AT409695B - Elektrostatisches mikrofon - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft elektrostatische Mikrofone mit einem Kapselgehäuse, in dem eine Memb- rane und eine starre Elektrode sowie gegebenenfalls eine Reibungspille und eine elektrische Schaltung auf einem   Bauteilepnnt   angeordnet sind. 



   Die Erfindung betrifft somit elektroakustische Wandler, die als Schallnehmer arbeiten, ihre An- wendung als Mikrofonkapsel finden und auf elektrostatischer Basis arbeiten. Derartige Wandler weisen, unabhängig von ihrer physikalischen Arbeitsweise, eine Membrane auf, die dem Schallfeld ausgesetzt ist und unmittelbar von diesem zu Schwingungen angeregt wird. 



   Die Elektroden des elektrostatischen Wandlers sind eine elastische, gespannt gehaltene Mem- brane und eine starre Elektrode, die meist nur Elektrode genannt wird. Beide bilden einen Konden- sator, dessen elektrische Kapazität sich durch Druckschwankungen des Schallfeldes verändert. Da zwischen den Elektroden des elektrostatischen Wandlers ein elektrisches Feld aufgebaut ist, ist es möglich, die Kapazitätsänderungen des Wandlers mit Hilfe eines nachgeschalteten Verstärkers in elektrische Spannungsanderungen umzuwandeln. 



   Elektrostatische Kapseln können im Bezug auf die Art der Aufbringung des elektrischen Feldes zwischen ihren Elektroden in zwei Gruppen aufgeteilt werden: 
1. Elektrostatische Kapseln, bei denen die das elektrische Feld verursachenden Ladungen mit Hilfe einer extern angelegten Spannung (Polarisationsspannung) aufgebracht werden - Kondensa- torkapsel. 



   2. Elektrostatische Kapseln, bei denen die elektrische Ladung auf der Elektrode oder Membra- ne "eingefroren" sind, so dass dadurch eine extern angelegte Spannung obsolet wird - Elektretkap- sel. 



   Derartige Kapseln werden nun in einer ganzen Reihe von Anwendungsgebieten in zunehmend miniaturisierter Form eingesetzt, es sei hier nur auf Mobiltelefone oder Freisprecheinrichtungen in Kraftfahrzeugen u.dgl. mehr verwiesen und es erfordert die zunehmende Miniaturisierung, beson- ders in Verbindung mit den grossen Stückzahlen, in denen derartige Kapseln hergestellt werden, dass sowohl der Zusammenbau als auch der prinzipielle Aufbau so ökonomisch wie nur irgend möglich, erfolgt. 



   Beiden Kapselvarianten ist gemäss dem Stand der Technik die in Fig. 1 dargestellte Art des Aufbaus gemeinsam. In ein Kapseigehause 1 ist ein Membranring 2, auf dem eine Membrane 3 vorgespannt und befestigt wurde, eingelegt. Der Membranring 2 muss eine gewisse Dicke aufwei- sen da seine Aufgabe darunter besteht, die Membrane 3 in vorgespanntem Zustand zu halten. Das ist nur mit einer Dicke des Membranringes ab etwa 0,7 bis 2 mm zu schaffen. Darüberhinaus soll die Membrane mit dem Membranring eine Einheit bilden, die ausreichend robust ist, um sie auto- matisch oder handisch weiter zu verarbeiten. Nach dem Membranring ist ein Distanzring aus einem gut isolierenden Material 4 eingelegt. Mit seiner Hilfe werden die Membrane und eine starre Elekt- rode 5 auf einem fixen Abstand von einigen 10 um voneinander gehalten.

   Die Elektrode 5, welche nach dem Distanzring 4 in das Kapseigehause eingelegt wird, bildet die zweite Elektrode des Kon- densators. Sie ist aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt und weist eine Perfonerung auf. 



   Nach der Elektrode 5 befindet sich eine akustische Reibung 6 Sie wird üblicherweise aus Kunststoff in einem Spritzgussverfahren hergestellt und weist ein mit porösem Material abgedecktes oder verschlossenes Loch auf. Die akustische Reibung 6 dient der akustischen Abstimmung der Mikrofonkapsel im Bezug auf den Frequenzverlauf der Empfindlichkeit und auf die Richtcharakte- ristik der Kapsel. Die Mikrofonkapsel ist von hinten mit einem elektronischen Print 7, auf dem die für die Funktion der Kapsel unentbehrlichen elektronischen Bauelemente angebracht sind, abge- schlossen. 



   Dabei weisen alle der Membrane folgenden Bauteile Öffnungen auf, um Schallzutritt zur Mem- brane auch von der Rückseite der Kapsel zu ermöglichen, was zur akustischen Abstimmung der Kapsel einschliesslich der Schaffung der gewünschten Richtungsabhangigkeit der Charakteristik der Kapsel notwendig ist. 



   Die Erfindung hat sich die Aufgabe gesetzt, die Anzahl der Bauelemente einer derartigen Mik- rofonkapsel zu verringern und den Aufbau der Kapsel zu vereinfachen, ohne dabei Verluste der 
Kapselqualität befürchten zu müssen 
Erfindungsgemass wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass die Membrane mit der Frontseite des 
Kapseigehauses verbunden ist. Dazu weist das Kapseigehause im Bereich seiner Frontseite eine 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 ringförmige Innenschulter auf, auf die die Membrane im gespannten Zustand montiert, bevorzugt verklebt wird. Dazu wird beispielsweise mit einem ersten Stempel Klebstoff auf die Schulter aufge- tragen und mit einem zweiten Stempel die auf dem Stempel gespannt gehaltene Membrane auf die Schulter gedrückt und so verklebt.

   In der Folge wird der Distanzring, die Elektrode, die Reibungs- pille und der Print eingefügt und montiert, erfindungsgemäss kann man somit auf den bisher not- wendigen Membranring verzichten 
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei stellt die Fig. 1, wie bereits erwähnt, eine Kapsel gemäss dem Stand der Technik dar, die Fig. 2 eine erfindungsgemässe Kapsel und die Fig. 3 eine Variante der Erfindung. 



   Die Figur 2 stellt eine erfindungsgemässe Lösung dar. Das Mikrofonkapselgehäuse 11 ist mit einer Stufe bzw. Innenschulter 12 versehen, die es ermöglicht, auf den Membranring zu verzichten. 



  Alle anderen Bauelemente der erfindungsgemässen Mikrofonkapsel entsprechend der Fig. 2 sind gegenüber der Kapsel gemäss dem Stand der Technik in Fig. 1 gleich geblieben. 



   Da das Kapselgehäuse im Regelfall aus einem Aluminiumblech im Tiefziehverfahren herge- stellt wird, ist es kein Problem, die Schulter 12 auszubilden und so einen in das Kapselgehäuse integrierten "Membranring" in einem Arbeitsvorgang herzustellen. Da die Gesamthöhe der so ent- standenen Mikrofonkapsel noch kleiner als es im Stand der Technik möglich ist, geworden ist, ist eine solche Kapsel platzsparender und billiger als die bisherigen Kapseln. Da die Höhe (axiale Erstreckung) der Mikrofonkapsel gemäss der Fig. 2 nur einige Millimeter beträgt, stellt die Anbrin- gung der Membrane auf der Schulter 12 im Kapselinneren fur den Fachmann kein Problem dar. 



  Für diese Zwecke wird mit Hilfe einer Vorrichtung die Membrane im vorgespanntem Zustand in das Mikrofongehäuse eingelegt und mit ihm auf bekannte Art verklebt. 



   Eine andere Ausführung der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Es handelt sich um ein Kapsel- gehäuse, welches sich von dem der Fig. 2 dadurch unterscheidet, dass das Kapselgehäuse zwei- geteilt ist und aus einem Gehäuseunterteil 21 und einem Kapseldeckel 28 besteht. Die Zweiteilung des Kapselgehäuses ist aus Gründen der akustischen Abstimmung häufig zu finden, der Grund   dafür ist folgender : Frequenzgang einer Mikrofonkapsel ist von der Anzahl und der Fläche der   Schallöffnungen 29 des Deckels abhängig. Daher wird oft das   Kapseigehäuse   so geteilt, dass eine Anbringung von verschiedenen Kapseldeckeln 28 möglich ist. Damit werden durch einen einfachen Deckelaustausch verschiedene akustische Abstimmungen einer Kapsel leicht erzielbar. 



   Die Erfindung wiederum ermöglicht durch die dargestellte Ausbildung des Kapseldeckels mit einer Schulter 22 eine Verbilligung der gesamten Mikrofonkapsel. Der Mikrofondeckel 22 kann, muss aber nicht aus dem gleichen Material bestehen wie der Gehäuseunterteil 21. Es ist zum Bei- spiel möglich, den Kapselgehäuseunterteil aus Aluminium und den Kapseldeckel aus Kunststoff herzustellen. Es kann auch die Teilung des Gehauses an einer anderen Stelle erfolgen. 



   Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele be- schränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt werden. So wurde die Möglichkeit, die aku- stische Abstimmung durch das Zusammenwirken von Teilen des Gerätes, in das die Kapsel einge- setzt wird, mit Teilen der Kapsel zu erreichen und so auf die Reibungspille verzichten zu konnen, nicht dargelegt 
Die verwendeten Materialien und Techniken sind gegenüber dem Stand der Technik unverän- dert, für den Fachmann stellen sich daher in Kenntnis der Erfindung keine Probleme mit der Durch- führung in den Weg. 



   Die Ausbildung der Schulter kann je nach der Herstellungsart und dem Material der Kapsel bzw. des Kapselteiles, der die Schulter trägt, erfolgen. In der Zeichnung ist aus Gründen der Über- sichtlichkeit keinerlei Massstäblichkeit gegeben, es sei auf die üblichen Abmessungen miniaturisier- ter Kapseln, die beispielsweise Gesamthöhen und Aussendurchmesser von jeweils nur wenigen Millimetern aufweisen, verwiesen. 



   Im Falle des geteilten Kapselgehäuses ist die Verbindung zwischen den beiden Teilen auf vie- lerlei Arten möglich: Vom Reibschluss über das Verschrauben bis zum Verkleben sind alle Verbin- dungen, die stabil genug sind, denkbar.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrostatisches Mikrofon mit einem Kapselgehäuse (11; 21,28), in dem eine Membrane (3) und eine starre Elektrode (5) sowie gegebenenfalls eine akustische Reibungspille (6) und eine elektrische Schaltung auf einem Bauteileprint (7) angeordnet sind, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Membrane (3) mit der Frontseite des Kapselgehäuses (11,28), be- vorzugt mit einer Ringschulter (12, 22), verbunden, bevorzugt verklebt, ist.
2. 2. Mikrofon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselgehäuse in einen Gehäuseunterteil (21) und einen Kapseldeckel (28) geteilt ist und dass die Membrane (3) mit einer Ringschulter (22) des Kapseldeckels (28) verbunden ist.

   HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN