Односторонне-направленный ленточный микрофон Советский патент 1949 года по МПК H04R9/08 

Предлагается односторонне направленный ленточный микрофон с акустическим лабиринтом.

Особенность микрофона заключается в том, что в нем применен лабиринт, выполненный в виде цилиндра, в теле которого параллельно его оси высверлен ряд цилиндрических отверстий.

Применение такого рода акустического лабиринта в сочетании с общей конструкцией обеспечивает увеличение чувствительности и более острую характеристику направленности микрофона.

На фиг. 1 изображен вид микрофона спереди (крышка в разрезе); на фиг. 2 - продольный разрез микрофона; на фиг. 3 - акустический лабиринт в изометрической проекции; на фиг. 4 - характеристика микрофона.

В зазоре между полюсами 1 и 2 магнита находится подвижная проводящая деталь 3, например гофрированная алюминиевая лента. Лента закреплена по концам и по середине так, что образуются две последовательных секции 4 и 5. Магнитный поток создается постоянными магнитами 5, 7 и S; магнит 9 прикреплен к полюсам над верхним концом секции 4, магнит 7 прикреплен к полюсам спереди, а магнит 8 сзади, как показано на фиг. 2.

Так как секция 4 ленты открыта и спереди и сзади, то она чувствительна к скорости частиц воздуха, попадающих в зазор с любой стороны. Так как магнитная структура не находится сзади секции 4, то около этой части нет никаких пустот, в которых могли бы возник№ 77440

нуть явления резонанса. Секция 5 оканчивается акустическим сопротивлением в виде согнутой трубки. Благодаря конечной длине этой трубки акустическое сопротивление является комплексным и имеет как емкостную, так и активную составляющие. Поэтому скорость движения секции 5 при низких частотах опережает давление звуковых волн.

Если такого рода микрофоном, отвечающим на давление, пользоваться совместно с обычным микрофоном, отвечающим на скорость, то при низких частотах почти невозможно скомпенсировать звуки, действующие на ленту 3 под углом О или l80°.

Если в акустическую цепь секции 4 включить акустическое сопротивление и отрегулировать его так, чтобы при звуках, приходящих по направлению 6°, фазы в обеих секциях совпадали, а при звуках, приходящих по направлению 180°, фазы не совпадали, то при низких частотах можно получить хорошуюкомпенсацию. Иными словами, сопротивление в секции 4, чувствительной к скорости, компенсирует емкостную составляющую линии, которой кончается секция 5, чувствительная к давлению. Для этой цели служит акустическое сопротивление, выполненное в виде слоя шелка с маленькими отверстиями в ием. Шелк укрепляется у самой секции 4, края шелка закрепляются герметически так, чтобы воздух мог проходить только через отверстия. Шелковое сопротивление регулирует движение секции 4, так как они последовательны.

Чувствительная к давлению секция 5 закрыта сзади трубкой 10, которая сообщается с одним концом сравнительно длинного непрерывного канала, проходящего по массивному цилиндру лабирииту //. Для образования этого каиала в цилиндре просверлен ряд продольных параллельных отверстий; в торцовых поверхностях цилиндра сделаны выемки с таким расчетом чтобы все отверстия оказались последовательными, как показано на фиг. 3. Пусть, например, трубка 10 кончается у верхнего конца отверстия а, которое внизу соединяется с соседним отверстием и через выемку. Отверстие е вверху соединяется с отверстием с через выемку; внизу отверстие с через такую же выемку соединяется со следующим отверстием в и т. д. Последнее отверстие выходит в пространство, образуемое полушаром 12. Это пространство сравнительно велико; оно увеличивает длину а. Теоритически длина канала должна была бы быть бесконечна, но так как это невозможно, то канал наполняется каким-либо рыхлым .материалом, например, мягким шерстяным войлоком. Внутри полушара 12 можно поместить выходной трансформатор 18, к которому через провода 14 присоединяются концы ленты . При такой конструкции все устройство получается очень компактным.

Магниты образуют около секции 5 пустоты, в которых могли бы возникать нежелательные явления резонанса. Чтобы этого не было, их закрывают крышками 15. Перфорированная крышка 16 защищает от повреждений части микрофона, расположенные над основанием.

Микрофон с односторонним направленным действием состоит из комбинации ненаправленного элемента и элемента с двухсторонним направле1 ным действием. Для получения характеристики в виде истинной кардисиды, характеристика ненеправленного элемента должна иметь вид круга, а характеристика элемента с двухсторонним направленным действием должна иметь вид косинусоиды. Чувствительность элементов должна быть одинакова, а разность фаз между ними должна быть равна либо О, либо 180°.

Нечувствительность микрофона к звукам, приходящим сзади, зависит от изменения фазы в том и другом элементах микрофона. Полное сопротивление чувствительного к скорости микрофона состоит из реактивного сопротивления массы ленты, реактивного сопротивления воздушной нагрузки и активного сопротивления воздушной нагрузки.

Активная составляющая воздушной нагрузки сдвигает фазу. Кроме того, в микрофоне, отвечаюш,ем на скорость, сдвиг фазы появляется благодаря диффракции. Эти два сдвига фазы можно изобразить кривыми П и 18 на фиг. 4.

Отвечающий на скорость микрофон действует за счет разности давлений по ту и другую сторону ленты.

Если учесть все сдвиги фаз, то можно рассчитать чувствительность системы с односторонним направленным действием для направления О и 180°. Следует заметить, что эффекты диффракции стремятся уничтожить друг друга. В предлагаемой конструкции скоростной путь сделан шире пути давления, так что различные сдвиги фазы стремятся друг друга уничтожить. Для этого можно, например, около секции 4 поставить экраны 19.

При более низких частотах скорость ленты опережает давление звуковой волны. Это происходит из-за емкостной составляющей полного сопротивления акустической линии, состоящей из трубки 10, лабиринта 11, полушара 12. Шелковое сопротивление 9 заставляет скорость ленты 4 опережать скорость звуковой волны. Таким образом, шелковое сопротивление стремится заставить секции - и 5 работать в фазе. Это является преимуществом перед микрофонами, в которых никак не предусмотрена компенсация емкости трубки или лабиринта.

Предмет изобретения

Односторонне направленный ленточный микрофон с акустическим лабиринтом, отличающийся тем, что он выполнен в виде круглого цилиндра, в теле которого параллельно его оси высверлен ряд цилиндрических трубообразных отверстий.

- 3 № 77440