Gegensprechapparat Die Erfindung betrifft einen Gegensprechappara#b mit einem Mikrophon und einem Lautsprecher, für Lautfernsprechstellen mit Freisprechbetricb.
Während bei den üblichen Telephonapparaten der Telephonwmendie das Mikrotelephon mit dem Mikrophon @dicht am Mund und mit dein Telephon dicht am Ohr halten muss, haben Gegensprechappa rate bekanntlich den Vorteil, dass der Benutzer, räumlich weitgehend unabhängig vom,
Apparat ist rund beide Hände frei hat. Das isst teilweise auch bei den Wechsel-sprechapparaten der Fall. Diese ermögln chen -es aber nicht, .gleichzeitig in beiden Richtungen zu sprechen und zu. hören. Dabeä kann kein Ge sprächspartner, den anderen unterbrechen,;
und es i muss. bei Änderung der Sprechrichtung jeweils umge schaltet werden (sog. Wechselsprechen oder beding-, te:
s Ge,genspnechen). Die Hauptschwierigkeit beim Gegensprechen besteht bekanntlich darin, die akusti sche Rückkopplung zwischen dem Mikrophon und dein Lautspnecher, .der beteiligten Gegensprechappa rate so klein zu halten, dass es nicht zu einer Selbst- erregung kommt.
Zur Vermeidung einer akustischien Rückkopp- lung ist es bekannt, zwei geigenphasig betriebenie Lautsprecher symmetrisch zum Mikrophon anzuor & nen. Wenn die beiden Lautsprecher hinreichend übereinstimmende Daten, haben, ,
gelingt es mit einer solchen Anordnung, die akustische Rückkopplung in einem schalltoten Raum so klein zu halten, dass, keine Selbsterregung auftritt. In der Praxis:
wird jedoch der Schall in dem Umgebung des Apparates von Wänden., Möbelstücken und Personen in, nicht vonaussehibarer, Änderungen unterworfener Weise ein- oder, mehrfach reflektiert,
so dass keine Symme trie und wegen der verschieden langen Schallwege auch keine Gegeniphesigkeit der von den beiden Lautsprechern an das Mikrophon gelangenden Schallwellen mehr besteht. Eine Selbsroerreigunig in- folge akustischer Rückkopplung ist, dabei rächt zu vermeiden.
Eine Selbsterregung durch ,akustische Rückkopp lung wird ,auch dadurch begünstigt, dass .die üblichen Lautsprechen bei den für die SpnachveTständiigung wesentlichen Frequenzen den Schall in einen verhält- nismässig grossen räumlichen Winkel
strahlen, so dass dien Schiall) von verschiedenen Flächen (Wände, Gegenstände) reflektiert wird, die verscläejdenie <B>Ab-</B> stünde vom, Lautsprecher und vom Mikrophon haben und verschiedene Winkel mit dem,
einfallenden Schallstrahl einschliessen. Ausserdem hat die Strah- lungscharakteristik sogenannte Nebenzipfel oder Nebenmaxima, deren Richtungen von dein Haupt- stnahlunigsmichtung (Hauptmaxima) erheblich, abwei chen,
wodurch vö H g uranübersichtliche Verhältnisse nuftmben. Besonders starke Nebennnaxima treten, auf, wenn eine Schalllführmg (Trichter) vorgesehen wird,
deren Austrittsöffnung - um eine schärfere Bünde lung zu erzielen. - nicht wesentlich grösser ist als die Eintrittsöffnung;
denn, dann ist der Ausgang der Schallführninig schlecht an <B>den</B> ,akusbischen Wider- stand der, angrenzenden Luft angepasst, @es ist eine Randstossstelle vorhanden, an welcher Huygens'sche Kugelwegen entstehen,
die zu Nebenzipfeln (Neben- maxima),dien; Richtcharakteristik führen.
Zur Vermed'ung einer akustischen Rückkopp- lung beim Gegensprechen sind auch:
Fneguenzverset- zungen zwischen Laubsprecher und Mikrophone nach dem Prinzip des tmansponierenden Verstärkers nach H. Decker aussichtsreich,. Dabei ist aber der techni- sche Aufwands erheblich.
