Конденсаторный резонансный микрофон Советский патент 1936 года по МПК H04R19/04 

Существуют нормально два типа конденсаторных микрофонов: 1) с твердой жесткой мембраной Венте и 2) с мягкой мембраной Риггера. В первом-подвижной конденсаторной обкладкой является мембрана из стали или дюралюминия толщиной в 0,01-0,05 мм; она сильно натянута и собственные колебания ее выше звуковых частот (выше 17000 герц); схема включения такого микрофона- низкочастотная. Во втором конденсаторном микрофоне с мягкой мембраной Риггера мембраной служит тонкая алюминиевая фольга, расположенная за металлической решеткой, являющейся неподвижной обкладкой конденсатора. Воздушный слой толщиной примерно в 2 мм между мембраной и дном коробки микрофона играет важную роль в качестве воздушной подушки при работе. Схема включения в данном случае высокочастотная.

При изучении работы всякого микрофона и, в частности, конденсаторного, важно учитывать следующие коэфициенты:

1. Коэфициент изменения давления, представляющий отношение амплитуды звукового давления в месте расположения микрофона к амплитуде давления, воспринимаемого мембраной; этим коэфициентом учитывается возможная деформация самим телом микрофона звукового поля около микрофона.

2. Коэфициент подвижности мембраны, представляющий отношение амплитуды смещения мембраны или амплитуды скорости движения ее к амплитуде звукового давления, воспринимаемого мембраной.

3.Коэфициент электромеханического преобразования, являющийся отношением амплитуды э. д. с., возникающей в цепи микрофона, к амплитуде смещения или скорости движения мембраны.

4.Коэфициент схемы или отношение амплитуды переменного напряжения, подаваемого на сетку первой лампы усилителя, к амплитуде э. д. с. микрофона, как генератора.

Для безупречной работы микрофона необходима независимость от частоты указанных выше коэфициентов. В этом отношении особенного внимания заслуживает Коэфициент подвижности мембраны.

Надо иметь в виду следующее: 1) звуковая волна от любого звукового источника является суммой парциальных звуковых волн; тембр звука характеризуется, помимо основного тона, суммой обертонов, гармонических компонентов с определенными амплитудами, каждому звуку соответствует определенный комплекс частичных тонов; 2) микрофонная мембрана, в свою очередь, обладает своими собственными колебаниями определенных частот (у круглой, зажатой по краям.

мембраны собственные частоты следующие: 1,00; 1,59; 2,14; 2,30; 2,65; 2,92; 3,16; 3,50 и т. д.); 3) благодаря явлению резонанса в вынужденных колебаниях мембраны подчеркиваются те приходящие звуковые частоты, которые имеются среди собственных частот мембраны, и выявляются слабо или совсем не выявляются те, которые отсутствуют в мембране.

Для достижения независимости от частоты коэфициента подвижности мембраны конденсаторного микрофона конструкторы чаще шли вообще двумя путями. Первый путь можно охарактеризовать словами: боязнь резонанса и уход от него за пределы звуковых частот. Этим руководился Венте, давая мембране малую массу с большой упругостью и незначительным сопротивлением трению, благодаря чему преобладание сил упругости над инерцией мембраны и соколеблющейся массы делает микрофон Венте типичным микрофоном амплитудного действия и обусловливает очень высокую собственную частоту мембраны. Второй путь выбран Риггером в его конструкции, где мы видим как бы игнорирование резонанса и придвижение микрофона к скоростному типу (типу ленточного микрофона); его мембрана малой массы с малой упругостью с преобладанием сопротивления трению и низкой собственной частотой.

Предложение касается конденсаторного микрофона с использованием третьего пути, а именно использованием явления резонанса и созданием мембраны для конденсаторного микрофона, которая резонировала бы по возможности на все приходящие звуковые частоты.

В этом отношении уже предлагались ранее конденсаторные микрофоны с использованием ряда элементов, например, струн, настроенных на различные частоты колебаний.

Сущностью настоящего изобретения яйляется конструктивная форма выполнения подобного конденсаторного микрофона со струнами, состоящая в том, что натянутые на соответствующую раму струны делятся на две неравных группы при посредстве надлежащей диагонали.

