DE1275136B - Electrodynamic directional microphone with phase-rotating acoustic delay element of the LR type - Google Patents

Description

Elektrodynamisches Richtmikrophon mit phasendrehendem akustischen Laufzeitglied vom LR-Typ Die Erfindung betrifft ein elektrodynamisches Richtmikrophon mit einem phasendrehenden Glied zur Ausbildung einer einseitigen Richtcharakteristik. Bei einem solchen Mikrophon wird die Membran bekanntlich von beiden Seiten mit Schall beaufschlagt, und zwar ist die Vorderseite direkt dem Schall ausgesetzt, wogegen die Hinterseite über das phasendrehende Glied mit der Außenluft in Verbindung steht. Dieses Laufzeitglied setzt sich bei elektrodynamischen Richtmikrophonen bekanntlich zweckmäßigerweise aus einer akustischen Masse in Form einer in einem rohrförmigen Hohlraum schwingenden Luftsäule und einem akustischen Reibungswiderstand, der in einen vom äußeren Schallfeld abgeschlossenen Hohlraum mündet, zusammen. Im elektrischen Ersatzschaltbild würde sich eine solcherart gebildete phasendrehende Anordnung als LR-Glied darstellen, mit der Induktivität L, der akustischen Masse entsprechend, im Längszweig und dem den akustischen Reibungswiderstand symbolisierenden Widerstand R im Querzweig.Electrodynamic directional microphone with phase-rotating acoustic Time-of-flight element of the LR type The invention relates to an electrodynamic directional microphone with a phase-rotating element for the formation of a one-sided directional characteristic. In such a microphone, the membrane is known to be emitted from both sides with sound applied, namely the front is directly exposed to the sound, whereas the rear side is in communication with the outside air via the phase-rotating member. As is well known, this time-of-flight element is established in electrodynamic directional microphones expediently from an acoustic mass in the form of a tubular Cavity vibrating air column and an acoustic frictional resistance, which in a cavity closed off from the external sound field opens. In the electric An equivalent circuit diagram would turn out to be a phase-rotating arrangement formed in this way Represent an LR element, with the inductance L, corresponding to the acoustic mass, in the longitudinal branch and the resistance symbolizing the acoustic frictional resistance R in the cross branch.

Sowohl das die akustische Masse enthaltende Röhrchen als auch der in den abgeschlossenen Hohlraum führende Reibungswiderstand sind unmittelbar an die niedere Luftkammer hinter der Membran angeschlossen. Das der Membranrückseite abgewendete Ende des Masseröhrchens, das ins freie rückwärtige Schallfeld führt, ist aus Gründen der Justierbarkeit der Anordnung meist mit einem Reibungswiderstand versehen.Both the tube containing the acoustic mass and the Frictional resistance leading into the closed cavity is immediately present connected to the lower air chamber behind the membrane. That of the membrane back turned away end of the tube that leads into the free rear sound field, is mostly with a frictional resistance for reasons of adjustability of the arrangement Mistake.

Als Vorteil dieser phasendrehenden Anordnung ergibt sich die zusätzliche Massebelastung der Membran durch die im Röhrchen eingeschlossene Luftsäule, wodurch die Eigenresonanz des schwingenden Systems in erwünschter Weise an das untere Ende des Übertragungsbereiches verschoben wird. Ein Nachteil der Anordnung besteht allerdings in der Tatsache, daß Windgeräusche, die an der rückwärtigen Öffnung des Masseröhrchens entstehen, zur Membran weitergeleitet und in Störgeräusche umgesetzt werden.The additional advantage of this phase-rotating arrangement results Mass loading of the membrane by the column of air enclosed in the tube, whereby the natural resonance of the vibrating system in the desired manner to the lower end of the transmission range is shifted. However, there is a disadvantage of the arrangement in the fact that wind noise generated at the rear opening of the water tube arise, passed on to the membrane and converted into noise.

Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, diesen Nachteil bei elektrodynamischen Richtmikrophonen mit einem phasendrehenden Glied vom LR-Typ zu beseitigen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein solches Mikrophon, bei dem an die niedere Luftkammer hinter der Membran zumindest ein akustischer Reibungswiderstand, der in ein von der Außenluft abgeschlossenes Luftvolumen führt, und zumindest ein akustisches Masseelement in Form einer in einen im Weg zum äußeren Schallfeld liegenden rohrförmigen Hohlraum eingeschlossenen Luftsäule angeschlossen sind, welches Mikrophon erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß das der Membranrückseite abgewendete Ende des rohrförmigen Hohlraumes in eine Luftkammer mündet, die ihrerseits ins freie Schallfeld führende Öffnungen aufweist, die mit einem Reibungswiderstand versehen sind.The invention has set itself the goal of this disadvantage in electrodynamic To eliminate directional microphones with a phase rotating member of the LR type. In particular The invention relates to such a microphone in which to the lower air chamber behind the membrane at least one acoustic frictional resistance, which in one of the outside air leads closed air volume, and at least one acoustic mass element in the form of a tubular cavity lying in the path to the external sound field enclosed air column are connected, which microphone according to the invention characterized in that the end of the tubular which faces away from the rear of the membrane Cavity opens into an air chamber, which in turn leads into the free sound field Has openings which are provided with a frictional resistance.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Reibungswiderstand aus porösem Sintermaterial hergestellt, das bei den ins freie Schallfeld führenden Öffnungen in das Gehäuse eingesetzt sein kann oder gegebenenfalls teilweise oder ganz eine Gehäusewand bildet.According to a further embodiment of the invention is the frictional resistance made of porous sintered material, which leads into the free sound field Openings in the housing can be inserted or optionally partially or entirely forms a housing wall.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung entnommen werden, in der F i g. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung zeigt, wogegen in F i g. 2 ein Querschnitt durch ein mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgerüstetes Mikrophon zu sehen ist.Further details of the invention can be found in the following description can be taken from the drawing in which FIG. 1 is a schematic representation the arrangement according to the invention shows, whereas in FIG. 2 a cross section through a microphone equipped with the arrangement according to the invention can be seen.

In der schematischen Darstellung der F i g. 1 ist das Mikrophongehäuse 14 der Einfachheit halber als zylindrischer Körper dargestellt, dessen eine Seite durch die Membran 1 abgeschlossen ist. Hinter der Membran befindet sich die niedere Luftkammer 2, an die einerseits über den Reibungswiderstand 5 das von der Außenluft abgeschlossene Luftvolumen 10, andererseits ein Röhrchen 3 angeschlossen ist. Dieses Röhrchen 3, das bei den bekannten Mikrophonen mit einem dem LR-Typ entsprechenden phasendrehenden Glied bei 6 unmittelbar ins Freie führt, endet bei der erfindungsgemäßen Anordnung in einer Luftkammer 8, die ihrerseits Öffnungen 11 aufweist, die mit einem Reibungswiderstand 7 abgedeckt sind. Das Volumen 8 wirkt wie eine Beruhigungskammer, wobei es sich gezeigt hat, daß es sehr vorteilhaft ist, den Reibungswiderstand großflächig auszubilden.In the schematic representation of FIG. 1 is the microphone case 14 shown for the sake of simplicity as a cylindrical body, one side of which is completed by the membrane 1. Behind the membrane is the lower one Air chamber 2, to which on the one hand via the frictional resistance 5 that of the outside air closed air volume 10, on the other hand a tube 3 is connected. This tube 3, which in the known microphones with a phase-rotating one corresponding to the LR type Link at 6 leads directly into the open, ends in the arrangement according to the invention in an air chamber 8, which in turn has openings 11 with a frictional resistance 7 are covered. The volume 8 acts like a calming chamber, whereby it is has shown that it is very advantageous to form the frictional resistance over a large area.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich daraus, daß die Elemente 7 und 8, die im elektrischen Ersatzschaltbild durch einen Widerstand und eine Kapazität darzustellen wären, ein phasendrehendes akustisches Glied vom RC-Typ ergeben, mit dem es gelingt, die bei höheren Frequenzen zu geringe phasendrehende Wirkung des üblichen LR-Gliedes auszugleichen, d. h. eine zusätzliche Phasendrehung zu erzeugen und damit die Auslöschung zu verbessern.Another advantage of the arrangement according to the invention results from the fact that that the elements 7 and 8, which are represented in the electrical equivalent circuit by a resistor and a capacity to be represented would be a phase shifting acoustic member of the RC type with which it is possible to reverse the phase which is too low at higher frequencies To compensate for the effect of the usual LR link, d. H. an additional phase shift to generate and thus improve the extinction.

