Karbonmikrofon

Karbonmikrofon, sannsynligvis 1920-tallet

Den karbon mikrofon er en mikrofon som elektroakustisk transduser prinsipp er basert på det faktum at trykkvariasjoner forårsaket av lyden forårsaker endringer i den elektriske kontaktmotstanden av grafittpartikler mellom sine forbindelser. Karbonmikrofoner brukes sjelden i disse dager.

historie

Den første mikrofonen som muliggjorde taletelefoni ble utviklet uavhengig av David Edward Hughes i England og Emil Berliner og Thomas Alva Edison i USA . Selv om Edison var den første som søkte patent, hadde Hughes vist en fungerende prototype noen år tidligere for mange vitner, slik at de fleste historikere ser på Hughes som oppfinneren av karbonmikrofonen. I 1923 utviklet Georg Neumann og Eugen Reisz M 109, kjent som marmorblokkmikrofonen, i Berlin .

Kullmålmikrofon

Prinsippet om karbonmikrofonen; hjelpespenningen leveres vanligvis av telefonnettet

Den trykkavhengige kontaktmotstanden mellom karbonpartikler (kullgranulat, kullkorn), som komprimeres av en lydmottakende metallplate , brukes til konvertering .

konstruksjon

En lyd-gjennomtrengelig Huset er lukket på den ene side med en metallisk membran . Dette danner en elektrode . Den er fylt med kullgryn laget av antrasitt . Motelektroden er på den andre siden.

funksjon

En likestrømsspenning må påføres mellom membranen og motelektroden via en arbeidsmotstand ( forbruker ) . De lydbølger sendes gjennom membranen til den trekull. Prinsippet er basert på en " løs kontakt " mellom kullkornene. De mikroskopiske endringene i partikkelenes posisjon forårsaker en modulering av likestrømmen som strømmer gjennom dem . Den trykkavhengige kontaktmotstanden som er typisk for grafitt spiller også en rolle her.

I telefoner kan arbeidsmotstanden være direkte på øretelefonen (elektromagnetisk omformer) - forsterkning er bare nødvendig for lengre overføringsavstander.

Ulike påføringskrav kan til en viss grad oppfylles ved å bruke forskjellige kornstørrelser .

forpliktelse

Kullgrynmikrofoner ble brukt i stort antall i telefoner frem til 1970-tallet . Det antas at oppfinnelsen av karbonmikrofonen sterkt akselererte utviklingen av telefoni. Taleforståeligheten var dermed tilstrekkelig god. På 1960- og 1970-tallet ble karbonmikrofonene i telekommunikasjonsteknologi erstattet av de akustisk bedre dynamiske mikrofonene, men spesielt piezomikrofonene , som igjen ga vei for elektretkondensormikrofonen på 1980-tallet , som integrerte nødvendig forsterkerelektronikk. Som før oppnås driftsspenningen fra tilkoblingskabelen. Dette betyr at karbonmikrofoner i telefoner vanligvis kan erstattes 1: 1 med elektroniske versjoner.

I lydteknikk eller musikkopptak brukes ikke karbonmikrofoner på grunn av den lave reproduksjonskvaliteten. I profesjonell lydteknikk ble karbonmikrofonen erstattet av kondensatormikrofonen allerede på 1920- og 1930-tallet . I dag brukes dynamiske mikrofoner og kondensatormikrofoner i mer sofistikert lydteknologi.

Karbonmikrofoner ble også brukt som strupehodemikrofoner og for direkte modulering av rørutstyrte sendere.

Tidlige telefonoverføringslinjer ble karbonmikrofoner brukt som repeatere på grunn av deres forsterkende egenskaper . En slags høyttaler var mekanisk koblet til mikrofonen. Overføringskvaliteten var dårlig, men teknologien gjorde det mulig å ringe langdistanse allerede før introduksjonen av elektronrøret (rundt 1920-tallet). Fram til 1950-tallet ble slike forsterkere også brukt i høreapparater , siden strømforsyningen var mye lettere og enklere enn med elektronrør.

Design

I stedet for kullet ble det brukt diskrete grafittdeler, som beveges mot hverandre av lyden - i modellen til venstre fra 1889 brukes små grafittruller hengt på pinner og flyttet av fjærer i forhold til en tremembran.

  • Karbonmikrofon med tremembran fra 1889

  • Omformer av en karbonmikrofon til venstre (sett bakfra): grafittruller som henger på grafittpinner flyttes av fjærer i forhold til en tremembran

  • Tegning fra patentspesifikasjon

  • Den typiske, lukkede designen som tidligere ble brukt i telefoner

egenskaper

Positive egenskaper:

  • Høyt elektrisk utgangsnivå, noe som betyr at ytterligere forsterkning vanligvis ikke er nødvendig; Kan byttes direkte i serie med øretelefonen
  • Forsterkende egenskaper
  • Lave produksjonskostnader

Negative egenskaper:

  • Sterk støy på grunn av oksidasjonsprosesser på spissen av kullgrynene; aldersavhengig
  • Forvrengningsfaktor ofte over 5 prosent
  • Dårlig reproduserbare overføringsegenskaper, posisjon og vibrasjonsavhengig
  • Vedlikeholdskrevende eller begrenset levetid
  • Svært fuktavhengige parametere

litteratur

  • Harry Dittrich, Günther Krumm: Elektro-Werkkunde Volum 5 / Profesjonell praksis for telekommunikasjonsmontører og telekommunikasjonsmekanikk. 4. utgave, Winklers Verlag, Darmstadt, 1971
  • Den store teknologiboken. Forlag for kunnskap og utdanning, Bertelsmann GmbH forlagsgruppe, Gütersloh, 1972
  • Helmut Röder, Heinz Ruckriegel, Heinz Häberle: Elektronikk 3. del, kommunikasjonselektronikk , 5. utgave. Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal, 1980, ISBN 3-8085-3225-4

weblenker

Commons : Carbon Microphones  - Samling av bilder, videoer og lydfiler

Individuelle bevis

  1. E Bob Estreich: Professor David Hughes (Eng.)
  2. ↑ Encyclopedia Britannica: David-Hughes (Engl.)
  3. ↑ Månedens mikrofon JUne 2018 - Reisz M 109_ Den første gode mikrofonen. Hentet 26. november 2020 .
  4. ↑ Thomas Görne, Mikrofoner i teori og praksis, 2. utgave 1996, side 59
  5. ^ Galleriet med elektro-mekaniske forsterkere