Der edindungsgemässe Gegensprechapparat
EMI0002.0001
zeichnet <SEP> sich <SEP> durch <SEP> die <SEP> Kombination <SEP> folgendes
<tb> Merkmale <SEP> aus:
<tb> a) <SEP> Mikrophon <SEP> und <SEP> Lautsprecher <SEP> sind <SEP> am, <SEP> einer
<tb> gemeinsamen <SEP> Halterung <SEP> nebeneinander <SEP> in <SEP> einem <SEP> Ab stand <SEP> befestigt, <SEP> der <SEP> kleiner, <SEP> ist <SEP> als <SEP> die <SEP> halbe <SEP> Wellen länge <SEP> einer <SEP> Schallfrequ<U>enz</U> <SEP> von <SEP> 10,00e <SEP> Hz,
<tb> b) <SEP> Mikrophon <SEP> und <SEP> Lauspnech@em <SEP> haben <SEP> einsehige
<tb> gleichgerichtete <SEP> Richtcharakteristik,
<tb> c) <SEP> das <SEP> Mikrophon <SEP> hat <SEP> rückseitige <SEP> Schallöffnun gen, <SEP> z. <SEP> B.
<SEP> Schlitze,
<tb> d) <SEP> die <SEP> Schallaustrittsöffnung,desi <SEP> Lautsprechers <SEP> ist
<tb> mit <SEP> einer <SEP> zylindrischen <SEP> Blende <SEP> susigeuüstet,
<tb> e) <SEP> die <SEP> Blende <SEP> ist <SEP> wenigstens <SEP> teilweise, <SEP> innen <SEP> mit
<tb> einem <SEP> schallschluckenden <SEP> Belag <SEP> ausgekleidet,
<tb> f) <SEP> der <SEP> schialllsch <SEP> uckende <SEP> Belaig <SEP> erstreckt <SEP> ,sich <SEP> bis
<tb> an <SEP> denn <SEP> Rand' <SEP> den <SEP> Schallaustrittsöffnuug <SEP> der <SEP> Blende,,
<tb> In <SEP> der <SEP> Zeichnung <SEP> ist <SEP> eine <SEP> Ausführungsbeispiel <SEP> ,des
<tb> ErEndizng@gegemsta#ndes <SEP> :
damgestellt. <SEP> Die <SEP> einzige <SEP> Figur
<tb> zolgt <SEP> eine <SEP> Anordnung <SEP> des <SEP> Mikrophone <SEP> und <SEP> dle & <SEP> Laut sprechers <SEP> dies <SEP> Gegensprechappanabes. <SEP> in <SEP> schemati scher <SEP> Darstellung.
<tb>
Das, <SEP> Mikrophon <SEP> 1 <SEP> und <SEP> der <SEP> Lautsprecher <SEP> 2 <SEP> sind <SEP> an
<tb> einer <SEP> (nicht <SEP> gezeigten) <SEP> gemeinsamen <SEP> Halberunig
<tb> nebeneinander, <SEP> in <SEP> einem <SEP> Abstand <SEP> a <SEP> angeomdniet, <SEP> der
<tb> kleiner <SEP> a-le, <SEP> die <SEP> halbe <SEP> Wellenlänge <SEP> einer <SEP> Schallfrie qu,enz <SEP> von <SEP> 1000 <SEP> Hz, <SEP> ,d. <SEP> h. <SEP> kleiner, <SEP> als <SEP> ca. <SEP> 16 <SEP> cm <SEP> ist.
<tb> Mikrophon <SEP> und <SEP> Lautsprecher <SEP> haben <SEP> einseitige <SEP> Richt charakteristik. <SEP> In <SEP> diesem <SEP> Zusammenhang <SEP> hat <SEP> das.
<tb> Mikrophone <SEP> .ausser <SEP> der <SEP> Einslpnechöf±nung <SEP> 11, <SEP> welche
<tb> durch <SEP> ein <SEP> (nicht <SEP> dargesbelätes) <SEP> Sieb <SEP> @abgedeckt <SEP> isst,
<tb> rückseitige <SEP> Schalleintrittsschlitze <SEP> 12.
