimposing a negative feedback that increases steadily towards lower frequencies via a simple element consisting of a resistor and a capacitor (Rx, C3) with a limited, predominantly lower frequency range effective positive feedback via a pulp or multi- element, phase-rotating element likewise consisting only of resistors and capacitors (R1 ... Rs; Cl... C.) without the use of inductances, a pronounced high-pass characteristic with a relatively steep edge is achieved in such a way that Components of the microphone voltage that fall in the cut-off range of this high-pass filter, mainly low-frequency and low-frequency interference components, are largely kept away from the grille of the microphone tube (Rö). 2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Mit- und Gegenkopplung benutzten Spannungen an der Anode der Verstärkerröhre (Rö) abgegriffen und an den nicht am Gitter der Verstärkerröhre liegenden Anschluß der Mikrophonkapsel (M) zurückgeführt werden, der über einen Kondensator (C3), an dem sich die gegen- und mitgekoppelten Spannungsanteile überlagern, mit Nullpotential verbunden ist. 2. Amplifier circuit according to claim 1, characterized in that they are used for positive and negative feedback Voltages tapped at the anode of the amplifier tube (Rö) and not at the Grid of the amplifier tube lying connection of the microphone capsule (M) returned via a capacitor (C3) on which the negative and positive feedback Superimpose voltage components, is connected to zero potential. 3. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drei- oder mehrgliedrige Filterkette (R1 . . . R3; Cl ... C3) bei einer Frequenz (f 1) von beispielsweise 40 Hz insgesamt eine Phasendrehung von 180° ergibt. 3. Amplifier circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the three- or multi-link filter chain (R1 ... R3; Cl ... C3) at a frequency (f 1) of 40 Hz, for example, results in a total phase rotation of 180 ° . 4. Verstärkerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Wahl eines größeren Wertes für den Widerstand (Rx) im Gegenkopplungsweg oder durch eine entsprechende Umschaltung der Einfluß der Mitkopplung über die Kette (R1, Cl ... R3, C3) überwiegt und hierdurch in einem begrenzten Frequenzabschnitt nach tiefen Frequenzen hin bis zu einer ausgeprägten unteren Grenzfrequenz eine Anhebung der Verstärkung erfolgt. 4. Amplifier circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that by choosing a larger value for the resistor (Rx) in the negative feedback path or by switching the influence of the positive feedback via the chain (R1, Cl ... R3, C3 ) predominates and this results in an increase in gain in a limited frequency segment after low frequencies up to a pronounced lower limit frequency. 5. Verstärkerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Wahl eines kleineren Wertes für den Widerstand (R,) im Gegenkopplungsweg oder durch eine entsprechende Umschaltung der Einfluß der Gegenkopplung über das GegenkopplungsgIied (R", C3) überwiegt und hierdurch eine zusätzliche Absenkung der Verstärkung und der am Gitter auftretenden Spannungen zu niedrigen Frequenzen hin erreicht wird, vorzugsweise zum Ausgleich des bei Nahbesprechung von Schnelle-oder Druckgradienten-Mikrophonen sich ergebenden Tiefenanstieges. 5. Amplifier circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that that by choosing a smaller value for the resistance (R,) in the negative feedback path or the influence of the negative feedback via the Negative coupling element (R ", C3) predominates and thereby an additional reduction the amplification and the voltages occurring at the grid to low frequencies is achieved, preferably to compensate for the close discussion of fast or Pressure gradient microphones resulting in a rise in depth. 6. Verstärkerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Glieder des Gegen- bzw. Mitkopplungsweges, beispielsweise der Kondensator (C3) und der Widerstand (R") im Gegenkopplungsweg oder der Kondensator (C3) und einer der Widerstände (R1 bis R3) im Mitkopplungsweg, in ihrer Größe stufenweise oder kontinuierlich veränderbar sind. 6. Amplifier circuit according to one of claims 1 to 5, characterized in that individual members of the Opposite or positive feedback path, for example the capacitor (C3) and the resistor (R ") in the negative feedback path or the capacitor (C3) and one of the resistors (R1 to R3) in the positive feedback path, their size can be changed gradually or continuously are. 7. Verstärkerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtrennung von Gegen- und Mitkopplungsweg ein Schalter (S2) vorgesehen ist. B. Verstärkerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine zusätzliche, frequenzunabhängige Gegenkopplung die Flankensteilheit der Kurve des Übertragungsfaktors vermindert wird. 9. Verstärkerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung anstatt durch eine Elektronenröhre durch einen oder mehrere Transistoren erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 865150, 880 375, 914 503; »Elektrotechnische Zeitschrift« (ETZ), 71. Jahrgang, Heft 16 vom 15. B. 1950, S. 427 bis 430.7. Amplifier circuit according to one of claims 1 to 6, characterized in that that a switch (S2) is provided to separate the negative and positive feedback path. B. Amplifier circuit according to one of claims 1 to 7, characterized in that that by an additional, frequency-independent negative feedback, the edge steepness the curve of the transfer factor is reduced. 9. Amplifier circuit after a of claims 1 to 8, characterized in that the reinforcement instead of by an electron tube is made by one or more transistors. Into consideration printed publications: German patent specifications 865150, 880 375, 914 503; "Elektrotechnische Zeitschrift" (ETZ), 71st year, issue 16 from 15. B. 1950, p. 427 to 430.