話筒炭精盒支架的製作方法

2023-06-27 23:18:01

專利名稱：話筒炭精盒支架的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種話筒炭精盒支架，它放在話筒外殼中，並且用作放在話筒中的炭精盒的彈性支架。
與話筒炭精盒(下面簡稱為炭精盒)的工作原理無關，對於所有話筒有必要一方面炭精盒機械上與話筒外殼相連接，而另一方面聲學上與手柄噪聲隔離和分開。為了完成上述兩個相互對立的任務，現有技術中採用所謂的彈性橡膠支架。這裡涉及一個由彈性橡膠或橡膠類材料形成的套圈狀或蜘蛛狀的組織，炭精盒被放在其中，並且此組織被粘貼、卡在話筒外殼內部或者以其它方式永久地或可分開地與話筒外殼連接。
因為每個話筒炭精盒都關係到一個聲壓變換器，存在下述的基本問題話筒炭精盒不能區分有用聲和話筒炭精盒的不希望有的振動。這兩種激勵方式有相同的作用話筒炭精盒的膜片運動，並且導致話筒輸出端產生一個電信號。顯然，由話筒振動而產生的電信號是不希望要的。因而話筒生產廠致力於通過結構上的措施來使振動-或手柄噪聲儘可能小。
話筒炭精盒和彈性裝配架或彈性支架構成的機械系統可以被視為一個質量-彈性-系統(Masse-Feder-System)。在機械分析這種系統時人們得到一個微分方程，它的解完全描述了此機械系統。因為單純從形式上考慮上述機械振動(質量—彈性—衰耗)的微分方程完全對應於電子振蕩電路(電感—電容—電阻)的微分方程，可以藉助於模擬計算進行在電子學領域中的分析。
質量(m)對應於電感(L)，彈性(c)對應於電容(C)而衰耗(k)對慶於歐姆電阻(R)。
因為電子學中的數學工具使用起來更簡單(用複數阻抗計算)用這些工具可比解此機械微分方程更快地獲得結果。得到結果後將在電學領域獲得的結果轉換到機械領域中，從而話筒炭精盒的運動不僅在時間上而且在頻率上被完全描述。
在回答「如何調整質量—彈性—系統，使得話筒對振動—或手柄噪聲更少敏感」這一問題時，首先必須回答有關話筒傳輸範圍界限這個問題。話筒為不同的應用目的而構造，並且依賴於此目的，不僅下界頻，而且上界頻視情況而被選取得不同。一般可以這樣說優質話筒具有更寬的頻率範圍，不僅在低頻方向上，而且在高頻方向上都比低質話筒頻率範圍寬。因為振動-或手柄噪聲產生的炭精盒激勵發生在低頻範圍內，對於話筒傳輸幹擾激勵的性能而言，其下界頻扮演主要角色。
另一種表述如果一個話筒的頻率響應能達到被人耳覺察的最低頻率，則其對于振動-或手柄噪聲的性能比最低傳輸頻率界限較高的話筒明顯敏感。
因此可以如此使得話筒對于振動或手柄噪聲不敏感其下界頻被調整得較高。當然如此調整的話筒炭精盒和話筒的音頻質量有些損失。
一些話筒生產廠在話筒中附加構造一個電子濾波器。它是所謂的步伐聲濾波器(Trittscha11～filter)，在話筒被安裝在一個平臺話筒三角架上並且估計會有平臺體的幹擾噪聲例如步伐聲時濾波器應被接入。其中電子濾波器如此被調整，使得低頻在電學上被截斷。因為電子濾波器也不能區分有用信號和幹擾信號，在接入步伐聲濾波器時也不情願地按照濾波器頻率響應減弱了有用聲。簡言之，這使得好的話筒被降級為廉價的話筒。
現有技術的發展趨勢是致力於話筒炭精盒的傳輸範圍在低頻範圍內不被限制，並且為此目的而如此調整話筒炭精盒的彈性支架，使得炭精盒一支架系統的機械諧振頻率被調整得如此之低，落在傳輸頻率範圍之外。對於一個具有200Hz下界頻的話筒這是容易做到的，但是對於具有20Hz下界頻的優質話筒，這是困難的。
由上述微分方程的解可知，與一個機械振動系統的機械諧振頻率直接相鄰處有一些振幅，它們可能明顯大於激勵信號本身的振幅。為了減小不希望有的振幅放大，人們用橡膠或橡膠類材料做支架，它們在內部衰減上具有大的值。這些材料將從外部來的由話筒外殼上的振動饋入的機械能量轉換為熱能。
所用的材料在沒有問題的環境中完滿地滿足其用途，然而除費用之外存在一系列問題材料的高度韌性由於不同的化學和機械添加劑而強烈下降。這導致材料的機械性能(強度，彈性)對溫度有高度的依賴性，從而對不同的氣候條件有強烈的反應。這樣例如現有優質話筒的支架在剛超過0℃的溫度時就幾乎完全失去了彈性，它變硬，成為完全不起作用的炭精盒支架。
另一方面，在40℃左右溫度下橡膠支架已變得如此之軟，存在以下危險炭精盒按照其自身的質量而懸掛得如此之遠，使得它在內側接觸話筒外殼，這同樣導致炭精盒支架完全不起作用。
然而不僅是橡膠支架的差的溫度穩定性在應用中呈現嚴重的問題，而且其老化也產生問題。橡膠受紫外線嚴重侵蝕，並且由於所謂軟化劑(化學添加劑，它能使橡膠軟化)的逸散(蒸發)而變脆和易破碎。
本發明的目的在於給出一種話筒炭精盒的彈性支架，它沒有現有技術中支架的各種缺點，尤其是此支架也應能簡單地適配各種炭精盒和相應的應用領域。
本發明如此完成上述任務機械振動迴路的三個要素炭精盒的質量m，支架的彈性C和支架的衰耗K(它們在電學上對應為R，C和L)作為分開的單元被設計。最好以以下方式設計炭精盒(L)藉助於兩個膜片被固定。膜片由沒有或者只有非常小的內衰耗的材料製成。這樣可以將它看作純彈性單元(C)。因為與現有技術不同，膜片不必須具有(也應該不具有)內衰耗，存在比現有技術時多得很多的材料可供其選用。
按照本發明，衰耗單元(R)也作為一個獨立的結構單元設計，這同樣導致全新的解決方案。
下面藉助附圖詳細說明本發明。附圖中

圖1示出本發明炭精盒剖面圖，圖2示出本發明炭精盒的頻率特性與現有技術中炭精盒的比較，圖3示出本發明的另一種設計，以及圖4示出圖3的一個變型。
如圖1所示，按照本發明話筒炭精盒1藉助於兩個環狀膜片2，3，最好通過粘接與支架盒4連接。其中圖中用細或虛線表示的炭精盒1最好在上膜片2的上面，而下膜處3齊平地連接於炭精盒的底側面。在所示實施例中虛線部分13對應本來意義上的炭精盒，而實線部分對應聲學調整所需的空間，其壁與本來意義上的炭精盒有固定的連接，從而在本發明的意義上它也屬於炭精盒。如果這種空間是不需要的，當然它可被取消。在支架盒4的下端，一個蓋5被擰上，它至少基本密封地設置在支架盒上，並且具有至少一個小孔7。以這種方式，下膜片3與蓋5一起構成一個封閉空間6，它僅藉助於底板上的小孔7向外開放。孔7最好用一個半透氣的材料8蓋上或填充。
材料8可以例如是氈，PU-泡沫，毛氈塊，塑料或自然纖維紡織物或金屬紡織物。其中紡織物不必須理解為傳統的、由織物形成的組織，它也可以是所謂的「非-織物-製品」。
話筒炭精盒1的質量和環狀膜片2，3的彈性構成一個機械振動迴路，如前所述其諧振頻率「被選擇」，並且通過選擇環狀膜片2，3的材料和尺寸(並且在特殊情況下通過炭精盒1的重量)而被調整。可作為膜片2和3的材料的主要有PC-薄膜，鋁，銅，鋼或黃銅，它們具有薄膜形狀並且最好有0.01至1毫米之間的厚度。
為了限制此機械振動迴路的最大振幅，必須加入一個機械的衰耗元件到振動迴路中，實際中此元件是一個摩擦件。
此衰耗由半透氣的孔7連同多孔材料8一起實現。在每次話筒外殼，從而支架盒4被軸向機械激勵時，話筒炭精盒1離開靜止位置，並且根據激勵的方式和方向而向上或向下運動。這樣空氣由封閉空間6通過孔7和半透氣的材料8壓出(或吸入)，由於此通道的流動特性，它對應於明顯的機械摩擦，此摩擦衰減了流動的空氣的運動，並從而衰耗了炭精盒1的運動。
組件在相應設備或外殼中的安裝或者在支架盒4上面，或者在蓋5上面，無論哪種情況，不妨礙話筒炭精盒1的運動。
圖2舉例示出本發明可實現的幅頻響應，其中曲線具有不同的衰耗常數(R)，它們例如可由不同的材料8和/或孔7的不同尺寸獲得。曲線R示出小摩擦時的振動特性，曲線G是在比較大的摩擦情況下的振動特性。由圖2可見，通過改變摩擦值，振動特性可在很大的範圍內變化，而同時基本上不改變機械系統的諧振頻率。
摩擦的調整可獨立於彈力的調整，進行這一事實呈現了超出常規的改進話筒炭精盒支架的可能性，因為人們不再需要在選擇膜片的材料時作出折衷，而是可以選擇用於調節支架所必要的摩擦值，同時又不勉強改變支架的彈性。
圖3示出摩擦件的另一可能的實施方案。其中涉及一個變型，它可以方便和簡單地實現所要的摩擦值變更。為此目的，在所示實施例中蓋5在其背著炭精盒的側面上具有一個孔圓盤9，它具有至少一個通孔10。在蓋5和孔圓盤9之間是半透氣材料8，它在此實施例中不僅封閉或蓋住蓋5上的孔7，而是基本上佔領蓋5和孔圓盤9之間的整個面積。孔圓盤9擰在蓋5中，從而通過擰緊或部分擰上孔圓盤9可以改變從小孔7通過半透氣材料8和通孔10的氣流的流動特性。以這種方法可以簡單和精細分級地變動炭精盒支架的衰耗，並從而適應不同的應用和結構情況。
圖3的調整可能性的變型如圖4所示。其中僅示出蓋5，它具有至少一個偏離中心的孔7。在所示實施例中在蓋5和孔圓盤9之間沒有衰耗材料，當然也可以在蓋5和孔圓盤9之間的空間中填入衰耗材料。在圖4所示實施例中放棄了價格昂貴的螺紋，它在圖3實施例中肯定是需要的，這裡孔圓盤9是可旋轉的，例如藉助於一個凸頭11，它嵌入蓋5的一個槽中。由於孔7或通孔10的位置分別偏離旋轉軸12，通過孔圓盤9相對於蓋5的旋轉可改變進和出空氣的通路的長度a，並從而改變摩擦值和炭精盒振動的衰耗。
當然可以組合和改變所示出的各個實施形式。基本原則是炭精盒1的支架藉助於兩個環狀膜片2實現，它們不必須具有指定的衰耗特性，並且炭精盒的振動的衰耗通過由空心空間的空氣的被衰耗的輸入-和輸出流實現，空心空間一方面由炭精盒，另一方面由支架盒以及最終由環狀膜片中的一個構成。
實施例提供了以下可能性空氣流通過增加的元件以可再現的方式被衰耗。另一個設計涉及以下可能性利用與本發明衰耗裝置相連接的話筒外殼進行變換器的聲學調整。
權利要求
1.話筒炭精盒支架，其中話筒炭精盒(1)藉助於兩個環狀膜片(2，3)彈性地被置於話筒外殼中，其特徵在於，炭精盒(1)藉助於環狀膜片(2，3)連接於支架盒(4)，並且蓋(5)與支架盒(4)至少基本上密封地連接，使得一個封閉的空間(6)由下膜片(3)、蓋(5)和炭精盒(1)構成，並且僅僅這個封閉空間(6)的一個小孔(7)與外界連接，此外支架盒(4)和/或蓋(5)與話筒外殼連接。
2.如權利要求1所述的支架，其特徵在於，小孔(7)用一個半透氣的材料(8)遮蓋或用它填充。
3.如權利要求1或2所述的支架，其特徵在於，在蓋(5)的背著炭精盒的側面上設置一個孔圓盤(9)，它具有至少一個通孔(10)，它被設置在一個不對著孔(7)的位置上。
4.如權利要求3所述的支架，其特徵在於孔圓盤(9)擰在蓋(5)上，並且在蓋和孔圓盤(9)之間的區域內用一個彈性的、可被壓縮的半透氣的材料(8)基本上填滿。
5.如以上權利要求中任一項所述的支架，其特徵在於，孔(7)和/或通孔(10)偏離炭精盒的軸(12)被設置，並且孔圓盤(9)相對於蓋(5)可旋轉。
6.如以上權利要求中任一項所述的支架，其特徵在於，它被用於變換器的聲學調整。
全文摘要
本發明涉及話筒炭精盒支架，其中話筒炭精盒(1)藉助於兩個環狀膜片(2，3)彈性地被置於話筒外殼中。本發明的特徵在於，炭精盒(1)藉助於環狀膜片(2，3)連接於支架盒(4)，並且蓋(5)與支架盒(4)至少基本上密封地連接，使得一個封閉的空間(6)由下膜片(3)，蓋(5)和炭精盒(1)構成，並且僅僅這個封閉空間(6)的一個小孔(7)與外界連接，此外支架盒(4)和/或蓋(5)與話筒外殼連接。
文檔編號H04R1/22GK1399495SQ0211840
公開日2003年2月26日 申請日期2002年4月24日 優先權日2001年4月24日
發明者吉諾·帕弗洛維克 申請人:Akg聲學有限公司