DE3700594A1 - Druckgradientenempfaenger - Google Patents
DruckgradientenempfaengerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckgradientenempfänger;
insbesondere ein Kondensatormikrophon oder
ein dynamisches Mikrophon mit einer innerhalb eines
Gehäuses angebrachten Membran und wenigstens einer
weiteren im Gehäuse angebrachten, den Schall zur Rückseite
der Membran führenden Schalleintrittsöffnung, an die im
Gehäuseinneren akustisch wirksame phasendrehende Glieder
angeschlossen sind.
Druckgradientenempfänger, vor allem solche mit acht-,
kardioid-, hyperkardioid- oder superkardioidförmiger
Richtcharakteristik sind in vielen Ausführungsarten bekannt.
Die prinzipielle Wirkungsweise solcher Schallempfänger
und mögliche Ausführungsformen sind aus der AT-PS 2 48 513,
das Tauchspulenmikrophone mit einseitiger Richtwirkung
beschreibt, und den beiden Veröffentlichungen von
Herbert Großkopf, "Gerichtete Mikrophone mit phasendrehenden
Gliedern", FTZ, Jhg 150, Heft 7, 1950, Seiten
248 bis 253, sowie "Über Methoden zur Erzielung eines
gerichteten Schallempfangs", Technische Hausmitteilungen
des Nordwestdeutschen Rundfunks, Jahrgang 4, Nr. 11/12,
1952, Seiten 209 bis 218 bekannt. Alle in diesen und auch
in nachfolgenden Druckschriften beschriebenen Druckgradientenempfänger
haben für den Schallzutritt zur
Membranrückseite zumindest einen im Wandlergehäuse angebrachten
Schalleintritt in Form einer oder mehrerer
Öffnungen, der in einer zur Membranebene parallel zum
Wandlerende hin versetzten Ebene angeordnet ist.
Die bekannten Druckgradientenempfänger lassen den
Einbau in geschlossene Gehäuse nicht zu, weil ein solches
Gehäuse den zumindest einen weiteren Schalleintritt unwirksam
machen würde.
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die
aus Laufzeitunterschieden sich ausbildende Schalldruckdifferenz
vor und hinter der Membran des Druckgradientenempfängers
so zu erzeugen, daß ein Einbau in geschlossene
Gehäuse möglich ist und dabei die besonders gute Richtwirkung
des Schallempfängers erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird nun im wesentlichen dadurch gelöst,
daß die zum Wirksamwerden des Druckgradienten erforderliche
zumindest eine Schalleintrittsöffnung wenigstens
angenähert in der Membranebene, vorzugsweise konzentrisch
zum Membranrand angeordnet, liegt.
Hierbei ist also das Mikrophon nach hinten und seitlich
geschlossen. Dem Einbau bietet sich somit keine
Schwierigkeit an. Außerdem ergibt sich aber auch eine
besonders gute Richtwirkung. Zwischen dem Mittelpunkt
einer durch das Schalldruckfeld in Bewegung versetzten
Membran und deren an der Bewegung nicht teilnehmenden Rand,
der zur Membraneinspannung dient, besteht eine erhebliche
Schalldruckdifferenz und auch ein Laufzeitunterschied
zwischen den entlang der Membranoberfläche auftreffenden
Wellenfronten der vom Schallfeld herrührenden Schalldruckwellen.
Da das Gehäuse des Druckgradientenempfängers
für eine sich ungestört ausbreitende Schallwelle einen
Störkörper des Schallfeldes darstellt, begünstigen die
Beugung der Schallwellen an den Körperkanten und die
Druckveränderung im Nahbereich eines in ein Schallfeld
eingebrachten Körpers die Ausbildung der Schalldruckdifferenz
zwischen der Mitte der Membran und deren Rand.
Die angenähert in der Membranebene, vorzugsweise konzentrisch
zum Membranrand angeordnete Schalleintrittsöffnung
gestattet es, die vorhandene Schalldruckdifferenz
im Schallfeld vor der Membran gleichermaßen als Druckgradient
für den mit einer bestimmten Richtcharakteristik
ausgestatteten Druckgradientenempfänger wirksam werden zu
lassen. Diese Schalldruckdifferenz, die gleichermaßen
wieder als Druckgradient eines Schallfeldes von der Schalleinfallsrichtung
abhängig ist, gestattet es, einen mit
einer bestimmten Richtcharakteristik behafteten Druckgradientenempfänger
zu verwirklichen. Da die Dimensionierung
der im Innern des Wandlers untergebrachten und als
phasendrehendes Glied ausgebildeten akustischen Reibungen
und Reaktanzen sehr von der außen an der Wandlermembran
auftretenden Schalldruckdifferenz abhängig ist, ergibt
sich die angestrebte Auswirkung auf die Richtwirkung.
Ein solcher erfindungsgemäßer Druckgradientenempfänger
weist gegenüber den bisher bekannten einige Vorteile
auf. Auf Grund der in der Membranebene angeordneten Schalleintrittsöffnungen
ergeben sich beim Einbau des Druckgradientenempfängers
in ein Gehäuse wesentlich vereinfachte
Einbaubedingungen, weil die zweite, stets hinter der Membran
gelegene Schalleintrittsebene entfällt. Damit kann
der erfindungsgemäße Druckgradientenempfänger letztlich
auch in ein ebenflächiges Gebilde größerer Flächenausdehnung
eingebaut werden, womit das Problem der Realisierung
des mit einer Richtcharakteristik versehenen Grenzflächenmikrophons,
auch mit PZM-Mikrophon bezeichnet,
gelöst ist. Die Dimensionierung der im Inneren des Wandlers
untergebrachten, als phasendrehendes Glied ausgebildeten
akustischen Reibungen und Reaktanzen ist dabei
sehr von der außerhalb des Druckgradientenempfängers
jeweils auf Grund seiner Gehäuseform auftretenden Schalldruckverteilung
nahe der Membranoberfläche abhängig. Ein
weiterer nicht übersehbarer Vorteil liegt schließlich
auch darin, daß der erfindungsgemäße Wandler in ein nach
hinten geschlossenes, nur nach vorne mit Durchbrechungen
geöffnetes Gehäuse, wie beispielsweise in einem Telephon-
Handapparat, leicht eingesetzt oder eingebaut werden kann
und dabei die ihm eigene Richtcharakteristik beibehält.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin,
daß die wenigstens angenähert in der Membranebene liegende
Schalleintrittsöffnung als an den Membranrand anschließender
ringförmiger Schlitz ausgebildet ist. Ein
ringförmiger Schlitz bedeutet, daß der Schall längs des
gesamten Umfangs der Membrankapsel eintritt, abgesehen
von vereinzelten Halterungen, wodurch die Auswirkung in
Bezug auf die Druckdifferenzbildung und den Einfluß auf
die Richtcharakteristik besonders ausgeprägt sind.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht
darin, daß die wenigstens angenähert in der Membranebene
liegende Schalleintrittsöffnung in Form von um den Membran
herum angeordneten Ringsegmenten ausgebildet ist.
Eine ähnlich gute Beschallung wird in diesem Fall erzielt,
wobei allerdings die Tragelemente mit dem Mikrophongehäuse
in einem Stück gefertigt sind und keine gesonderten Elemente
darstellen, wodurch sich ein einfacher Aufbau
ohne wesentliche Beeinträchtigung der Richtwirkung ergibt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann
die Schalleintrittsöffnung auch so ausgestaltet sein, daß
die wenigstens angenähert in der Membranebene liegende
Schalleintrittsöffnung von mehreren, an den Membranrand
anschließenden kreisförmigen Öffnungen gebildet ist.
Bei einer solchen Ausbildung ergeben sich verhältnismäßig
kleine Öffnungen. Solche kleinen Öffnungen stellen
bereits an sich ein erhöhte akustische Masse dar. Diese
Wirkung kann noch verstärkt werden, wenn sich an die
kreisförmigen Öffnungen Bohrungen anschließen. Solche
größere akustische Massen sind immer dann erwünscht,
wenn das phasendrehende Glied als L, R-Glied aufgebaut
wird.