<SEP> Die <SEP> Hohl,näume
<tb> zwischen <SEP> .der <SEP> Vomdemsefe <SEP> der <SEP> Membran <SEP> und <SEP> ,dem
<tb> Sieb <SEP> und <SEP> zwischen <SEP> .der, <SEP> Rückseite <SEP> dem <SEP> Membran <SEP> und
<tb> den <SEP> Schlitzen <SEP> 12 <SEP> sind <SEP> verschieden; <SEP> grosis <SEP> und <SEP> ;
durch
<tb> den <SEP> akustischen <SEP> Widerstand <SEP> @desi <SEP> Siebes, <SEP> bzw. <SEP> der
<tb> Schlitze <SEP> gedämpft. <SEP> Dem <SEP> Lautsprecher, <SEP> 2 <SEP> hat <SEP> eine <SEP> zylin#-irische <SEP> Blende <SEP> 21, <SEP> welche <SEP> an <SEP> ihrer <SEP> Innenseite <SEP> mit
<tb> einem <SEP> schallschluckenden <SEP> Bielarg <SEP> 22 <SEP> überzogen <SEP> ist. <SEP> 23
<tb> bezeichnet <SEP> die <SEP> Memibran <SEP> des <SEP> Lautsprechers. <SEP> Die
<tb> Länge <SEP> -dem <SEP> zylindrischen <SEP> Bitende <SEP> 21 <SEP> ist <SEP> gross, <SEP> im <SEP> Ver gleich! <SEP> zu <SEP> :denen <SEP> lichtem <SEP> Durcbmmsler.
<tb>
Das <SEP> Mikrophon <SEP> 1 <SEP> und/odem <SEP> der <SEP> Lautsprecher <SEP> 2
<tb> sind <SEP> zweckmüssig <SEP> in <SEP> Bezug <SEP> auf <SEP> einander <SEP> schwenkbar,
<tb> beispielsweise <SEP> mifels <SEP> reines <SEP> oder <SEP> zweier <SEP> Kugelgelenke
<tb> m <SEP> einer <SEP> bzw. <SEP> zwei <SEP> öffntzngen <SEP> eines <SEP> die <SEP> Halterung <SEP> bilh
<tb> denden <SEP> Gehäuses: <SEP> befestigt. <SEP> Das <SEP> Mikrophon <SEP> kann
<tb> auch <SEP> ein <SEP> Rohx-Richtmiknophonl <SEP> sein.
<tb>
Durch <SEP> die <SEP> Befestigung <SEP> von <SEP> Mikrophon <SEP> und <SEP> Laut spnechem <SEP> an <SEP> einer <SEP> gemeinsamten <SEP> Halterung. <SEP> ,sind <SEP> soweit
<tb> möglich <SEP> konstante <SEP> Verhältnisse <SEP> geschaffen.
<tb>
Die <SEP> Bedeutung <SEP> dee, <SEP> genannten <SEP> Abstandes <SEP> für, <SEP> die
<tb> Vermeidung <SEP> ,einer <SEP> akustischen <SEP> Rückkopplung <SEP> ergibt
<tb> sich: <SEP> aus <SEP> folgenden <SEP> überlegungeni:
<tb> Im <SEP> akustischen <SEP> Spektrum <SEP> .der <SEP> Spnachie <SEP> kann <SEP> mang
<tb> den <SEP> Sch <SEP> l <SEP> l <SEP> druck <SEP> oberhalb <SEP> von;
<SEP> 10.00 <SEP> Hz <SEP> nach <SEP> den <SEP> Un tersuchungen <SEP> von <SEP> H. <SEP> Fletscher <SEP> und <SEP> auch <SEP> von <SEP> J. <SEP> B.
