Richtmikrophon nach dem Interferenzprinzip

Abstract

 Bei einem Richtmikrophon nach dem Interferenzprinzip. mit einem einzigen, einen oder mehrere Längsschlitze oder seitliche Öffnungen (Bohrungen) aufweisenden, langgestreckten Rohr, ist an dessen einem Ende wenigstens ein elektroakustischer Wandler angeordnet.
Um ein handliches Richtmikrophon zu schaffen, das leicht zu handhaben ist und die Vorteile des Interferenzmikrophons mit denen eines Reflektormikrophons vereint, ist im Bereich des freien Rohrendes eine akustische Reflektoranordnung vorgesehen, die vorzugsweise Schallwellen des oberen Hörfrequenzbereiches zur Einspracheöffnung des Interferenzrohres bündelt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Richtmikrophon nach dem Interferenzprinzip, mit einem einzigen, einen oder mehrere Längsschlitze oder seitliche Öffnungen (Bohrungen) aufweisenden, langgestreckten Rohr, an dessen einem Ende wenigstens ein elektroakustischer Wandler angeordnet ist.

[0002] Der Nachteil dieser bekannten Konstruktion liegt vor allem darin, daß das übertragungsmaß bei den hohen Frequenzen deutlich schlechter ist als bei allen anderen Frequenzen. Der Abfall bei den hohen Frequenzen ist insbesondere auf die Absorption derselben an der Rohrinnenwand, hauptsächlich an jenen Stellen, an denen akustische Reibungswiderstände vorhanden sind, zurückzuführen. Die Belastung der Wandlermembran durch die Luftsäule im Rohr erhöht außerdem das Obertragungsmaß im mittleren Frequenzbereich, wodurch der Eindruck einer schlechten Obertragung der hohen Frequenzen verstärkt wird.

[0003] Um diesen Mangel zu beheben wurde versucht, an Stelle eines einzigen Rohres ein Rohrbündel zu setzen, dessen Rohre unterschiedliche Längen aufweisen. Durch sorgfältige akustische Abstimmung der einzelnen Rohre des RohrbUndels erreicht man zwar eine Verbesserung, die Handhabung eines solchen Rohrbündels ist aber naturgemäß ungünstiger als die eines einzelnen Rohres, abgesehen davon, daß die Abstimmung der einzelnen Rohre des Bündels auch ziemlich schwierig ist.

[0004] Zu den Mikrophonen mit ähnlicher scharf gebündelter Richtcharakteristik, wie ein Interferenzmikrophon, gehören die Richtmikrophone mit einem meist einem Parabolspiegel entsprechendem Reflektor, in dessen Brennpunkt ein Mikrophon angeordnet ist. Bei derartigen Mikrophonen sind allerdings einige wesentliche, nur schwer erfüllbare Forderungen zu berücksichtigen, die die praktische Ausführung erschweren.

[0005] Für eine wirksame Bündelung tiefer Frequenzen bedarf es eines Reflektors mit großen und daher unhandlichen Abmessungen, denn im Prinzip sollte der Reflektordurchmesser zumindest gleich der Wellenlänge der zu übertragenden unteren Grenzfrequenz sein. Da derartige Mikrophone meist im Freien verwendet werden, müssen sie außerordentlich stabil gebaut sein, um dem Transport und den Einflüssen der freien Natur widerstehen zu können. Mangelnde Stabilität verschlechtert wesentlich die Richtwirkung und die Empfindlichkeit.