Die bisher beschriebenen erfindungsgemäßen Druckgradientenempfänger
weisen eine rotationssymmetrische Anordnung
der Eintrittsöffnungen auf. Dementsprechend ist
auch die Richtcharakteristik rotatationssymmetrisch und in
der Längsachse des Wandlers orientiert. Im allgemeinen kann
mit einer solchen Charakteristik das Auslangen gefunden
werden.
Es gibt jedoch Fälle, bei denen es erwünscht ist,
daß die Symmetrieachse der Richtcharakteristik nicht mit
der Hauptachse des Wandlers zusammenfällt, und Fälle,
bei denen gegebenenfalls außerdem eine Charakteristik verlangt
wird, die nicht rotationssymmetrisch ist. Derartige
Mikrophone können beispielsweise bei Stereoübertragungen
zweckmäßig sein, wenn das XY-Verfahren angewendet wird,
bei Vorträgen, bei denen der Vortragende ein Lavaliermikrophon
benützt, bei Konferenzen und Reportagen, bei
Bühnenaufnahmen und insbesondere dann, wenn eine Richtcharakteristik
verlangt wird, die in einer Ebene eine
größere Ausdehnung aufweisen soll als in der senkrecht
dazu stehenden Ebene.
Um einen Druckgradientenempfänger, bei dem mindestens
zwei Schalleintrittsöffnungen vorhanden sind, so weiterzubilden,
daß mit ihm Richtcharakteristiken zu verwirklichen
sind, bei denen entweder die Symmetrieachse der Richtcharakteristik
nicht mit der Hauptachse des Schallempfängers
zusammenfällt, oder aber die Richtcharakteristik
eine von der üblichen rotationssymmetrischen Gestalt
abweichende Form und Größe aufweist, sind erfindungsgemäß
die Schalleintrittsöffnungen vereinzelt und in Abständen
zueinander angeordnet, von denen zumindest eine, gegebenenfalls
jedoch einige der Öffnungen mit einer stärkeren
akustischen Dämpfung als die übrig verbleibenden Öffnungen
versehen sind. Hierbei kann die Öffnung entweder selbst einen
merkbaren akustischen Reibungswiderstand aufweisen oder mit
einem solchen versehen sein. Durch diese erfindungsgemäße
Ausbildung ist es möglich, die Anordnung durchaus weiterhin
symmetrisch auszubilden und die jeweiligen gewünschten
Eigenschaften an Hand der jeweils gewählten Bedämpfung festzulegen.
Der Querschnitt der Richtkeule wird ebenso wie
die Orientierung derselben durch die
gewählte Bedämpfung bestimmt. Die unterschiedliche
akustische Bedämpfung der diskret angeordneten Öffnungen
für den Schalleintritt ermöglicht die Richtcharakteristik
des Druckgradientenempfängers gemäß der genannten Zielsetzung
auszubilden. Dabei nimmt die Anzahl, die Form,
die Größe und die Anordnung der einzelnen Öffnungen
zusammen mit der unterschiedlich starken Bedämpfung
einen sehr wesentlichen Einfluß auf die spezifische
Ausbildung der angestrebten Richtcharakteristik. So läßt
sich beispielsweise die Abweichung der Richtcharakteristik
von der Rotationssymmetrie dadurch erreichen, daß man
paarweise einander gegenüberliegende Öffnungen gleich
stark bedämpft, die übrigen zueinander angeordneten
Öffnungen aber jeweils mit unterschiedlichen Dämpfungswerten
versieht. Schließlich läßt sich eine zur Hauptachse
des Schallempfängers geneigte Richtcharakteristik dadurch
erzielen, daß man bis auf eine einzige Öffnung alle
übrigen extrem stark akustisch bedämpft.
