Направленное микрофонное устройство Советский патент 1946 года по МПК H04R1/34 

Настоящее изобретение относится к направленным микрофонным устройствам.

Попытки построить направленное микрофонное устройство делались неоднократно. Предлагалось, например, ставить микрофон в фокусе большого параболического отражателя п направлять последний в ту сторону, откуда приходит звук. Однако такое устройство не дает хороших результатов, так как если отражатель настолько велик, что достаточно хорошо фокусирует низкие частоты, то при высоких частотах направленность его слишком резко выражена и поэтому его трудно ориентировать с достаточной точностью. Кроме того некоторые частоты исчезают, если источник звука находится не точно на оси. Для устранения этих недостатков делались попытки применять глубокий параболический отражатель небольшого диаметра. Однако в таком отражателе возникают нежелательные резонансы. Для ослабления СЛИШКОМ резко выделяющихся частот приходилось помещать в таком отражателе около микрофона резонаторы Гельмгольца. Вообще при применении параболического отражатаая или линзы высокие частоты начинают заметно преобладать над низкими, что вызывает искажение принимаемого звука.

Основная цель изобретения заключается в осуществлении направленного приема звука, свободного от указанных вьияе недостатков. Точнее говоря, целью изобретения является микрофонное устройство, обладающее достаточной направленностью как при высоких, так и при низких частотах, но не обладающее чрезмерно направленной характеристикой при каких-либо определенных частотах.

Предлагаемое микрофонное устройство в основном состоит из. параболического отражате,тя большого диаметра (или звуковой линзь; и помеиденного в фокусе микрофона. БОЛЬШОЙ дпаметр необходим ДЛЯ усиления и направленного прие,ма низких звуковых частот. Так как ДЛЯ приема высоких частот желательно пользоваться только небольшой частью отражателя, то, согласно изобретению, с внутренней стороны краевые части его покрыты звукопоглощающим материалом, который поглощает высокие частоты значительно сильнее ннзкнх. Для этого можно применить, нанрнFv-iep, войлок средней толщины, положенный в несколько слоев. . Чем толще слой войлока, тем ниже частота, при которой начинает сказываться эффект поглощения. Слой войлока или другого пористого материа.ла должен бьггь толще всего у края отражателя и постепенно утончаться к середине; центральная часть отражателя должна бьггь от)рыта, т. е. совсем не ирнкрыта войлоком. Прл этом условии наружная покрытая часть отражателя не будет отражать высокие частоты, 11 степей;.- направленности действия при высоких частотах молсет быть снижена до желаемой величины. С другой стороны, отражатель будет отражать низкие звуки всей своей поверхностью, несмотря на присутствие войлока. Таким образом можно обеспечить достаточную общую направленность и равномерное усиление различных частот. В некоторых случаях может оказаться полезным изменить кривизну отражателя, слегка отходя от точной параболы; этим можно компенсировать СДВИГ фазы волн, отраженны.к от покрытой войлоком позерхнссти.

Изобретение поясняется чертежом, на котором фгп. i изображает известное устройство, состоящее из обычно применяемых отражателя и микрофона, фиг. 2 - такое же устройство, но выполненное согласна изобретению, фиг. 3 - также известное устройство, в котором вместо отражателя применена линза, фиг. 4 - устройство по фиг. 3, выполненное согласно изобретению, и фиг. 5 - вариант устройства по фиг. 4.

В устройстве по фиг. 1 и 2 в фокусе 3 параболического отражателя / находится микрофон 5. Для того чтобы получить достаточную направленность прн низких звуках, диаметр отражателя 1 у наружного края 7 делается достаточно больщим. Такое микрофонное устройство обладает настолько сильно направленным действием по отношению к высоким частотам, что его

почти невозможно ориентировать с необходимой точностью.

В устройстве по фиг. 2 этот дефект устраняется за счет иокрыти 1 отражающей поверхности слоем 9 КЗ войлока или иного иодходящего пористого материала. Толщина слоя 9 нсиостояниа, постепенн(з у.меныиаясь от наружного края 7 отражателя к его центральной части 11 и осгавляя последнюю непокрытой. Слой войлока умеренной толщины нмеет свойства поглощать высокие звуки сильнее, чем низкие, и чем он толнле, тем ниже поглощаемая им частота. Если отражатель покрыт слоем войлока так, чтобы наибольшая толщина войлока была у наружного края 7 и наименьшая около средней открытой части 11, то отражение высоких частот будет соответственно ослаблено, так как высокие частоты в основном будут отражаться только fiT сравнительно небольшой по величине части //; таким образом можно ослабить слишком резко выраженную направленность ирг высоких частотах. На низкие частоты слой войлока почти не влияет, и они будут отражаться почти от всей поверхности отражателя. Таким образом можно получить желаемую общую направленность действия микрофонного устройства, без нежелательного выделения высоких частот.

Устройство по фиг. 3-5 отличается от устройства по фиг. 1 и 2 заменой отражателя линзой 21, в фокусе 23 которой находится микрофон 5. Линза 21 состоит из двух очень тонких упругих стенок-мембран 25 и 27, сделанных, например, из листовой резины или промасленного щелка; края стенок склеены, и полученная таким образом камера наполнена тяжелым газом. Устройство по фиг. 3 имеет те же недостатки, что устройство по фиг. 1. В соответствии с изобретением, одна или обе мембраны 25 и 27 прикрываются войлочным кольцом 29. В устройстве по фиг. 4 войлочным кольцом прикрыта только мембрана 25. Как и в устройстве по фиг. 2, войлочное кольцо 29 начннается у наружного края линзы 25 и доходит почти до середины ее, оставляя среднюю часть 31 не прикрытой. Толщина кольца постепенно уменьшается от края к середине, так что в лсокие частоты сильнее всего поглоп1аются у края линзы.

На фиг. 5 изображен вариант устройства по фиг. 4. Здесь войлочное кольцо 29 отсутствует, но зато толщина мембран 25 и 27 от центра к краю постепенно возрастает, причем в средней части 31 толщина их наименьщая и одинаковая. Так выполнены могут быть как одна, так и обе мембраны 25 и 27; на фиг. 5 таким образом устроены обе мембраны. Желательно, чтобы обращениая к источнику звука мембрана утолщалась в больщей мере, чем другая мембрана, так как при этом внутрь линзы не могут проникнуть нежелательные звуки и не будет поэтому происходить внутренних отражений. Последнее обстоятельство может в той или иной мере воздействовать на микрофон 5. В устройстве по фиг. 4 и 5 высокие частоты сильнее отражаются от краевых частей линзы, чем от средней ее , так что прохождение высоких частот сквозь линзу ослаблено. С другой стороны, утолщение стенок на прохождение низких частот почти не влияет, и в этом случае линза действует иолнсй cBoeii поверхностью. Этим способом также обеспечивается общая желае ая направленность.

П р е д м е т патента

Направленное лщкрофонное устройство с применением акустической линзы или параболического отражателя, отличающееся тем, что поверхность линзы или отражателя покрыта слоем звукопоглощающего вещества, утолщающимся к наружному краю.

.23

5