<tb> Crandall <SEP> und <SEP> D. <SEP> Mackencie <SEP> um <SEP> mehr <SEP> als <SEP> 10 <SEP> db <SEP> unter halb <SEP> des <SEP> Schalldruckes <SEP> im <SEP> B.emeich <SEP> von <SEP> 100 <SEP> bis
<tb> 500 <SEP> Hz <SEP> annehmen, <SEP> so <SEP> dass <SEP> die <SEP> Gefahr <SEP> einer <SEP> Anme gung <SEP> von <SEP> Rückkopplungsschwingungen <SEP> für <SEP> Frequen- zen oberhalb 1000 Hz relativ gering ist. Unterhiallb von 100.0 Hz ist,die Wellenlänge grösser als 33,3 cm.
Bei einer Endemnung von Lautsprecher und Mikro- phon, die für .diesen energiereichen Frequenzbereich kleiner als, die hallte Schallwellenlänge, also kleiner als ca. 16 cm ist;
, besitzt die vom Laubsprecher auf die Einssprechöffnung und -auf die an, der Rücksenfe des Mikrophons angeordneten Schlitze auftreffendie Schallenergie je nach dem Frequenzlage .geringe oder nahezu, keine Phasenunterschiede. Die Meinbnan,
dies Mikrophons wind demnach an beiden Seiten gleich phasig vorm Schall des Lautsprechers getroffen, so ,dass liessen Wirkunlgen an. beiden, Seiten der Mikro- phonmemlbran einfanden aufheben.
Bei höheren Frequenzen als 1000 Hz vermindert sich die beischnebene Wirkung des geringen Abstan des zwischen Lautsprecher und Mikrophon für das Nahfelde. Trotzdem tritt kein Aufschaukeln bei irgend einem höheren Frequenz, z.
B. 4000 Hz ein, da die Anregung hierzu wegen der, oben dargelegten Eigen- schaften des:
Frequenzspektnums des Sprache relativ schwach ist, weshalb die anderen konstruktiven Merkmaue, ;des , beschriebenen Apparates genügen, uni einte akustische Rückkopplung in diesem Fre.quenz- gebiet zu vermeiden.
Durch die einseitige Richtcharakteristik von Mikrophon und Lautsprecher wird eine Beschrän- kung ,der Wege für reflektIerten Schall sichergestellt. Die zylindrischie, Blende 21 bewirkt einen. begrenzten Strahlungswinkel des Lautsprechers, und unterdrückt ,
die Nebenzipfel seiner Stmahllungscharaktemistik. Diesle Wirkung wird durch die Auskleidung mit denn schallschluckenden Belag 22 verbessert. Da sich die ser Belag bis an die Schallaustrittsöffnung erstreckt, ist die Randistoss!stesile so stark gedämpft, dass an die ser Stelle keine Huygens'schen Kugelwellen entste hen,
so dass die von den Austrittsstelle der Blende ausgehende Schallstrahlung gut gebündelt ist und keine Nebelnzipfiel hat.
Dieser gut gebündelte und keine Nebenzipfel oder Nebenmaxima aufweisende Schallsbahll gelangt auch im ungünstigen Falle mehr- fachem Reflexion und selbst .dann,
wenn er sich untex besonders ungünstigen Fällen an einem Hindernis in mehrere Strahlen teilt, nur in einer oder höchstens wenigen bestimmten Richtungen zum Gegensprech apparat zurück,
die in der Regel nicht in die Rich tung grösster Empfindlichkeit der Richtcharakteristik des Mikrophons, fallen.. Damit aber auch dann, wenn ein reflektierter Schallstrahl infolge eines ungünsti gen Zufalles das Mikrophon treffen sollte, diesem Strähl ausgewichen werden kann, ist das Mikrophon zweckmässig schwenkbar angeordnet, vorzugsweise mittels eines Kugelgelenkes.
Derselbe Effekt kann selbstverständlich auch erreicht werden, wenn der Lautsprecher (zusammen mit der Blende) schwenk bar angeordnet ist.
Da die Hohlträume vor und hinter der Membran :durch den akustischen Widerstand des Siebes bzw. der Schlitze geidämepft sind, wird ein Aufschaukeln einzelner Frequenzen besonders im hohen Frequenz bereich oberhalb 1000 Hz wäksam verhindert.
Das Mikrophon kann ein Rohrrichtmikrophon sein.