[0006] Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, ein handliches Richtmikrophon zu schaffen, das leicht zu handhaben ist und die Vorteile des Interferenzmikrophons mit denen eines Reflektormikrophons vereint. Dieses Ziel wird bei einem Richtmikrophon der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß im Bereich des freien Rohrendes eine akustische Reflektoranordnung, die vorzugsweise Schallwellen des oberen Hörfrequenzbereiches zur Einspracheöffnung des Interferenzfohres bündelt, vorgesehen ist. Da die Reflektoranordnung vorzugsweise nur zur Sammlung hoher Frequenzen bestimmt ist, kann die Reflektoranordnung verhältnismässig klein ausgeführt werden. Sie vergrößert kaum den Raumbedarf und das Gewicht des mit ihr ausgerüsteten Interferenzmikrophons. Infolge der geringen Abmessungen ist die Stabilität der gesamten Anordnung sehr gut. Im einfachsten Falle kann die Reflektoranordnung aus einem Reflektor bestehen, der eine etwa schüsselförmige Gestalt hat, deren Boden eine öffnung aufweist, die dem Durchmesser des Interferenzrohres entspricht und dort im Bereich des freien Rohrendes mit dem Rohr verbunden ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Reflektor bei der dem Rohrdurchmesser entsprechenden öffnung mit einer das Interferenzrohr umschließenden Manschette versehen, die entweder fest oder am Rohr verschieblich angeordnet ist. Im letzteren Falle müssen selbstverständlich Mittel zur Fixierung der Manschette am Rohr vorgesehen sein, beispielsweise in Form von einer oder mehreren Klemmschrauben. An Stelle solcher Schrauben, deren Bedienung umständlich und zeitraubend sein kann, ist es auch möglich, eine Bajonettanordnung vorzusehen, wie sie häufig bei photographischen Geräten mit Wechselobjektiven verwendet wird.

[0007] Oblicherweise hat der Reflektor, der im Bereich des freien Rohrendes angeordnet ist, wenigstens angenähert die Form eines Parabolspiegels, wobei die Einspracheöffnung des Interferenzrohres etwa in einer Ebene liegt, in der sich auch der Brennpunkt des Reflektors befindet. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Parabolform des Reflektors voll ausgebildet ist. Da die zentralen Teile ohnehin wenig oder nichts zur Bündelung der Schallwellen beitragen,kann der Reflektor auch nur als ringförmiger Abschnitt eines Parabols ausgebildet sein, was zur Folge hat, daß die öffnung des Reflektors, die beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dem äußeren Durchmesser des Interferenzrohres entsprach, nunmehr wesentlich größer ist und einen ungehinderten Zutritt der Schallwellen zu den Längsschlitzen des Interferenzrohres gestattet. In diesem Falle sind allerdings Stützelemente erforderlich, die den Reflektor im Bereich des Rohrendes mit dem Interferenzrohr.verbinden. Als Stützelemente eignen sich bandförmige Teile, deren Schmalseiten in Ebenen durch die Rohrachse liegen.

[0008] Soll die räumliche Richtcharakteristik nicht keulenförmig sein, sondern beispielsweise bei einem Schnitt senkrecht zur Achse der Hauptempfangsrichtung eine elliptische statt der Kreisform aufweisen, so kann dies bei der Erfindung dadurch erzielt werden, daß dem Reflektor eine entsprechende Ausgestaltung erteilt wird, so daß er in zwei durch Hauptachsen gelegte Ebenen unterschiedliche, vorzugsweise jedoch symmetrische Krümmungen aufweist.

[0009] In einer Weiterbildung der Erfindung besteht die Reflektoranordnung aus zwei reflektierenden Teilen, u. zw. einem Reflektor gemäss einem der vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsbeispiele, dessen reflektierende Fläche zur Schallquelle auszurichten ist, und einem zweiten, kleineren Reflektor, dessen reflektierende Oberfläche der Einspracheöffnung des Interferenzrohres zugewendet ist. In der Lichttechnik ist eine analoge Anordnung unter der Bezeichnung "Schmidt-Optik" bekannt geworden. Sie wird dzt, bei Einrichtungen für die Großbildprojektion von Fernsehbildern allgemein verwendet. In der Akustik ist eine entsprechende Anordnung, insbesondere im Zusammenhang mit Richtmikrophonen nach dem Interferenzprinzip, noch nicht verwendet worden. Der zweite, kleinere Reflektor, der ebenso wie der der Schallquelle zugekehrte größere Reflektor eine gemeinsame Achse mit dem Interferenzrohr besitzt, reflektiert die vom großen Reflektor gesammelten Schallwellen in die Einspracheöffnung des Rohres, wodurch der Wirkungsgrad gegenüber den Ausführungsbeispielen mit nur einem Reflektor wesentlich verbessert wird.

