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Mikrophon nach dem elektrostatischen Prinzip
Nach dem elektrostatischen Prinzip arbeitende Mikrophone enthalten bekanntlich eine bewegliche, als Membran wirkende Elektrode, die mit einer feststehenden Gegenelektrode einen Kondensator bildet. Auftreffender Schalldruck bewirkt eine Auslenkung der Membran und damit eine Kapazitätsänderung, die im allgemeinen in einer nachfolgenden, eine Gleichspannungsquelle enthaltenden Schaltung zur Erzeugung eines Spannungsabfalls an einem Widerstand herangezogen wird. Um ein gleichbleibendes Verhältnis zwischen Schalldruck und Membranamplitude auch im oberen Frequenzbereich zu erzielen, gibt man der beweglichen Elektrode eine hohe Eigenfrequenz. Dies lässt sich durch eine sehr straffe Randeinspannung der meist entweder aus einer Aluminium-oder metallisierten Kunststoffolie bestehenden beweglichen Elektrode erreichen.
Der zwischen den Elektroden liegende Luftpolster trägt zur Erhöhung der Rückstellkraft bei, seine Steifigkeit muss jedoch bei sehr kleinem Elektrodenabstand vermindert werden, was z. B. durch Vertiefungen oder Löcher in der Gegenelektrode bewirkt wird.
Diese bekannten Kondensatormikrophone haben den Nachteil, dass sie wegen der relativ kleinen Kapazitätsänderungen nur eine sehr geringe Spannung abzugeben vermögen, die in einem Vorverstärker zunächst auf einen brauchbaren Pegel verstärkt werden muss. Da der Vorverstärker im Interesse kleiner Leitungskapazitäten, die wegen des hochohmigen Abschlusses einen Einfluss auf die Empfindlichkeit haben, unmittelbar bei dem System angeordnet werden muss, ergeben sich grosse Abmessungen für das Mikrophon, zusätzliche Leitungen oder Batterien für die Stromversorgung des Vorverstärkers, ganz abgesehen von den Kosten, die durch den Verstärker an sich entstehen.
Es ist auch bekannt, die metallisierte Kunststoffmembran ohne Luftspalt unmittelbar auf der perforierten Gegenelektrode aufliegen zu lassen, so dass die durch die Polarisationsspannung angedrückte Membran beim Auftreffen von Schalldruck im Bereich der Löcher zu Teilschwingungen angeregt wird. Bei diesem bekannten Mikrophon kann die wirksame Membranfläche ohne Schwierigkeit sehr gross gemacht werden, was bei Mikrophonen mit Luftspalt kaum möglich ist, da dort dann bei konstanter Einspannung mit wach-
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zahl der Löcher in der Gegenelektrode kann bei den Mikrophonen ohne Luftzwischenraum die abgegebene Spannung so erhöht werden, dass unter Umständen auf eine Vorverstärkung verzichtet werden kann.
Dies wird jedoch durch den Nachteil erkauft, dass einerseits das Mikrophon sehr gross wird und anderseits der Frequenzgang bei hohen Frequenzen wegen der Vergrösserung der zu bewegenden Masse schlechter wird.
Bei den elektrostatischen Mikrophonen mit Luftspalt zwischen der aussen metallisierten Kunststoffmembran und der perforierten Gegenelektrode ist es bekannt, die Membran in der Mitte durch eine Erhebung an der Gegenelektrode abzustützen, um die Eigenfrequenz der Membran zu erhöhen. Dadurch wird allerdings die Empfindlichkeit des Mikrophons etwas herabgesetzt.
Die Erfindung bezieht sich auf ein solches Mikrophon und besteht darin, dass der Abstand zwischen Membran und Gegenelektrode vom Rande, an dem die Membran auf der Gegenelektrode unmittelbar aufliegt, zur Mitte allmählich zunimmt, so dass sich die Membran während der Schwingungen zeitweise mindestens an den dem Rand benachbarten Teil der Gegenelektrode anschmiegt.
Durch die gleichzeitige Anwendung der erwähnten Erhebung und der muldenartigen Form der Gegenelektrode ergibt sich eine beträchtliche Erhöhung der Empfindlichkeit, denn die Erhebung ermöglicht eine losere Einspannung der Membran, als sonst bei Mikrophonen üblich ist, und die Form der Gegen-
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nur vom Rand, sondern auch von der Erhebung aus erfolgt. Ein schroffer Übergang an den Fusspunkten der Erhebung ist jedoch günstiger, weil dann auch bei einer hohen Betriebsspannung und grossen Amplituden ein Kleben der Membran praktisch nicht möglich ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mikrophon nach dem elektrostatischen Prinzip mit aussen metallisierter Kunststoffmembran als bewegliche Elektrode und mit einer festen, perforierten Gegenelektrode, bei dem die Membran in der Mitte durch eine Erhebung an der Gegenelektrode unterstützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwi- schen Membran (3) und Gegenelektrode (9) vom Rande, an dem die Membran auf der Gegenelektrode unmittelbar aufliegt, zur Mitte allmählich zunimmt, so dass sich die Membran (3) während der Schwingungen zeitweise mindestens an den dem Rand benachbarten Teil derGegenelektrode (9) anschmiegt.
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