DE361276C - Kugelmikrophon mit hohem Widerstand fuer Zentralbatteriebetrieb - Google Patents

Description

Man unterscheidet bekanntlich: Mikrophone für Lokalbatteriebetrieb, sogenannte L.-B.-Mikrophone, und solche für Zentralbatteriebetrieb, Z.-B .-Mikrophone. Bei vorliegender Erfindung handelt es sich allein um ein Z.-B.-Mikrophon. Erstere, für Lokalbatteriebetrieb, kommen' hier nicht in Frage, sie seien jedoch als Vorläufer der Z.-B.-Mikrophone des Verständnisses 'halber in nachstehendem kurz beschrieben.

Die L.-B.-Mikrophone werden durch eine Batterie von etwa 2 bis 3 Volt gespeist, infolgedessen müssen sie entsprechend dieser niedrigen Spannung einen geringen -Widerstand besitzen. Früher' baute man sie in der Weise, daß man grobes Kohlenpulver unmittelbar hinter (der Membran anondnete und dasselbe durch einen gegen die Membran drückenden Filzring zusammenhielt, damit es nicht herausfallen konnte. Es ergab sich aber, 'daß der Filz das Pulver verunreinigt und die Schwingungen der Membran dämpft. Infolgedessen hat man an Stelle des groben Pulvers Kohlenkugeln von 1,5 mm Durchmesser verwendet und ohne Zuhilfenahme von Filz je neun Stück davon in leitenden Kohlebehältern unmittelbar hinter der' Membran angeordnet. Da die iSo gelagerten Kugeln nur geringen Widerstand 'besitzen, so sind! hierbei alle Bedingungen, welche bei L.-B.-Mikrophonen in bezug auf geringen Wilderstand gestellt werden, erfüllt, und tatsächlich werden schon seit längerer Zeit fast ausschließlich solche filzlasen Kugelmikrophone für den Lokalbatteriebetrieb hergestellt.

Wesentlich anders gestalten sich die Verhältnisse bei den später entsandenen Zentraltatterietmikrophoiien. Diese werden von einer Zentralbatterie von viel höherer Spannung, etwa 24 Volt, gespeist und müssen daher einen hohen Widerstand, beispielsweise 250 Olim, besitzen.

Es ist nun naheliegend und wurde seinerzeit auch versucht, bei diesen Z.-B .-Mikrophonen einfach die Konstruktion der gebräuchlichen, oben beschriebenen filzlosen L.-B.-Kugelmikrophone zu übernehmen. Aber alle !derartige Versuche sind gescheitert, da die bisher bekannten Kugelmikrophone zu geringen Widerstand besitzen und darum aus der Zentralbatterie mit hoher Spannung zuviel Strom erhalten, wobei die Kugeln verbrennen und störende Geräusche verursachen. Es ist bisher auch noch nicht gelungen, Kugelmikrophone mit hohem Widerstand, die für den Zentralbatteriebetrieb geeignet sind, zu bauen.

Man hat sich daher notgedrungen ent-

schließen müssen, bei den Z.-B.-Mikrophonen wieder zu der veralteten Konstruktion mit dem Filz und dem Kohlenpulver zurückzugreifen, und hat sich damit abgefunden, alle Übelstände, die der Filz mit sich bringt, in Kauf zu nehmen.

Man baut also heute nur Filzmikrophone für den Zentralbatteriebetrieb und füllt sie, damit sich der erforderliche hohe Widerstand ίο ergibt, mit sehr feinem Pulver.

Aber diese Mikrophone besitzen außer den bereits geschilderten Nachteilen, die der Filz mit sich 'bringt, .noch andere Übelstände. Day feine Pulver hat nämlich zu wenig Masse, daher g-eraten die Pulverkörnchen schon bei der allergeringsten Schwingung· der Membran bei den leisesten Nebengeräuschen in Bewegung, d. h. .das Mikrophon nimmt Nebengeräusche auf, was namentlich beim Empfang von Ferngesprächen außerordentlich störend wirkt.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß beim lauten Sprechen gegen die Membran die feinen Pulverkörnchen von der Membran fortgeschleudert wenden, weil sie zu geringe Masse -besitzen. Infolgedessen findet an der Membran eine Stromunterbreohung· statt, unid das Mikrophon setzt aus und überschreit. Es entstehen im Mikrophon die bekannten Sprachverzerrungen. Stellt man sich die mechanische und elektrische Wirkung in der Kapsel vor, so ergibt sich in bezug auf diese Sprechverzerrungen folgendes Bild:

Bei der Riesengeschwindigkeit der Schwingungen der besprochenen Membran muß der Druck auf das lose anliegende Füllmaterial ein sehr großer sein. Dadurch fällt im ersten Augenblick der elektrische Widerstand des Füllmaterials ab. Im nächsten Augenblick wird der Widerstand wieder steigen, weil das Füllmaterial jetzt die Geschwindigkeit der Membran mitangenommen hat. Es beginnt sich von der Membran zu lockern, um dann im Umkehrpunkte der wieder zurückgehenden Membran infolge der jetzt ihm innewohnenden Eigengeschwindigkeit die Membran mehr oder weniger zu verlassen. Je kräftiger demnach eine Membran besprochen wird, um so größer müssen die Sprachverzerrungen sein. In der Tat ist es mit Leichtigkeit möglich, auf der Gegenseite nur noch undeutliche Töne im Telephon hervorzubringen. Die Sprachverzerrungen entstehen also nur durch mehr oder weniger starke Stromunterbrechungen an der Membran infolge Abschleuderns des Füllmaterials. Ferner verursacht der Rest des nicht fortgeschleuderten Füllmaterials eine große Steigerung des Widerstandes um viele Ohm. Die Schwingungen in der Induktionsspule werden durch diese großen Widerstandsänderungen des Füllmaterials derart hoch, daß die äußerst empfindliche Membran des Empfangstelephons nicht mehr folgen kann und demnach einfach Schwingungen aussetzt oder diese stört. Ebenso ist es gerade der Rest des an der Membran verbleibenden Teils des Füllmaterials,. welcher das Anbrennen der Mikrophone verursacht. Die noch mit der Membran in Verbindung stehende restliche Kohlensäule hält die durch sie fließende Stromstärke nicht mehr aus und fängt zu glühen an.

Diese Vorgänge im Mikrophon sind schon in ihren Ursachen erkannt worden, man hat daher versucht, der Membran irgendwie eine Dämpfung zu geben, um die genannten Fehler zu vermeiden. -

Die Erfindung betrifft nun ein Kugelmikrophon für Zentralbatteriebetrieb, welches alle Bedingungen in bezug auf Widerstand, Strombelastung u&w. erfüllt, und bei welchem alle vorgenannten Übelstände vermieden sind.

In Abb. ι ist der Schnitt des neuen Z.-B.-Kugelmikrophons dargestellt. Abb. 2 zeigt die Ansicht desselben.

α ist die Membran, welche aus leitendem Material, beispielsweise Kohle, besteht; gegenüber derselben ist die Elektrode b angeordnet. Zwischen Membran und Elektrode befindet sich ein Ring d aus festem Isoliermaterial. Die eine offene Seite des Ringes d stößt fest gegen die Elektrode l·, während die andere Seite nahe an die Membran herangeführt ist, ohne sie jedoch zu berühren.

In dem Hohlraum, der durch den Ring rf, die Elektrode l· und Membran α gebildet wird, lagern Kohlenkugeln c. Da der Abstand der Membran von dem Isolierring ei kleiner als der halbe Durchmesser der Kugeln c gehalten ist, können die Kugeln nicht zwischen Ring und Membran gelangen und hindurchfallen. Die Membran kann aber genügend ausschwingen, ohne an den Ring d zu stoßen.

Durch die an sich bekannte Anordnung des Isolierringes d zwischen fester Elektrode und Membran wird das an sich bekannte Ziel erreicht, daß eine große Anzahl Kugeln c hintereinander gelagert werden kann. Dadurch, daß der Ring d entsprechend' breit gemacht wird, läßt sich der Widerstand des Mikrophons bestimmen.

Der Abstand zwischen Membran α und Elektrode b sowie der Durchmesser der Kugeln c sind daher auf ein gewisses Maß gehalten, und zwar soll bei der gebräuchlichen Spannung von 24 Volt der Zentralbatterie der Abstand zwischen Membrane und Elektrode b mehr als 4 mm und 'der Durchmesser der Kugeln c weniger als 1 mm betragen. Diese Werte haben sich als die für die Wirkung des Mikrophons günstigsten ergeben.

Der Mikrophonstrom, welcher von plus über | die Elektrode b, Kugeln C₁ Membran α nach , minus fließt, ist gezwungen, infolge der j Breite des Isolierringes d einen weiten Weg ; UbCr₁ die vielen Kontaktstellen der Kugeln c j zu machen. Infolgedessen ergibt sich bei der vorstehend festgelegten Anordnung der Kugeln der erforderliche hohe Widerstand, wie er bei den Zentralbatteriemikrophonen

ίο verlangt wird.