[0010] Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die Reflektoranordnung entweder mit dem Interferenzrohr zu einer mechanischen Einheit verbunden ist oder ein selbständiges Aggregat darstellt, das je nach Bedarf auf das Interferenzrohr aufgesetzt oder abgenommen werden kann.

[0011] Weitere Einzelheiten der Erfindung können der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung entnommen werden.

[0012] Es zeigen

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch ein einfaches Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ebenfalls im Querschnitt einen Reflektor mit einer Manschette,

Fig. 3 einen von der Parabolform abweichenden Reflektor,

Fig. 4 im schematischen Querschnitt die Verwendung eines ringförmigen Reflektors,

Fig. 5 eine Vorderansicht der Anordnung nach Fig. 4, und

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel mit einer aus zwei Reflektoren bestehenden Anordnung im schematischen Querschnitt.

[0013] Um den übertragungsfaktor eines Interferenzmikrophones mit nur einem Rohr im höherfrequenten Bereich zu verbessern, ist beim einfachsten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 an der Öffnung des Interferenzrohres 2, die der mit dem Wandler 1 versehenen Uffnung gegenüberliegt, ein schüsselförmiger Reflektor 4 angeordnet.

[0014] Die seitlichen öffnungen 3 im Interferenzrohr sind zwecks Erzielung der erforderlichen Phasendrehung für die Ausbildung der stark gebündelten Richtcharakteristik mit einem geeigneten akustischen Reibungsmaterial abgedeckt und/oder es wird ein seitlicher Schlitz angebracht, dessen Breite sich keilförmig entlang des Rohres ändert.

[0015] In manchen Fällen ist es erwünscht, z.B. beim Transport, daß man den Reflektor vom Interferenzrohr abnehmen kann. Die Lösung dieser Aufgabe ist relativ einfach und in Fig. 2 dargestellt. Die öffnung des Reflektors 4, in die beim Ausführungsbeispiel nach Fig.l das Interferenzrohr 2 eingesetzt ist, ist.mit einer Manschette 5 versehen, die auf das Interferenzrohr zügig aufschiebbar ist. Mit einer Schraube 6, die die Wand der Manschette 5 durchsetzt, kann der Reflektor 4 am Rohr 2 in einer gegebenenfalls frei wählbaren Stellung festgehalten werden.

[0016] Fig. 3 zeigt einen Reflektor 4, dessen äußere Begrenzung nicht kreisförmig, sondern elliptisch verformt ist. Es ergeben sich dabei zwei senkrecht aufeinanderstehende Hauptachsen d_l und d₂, in deren Ebenen, die auch die Achse des Interferenzrohres 2 einschließen, der Reflektor 4 unterschiedliche Krümmungen aufweist, die bei diesem Ausführungsbeispiel symmetrisch sind.

[0017] Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel stellt der Reflektor 7 einen Abschnitt eines Parabols dar, so daß die öffnung, die bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen dem Durchmesser des Rohres 2 entsprach, hier wesentlich größer ist. Der Reflektor 7 wird von beispielsweise drei Stützelementen 8 getragen, die von der Manschette 5 ausgehen. Um den Schallzutritt zu den Schlitzen 3 im Interferenzrohr 2 nicht zu behindern, bestehen die Stützen 8 aus schmalen, bandförmigen Elementen, deren Schmalseiten in Ebenen durch die Rohrachse liegen.

[0018] Dies ist besonders deutlich Fig.5 zu entnehmen, die eine Vorderansicht des in Fig.4 im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiels ist.

