專利名稱：具有更好的抗風(fēng)能力的微型話筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型話筒，它具有一個安裝在話筒殼中的話筒炭精盒，具有通到前容積的前聲輸入孔，具有通到后容積的后聲輸入孔，并且具有一個連接容積，從而實現(xiàn)壓力梯度接收器，具有更好的抗風(fēng)能力和低的爆裂聲。
背景技術(shù)：
與其物理工作方式無關(guān)，話筒炭精盒可構(gòu)造為壓力接收器或壓力梯度接收器。兩種炭精盒類型相互間的區(qū)別主要在于可獲得的方向性。一個話筒炭精盒的方向性定義為不同聲音輸入方向上炭精盒的靈敏度，并可以相應(yīng)極座標圖描繪成球形，腰子形，雙腰子形，超腰子形或八字形。壓力接收器中炭精盒的膜片僅從一側(cè)被激勵，它具有球形方向性。
為了能獲得指向一側(cè)的方向性，必須構(gòu)造所謂壓力梯度接收器。它不僅具有一個前聲輸入孔，而且還具有第二個聲輸入孔，它可或者在側(cè)面或者在后面，在其幫助下話筒炭精盒的膜片被一個壓力差作用。壓力梯度炭精盒的聲學(xué)調(diào)整由專業(yè)人員用已有的聲學(xué)設(shè)備完成，從而不僅取得所要的方向性而且也獲得所要的頻率響應(yīng)。
雖然具有指向一側(cè)的方向性的話筒炭精盒由于其阻止干擾聲的性能而受到歡迎，但它與具有球形方向性的炭精盒比較在抗風(fēng)和所謂爆裂聲性能上有嚴重缺陷。爆裂噪聲出現(xiàn)在未經(jīng)訓(xùn)練的發(fā)聲者發(fā)諸如“P”或“B”等爆破輔音時。
風(fēng)噪聲的阻尼在現(xiàn)有技術(shù)中借助于各種話筒籃實現(xiàn)。其中同時也用作話筒機械保護的話筒籃被各種多孔材料填充。為此主要應(yīng)用開孔的泡沫材料，它們或者放在話筒籃中，或者作為抗風(fēng)罩置于話筒網(wǎng)罩上。這種抗風(fēng)裝置的作用一方面依賴于泡沫厚度，另一方面也與至話筒炭精盒的距離有關(guān)。較厚的泡沫材料一般產(chǎn)生更好的抗風(fēng)能力，但是也導(dǎo)致高頻端話筒靈敏度降低。類似現(xiàn)象存在于與它至話筒炭精盒的距離的關(guān)系。更大的距離意味著更好的抗風(fēng)能力，而隨之帶來的缺點是話筒不再能保持小到不被人注意到。
作為應(yīng)用基于泡沫材料的抗爆裂聲保護裝置的例子是EP0130400A2所公開的。其中涉及由開孔的泡沫材料加工的抗爆裂聲和抗風(fēng)保護，它罩住話筒外殼。
US 4966252A描述了另一種方法。其中不僅話筒的炭精盒區(qū)域，而且整個話筒被置于對齊柏林式的防風(fēng)殼中。
DE 2981397U1同樣描述了一個泡沫材料結(jié)構(gòu)，它罩住話筒外殼。
所有這三個例子的共同點在于，它們的結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且昂貴，而且外部環(huán)境狀況對保護裝置的壽命有非常負面的影響。
微型話筒主要通過捆綁，別戴，粘貼或佩戴而被帶在人體上，為了減小風(fēng)-或爆裂聲靈敏度，它被構(gòu)造為壓力接收器。這樣雖然話筒的風(fēng)靈敏度保持低下，但是另一方面由于話筒的球形方向性不需要的，從話筒聲學(xué)環(huán)境中來的干擾也被接收和傳輸。具有指向一側(cè)的方向性的微型話筒由于其風(fēng)靈敏度至今很難應(yīng)用。它們必須戴一個由泡沫材料構(gòu)成的外保護罩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于使得構(gòu)造由動態(tài)-或電炭精盒構(gòu)成的，具有指向一側(cè)的方向性，并且有小體積，尤其是具有集成的抗風(fēng)保護的微型話筒(例如頭戴話筒)成為可能，且此話筒結(jié)構(gòu)簡單而廉價。
本發(fā)明上述任務(wù)的解決方案是在話筒炭精盒的結(jié)構(gòu)中形成窄通道，它被構(gòu)造在話筒外殼內(nèi)部，通過它們實現(xiàn)話筒炭精盒的前側(cè)和后側(cè)之間的連接。


下面借助附圖詳細說明本發(fā)明。附圖中圖1和圖2說明作為本發(fā)明基礎(chǔ)的問題，圖3是符合現(xiàn)有技術(shù)的一個小話筒，圖4是本發(fā)明話筒的橫截面，以及圖5是圖4沿著直線V-V的剖面。
具體實施例方式
作為本發(fā)明基礎(chǔ)的問題在下面借助于圖1和2說明圖1通過波動線示出一個湍流聲場，其中一個話筒炭精盒有兩個聲輸入孔a和b。
圖2借助矢量圖示出在一個湍流聲壓場中的壓力關(guān)系。其中各個矢量說明如下Po是靜態(tài)空氣壓力，其強度變化如此之慢，使得可以忽略它。在矢量Po的端點示出兩個矢量Pa和Pb。矢量Po的長度比這兩個矢量長105(＝100000)倍。它們代表圖1所示話筒炭精盒在兩個聲輸入孔處的聲壓關(guān)系。因為話筒炭精盒體積小，兩個矢量Pa和Pb的強度(長度)相同(它們在如此短的距離上不衰減)。但是它們的相位由于聲場的湍流而完全隨機。
在圖2中示出兩個瞬時情況。在第一個情況(實線)下矢量Pb具有約45°的相位角，而作為作用力作用于話筒炭精盒的膜片上的矢量差有ΔP1的強度。在另一時刻(虛線)矢量Pb有約120°的相位角。于是壓力差Pa-Pb＝ΔP2大于單個壓力Pa或Pb。
這說明在出現(xiàn)風(fēng)-或爆裂噪聲時通常發(fā)生的湍流空氣壓力環(huán)境中在壓力梯度炭精盒情況下膜片作用力可以大于壓力炭精盒情況下的。因而在一個湍流空氣壓力場中兩個相鄰點之間的壓力差可明顯大于此時刻上相同湍流空氣壓力場中一個點上的空氣壓力，如圖2所示。裝有這種話筒炭精盒的話筒對于風(fēng)噪聲特別靈敏，并且通常用很高的開支才可降低此靈敏度。
圖3示出具有指向一側(cè)的方向性的，符合現(xiàn)有技術(shù)的一個傳統(tǒng)小話筒。具有一個前側(cè)和一個后側(cè)聲輸入孔(圖中未示出)的話筒炭精盒1被嵌在一個用以阻止抓拿-或摩擦噪聲的彈性的空心圓柱形炭精盒支撐件2中。并且側(cè)面的聲孔3被開在話筒外殼4中，它通向后容積7。在前容積中具有相應(yīng)的前側(cè)聲輸入孔6在話筒外殼4上，在炭精盒前側(cè)通常放置一個或多或少的多孔泡沫材料5。其任務(wù)有兩個一是保證炭精盒的防塵，二是試圖取得抗爆裂聲保護。
在所述方案中，作為壓力梯度接收器實現(xiàn)的話筒炭精盒1有兩個(未特別示出)聲輸入孔，在具有后側(cè)聲輸入孔3的后容積7中沒有泡沫材料填充，并且炭精盒支撐體2將前容積與后容積(聲學(xué)上)完全隔開。這樣節(jié)約了生產(chǎn)成本，然而提高了話筒的風(fēng)靈敏度，因為完全相同的聲路徑導(dǎo)致在炭精盒片上沒有附加的壓力差。通過在話筒的后容積7中放少量泡沫材料，膜片上的壓力差增加(相對于完全沒有泡沫材料覆蓋)，并且這樣也降低風(fēng)-或爆裂聲靈敏度。
因而必要的是，傳統(tǒng)的具有小尺寸(外徑直至25毫米)的話筒結(jié)構(gòu)借助于附加的泡沫材料體(抗風(fēng)件)來抗風(fēng)噪聲或爆裂噪聲，它們必須被牽引或罩在整個結(jié)構(gòu)上。這里缺點在于附加的空間開銷，以及由于周圍環(huán)境影響而導(dǎo)致所謂附加抗風(fēng)件的老化。
圖4和圖5示出本發(fā)明的解決方案流行的具有指向一側(cè)的方向性的壓力梯度炭精盒11放在一個通常圓柱形外殼12中，然而它也可以做成其它形狀，并且它被向內(nèi)突出在外殼壁上的凸紋或隔板13固定。在外殼12中有前側(cè)聲輸入孔14和后側(cè)聲輸入孔15。在外殼12中通過放入的炭精盒11構(gòu)成前容積16，后容積17和連接這兩個容積的連接容積18。