Предлагаемый микрофон представляет собой два слоя большого количества

параллельно натянутых струн; эти слои изолированы друг от друга и являются двумя обкладками плоского конденсатора. Под влиянием приходящих звуковых волн струны резонируют, приходя в колебание и вызывая этим изменение емкости конденсаторного резонансного микрофона. В основу прибора положен принцип работы Кортиевого органа, действие которого объясняется явлением резонанса.

На чертеже фиг. 1 и 2 изображают рамы, на которые натягиваются струны; фиг. 3-5-детали микрофона.

С лицевой стороны двух квадратных совершенно одинаковых деревянных (дубовых) рам, вдоль сторон АВ и CD, а также А В и CD, наложены и прикреплены латунные шины, изображенные на фиг. 3, и, как это видно из чертежа, имеющие выступ, играющий для струн роль кобылки.

Рамы снабжены диагональными перекладками КМ и Л Н (фиг. 1 и 2), вдоль которых закреплены латунные щины, имеющие по краевому выступу, играющему , также роль кобылки для струн, протянутых параллельными рядами от стороны АВ к стороне CD и от стороны А В к стороне CD; на этой кобылке каждая струна делится на две неравные части.

С торцевой стороны рам вдоль сторон АВ и CD, а также А В и CD наложены и прикреплены латунные шины, снабженные загибом и изображенные на фиг. 4.

В загибе сделаны по числу струн тонкие прорезы через 2,5 мм друг от друга для пропуска струн, концы которых припаиваются на торцевых пластинках; загиб приобретает вид ряда зубцов, расположенных в плоскости лицевой стороны рамы.

Струны натягиваются побифилярному способу; сдвоенная струна захватывается петлей за нечетный зубец торцевой шины АВ, а два ее конца пропускаются через соответствующие прорезы во второй торцевой щине CD, и под определенным одним и тем же для всех струн натяжением припаиваются к торцевой шине CD; так протягивается и закрепляется на раме сразу пара струн; следующая струна также бифилярно захватывается четным зубцом у торцевой шины CD и концы ее, пропущенные через прорезы на торцевой шине AS, припаиваются к этой шине. Таким образом, спаи каждой пары струн попеременно располагаются то на торцевой шине АВ, то на шине CD, находясь вдоль каждой шины на расстоянии 1 см друг от друга. Фиг. 5 изображает профильное расположение струны у сторон АВ и CD.

На диагональной кобылке, под углом в 45° к ней параллельно струнам, для „точечного зажима струн, делаются несколько вкось неглубокие прорезы (не перпендикулярно к кобылке). Та или другая струна, скажем пятая, слегка оттягивается в сторону и защемляется в прорез четвертой, шестая-в прорез пятой и т. д.; некоторое нарушение взаимного параллелизма струн не имеет существенного значения.

Струн на каждой раме предполагается натянуть по 288 под натяжением в кг. Различие собственных частот определяется, главным образом, их длиной.

На борты рам укладывается электроизолирующая прокладка, после чего рамы складываются лицевыми сторонами друг к другу, так что А приходится на А , В на В VI т. д. и скрепляются друг с другом. Сквозные отверстия а, Ь, с, d VI а , Ь, с , d (фиг. 1 и 2) служат

для пропуска через изолированные втулки скрепляющих рамы болтов.

Как указывалось выше, слой струн на одной раме является одной обкладкой конденсатора, слой струн на другой раме-другой обкладкой. К ним подводится через зажимы, помещенные на торцевых шинах АВ и А Б , необходимое напряжение по существующим схемам включения конденсаторного микрофона.

Описанная конструкция представляет собой опытный образец конденсаторного резонансного микрофона, позволяющий вести испытания возможности применения резонансного принципа к конденсаторному микрофону. Несомненно, что в дальнейшем, в процессе работы по изучению акустических качеств прибора, выявится ряд дефектов и вoзникнet необходимость в тех или других коррекциях и дополнениях (например, в отношении демпфирования струн, способа их крепления и пр.).

Предмет изобретения.

Конденсаторный резонансный микрофон с настроенными струнами, отличающийся тем, что служащие мембраной параллельные струны, натянутые на прямоугольной раме, разделены диагональю рамы на неравные части для получения широкого диапазона настройки.

фиг1

фигЗ фигЛ

фиг2

fl

В В

8 в

д

с С

С С