DE1283903B

DE1283903B - Kondensator-Mikrophoneinheit

Info

Publication number: DE1283903B
Application number: DES101458A
Authority: DE
Inventors: Kawakami Hirotake; Kishi Kanesuke Kawasaki; Yamanouchi Kiyoshi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1965-01-18
Filing date: 1966-01-14
Publication date: 1968-11-28
Also published as: US3449523A; GB1113153A

Description

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Die Erfindung betrifft eine in ein Gehäuse einge- Signalspannupg m Übertragen braucht und dementbaute Kondensator-Mikrophoneinheit mit einem sprechend im Gebrauch handlicher ist. Kondensatormikrophon, einem Transistorverstärker Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform der

und einer Batterie als Stromquelle. Erfindung ist die Kondensator-Mikrophoneinheit der-

Kondensatormikrophone haben als solche mehrere 5 art aufgebaut, daß die Batterie mit der Elektrode des Vorteile gegenüber anderen Mikrophonen. Hierzu ge- Feldeffekttransistors verbunden ist, die als Senke für hören insbesondere ein großer Frequenzansprech- die Ladungsträger arbeitet.

bereich, ein nicht gerichtetes Strahlungsdiagramm, Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn der Feldgeringe Verzerrung und ein niedriges inneres Rau- effekttransistor als Impedanzwandler geschaltet ist. sehen. In dieser Hinsicht übertreffen die Konden- io Im folgenden soll die Erfindung an Hand der in satormikrophone oft andere Arten von Mikrophonen, . den, Zeichnungen - dargestellten, vorzugsweisen Auswie sie zur Zeit allgemein im Gebrauch sind, wie etwa f ührungsfarmen näher erläutert werden, in denen Bändchenmikrophone, dynamische Mikrophone oder F i g. 1 eine Schaltung zeigt, die ein Beispiel der

Kristalhnikrophone. Dennoch haben die Konden- herkömmlichen Kondensator-Mikrophonvorriehtunsatormikrophone bis jetzt noch nicht die Beliebtheit 15 gen erläutert;

erreicht, die ihnen auf Grund ihrer Vorzüge zukom- Fig. 2 ist eine Schaltung, die ein Beispiel der Kon-

men müßte, was hauptsächlich auf dem Nachteil be- densator-Mikrophonschaltung gemäß der vorUegenruht, daß sie zu ihrer Verwendung einen räumlich den Erfindung darstellt;

großen Vorverstärker und eine schwere Leistungs- F i g. 3 ist eine Schaltung eines Gleichstromwandquelle erfordern, wodurch sie verhältnismäßig ao lers, der in der Kondensator-Mikrophoneinheit gemäß schwer zu handhaben und für den Gebrauch ungeeig- der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und net sind. F i g. 4 ist ein Querschnitt durch ein Ausführungs-

Bei herkömmlichen Kondensatormikrophonen wer- beispiel einer erfindungsgemäßen Kondensatorden Vorverstärker in Kathodenbasisschaltung mit Mikrophoneinheit, das schematisch die Anordnung hoher Eingangsimpedanz und niedriger Ausgangs- 25 ihrer entsprechenden Teile zeigt, impedanz verwendet. In einem solchen Mikrophon An Hand von F i g, 1 soll sin herkömmliches Konweist die Innenkapazität des Kondensator-Mikro- densatormikrophon beschrieben werden, um das Verphonkopfes gewöhnlich ungefähr 50 pF auf, und die ständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern. Impedanz beträgt bei einer niedrigen hörbaren Fre- Mit 1 ist ein Kondensator-Mikrophonkopf bezeichnet, quenz von z. B. 30 Hz ungefähr 100 MOhm. Um ein 30 der aus einer gespannten Metallmembrane und einer solches Kondensatormikrophon an einen gewöhn- schweren Rückenplatte besteht. Mit 2 ist ein Katholichen Impedanzkreis von z. B. 600 MOhm anzu- denfolgekreis bezeichnet, der eine Vakuumröhre mit schließen, ist ein Vorverstärker erforderlich, der eine hoher Eingangsimpedanz und niedrigem Rauschen Eingangsimpedanz von wenigstens mehr als 100 bis verwendet, durch den ein Spannungsabfall an einem 300 MOhm aufweist. Weiterhin ist es notwendig, eine 35 Kathodenwiderstand 8 auf den Kopf 1 als eine PoIa-Gleichstrom-Polarisierungsspannung an den Konden- risationsspannung von ungefähr 100 bis 150 V über sator-Mikrophonkopf anzulegen. Da diese Elemente einen Widerstand 6 mit hohem Widerstandswert gebis jetzt jedoch sehr viel Platz einnahmen und auch geben wird. Das Ausgangssignal wird an der sehr schwer waren, war es bisher schwierig, eine für Klemme 3 vom Ende der Kathode abgenommen. Es den Gebrauch geeignete Kondensator-Mikrophon- 40 ist bekannt, daß eine solche Schaltung vorzügliche kopfeinheit zu bauen und zu handhaben. Folglich Eigenschaften, wie etwa hohe Eingangsimpedanz und haben die Kondensatormikrophone bisher noch nicht niedrige Ausgangsimpedanz, besitzt, und die Schaldie Beliebtheit erfahren, die ihnen auf Grund ihrer tung dieser Art ist als Vorverstärker des Konden-Vorzüge zukommen müßte. satormikrophons völlig zufriedenstellend. Die Heiz-