前容積16和后容積17分別用至少一個透聲的泡沫件19完全或部分地填充。連接容積18起平靜區(qū)的作用，并且根據(jù)泡沫件19的性能而實現(xiàn)風(fēng)噪聲的非常強的衰減。
前側(cè)聲輸入孔14允許聲波從前側(cè)進入前容積16，這樣聲波不僅進入炭精盒11前側(cè)面上的輸入孔(未特別示出)，而且經(jīng)過連接容積18抵達后容積17并且從那里到炭精盒11后側(cè)面上的后聲輸入孔(未特別示出)。
后容積17的后壁與后面的結(jié)構(gòu)聲學(xué)上嚴密隔離，這樣首先容積17保持小體積，第二，話筒外殼12內(nèi)部被封閉并且阻止與其它容積的耦合。圖4中還有話筒炭精盒11的連接線10。它們穿過一個孔，此孔用粘合劑或其它彈性材料21密封，從而話筒外殼的剩余容積20與容積17無聲學(xué)耦合。
容積和聲輸入孔的大小應(yīng)用在話筒結(jié)構(gòu)中流行采用的準則如此來選擇，以獲得所需的頻率響應(yīng)。最好整個被泡沫材料19填充的前容積16的形狀和大小最好如此選擇，其高度(話筒炭精盒11的前側(cè)面和前聲輸入孔14間的距離)約為最小被傳輸波長(對應(yīng)于最高被傳輸頻率)的1/4。從而它起諧振器的作用并且展寬話筒的高頻端頻率分布。后容積17的大小沒有嚴格要求，只要孔15離炭精盒11的底面足夠近，并且其大小不妨礙聲波穿透。作為連接容積18示出的連接通道最好寬(徑向延伸)約0.5至2毫米。它們也可以設(shè)計得更寬，但是這僅在特殊情況下才用，因為這樣話筒變大了。
還要指出，在說明書和權(quán)利要求中“容積”概念應(yīng)被理解為一個空的，或用泡沫材料或類似物部分或完全填充的空間，但是在各種情況下它基本上是穿透聲波的。
權(quán)利要求
1.具有一個安裝在話筒外殼(12)中的話筒炭精盒(11)的微型話筒，其中話筒外殼(12)具有通往前容積(16)的前聲輸入孔(14)和通往后容積(17)的后聲輸入孔(15)，并且前容積(16)與話筒炭精盒(11)的前聲輸入孔連接，后容積(17)與話筒炭精盒(11)的后聲輸入孔連接，其特征在于，在前容積(16)和后容積(17)之間存在一個連接容積(18)。
2.如權(quán)利要求1所述的微型話筒，其特征在于，連接容積(18)由窄通道構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的微型話筒，其特征在于，前容積(16)和后容積(17)分別用至少一個透聲的泡沫材料件(19)完全或部分地填充。
4.如上述所有權(quán)利要求中任一項所述的微型話筒，其特征在于，連接容積(18)主要由外殼(12)壁內(nèi)側(cè)和話筒炭精盒(11)的外側(cè)之間的一個環(huán)裂縫構(gòu)成。
5.如上述所有權(quán)利要求中任一項所述的微型話筒，其特征在于，話筒炭精盒(11)被外殼(12)的凸紋或隔板(13)固定。
6.如上述所有權(quán)利要求中任一項所述的微型話筒，其特征在于，前容積(16)具有一個高度，它約為最小傳輸波長的1/4。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有一個安裝在話筒外殼(12)中的話筒炭精盒(11)的微型話筒,其中話筒外殼(12)具有通往前容積(16)的前聲輸入孔(14)和通往后容積(17)的后聲輸入孔(15),并且前容積(16)與話筒炭精盒(11)的前聲輸入孔連接,后容積(17)與話筒炭精盒(11)的后聲輸入孔連接,本發(fā)明的特征在于,在前容積(16)和后容積(17)之間存在一個連接容積(18)。
文檔編號H04R1/08GK1371233SQ0210356
公開日2002年9月25日 申請日期2002年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月15日
發(fā)明者施瓦德·克理斯托夫 申請人:Akg聲學(xué)有限公司