Durch die Möglichkeit, die Anzahl der Schalleintrittsöffnungen
zu variieren und die einzelnen Öffnungen zueinander
unterschiedlich zu bedämpfen, ergibt sich auch
der Vorteil einer leichten Anpassung des erfindungsgemäßen
Druckgradientenempfängers an die durch das Mikrophongehäuse
gegebenen baulichen Bedingungen.
Im Rahmen der Erfindung kann man den Druckgradientenempfänger
so ausbilden, daß wenigstens zwei vorzugsweise
einander gegenüberliegenden Schalleintrittsöffnungen,
höchstens jedoch acht, an den Eckpunkten von die
Wandlermembran umschließenden Vielecken angeordneten
Schalleintrittsöffnungen von beliebiger Form und Größe
vorgesehen sind. Im allgemeinen wird man, um den angestrebten
Effekt erreichen zu können, mit vier bis sechs
Öffnungen das Auslangen finden, da bei den geringen
Abmessungen, die moderne Mikrophone aufweisen, ansonsten
die Abstände zwischen den einzelnen Öffnungen zu gering
werden, wodurch dann nicht mehr Richtcharakteristiken zu
erzielen sind, die von der rotationssymmetrischen Form
abweichen oder deren Symmetrieachse zur Hauptachse
des Schallempfängers geneigt ist. Die Öffnungen können
dabei der Zahl und Form nach beliebig sein.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß vier Schalleintrittsöffnungen
vorgesehen sind, von denen je zwei
gegenüberliegende eine gemeinsame Symmetrieachse haben
und die beiden Symmetrieachsen vorzugsweise im
wesentlichen senkrecht aufeinanderstehen, und je zwei
gegenüberliegende Öffnungen gleich stark bedämpft sind.
In diesem Fall kann auf einfachste Weise eine rotationssymmetrische
Richtcharakteristik erzielt werden, wobei
in zwei zueinander senkrecht stehenden Schalleinfallsebenen
entsprechend der unterschiedlich getroffenen
Bedämpfung die Richtcharakteristiken voneinander verschieden
sind. Durch entsprechende Abstimmung der Dämpfung
kann beispielsweise in der einen Ebene die Richtcharakteristik
kardioidförmig ausgestaltet sein, in der
dazu senkrechten Ebene hyperkardioidförmig. Es sind
entsprechend der Abstimmung aber auch anders gestaltete
als die eben genannten Richtcharakteristiken herstellbar.
Eine nicht rotationssymmetrische Richtcharakteristik
wird immer dann von besonderem Vorteil sein, wenn in
einer Schalleinfallsebene eine stärkere Bündelung als
in den anderen gefordert wird. So kann beispielsweise
bei auf Konferenztischen aufgestellten Mikrophonen der
von benachbarten Konferenzteilnehmern durch Sprechen
erzeugte Störschall besser ausgeblendet werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende
Schalleintrittsöffnungen vorhanden sind, von
denen die eine Öffnung akustisch stärker als die andere
bedämpft ist. Diese Ausführungsart ist die einfachste,
mit der eine aus der Hauptachse des Druckgradientenempfängers
geneigte Symmetrieachse der Richtcharakteristik
zu erzielen ist. Dabei wird die Symmetrieachse der
Richtcharakteristik von der Hauptachse weg in Richtung
zur stärker bedämpften Öffnung hin geneigt. Eine solche
zur Hauptachse des Schallempfängers geneigte Richtcharakteristik
ist dann von besonderem Vorteil, wenn
die Schallaufnahme mit einem Lavaliermikrophon oder
einem am Kleidungsstück angesteckten Miniaturmikrophon
erfolgt. Es kann aber auch ein solcher Richtempfänger
bei Reportagen vorteilhaft sein, wenn das Mikrophon
nicht in unmittelbarer Mundnähe des Sprechenden plaziert
werden kann. Für die eben genannten Schallaufnahmen wird
die Symmetrieachse der Richtcharakteristik zur Schallquelle
hin ausgerichtet sein, um damit optimale
Aufnahmebedingungen zu erreichen, wobei die Hauptachse
des Schallempfängers entsprechend der durch den Träger
vorgegebenen räumlichen Achsrichtung des Mikrophons