[0019] Eine Reflektoranordnung mit besonders guter Wirkung ist in Fig.6 schematisch im Schnitt dargestellt. Sie weist außer dem ringförmigen Reflektor 7', wie er auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 verwendet wird, einen zweiten,kleineren Reflektor 9-auf, der die vom Reflektor 7' gesammelten Schallwellen des höheren Frequenzbereiches aufnimmt und so umlenkt, dass sie direkt in die Einspracheöffnung des Interferenzrohres 2 eintreten können. Die Schallwellen werden etwa nach den mit 10 bezeichneten strichlierten Linien geführt. Es ist ersichtlich, daß der Anteil der vom Reflektor 7' gesammelten Schallwellen, der in die öffnung des Interferenzrohres 2 eintreten kann, bei diesem Ausführungsbeispiel zweifellos größer ist, als bei jenen Ausführungsbeispielen, die nur einen einzigen Reflektor besitzen. Man kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel wie bei den früheren die Reflektoranordnung entweder fest mit dem Interferenzrohr verbinden oder aber auch lösbar ausbilden.

Ansprüche

1. Richtmikrophon nach dem Interferenzprinzip, mit einem einzigen, einen oder mehrere Längsschlitze oder seitliche Öffnungen (Bohrungen) aufweisenden,langgestreckten Rohr, an dessen einem Ende wenigstens ein elektroakustischer Wandler angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des freien Rohrendes eine akustische Reflektoranordnung (4; 7; 7' und 9), die vorzugsweise Schallwellen des oberen Hörfrequenzbereiches zur Einspracheöffnung des Interferenzrohres (2) bündelt, vorgesehen ist.

2. Richtmikrophon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein schüsselförmiger Reflektor (4) vorgesehen ist, der in seinem Boden eine zentrale Öffnung aufweist, die dem Durchmesser des Interferenzrohres (2) entspricht und dort im Bereich des freien Rohrendes mit dem Rohr (2) verbunden ist.

3. Richtmikrophon nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (4) bei der dem Rohrdurchmesser entsprechenden Öffnung mit einer Manschette (5) versehen ist, über die er mit dem Interferenzrohr (2) verschieblich und feststellbar verbunden ist.

4. Richtmikrophon nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (4) wenigstens angenähert der Form eines Parabolspiegels entspricht.

5. Richtmikrophon nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (4) in wenigstens zwei durch Hauptachsen (d₁, d₂) gelegte Ebenen unterschiedliche, vorzugsweise jedoch symmetrische Krümmungen und Größen aufweist.

6. Richtmikrophon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (7) eine zentrale öffnung aufweist, die wesentlich größer ist als dem Durchmesser des Interferenzrohres (2) entsprechend, und daß der Reflektor (7) über Stützelemente (8) im Bereich des freien Rohrendes mit dem Rohr (2) verbunden ist.

7. Richtmikrophon nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des freien Rohrendes eine Manschette (5) verschieblich und feststellbar vorgesehen ist, an der die mit dem Reflektor (7) verbundenen Stützelemente (8) befestigt sind.

8. Richtmikrophon nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (7) einem ringförmigen Abschnitt eines Parabolspiegels entspricht.

9. Richtmikrophon nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (7) als ovaler Streifen ausgebildet ist, der in zwei durch Hauptachsen (d_l,d₂) gelegte Ebenen unterschiedliche, vorzugsweise jedoch symmetrische Krümmungen aufweist.

10. Richtmikrophon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoranordnung einen größeren, zur Schallquelle auszurichtenden Reflektor (7') und konzentrisch hierzu einen kleineren, mit seiner reflektierenden Oberfläche gegen die Einspracheöffnung des_Interferenzrohres (2) gerichteten, die vom größeren Reflektor (7') gesammelten Schallwellen bündelnden und in die Einspracheöffnung umlenkenden Reflektor (9) aufweist.

11. Richtmikrophon nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoranordnung (4; 7; 7' und 9) lösbar mit dem Interferenzrohr (2) verbunden ist.

12. Richtmikrophon nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Interferenzrohr (2) und die Reflektoranordnung (4; 7; 7' und 9) eine mechanische Einheit bilden

Zeichnung