Einen Querschnitt durch ein praktisch ausgeführtes Mikrophon, das mit der erfindungsgemäßen phasendrehenden Anordnung ausgerüstet ist, stellt F i g. 2 dar. Hinter der Membrankappe 13, die selbstverständlich vollkommen schalldurchlässig ist, befindet sich das Wandlersystem 9 mit der Membran 1 und der von ihr abgeschlossenen Luftkammer 2, die, wie bereits schematisch in F i g. 1 gezeigt wurde, über Öffnungen 4 mit einem Reibungswiderstand 5 mit dem von der Außenluft abgeschlossenen Hohlraum 10, der zweckmäßigerweise vom Mikrophongehäuse 14 gebildet wird, verbunden ist. An das Luftvolumen 2 hinter der Membran 1 ist überdies die vom Röhrchen 3 eingeschlossene Luftmasse- angekoppelt. Gemäß der Erfindung führt nun das Röhrchen 3 nicht direkt ins freie Schallfeld, sondern in eine Kammer 8, die vorzugsweise an ihrem Umfang öffnungen 11 aufweist, die mit einem einen Reibungswiderstand darstellenden Material, beispielsweise Filz, Schaumstoff oder Sintermaterial, abgedeckt sind. Da es sich als günstig erwiesen hat, den Reibungswiderstand 7 möglichst großflächig zu machen, eignet sich hierzu Sintermaterial besonders gut. Es ergibt sich bei der großen Fläche trotz des verhältnismäßig spezifischen Widerstandes ein ausreichend niederer Gesamtwiderstand. Im elektrischen Ersatzschaltbild würde diese Anordnung sich als Parallelschaltung einer großen Zahl hochohmiger Widerstände darstellen.A cross section through a practically executed microphone which is equipped with the phase-rotating arrangement according to the invention is shown in FIG. 2. Behind the membrane cap 13, which is of course completely sound-permeable, is the transducer system 9 with the membrane 1 and the air chamber 2 closed off by it, which, as already shown schematically in FIG. 1, is connected via openings 4 with a frictional resistance 5 to the cavity 10 which is closed off from the outside air and which is expediently formed by the microphone housing 14. In addition, the air mass enclosed by the tube 3 is coupled to the air volume 2 behind the membrane 1. According to the invention, the tube 3 does not lead directly into the free sound field, but into a chamber 8, which preferably has openings 11 on its periphery, which are covered with a material that represents a frictional resistance, for example felt, foam or sintered material. Since it has proven advantageous to make the frictional resistance 7 as large as possible, sintered material is particularly suitable for this. Despite the relatively specific resistance, the large area results in a sufficiently low total resistance. In the electrical equivalent circuit, this arrangement would appear as a parallel connection of a large number of high-value resistors.

Unter Umständen kann der die Kammer 8 umschließende Teil des Mikrophongehäuses 14 zur Gänze oder wenigstens teilweise aus Sintermaterial hergestellt sein. Die Öffnung 6 des Röhrchens 3 könnte für Justierzwecke noch mit einem Reibungswiderstand versehen sein, der zweckmäßigerweise von außen einstellbar gemacht wird. Die elektrischen Anschlüsse des Mikrophons sind zum Stecker 12 geführt.Under certain circumstances, the part of the microphone housing which encloses the chamber 8 14 may be made entirely or at least partially of sintered material. the Opening 6 of the tube 3 could still have a frictional resistance for adjustment purposes be provided, which is expediently made adjustable from the outside. The electric Connections of the microphone are led to plug 12.

Ein nach der Erfindung gebautes Mikrophon ist außerordentlich unempfindlich gegen Luftströmungen, und es besitzt infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung des phasendrehenden Gliedes auch in jenen Frequenzbereichen, in denen das übliche LR-Glied nur mehr eine geringe Phasendrehung ergibt, eine wesentliche Verbesserung der Richtcharakteristik.A microphone built according to the invention is extremely insensitive against air currents, and it has due to the inventive design of the phase-rotating element also in those frequency ranges in which the usual LR element only a slight phase shift results, a significant improvement in the directional characteristic.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Elektrodynamisches Richtmikrophon mit phasendrehendem akustischen Laufzeitglied, vom LR-Typ, bei dem an die niedere Luftkammer hinter der Membran zumindest ein akustischer Reibungswiderstand, der in ein von der Außenluft abgeschlossenes Luftvolumen führt, und zumindest ein akustisches Masseelement in Form einer in einen im Weg zum äußeren Schallfeld liegenden rohrförmigen Hohlraum eingeschlossenen Luftsäule angeschlossen sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das der Membranrückseite allgewendete Ende des rohrförmigen Hohlraumes in eine Luftkammer mündet, die ihrerseits ins freie Schallfeld führende öffnungen aufweist, die mit einem Reibungswiderstand versehen sind. Claims: 1. Electrodynamic directional microphone with phase rotating acoustic term element, of the LR type, in which to the lower air chamber behind the membrane has at least one acoustic frictional resistance, which in one of the outside air leads closed volume of air, and at least one acoustic mass element in Shape of a tubular cavity lying in the way to the external sound field enclosed air column are connected, d u r c h e -k e n n z e i c h n e t that the end of the tubular cavity which faces the diaphragm rear side opens into an air chamber, which in turn leads to the free sound field having, which are provided with a frictional resistance. 2. Elektrodynamisches Richtmikrophon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die ins freie Schallfeld führenden Öffnungen der Luftkammer, in die das Masseröhrchen mündet, Sintermaterial als Reibungswiderstand eingesetzt ist. 2. Electrodynamics Directional microphone according to claim 1, characterized in that in the free sound field leading openings of the air chamber into which the mass tube opens, sintered material is used as frictional resistance. 3. Elektrodynamisches Richtmikrophon nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand der Luftkammer, in der das Masseröhrchen mündet, ganz oder wenigstens teilweise aus Sintermaterial besteht.3. Electrodynamic directional microphone after claims 1 and 2, characterized in that the wall of the air chamber in which opens the mass tube, wholly or at least partially made of sintered material consists.