zur Aufnahmerichtung geneigt verläuft.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 den Querschnitt
eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kondensatormikrophons
in schematischer Darstellung, Fig. 2 den Querschnitt
eines erfindungsgemäß ausgebildeten dynamischen Mikrophons
in schematischer Darstellung, Fig. 3 den Querschnitt einer
erfindungsgemäß ausgebildeten Telephon-Sprechkapsel,
Fig. 4 den Querschnitt eines in eine Platte eingebauten,
erfindungsgemäß ausgebildeten Druckgradientenempfängers,
Fig. 5 den Querschnitt eines in ein topfförmiges Gebilde
eingebauten, erfindungsgemäß ausgebildeten Druckgradientenempfängers,
Fig. 6 die Draufsicht auf einen Druckgradientenempfänger,
mit verschiedenen, der Erfindung entsprechenden
Formen der Schalleintrittsöffnung, Fig. 7
den im wesentlichen vollständigen Querschnitt eines
erfindungsgemäß ausgebildeten dynamischen Mikrophons
und Fig. 8 den im wesentlichen vollständigen Querschnitt
eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kondensatormikrophons,
die Fig. 9 bis 13 die Draufsicht eines Druckgradientenempfängers
mit deskret in der Membranebene angeordneten
Durchbrechungen, Fig. 14 einen schematischen Querschnitt
durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Kondensatormikrophon,
Fig. 15 einen schematischen Querschnitt durch ein
erfindungsgemäß ausgebildetes dynamisches Mikrophon,
Fig. 16 die perspektivische Darstellung einer räumlich
unterschiedlichen Richtcharakteristik eines erfindungsgemäßen
Druckgradientenempfängers und Fig. 17 eine aus
der Symmetrieachse herausgeschwenkte rotationssymmetrische
Richtcharakteristik eines erfindungsgemäßen Druckgradientenempfängers.
Ein erfindungsgemäßes Kondensatormikrophon ist in
schematischer Darstellung in Fig. 1 gezeigt, in der die
wenigstens angenähert in der Membranebene liegenden,
vorzugsweise um den Membranrand herum angeordneten
Schalleintrittsöffnungen mit 1 bezeichnet sind.
Innerhalb des Gehäuses 2 des Druckgradientenempfängers
befinden sich die akustisch wirksamen phasendrehenden
Glieder 3, die mit dem äußeren Schallfeld
über Schallzuführungen 4 in Verbindung stehen und an die
Rückseite der Membran angekoppelt sind. Die Membran dieses
kapazitiven Druckgradientenempfängers ist mit 5 bezeichnet.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines
erfindungsgemäß ausgebildeten dynamischen Mikrophons.
Die dem äußeren Schallfeld ausgesetzte, mit der Tauchspule 6
versehene Membran 7 ist zusammen mit dem phasendrehenden
Glied 8 innerhalb des Gehäuses 9 untergebracht.
Die Schalleintrittsöffnung(en) 10 liegt(liegen) auch
hier wieder, wenigstens angenähert, in der Membranebene,
vorzugsweise unmittelbar um den Membranrand herum angeordnet,
wobei der Schall von den Schalleintrittsöffnungen
10 über Schallzuführungen 11 zu den im Innern des
Gehäuses 9 angeordneten phasendrehenden Glieder 8 zur
Rückseite der Membran 7 geführt wird.
Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Druckgradientenempfänger
12 ist, wie in Fig. 3 gezeigt, ganz besonders zum
Einbau in ein wesentlich größeres, dosenförmiges Gehäuse
13 geeignet. In diesem Fall ist der Druckgradientenempfänger 12
zumeist auf einer Trägerplatte 14 montiert,
die auch als Printplatte mit elektronischen Bauteilen
bestückt sein kann. Wesentlich bei dieser Ausführungsform
ist, daß allein infolge der wenigstens angenähert in
der Membranebene des Druckgradientenempfängers 12 angeordneten
Schalleintrittsöffnungen 15 die Richtwirkung
des Mikrophons zustandekommt, was insbesondere bei
Telefonsprechkapseln von ganz besonderem Vorteil ist,
weil hier ein in seinen Abmessungen festgelegtes Gehäuse
zum Einbau des Wandlers üblich ist.
