de appel en het koekje

Geschreven door Jan Cuypers.

Als je appel en koekje googelt kom je terecht bij recepten voor appelkoekjes. Logisch, natuurlijk, maar geen onderwerp voor deze website.

Maar zie :  Als je deze microfoonmicrofoon LTM 3630red bekijkt dan zie je direct waarom hij bij de BBC-radiotechnici bekend was als de “apple and biscuit”, appel en koekje dus, of nog  “ball and biscuit”. Bij de BBC-tv-mensen heette hij dan weer “the thistle”, de distel. Ook iets voor te zeggen. In de VS noemde men hem “eight ball”, een soort zwarte biljartbal. Wat zijn NIR-bijnaam was weten we niet. Maar hij was wel zeer bijzonder, en ons exemplaar zeker.

Het is een dynamische studiomicrofoon, met een rondomgevoelige richtkarakteristiek. Het is dus geen reportermicrofoon (hoewel hij wel als dusdanig gebruikt werd). Een beetje contra-intuïtief moet het schermpje (het koekje) naar boven gericht worden. Dit schermpje gekoppeld met de bolvorm zorgt ervoor dat de microfoon even gevoelig is voor geluid, uit welke richting het ook komt. Hij is dus rondomgevoelig, of omnidirectioneel. De frequentiekarakteristiek is zo goed als vlak van 30 Hz tot 10 kHz. Voor een microfoon waarvan het ontwerp 80 jaar oud is geen onaardige prestatie.

Dat is geen toeval, integendeel. De kenmerken van dit precisietoestel zijn het resultaat van een wetenschappelijke aanpak. De analyse ervan kunnen we lezen vanaf pagina 406 van de “Bell System Technical Journal” jaargang 1936. Daar vinden we het artikel “a non-directional microphone” van de hand van Marshall en Romanow (op internet te raadplegen, zie o.m.   https://archive.org/stream/bell00systemtechnvol15iamerrich#page/404/mode/2up ).

Dit indrukwekkende artikel beschrijft de theoretische basis voor het ontwerp van de - en hier wordt het wat ingewikkeld - Western Electric-microfoon type 630A. Deze micro kwam in 1935 op de markt. Voor Europa werd hij in Groot-Brittannië onder licentie geproduceerd door de firma STC (Standard Telephones and Cables). Dit bedrijf was sinds 1925 eigendom van ITT. De productie - hij heette daar STC type 4021 - liep door tot ergens in de jaren 1960.

Ons exemplaar is weer anders, want van het type 3630A van “le Matériel Téléphonique” (LMT). Dit was een Frans zusterbedrijf van STC, dus ook eigendom van ITT. Maar dat betekent niet dat de micro echt van Franse makelij is : de gebruikte schroeven zijn van het “Engelse” Whitworthtype, en niet metrisch zoals op het continent gebruikelijk. De Franse microfoons komen dus wellicht uit de Engelse STC-fabrieken... hoewel, de binnenzijde van de behuizing draagt het merk "ALUVAC". Dit is het merk voor producten in Zamak (een gemakkelijk gietbare legering) van de Fonderie de Précision de Nanterre. Deze Franse producent is vooral bekend voor zijn miniatuurautootjes "Solido". Na verschillende overnames is de productie in Europa gestopt in 2006.

Wanneer kocht het NIR deze micro’s aan? Moeilijk te zeggen. Kort na de oorlog? In de jaren 1950 vallen dynamische studiomicrofoons in onbruik, de condensatormicro’s van Neumann doen dan hun intrede. Bij de BBC net als bij ons worden de “bolletjes” verder gebruikt voor meer nederige toepassingen : vele eindigen hun loopbaan als intercommicrofoon, hoewel ze daar niet echt voor geschikt zijn.

Maar na regen komt zonneschijn : in sommige revivalgevoelige opnamestudio’s zijn ze momenteel populair voor drums. Zelfs de Abbey Roadstudio’s hebben drie exemplaren. Toegegeven, die hebben tientallen types microfoons in hun aanbod.

Even technisch : in vergelijking met de omnidirectionele microfoon STC 4017C van dezelfde makelij (klik hier voor een artikel erover) ziet dit model er veel kleiner uit. Lijkt de ene microfoon wat op een conservenblik dan is de andere praktisch perfect bolvormig. Waarom?

Voor geluidsgolven die zijdelings of langs achter invallen vormt de behuizing van een microfoon een obstakel. Ze moeten er als het ware rond lopen. Dat lukt door een fenomeen dat men diffractie noemt. Door de diffractie buigen golven rond een hindernis.

Wat nog van belang is :

$1-     deze buiging is beter naarmate de afmetingen van het obstakel kleiner zijn ten opzichte van de golflengte. Dus, hoge tonen (met een korte golflengte) worden minder goed weergegeven wanneer ze langs achter invallen dan lage. En een microfoon van kleine afmetingen zal ook beter rondomgevoelig zijn voor hoge frequenties dan een grote microfoon.

$1-     een bol buigt de geluidsgolven beter af dan een cilinder of een balk van dezelfde afmetingen.

Onze kleine bolvormige microfoon LMT 3630 zal dus kwalitatief beter zijn dan de grote cilindrische STC 4017. De eerste is dan ook een studiomicrofoon, de tweede een reportermicro.

Hieronder staan de frequentiecurves van beide microfoons uit bovengenoemd artikel.

Bij een ideale microfoon die geluid uit alle richtingen even goed capteert, vallen de curves voor alle hoeken (90°, 0°, 30°..) samen. We zien dat onze microfoon (die hier 630-A heet) dit ideaal het best benadert.

En bij een ideale microfoon die voor alle frequenties even gevoelig is, zijn die curves alle vlak en horizontaal. Dat aspect is ook beter bij onze microfoon… indien we de figuren mogen geloven natuurlijk.

image002

image004

Waarvoor dient dan het schijfje bovenop de microfoon? Om de laatste correcties uit te voeren voor de allerhoogste frequenties. Het verzwakt de golven die langs boven invallen en versterkt door reflectie de golven die uit andere richtingen komen.

image006

 

Werpen we even een blik op het inwendige. Als we een doorsnede bekijken (ook uit het artikel), dan bestaat de bol eigenlijk uit twee delen.

In de bovenste helft zit het gevoelige element, een diafragma en een spoel (diaphragm and coil) die zich in een magnetisch veld bevindt. De onderste helft bevat enkel de connector (terminal plug) en een rubberen buisje (equalizing tube) dat verbonden in met de buitenlucht; het dient om de druk binnen en buiten gelijk te houden en ook om de lagere frequenties te verbeteren. Verwijder twee schroeven en de bol valt uiteen in twee helften.

 image008

 In de onderste helft zien we de soldeerpunten van de connector en het rubberen buisje waarvan sprake.

 

image010 In de bovenste helft zien we de microfooncapsule (met het getal 455 op), die door een ring vastgehouden wordt. De vrije ruimtes zijn opgevuld met dempende vezels, ik vermoed van wol.

 Als we de capsule er uit halen zien we het blauw aluminium membraan of diafragma en de gegroefde ophanging. Dit membraan is bolvormig om zijn stijfheid te vergroten zodat het als één geheel trilt. Om dezelfde reden is het blauw geanodiseerd : dat verhoogt ook hardheid en stijfheid. Het ringvormige deel errond is dan weer gegroefd zodat het diafragma vlot op en neer kan bewegen.image012

 

 

Onderaan de rand van het diafragma zit de spreekspoel, die de spanning opwekt. Het geheel is gelijmd op een ronde magneet, waarbinnen de ringvormige spreekspoel kan bewegen.

 

We hebben bij een zwaar beschadigd, onbruikbaar exemplaar deze lijm verwijderd en de magneet open gelegd. We zien de op de foto zwarte ringvormige luchtspleet waarbinnen normaal de spoel beweegt.

magneet Op de andere foto zien we dat deze spoel bestaat uit een op mekaar gelijmde platte aluminium draad. Klik op de foto voor meer detail over de overgang van spoel naar aansluiting.spoel

 

 

Meer gegevens en foto’s op :

 http://www.modestoradiomuseum.org/microphone%20man%204.html

Beluisteren kan (de eerste minuut mag je vergeten) op :

 https://www.youtube.com/watch?v=zXICfcS1fd0&feature=youtu.be