Es ist zwar bereits ein transistoriertes Kondensator- 45 wicklung und Anode der Vakuumröhre 2 müssen jemikrophon bekannt, und es sind auch unabhängig doch mit Energie aus den Energiequellen 4 bzw. 7 hiervon ein Siliziumfeldeffekttransistor sowie ein Zer- versorgt werden. Gewöhnlich wird eine getrennte hacker als Gleichspannungswandler bekannt. Trotz- Energieversorgungsquelle vorgesehen, um die Energie dem wurde jedoch bisher kein handliches und gut von einer Wechselspannungsquelle zuzuführen, und verwendbares Kondensatormikrophon bekannt, bei 50 aus diesem Grunde sind wenigstens drei Kabel erfordern außerdem keine Hochspannung durch die Zu- derlich. Dies ist der Nachteil des herkömmlichen leitung des Mikrophons als Polarisationsspannung für Kondensatormikrophons.

den Kondensator-Mikrophonkopf zugeführt werden Mit Bezug auf die F i g. 2 und 3 soll im folgenden

muß. eine Ausführungsform gemäß der Erfindung beschrie-

Dieser Nachteil wird durch eine in einem Gehäuse 55 ben werden. Ähnliche Bestandteile sind in diesen eingebaute Kondensator-Mikrophoneinheit mit einem beiden Beispielen mit denselben Bezugszeichen be-Kondensatormikrophon, einem Transistorverstärker zeichnet.

und einer Batterie als Stromquelle behoben, die sich In F i g. 2 ist eine Schaltung des Mikrophons gegemäß der Erfindung dadurch auszeichnet, daß in maß der Erfindung gezeigt, in der ein Feldeffekttrandem Gehäuse außer den obengenannten Bauteilen 60 sistor 10 (der weiterhin mit F. E. T. bezeichnet auch ein Gleichspannungswandler zur Erzeugung der werden soll) als Vorverstärker für die Impedanz-Polarisationsspannung für das Kondensatormikro- anpassung verwandt wird. Zum Unterschied von phon enthalten ist und als erster Transistor ein Feld- herkömmlichen Transistoren ist der F. E. T. ein Halbeffekttransistor vorgesehen ist. leiterelement, das dazu geeignet ist, den Strom, der

Eine solche Anordnung weist den Vorteil auf, daß 65 von seiner Senke D zu seiner Quelle S fließt, durch die Anordnung kleiner und gewichtsmäßig günstiger ein elektrisches Feld zu steuern, das an sein Gitter G ist als die bekannten Anordnungen und daß gleich- angelegt wird. Es hat sich gezeigt, daß der F. E. T. zeitig das angeschlossene Kabel nur noch die NF- sich äußerst gut für die Verwendung in der vorliegen-

Claims

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den Erfindung dadurch eignet, daß er in dem Falle, verbrauchte Strom der Batterie, einschließlich 200 μΑ

daß er in einer Impedanzwandlerschaltung geschaltet für den Umwandler 13, war äußerst niedrig und be-

ist, seine Eingangsimpedanz leicht bis im wesentlichen trug weniger als 2 mA. In den Experimenten reichte

zu demselben Wert oder sogar noch höher als der eine Siemens-TR 3-Trockenzelle für tragbare Radios

einer Vakuumröhre erhöht werden kann. 5 über mehrere hundert Stunden.