Fig. 4 zeigt eine besondere Anwendungsmöglichkeit
eines erfindungsgemäßen Druckgradientenempfängers 16.
In einer Platte 17, die kreisförmig, rechteckig,
quadratisch oder auch als regelmäßiges oder unregelmäßiges
Vieleck ausgebildet sein kann, und deren Fläche
zumindest um das Achtzigfache größer ist als die
des Druckgradientenempfängers, befindet sich in einer
zylindrischen Mulde 18, entweder mit der Plattenfläche
bündig abschließend oder aber auch um einen Abstand
von einigen Zehntel bis zu einigen Millimetern hervorstehend
zentrisch oder aber auch exzentrisch der Druckgradientenempfänger
16 angeordnet. Die Tiefe dieser
Mulde 18 beträgt etwa das Dreifache der Höhe des
Druckgradientenempfängers 16 und ihr Durchmesser ist
etwa fünfmal so groß wie der des Schallempfängers 16.
Die Mulde 18 kann mit einem schallabsorbierenden
Material 19, das am Boden dichter gepackt ist als
an der offenen Seite, ausgefüllt sein. Ebenso kann auf der
mit der Muldenöffnung 18 versehenen Plattenoberfläche
eine schallabsorbierende Schicht 20 aufgetragen sein.
Der solchermaßen von den dünnen Stegen 21 in der
Platte 17 gehaltene Druckgradientenempfänger 16 besitzt
durch die erfindungsgemäß angenähert in der Membranebene
angeordneten Schalleintrittsöffnungen eine Richtwirkung,
womit in der PZM-Aufnahmetechnik (PZM = pressure zone
microphone), in der bisher nur ein in einer ebenen Platte
angeordneter Druckempfänger ohne jegliche Richtwirkung
verwendet wurde, gemäß der beschriebenen Anordnung des
erfindungsgemäßen Druckgradientenempfängers der Einsatz
eines Richtmikrophons möglich wird.
Die Fig. 5 zeigt die Anordnung eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Druckgradientenempfängers 22 in
einem topfförmigen Gehäuse 23, das in seinem Inneren
mit einem schallabsorbierenden Material 24 ausgefüllt
ist. Der Druckgradientenempfänger 22 wird von dünnen
Stegen 25 in der Öffnung des topfförmigen Gehäuses 23
getragen und dabei so gehalten, daß entweder die Membranebene
bündig mit der Öffnungsebene abschließt oder
aber um einige Zehntel bis zu einigen Millimetern über
die Öffnungsebene des Gehäuses 23 vorsteht.
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen
Druckgradientenwandler und zeigt einige Möglichkeiten
der Gestaltung der Öffnung(en), die vorzugseise rund
um den Membranrand angeordnet sind. Die Schalleintritts-
Öffnungen sind mit 26, 27 und 28 bezeichnet und sind
jeweils als Beispiel einer vollständigen kreisförmigen
Anordnung zu verstehen.
Fig. 7 stellt einen im wesentlichen vollständigen
Querschnitt durch eine typische Ausführungsform eines
dynamischen Mikrophons dar. Der auf das Gehäuse 29
der Mikrophonkapsel 30 aufgesetzte, mit Bohrungen 32
oder Schlitzen 34 versehene Deckel 31 hat längs seines
Randes 33 Schlitze 34 abgebracht, die gemäß der Erfindung
wenigstens angenähert in der Ebene der Membran 35 liegen.
Der Deckel 31 ist gegen das Gehäuse 29 der Mikrophonkapsel
30 mittels Stegen 37 abgestützt. Die Membran 35
ist z. B. mittels Thermoklebung auf dem im Deckel 31
vorgesehenen ringförmigen Rand 38 befestigt. Unmittelbar
an die im Deckel 31 angebrachten Schlitze 34 kann gegebenenfalls
ein akustischer Reibungswiderstand 36 angeordnet sein.
Eine entsprechende Ausführungsart für ein Kondensatormikrophon
stellt, ebenfalls in einem im wesentlichen
vollständigen Querschnitt, Fig. 8 dar. Die wenigstens
angenähert in der Membranebene angeordneten erfindungsgemäßen
Schlitze 39 sind längs des Randes 40 des
Gehäuses 41 der Mikrophonkapsel 42 angeordnet. Unmittelbar
an diese Schlitze 39 anschließend befinden sich die
Schallzuführungen 43 zum phasendrehenden Glied, wobei
in den Schallzuführungen 43 ein akustischer Reibungswiderstand
44 angebracht sein kann.
Die Fig. 9 bis 13 zeigen in Draufsicht einige mögliche
Anordnungen für die zum Schalleintritt in der Membranebene
angebrachten Gehäusedurchbrechungen 52. Diese
Durchbrechungen 52 sind hier konzentrisch zum Membranrand
51 angeordnet und können kreisrundförmig (Fig. 9),
trapezförmig (Fig. 10), dreieckförmig (Fig. 11) oder
schlitzförmig (Fig. 12 und 13) ausgestaltet sein. Hinter
den Durchbrechungen 52 schließt im Inneren des Gehäuses 53
das phasendrehende Glied an, über das der Schall laufzeitverzögert
zur Rückseite der Wandlermembran 54 gelangt.
Die dem Schalleintritt dienenden Durchbrechungen 52 können
entweder alle gleichförmig akustisch bedämpft sein oder
aber auch mit einer unterschiedlichen akustischen Bedämpfung
versehen sein. Im allgemeinen wird man zwei einander
gegenüberliegende Durchbrechungen jeweils mit gleich
starker Bedämpfung versehen. Mit der Bedämpfung der Öffnungen
wird die Richtcharakteristik des Druckgradientenempfängers
erreicht und durch den Grad der Bedämpfung
läßt sich jeweils eine Kardioide, Hyper- oder Superkardioide
ausbilden. Wenn man in unterschiedlichen Schnittebenen
durch die Wandlerachse eine unterschiedliche Form
der Richtcharakteristiken wünscht, so muß man, entsprechend
der gewünschten Form der Charakteristik, einzelne Schalleintrittsöffnungen
gegenüber anderen entsprechend akustisch
dämpfen. Die einfachste und zweckmäßigste Anordnung, die
dann auch in der Schallaufnahmepraxis die gebräuchlichste
sein dürfte, zeigt Fig. 13 mit je zwei paarweise einander
gegenüberliegenden Schalleintrittsöffnungen, die in zwei
zueinander angenähert senkrecht verlaufenden Durchmessern
liegen. Die aus der unterschiedlichen akustischen Bedämpfung
entstehende von der Form eines Rotationskörpers abweichende
Richtcharakteristik ist in zwei senkrecht aufeinanderstehenden
Ebenen perspektivisch in Fig. 16 dargestellt. So
kann beispielsweise für die Vertikalebenen die Abstimmung
so vorgenommen werden, daß die Charakteristik in dieser
Ebene einer Kardioide 67 entspricht, in der Horizontalebene
hingegen einer Hyperkardioide 68. Wird aber beispielsweise
in Fig. 13 die obere Schalleintrittsöffnung 52 a
schwächer bedämpft als die beiden mittleren 52 und die
untere 52 b, dann bleibt die Rotationssymmetrie der Richtcharakteristik
- z. B. einer Kardioide - erhalten, es wird
aber die Symmetrieachse 71 der Richtcharakteristik um
einen bestimmten Winkel ϕ (siehe Fig. 17), von der Symmetrieachse
69 des Druckgradientenempfängers 70 weg in Richtung
zur Schalleintrittsöffnung geringster akustischer Bedämpfung
52 a verschwenkt.
Fig. 14 zeigt im schematischen Querschnitt ein praktisches
Ausführungsbeispiel eines als Druckgradientenempfänger
gemäß der Erfindung ausgebildeten Kondensatorrichtmikrophons.
Die für den Schalleintritt erforderlichen
Öffnungen tragen das Bezugszeichen 55 und sind um den Membranrand
56 der Wandlermembran 57 verteilt angeordnet. Wie
schon zuvor erläutert, können alle oder auch nur die oben
angeordneten Schalleintrittsöffnungen 55 mit einer akustischen
Dämpfung 58 versehen sein. Innerhalb des Druckempfängergehäuses
60 ist zumindest ein Phasendrehglied 59 a, b vorgesehen,
soferne nicht mehrere als erforderlich angesehen
werden.
Ein analoges Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 15 an Hand
eines dynamischen Richtmikrophons. Die für den Schalleintritt
erforderlichen Öffnungen sind mit 61 bezeichnet.
Sie sind um den Membranrand 62 der mit einer Tauchspule
versehenen Membran 63 verteilt angeordnet. Wie schon an
anderer Stelle erläutert, kann eine akustische Dämpfung 64
angebracht sein, die unmittelbar in der Durchbrechung
oder an derselben vorgesehen ist. Im Inneren des Druckempfängergehäuses
66 befindet sich zumindest ein Phasendrehglied
65 a bzw. 65 b.
Claims (7)
1. Druckgradientenempfänger, insbesondere Kondensatormikrophon
oder dynamisches Mikrophon, mit einer
innerhalb eines Gehäuses angebrachten Membran und
wenigstens einer weiteren im Gehäuse angebrachten, den
Schall zur Rückseite der Membran führenden Schalleintrittsöffnung,
an die im Gehäuseinneren akustisch wirksame
phasenverdrehende Glieder angeschlossen sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die zum Wirksamwerden des Druckgradienten
erforderliche zumindest eine Schalleintrittsöffnung
(1) wenigstens angenähert in der Membranebene,
vorzugsweise konzentrisch zum Membranrand angeordnet,
liegt.
2. Druckgradientenempfänger nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens angenähert in
der Membranebene liegende Schalleintrittsöffnung als
an den Membranrand anschließender, ringförmiger Schlitz
(26) ausgebildet ist (Fig. 6).
3. Druckgradientenempfänger nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens angenähert
in der Membranebene liegende Schalleintrittsöffnung
in Form von um den Membranrand herum angeordneten
Ringsegmenten (27) ausgebildet ist (Fig. 6)
4. Druckgradientenempfänger nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens angenähert
in der Membranebene liegende Schalleintrittsöffnung
von mehreren, an den Membranrand anschließenden
vorzugsweise kreisförmigen Öffnungen (28) gebildet ist
(Fig. 6).
5. Druckgradientenempfänger nach Anpsruch 1,
wobei mindestens zwei Schalleintrittsöffnungen vorhanden
sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalleintrittsöffnungen
(52; 52 a; 52 b; 55; 61) vereinzelt und in Abständen
zueinander angeordnet sind, von denen zumindest eine,
gegebenenfalls jedoch einige der Türöffnungen mit einer
stärkeren akustischen Dämpfung (58; 64) als die
übrig verbleibenden Öffnungen versehen sind.
6. Druckgradientenempfänger nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß vier Schalleintrittsöffnungen
(52; 52 a, 52 b) vorgesehen sind, von denen
je zwei gegenüberliegende eine gemeinsame Symmetrieachse
haben und die beiden Symmetrieachsen vorzugsweise
im wesentlichen senkrecht aufeinander stehen und je
zwei gegenüberliegende Öffnungen (52; 52 a, 52 b) gleich
stark bedämpft sind (Fig. 13).
7. Druckgradientenempfänger nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende
Schalleintrittsöffnungen vorhanden sind, von
denen die eine Öffnung akustisch stärker als die andere
bedämpft ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT8986A AT384519B (de) | 1986-01-16 | 1986-01-16 | Druckgradientenempfaenger |
AT101586A AT387300B (de) | 1986-04-17 | 1986-04-17 | Druckgradientenempfaenger |
Publications (1)
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