Wenn in das Mikrophon sehr laut hineingesprochen wird, so gerät die Membran in heftige Schwingungen, und die unmittelbar hinter der Membran liegenden Kugeln werden stark bewegt. Obwohl die Kugeln sehr klein sind, besitzen sie doch eine gewisse Masse, und es besteht die Möglichkeit, daß die Kugeln von der Membran abgeschleudert werden und eine Unterbrechung des Mikrophonstromes stattfindet. Es entstehen so knackende Geräusche, und man hat die Empfindung, als ob das Mikrophon überschreit. Um diesen Übelstand zu beseitigen, und um eine vollständige Unterbrechung des Mikrophonstromes zu vermeiden, ist es bereits bekannt, einen Nebenschluß zu den Kontakten, welche das mikrophonische Material mit der Membran bildet, zu legen. Das Wesentliche hierbei ist, daß der Nebenschluß keine schädliehe Brücke bildet und keine Verluste in der Wirkung verursacht, sondern in ebenfalls bekannter Weise selbst als Mikrophon mitarbeitet und Stromschwankungen erzeugt, also gewissermaßen mit wirksam ist. Die Erfindung liegt in der besonderen Anwendung und Ausbildung des bekannten Nebenschlusses bei den für Zentralbatteriebetrieb besonders geeigneten Mikrophonen mit Kugelfüllung'. Der Nebenschluß besteht, wie aus der Abb. 3 zu ersehen ist, aus einer Anzahl Kugeln f, welche bei e von dem Hauptteil der Kugeln c abgezweigt sind. Der Mikrophonstrom fließt von plus zu den Kugeln c, von hier fließt der Hauptstrom über die Membran nach minus, während ein Zweigstrom über die Kugeln e und über die Nebenschlußkugeln / ebenfalls nach minus fließt. Beim Abschleudern 'der Kugeln von der Membran werden diese bei e und f zusammengedrückt, und es findet hierbei eine Stromschwankung in den Nebensohlußkugeln f statt, so daß also diese Nebenschlußkugeln ebenfalls wirksam sind.

Abb. 4 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Mikrophons mit wirksamem Nebenschluß. Das Mikrophon ist im allgemeinen ebenso gebaut wie das in Abb. ι ί und 2 dargestellte, jedoch befindet sich in der Mitte des isolierten Behälters d noch eine Kammer h. Diese besteht aus einem Röhrchen aus isolierendem Material. Das Röhrchen ist an der Elektrode b befestigt und dient zur Isolation der Nebenschlußkugeln f von den übrigen Kugeln c. Im Grunde des Isolierröhrchens ist ein Stromabhahmestück g angebracht, welches mit dem gleichen Pol, dem Minuspol, an welchem auch die Membran angeschlossen ist, in leitender Verbindung steht.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Kugelmikrophon mit hohem Widerstand für Zentralbatteriebetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleichzeitig durch die Schwingungen der Membran (α) beeinflußte und miteinander in Berührung stehende WMerstandssäulen aus Kohlenkugeln (c, c, e, f, Abb. 4) so angeordnet und geschaltet sind, daß sich zwei getrennt arbeitende Mikrophone ergeben, und zwar das eine mit einem niedrigen Widersland (plus, Kohle b, Kohlensäulen c, c und e, Membran a, minus, zugleich! Hauptstromkreis) und das andere mit einem hohen Widerstand (plus, Kohle b, Kohlensäulen c, c und e, Kohlensäule/, Kohle g, minus, zugleich Nebenstromkreis), zu dem Zwecke, bei beim Sprechen vorkommenden Kontaktunterbrechungen zwischen der Membran (α) und den Kohlensäulen (c, c und e) eine vollständige Unterbrechung des Mikrophonstromes zu vermeiden und in an sich bekannter Weise einen Teil des Mikrophonstromes über den nicht unterbrochenen Nebenstromkreis (plus, Kohle b, Kohlensäulen c, c und e, Kohlensäule f, Kohleg, minus) bestehen zu lassen, damit Sprachverzerrungen in dem Telephon nicht zur Geltung kommen. ¹QQ

2. Kugelmikrophon nach Anspruch τ, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (f, Abb. 3) der im isolierten großen Behälter (d) befindlichen Kohlenkugeln als Nebenschluß zu den Kontaktstellen, welche die Kugeln mit der Membran (a) bilden, in einer an sich bekannten isolierten Kammer (Ji₁ Abb. 4) untergebracht und abgezweigt ist, so daß durch die Schwingungen der Membran (a) dieser Neben-Schluß bei normaler Sprache als zweites Mikrophon (plus, Kohle b, Kohlensäulen c, c und e, Kohlensäule f, Kohle g, minus) wirksam mit in Tätigkeit tritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.