Mit 1 ist ein Kondensator-Mikrophonkopf bezeich- Weiterhin kann die vorliegende Erfindung auf eine net, 11 ist ein Gitterkoppelkondensator, 13 ist ein Stereo-Mikrophonvorrichtung angewandt werden, in-Gleichspannungswandler, der vorzugsweise mit Tran- dem der Kondensator-Mikrophonkopf in Stereoart sistoren bestückt ist und dazu dient, eine niedrige ausgebildet wird und indem die in F i g. 2 gezeigte Gleichspannung in eine hohe Gleichspannung umzu- io Schaltung mit jedem Elektrodenpaar des Mikrophonwandeln, um diese sodann als Polarisationsspannung kopfes verbunden wird. In diesem Fall kann ein an den Kondensator-Mikrophonkopf anzulegen, 14 Gleichspannungswandler gemeinsam für zwei Mikroist eine Batterie und 15 ist ein Ausgangstransforma- phonköpfe verwendet werden,
tor. Die in dieser Figur gezeigte Schaltung ist im we- In Fig. 4 ist ein Beispiel einer gemäß der Erfinsentlichen der in F i g. 1 gezeigten Schaltung, in der 15 dung in ein Gehäuse eingebauten Kondensatoreine Vakuumröhre verwendet wurde, äquivalent, so Mikrophoneinheit gezeigt. Der Kondensator-Mikrodaß eine ins einzelne gehende Beschreibung nicht phonkopf ist oben auf einem zylindrischen Gehäuse nötig sein dürfte. Der Wandler 13 dient z. B. dazu, 26 befestigt und ist mit einer Haube 27 abgedeckt, die Spannung der Batterie 14 (gewöhnlich 4,5 bis Das Gehäuse 26 ist in einen oberen und unteren Teil 9 V) auf 100 bis 150 V zu erhöhen, um dadurch eine 20 unterteilt. Die in F i g. 2 gezeigte Schaltung ist in dem Polarisationsspannung zu erzeugen. oberen Teil untergebracht, während in dem unteren

In F i g. 3 ist ein Beispiel eines Gleichspannungs- Teil eine Batterie 14 angebracht und ein Schalter 5

wandlers, der mit einem Transistor 21 ausgestattet vorgesehen ist. Mit einer solchen Anordnung kann

ist, dargestellt. Dies ist ein Sperrschwinger, der eine das Kondensatormikrophon direkt an- und abgeschal-

Oszillationsfrequenz im Infraschallfrequenzbereich, as tet werden. Weiterhin ist in dem unteren Teil ein

wie etwa 15 Hz, oder im Ultraschallfrequenzbereich, elektrischer Anschlußteil vorgesehen, mit dem Aus-

wie etwa ungefähr 50 kHz, besitzt. Ein Wechselstrom, gangsklemmen 3 verbunden sind, so daß das Mikro-

der von dem Oszillatorkreis erhalten wird, wird auf phon nach freier Wahl mit äußeren Kreisen, wie etwa

einen Aufwärtstransformator 20 gegeben und dadurch einem Verstärkerkreis u.dgl., verbunden werden

auf annähernd 150 V verstärkt, wobei eine Polari- 30 oder von diesen getrennt werden kann,
sationsspannung von den Klemmen 17 und 17' über
einen Gleichrichter 22 und einen Filterkreis 23 erhalten wird. Mit 24 ist eine Ableitkapazität und mit

25 ein Widerstand bezeichnet, über den eine geeig- 1. In ein Gehäuse eingebaute Kondensator-

nete Gleichspannung auf den F. E. T. 21 von den 35 Mikrophoneinheit mit einem Kondensatormikro-

Klemmen 16 und 16' gegeben wird. phon, einem Transistorverstärker und einer Batte-

Um das Verhältnis von Signal zu Rauschen zu ver- rie als Stromquelle, dadurch gekennzeich-

bessern, wird die Schwingfrequenz des Oszillator- net, daß in dem Gehäuse außer den obengenann-

kreises vorzugsweise außerhalb des Hörfrequenzbe- ten Bauteilen auch ein Gleichspannungswandler

reiches gewählt. 4° zur Erzeugung der Polarisationsspannung für das

Die Haupteigenschaften der in den F i g. 2 und 3 Kondensatormikrophon enthalten ist und als

gezeigten Schaltungen, die aus Experimenten gewon- erster Transistor des Transistorverstärkers ein

nen wurden, sind die folgenden: Feldeffekttransistor vorgesehen ist.

Einführunesverlust 2bis3db ²· Kondensator-Mikrophoneinheit nach An-

T7- „ -rL _aj „ _imun 45 sprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Batte-

Emgangsimpedanz 3UU M Ω F .. ', _, , , ° , , _ ,,' _ , ^

Auseanesimoedanz 600 Ω ^ne Elektrode des Feldeffekttransistors

° verbunden ist, die als Senke für die Ladungsträger

Das Verhältnis Signal zu Rauschen betrug unge- arbeitet.

fähr 60 db, wenn ein Schalldrack von 10 μbar als 3. Kondensator-Mikrophoneinheit nach AnEingang auf den Kopf gegeben wurde. Diese und 50 sprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldandere Eigenschaften waren völlig ausreichend. Der effekttransistor als Impedanzwandler geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen