CN1441621A - 压差话筒炭精盒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种静电压差话筒炭精盒，用于基本平齐地装入到特别平坦的安装表面(10)内或装在其后面，该静电压差话筒炭精盒具有一个必要时带有两个分开的声音输入孔(7、8)的炭精盒外壳(6)、一个在预应力状态下保持在一个薄膜环(2)上的薄膜(1)、一个电极(4)以及必要时一个声学摩擦件(5)。本发明的特征在于：所述的两个声音输入孔(7、8)布置在炭精盒外壳的一个面上，即前面(11)上；并且其中一个声音输入孔(7)以声音传导方式与薄膜(1)的前面连通，而另一个声音输入孔(8)则以声音传导方式与薄膜(1)的后面连通；并且所述薄膜平面至少大致平行于安装表面(10)。通过这种方式，可以实现具有小结构高度的平齐安装并且减小了结构件的数量。

Description

压差话筒炭精盒
技术领域
本发明涉及一种静电压差话筒炭精盒，用于基本平齐地装入到特别平坦的安装表面内或装在其后面，该静电压差话筒炭精盒具有一个必要时带有两个分开的声音输入孔的炭精盒外壳、一个在预应力状态下保持在一个薄膜环上的薄膜、一个电极以及必要时一个声学摩擦件。
背景技术
用于话筒的换能器不论其物理工作方式如何都具有一个薄膜，该薄膜受到声场作用并且被该声场激励而进行振动。因此本发明的主题是一种静电话筒。
静电换能器的电极是一个弹性的、保持预应力的薄膜和一个大多仅称之为电极的刚性电极。两者形成一个电容器，其电容量通过声场的压力波动而进行变化。由于在静电换能器的电极之间形成了一个电场，所以，借助一个串接的放大器可以将换能器的电容变化转换成电压变化。
静电话筒炭精盒的电声性能主要取决于薄膜的声学激励形式。在现有技术中，一方面已知的是所谓的压力接收器，而另一方面已知的是所谓的压差接收器。第一种的薄膜只在一个方向上(所谓的前方)受到声场的作用，因此它只对按声波形成的气压变化作出反应。由于气压是一个标量，因此，这样设计的话筒具有一个球形的方向性。在一种压差接收器中，薄膜从两个方向受到声场的作用，因此它总是受到在薄膜的前面和后面之间瞬息间存在的压差的激励而进行运动。由于声波相对于前面和后面的传播时间差，这样设计的话筒具有一个方向特性曲线，通过适当地调谐话筒炭精盒，该曲线几乎可以具有在8字形和肾形的方向特性曲线之间的任何形状。
时至今日，压差话筒炭精盒都设计成将薄膜的前后面与前后声孔相对应。就是说，这样的话筒炭精盒明显具有一个轴对称的方向特性曲线。图1显示了一个根据现有技术的静电话筒炭精盒。该话筒炭精盒具有一个前面的声音输入孔1和一个后面的声音输入孔2。
关于话筒炭精盒的装配，通常需要尽可能将其平齐地装入到一个平坦的且相对大的表面内。在这种情况下，如果要在汽车内设置一个用于移动电话或其他通讯装置的自由通话装置，可能会涉及到汽车的顶篷。但是，根据现有技术的话筒炭精盒不能满足这些条件，而只有以很难、很昂贵并且借助一些基本上工艺技术上进行整平的方式才能将其装入到一个平坦的表面内。图2显示了一种与现有技术相对应的、按静电原理进行工作的话筒炭精盒的通常的装配情况。为了使声音接近两个为炭精盒功能所需的声音输入孔，必需将炭精盒装入到所述的安装表面内而不是象所示的那样将其峭立在安装表面上。
从US 5,226,076已知，一种如图2所示的炭精盒装入到一个壳体中，该壳体在其一个纵向壁上具有两个声孔，每一个都对应于炭精盒的两个面。这样便可以将该壳体布置在一个平坦的安装表面内或布置在其后面。这种解决方案的缺点是安装高度或安装深度大，因为这种炭精盒以其对称轴平行于安装表面，而与此相对应的便是结构高。这种话筒连同其带有壳体的炭精盒的装配也是很费力和昂贵的，因为所述壳体毕竟是一个可完全从成品话筒中分离开的附件。
一些只具有一个声音输入口的单纯按照压力接收器原理进行工作的话筒炭精盒，按压力接收器的特性可以毫无问题地集成到安装表面内。但是由于它们具有球形的方向特性曲线，人们于是必须放弃方向特性曲线的优点。按照其球形的方向特性曲线，所述压力接收器不仅对有效声音而且对干扰噪声都是敏感的。因此在嘈杂的环境中它们几乎不能用。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种话筒炭精盒，该话筒炭精盒按静电原理进行工作并且根据压差原理设计成一个电声换能器，该话筒炭精盒还可以集成在一个平坦的表面内而没有外观上的缺陷或声学方面的妥协，并且同时具有小的结构高度且能简单而廉价地进行制造。
根据本发明，这一目的是这样实现的：所述的两个声音输入孔布置在炭精盒外壳的一个面上，即前面上；并且其中一个声音输入孔以声音传导方式与薄膜的前面连通，而另一个声音输入孔则以声音传导方式与薄膜的后面连通；并且所述薄膜布置成大致平行于所述前面。
通过薄膜所处平面的变化和在各自声音输入孔与所属的薄膜面之间具有声学形式的连通的炭精盒的结构，相对于所述的US-A文件，可以实现两个主要的优点：可以省去所述壳体，并且主要是减小了结构高度。在一种结构中，甚至可以省去声学摩擦件，由此再次节省了成本和体积。
附图说明
下面将借助附图对本发明进行详细阐述。其中如已描述过的那样：
图1是一个现有技术的压差炭精盒；
图2是图1炭精盒的安装情况；
图3是在安装状态下的本发明的压差炭精盒；和
图4是一种可以实现的方向特性曲线的实例。
具体实施方式
如图3所示，一种根据本发明的压差话筒炭精盒具有下列示意的结构：一个薄膜1预张紧在一个薄膜环2上并粘贴在其上。所述薄膜借助一个间隔环3与一个电极4隔开大约10到60μm的间距并且与其一起形成一个电容器。该电极4设有一些孔。在该电极远离薄膜1的一侧设有一个所谓的声学摩擦件5。该声学摩擦件5通常具有一个塑料环，其开孔用一种多孔材料(金属网格织物、烧结材料、塑料织物或天然纤维)进行覆盖。该声学摩擦件5用于话筒炭精盒的声音调谐。这种结构在原理上与现有技术相同。
根据本发明，炭精盒安置在一个炭精盒外壳6中。该炭精盒外壳6在其上面，即前面11上用一个上盖进行封闭。该前面11具有至少两个声孔，其中一个孔，即前孔7允许声波进入到薄膜1的前面，而第二孔，即后孔8则通过一个在炭精盒内装部分旁边经过的声音通道9允许声波进入到薄膜1的后面，该声音通道9由区段或区域9a、9b和9c组成。该声音通道9可以代替或补充所述声学摩擦件5，如由区域9c所表示的那样，为此可以在声音通道9内部设置一个特殊的声音摩擦件，例如在区域9b内。这样的声学摩擦件5可以在声音通道9内要么安置在其起始端，即在后孔8的附近，要么安置在各分区段中，或者还可以安置在声音通道的整个区域中。
通过这种方式实现了本发明的目的，即，炭精盒在平行于薄膜1的平面内具有一个大于薄膜环2的横截面，并且余下的面积被用于在炭精盒内设置一个声音通道，也就是声音通道9a、9b、9c，该声音通道“围绕着薄膜”通到“薄膜-电极”单元的后面。由于薄膜环2的直径明显大于连同各环和摩擦件的“薄膜-电极”单元的高度，因此，通过本发明，可以制造出比迄今的产品更为扁平构造的压差话筒，并且由于组装可以像迄今的工艺那样在同一台机器上一下完成，只是炭精盒外壳具有一个略微不同的形状，所以话筒的制造成本明显下降。
本发明的话筒炭精盒根据其结构可以被如此地装入，以致炭精盒外壳6的表面与安装表面10平齐并且因此在外观上看不出来。在这种情况下，炭精盒定向安装，以使前孔7比后孔8更接近要接收的声源。话筒炭精盒在声音上调谐成使其方向特性朝设想的讲话人的方向具有最大的灵敏度。由此实现将方向特性定位成平行于安装表面10，这样就可以将其他方向的干扰信号屏蔽。
图3中没有详细描述装配方式，炭精盒可以通过2级精度压配合、通过粘贴、通过螺钉、通过螺栓等以可松脱方式或固定方式与安装表面连接。也没有描述电气触点接通，但对本领域的普通技术人员来说，这对理解本发明并没有困难。根据是否设置摩擦件5的情况，还可以进一步减小结构高度。
炭精盒外壳相对于薄膜平面在横截面上通常设计成椭圆形或由两个带矩形中央件的半圆形构成并且通过一个基本的圆周件支撑着内在换能器的圆形结构件。在对其他形状的选择方面，还可以将这些结构件本身连接在一起并共同地安装在炭精盒外壳内，但是，由于较大的空间需求和昂贵的费用，这种形式只用于特殊的情况。
在图3中没有详细地描述内在结构件，也就是摩擦件、电极和薄膜环的定位或支承，这可以通过一个凸肩或多个从炭精盒外壳6的内壳面向内伸进的角撑结构来实现，其中，所述构件在与声音通道9邻接的区域内设计成无支柱，还可以让一些榫舌、接片、突起或类似物从炭精盒外壳6的底面向上伸出(在声音通道的9b区域所表示的)并且支撑着摩擦件或电极。
图4显示了一种可以借助本发明实现的方向特性曲线，用虚线13表示。一个按照本发明设计的换能器与其炭精盒外壳6一起对齐地(平齐地)安装在所述安装表面10内，仅画出的两个声音输入孔7、8的中心位于图面内。箭头P大致表示了装入的话筒的灵敏度最大的方向。如果装在一辆汽车上，这例如与朝向驾驶员头部的方向相对应，这样可以清楚地看到，所述话筒几乎不传送来自副驾驶员方向，即箭头N方向的声音，虽然炭精盒扁平地且不显眼地位于安装表面10后面，但环境噪音最容易来自所述方向。
当然，还可以只在声音输入孔7、8的位置上对安装表面10进行打孔或者以其他方式穿孔并且将炭精盒完全布置在安装表面10的材料后面。这在设计炭精盒和声学摩擦件的尺寸时是要相应考虑的，在本发明知识基础上，这对本领域的普通技术人员来说是没有困难的。
作为材料，所有在通常的电声换能器中所使用的材料都可以使用，同样，在本发明知识基础上，本领域的普通技术人员还可以很容易地借助传统的加工技术进行加工和安装。

Claims (5)

1.静电压差话筒炭精盒，用于基本平齐地装入到特别平坦的安装表面(10)内或装在其后面，该静电压差话筒炭精盒具有一个必要时带有两个分开的声音输入孔(7、8)的炭精盒外壳(6)、一个在预应力状态下保持在一个薄膜环(2)上的薄膜(1)、一个电极(4)以及必要时一个声学摩擦件(5)，其特征在于：所述的两个声音输入孔(7、8)布置在炭精盒外壳的一个面上，即前面(11)上；并且其中一个声音输入孔(7)以声音传导方式与薄膜(1)的前面连通，而另一个声音输入孔(8)则以声音传导方式与薄膜(1)的后面连通；并且所述薄膜平面至少大致平行于安装表面(10)。
2.根据权利要求1的话筒炭精盒，其特征在于：在薄膜(1)的后面和与其相配的声音输入孔(8)之间的声音传导形式的连通件是一个在炭精盒外壳(6)内部的声音通道(9a、9b、9c)。
3.根据权利要求2的话筒炭精盒，其特征在于：在炭精盒外壳(6)内部设置一些用于支撑所述薄膜环(2)、电极(4)和必要时的摩擦件(5)的凸起、凸肩、凸鼻、止挡等。
4.根据权利要求3的话筒炭精盒，其特征在于：所述声音通道(9a、9b、9c)由在炭精盒外壳(6)的内表面与薄膜环(2)、电极(4)和必要时的声学摩擦件(5)的外表面之间的自由空间构成。
5.根据前述权利要求之一的话筒炭精盒，其特征在于：一个声学摩擦件设置在所述声音通道(9a、9b、9c)中。
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