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Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Schallwandler mit einer Membran und einer in geringem Abstand zu der Membran angeordneten Gegenelektrode.
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Ein kapazitiver Schallwandler, welcher nach dem Prinzip eines Kondensators bzw. Kondensatormikrofons arbeitet, weist eine durch den Schall bewegbare Elektrode bzw. Membran und parallel zu dieser in geringem Abstand eine Gegenelektrode auf. Insbesondere die Membran weist häufig die Gestalt einer dünnen Metallfolie oder einer isolierenden Folie mit einer aufgedampften Metallschicht auf und kann gegenüber der Gegenelektrode elektrisch vorgespannt werden. So ausgeführt bilden die Membran und die Gegenelektrode einen elektrischen Kondensator, dessen Kapazität von der vom Schall verursachten Membranauslenkung abhängig ist. Wird nun an dem so aufgebauten Kondensator eine elektrische Spannung angelegt, so führt die akustische Anregung der Membran zu einer Kapazitätsänderung (durch eine Bewegung der Elektroden aufeinander zu bzw. voneinander weg) zu einem Strom zwischen den elektrisch verbundenen Bauteilen Membran und Gegenelektrode und damit zu einer Spannungsänderung zwischen den elektrisch verbundenen Bauteilen Membran und Gegenelektrode.
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Ein solches Kondensatormikrofon ist beispielsweise aus der
DE 197 15 365 A1 bekannt.
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Als Stand der Technik wird auf die Dokumente
DE 23 28 999 C3 ,
DE 10 2006 004 287 A1 ,
WO 2009/112241 A1 und Alajoki, T.: ”In-mould integration of electronics into mechanics and reliability of overmoulded electronic and optoelectronic components.” verwiesen.
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US 2009/0214062 A1 zeigt einen elektroakustischen Wandler mit einer Membran, einer Gegenelektrode, einem Gehäuse und einem hinteren und einem vorderen Volumen. Die Gegenelektrode weist mindestens zwei gegeneinander isolierte Segmente auf. Das hintere Volumen ist in verschiedene Volumina unterteilt.
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DE 10 2008 007 682 A1 zeigt einen elektroakustischen Schallwandler mit einer Membran, einer Gegenelektrode und einem Gehäuse. Der Wandler weist ein hinteres Volumen zwischen der Gegenelektrode und dem Gehäuse und ein vorderes Volumen zwischen der Membran und der Gegenelektrode auf.
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DE 10 2007 061 727 A1 zeigt einen elektroakustischen Schallwandler mit einer Membran, einer Gegenelektrode, einem Gehäuse, einem hinteren und einem vorderen Volumen.
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Um Nichtlinearitäten aufgrund des kompressiblen Fluidvolumens zwischen Membran und Gegenelektrode zu verringern, ist überdies bekannt, insbesondere die Gegenelektrode mit Löchern zum Ausgleich der Fluiddruckschwankungen in diesem Volumen zu versehen. Somit ist die mechanische Vorspannung der Membran die wichtigste Größe für die auf die Membran wirkende Rückstellkraft nach einer Auslenkung durch einen anliegenden Schalldruck.
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Den im Stand der Technik bekannten Schallwandlereinrichtungen, die nach dem vorbeschriebenen Prinzip arbeiten, ist gemeinsam, dass sie ein einziges elektrisches Signal zwischen der Membran und der Gegenelektrode abgreifen bzw. ein elektrisches Signal an das aus Membran und Gegenelektrode gebildete Elektrodenpaar anlegen, um über den Schallwandler (Lautsprecher) Schall abzustrahlen.
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Entsprechend sind bisher der Einflussnahme auf die Charakteristik des kapazitiven Schallwandlers vergleichsweise enge Grenzen gesetzt gewesen. Beispielsweise zur Herstellung einer Richtcharakteristik bezüglich des eintreffenden oder des abgestrahlten Schalls waren akustisch wirksame Kanäle und Kavitäten erforderlich, um in Abhängigkeit der relativen Position des Schallwandlers zum Schallfeld unterschiedliche Schalldrücke erzeugen zu können bzw. unterschiedliche mikrofonische Empfindlichkeiten zu erzeugen.
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1A zeigt eine schematische Schnittansicht eines nach Art eines Kondensatormikrofons aufgebauten Schallwandlers 1 gemäß dem Stand der Technik. Eine Membran 20 ist über eine Membranauflage 5 gespannt, in deren unterem Bereich sich wiederum eine Gegenelektrode 30 befindet. Über elektrische Anschlüsse 40, 41 kann eine zwischen Membran 20 und Gegenelektrode 30 entstehendes elektrisches Signal abgegriffen werden. Im Stand der Technik bekannte Gegenelektroden sind im Wesentlichen als elektrisch homogene Elektroden zu betrachten, werden häufig jedoch durch akustisch wirksame Löcher 34 durchsetzt, um die zwischen der Membran 20 und der Gegenelektrode 30 befindliche Druckkammer zu ventilieren. Die Befestigungsmittel zwischen Membran 20 und Membranauflage 5 können wie dargestellt so ausgestaltet sein, dass mit ihrer Hilfe (beispielsweise durch Drehen einer gewindeähnlichen Struktur) die mechanische Vorspannung der Membran 20 eingestellt werden kann.
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Zum zeitgleichen Abstrahlen verschiedener Signale mussten diese zudem bereits vor der Beaufschlagung des Schallwandlers bzw. seiner Signaleingänge elektrisch gemischt werden. Andernfalls würde ein paralleles Betreiben zweier Verstärker an einem Schallwandler zu einer Verzerrung der Signale bzw. zu einer Beschädigung der Verstärker führen. Zum Mischen der Signale vor der Beaufschlagung des Schallwandlers sind jedoch entsprechende Baugruppen bzw. meist digital realisierte Funktionseinheiten notwendig, welche nicht immer per se vorhanden sind und zudem Gewicht und das Risiko einer Fehlfunktion mit sich bringen. Insbesondere bei der Mischung eines Nutzsignals mit einem Korrektursignal, wie es z. B. in Vorrichtungen zur aktiven Lärmkompensation (ANC) generiert wird, sind die bei der Signalverarbeitung auftretenden Verzögerungen ein bekanntermaßen kritischer Parameter für die Anwendbarkeit des verwendeten Algorithmus bzw. Aufbaus.
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1B zeigt eine schematische Schnittansicht eines Schallwandlers gemäß dem Stand der Technik. Der akustische Schallwandler 1 weist zwei Membranen 20 sowie zwei Gegenelektroden 30 auf. Die beiden Membranen 20 sowie die Gegenelektroden 30 sind an gegenüberliegenden Enden des Schallwandlers vorgesehen, so dass der Schallwandler zwei separate Wandler aufweisen kann.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die zuvor genannten Nachteile zu umgehen. Insbesondere soll ein flexibel und vielseitig verwendbarer elektroakustischer Wandler vorgesehen werden. Zudem soll ein solcher elektroakustischer Wandler in einer kostengünstigen und zur Massenfertigung tauglichen Konstruktion zur Verfügung gestellt werden.
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Diese Aufgabe wird durch einen elektroakustischen Schallwandler gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Der erfindungsgemäße elektroakustische Wandler weist mindestens eine Membran sowie mindestens eine Gegenelektrode auf. Die Membran und/oder die Gegenelektrode weisen dabei jeweils mindestens zwei elektrisch gegeneinander isolierte Segmente auf. Die Segmente sind dabei so eingerichtet, dass unterschiedliche elektrische Signale zugeführt werden oder dass unterschiedliche elektrische Signale im Ansprechen auf eine Schallexposition des Schallwandlers abgegeben werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Membran hierbei entweder aus der Elektrode selbst bestehen, welche in diesem Fall als dünnes Metallelement z. B. nach Art einer Folie hergestellt wird, aber auch einen Träger bzw. ein Trägermaterial umfassen, auf welches eine elektrisch leitende Schicht aufgebracht worden ist. Da die Membran die auf sie wirkenden Kräfte an das Schallfeld ankoppelt, sind ihre schwingungstechnischen Eigenschaften, also Steifigkeit, Dämpfung und Masse von im Allgemeinen von höherer Relevanz als diejenigen der Gegenelektrode, welche für gewöhnlich keine akustischen Schwingungen nennenswerter Amplituden ausführt.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist nur die Gegenelektrode bzw. auch die Gegenelektrode mindestens ein, vorzugsweise mindestens zwei elektrisch leitende Segmente auf, welche je nach Ausführung der Gegenelektrode schwingungstechnisch nicht relevant sind. Entsprechend kann die Gegenelektrode bzw. das auf ihr angeordnete Segment im Vergleich zum auf der Membran angeordneten Segment mechanisch deutlich massiver und robuster ausgeführt werden und darf mitunter hinsichtlich mechanischer Parameter mit größeren Toleranzen beaufschlagt sein.
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Sowohl in dem Falle, dass die elektrisch gegeneinander isolierten Segmente auf der Membran angeordnet sind als auch in dem Falle, dass die gegeneinander isolierten Segmente auf der Gegenelektrode angeordnet sind, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass jeweils ein Segment der Membran gegenüber mindestens einem Segment (sofern vorhanden) der Gegenelektrode bzw. der Gegenelektrode als Ganzes mit einem elektrischen Signal belegt werden kann bzw. ein Segment der Gegenelektrode gegenüber mindestens einem Segment (sofern vorhanden) der Membran bzw. der Membran im Ganzen mit einem elektrischen Signal belegt werden kann. Hierzu sind bevorzugt elektrische Anschlüsse an einem jeden Segment und an der dem Segment gegenüberliegenden Elektrode (oder ihren Segmenten) vorgesehen und aus dem elektroakustischen Wandler herausgeführt.
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Bevorzugterweise sind die Segmente der mindestens einen Membran und bzw. oder der mindestens einen Gegenelektrode auf einer der Gegenelektrode bzw. der Membran zugewandten Oberfläche angeordnet. Auf diese Weise wird der elektrisch wirksame Abstand zwischen den elektrisch wirksamen Komponenten des Schallwandlers verringert und somit seine Empfindlichkeit begünstigt.
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Um im Falle einer Kollision zwischen Membran und Gegenelektrode keine Beschädigung der elektrischen Komponenten bzw. der elektrischen und elektronischen Peripherie wie z. B. der Signalverarbeitung zu riskieren, kann vorgesehen sein, dass die elektrisch leitenden Komponenten zusätzlich mit einem Isolationsmittel überzogen und somit elektrisch isoliert sind.
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Um die Bauhöhe des elektrischen Schallwandlers zu verringern und Material sowie Masse einzusparen, kann vorgesehen sein, dass die Elektroden bzw. Segmente als dünne, elektrisch leitende Schichten nach Art einer Folie, insbesondere durch Aufdampfen eines Metalls insbesondere auf einen elektrisch isolierenden Träger, hergestellt sind.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die Segmente einer Elektrode in Form konzentrischer Kreisscheiben bzw. Kreisringscheiben angeordnet. Beispielsweise kann das innere Segment als Kreisscheibe ausgeführt sein, während ein um dieses herum angeordnetes Segment als Kreisringscheibe ausgeführt ist. Selbstverständlich sind auch weitere um dieses zweite Segment herum angeordnete Segmente beispielsweise ebenfalls in Kreisringscheibenform denkbar.
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Die Kreisringscheiben bzw. Kreisscheiben können zudem in weitere Segmente unterteilt werden, in denen Sektoren dieser Kreisringscheiben bzw. Kreisscheiben gegeneinander isoliert angeordnet werden und jeweils einzeln kontaktierbar ausgeführt sind.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die Segmente nach Art eines Schachbrettes bzw. matrixförmig angeordnet. Insbesondere in dem Fall, dass die Gegenelektrode matrixförmig angeordnete Segmente aufweist, können diese bevorzugt von der Rückseite des Trägers der Gegenelektrode her kontaktiert werden. Eine matrixförmige Anordnung bietet verständlicherweise ein besonders hohes Maß an Flexibilität bei der Verwendung und Ansteuerung des erfindungsgemäßen elektrischen Schallwandlers. Einerseits ist hierdurch eine sehr exakte Beeinflussung der Schwingungsform der Membran möglich, andererseits sind bei entsprechender mechanischer Auslegung so Ansteuerung bisher nicht möglicher Schwingungsformen erzeugbar.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung des erfindungsgemäßen elektrischen Schallwandlers ist der elektrische Schallwandler ein Kondensatormikrofon, ein Elektret-Mikrofon oder ein elektrostatischer Lautsprecher. Während die vorstehenden Erläuterungen bereits auf das Prinzip eines Kondensatormikrofons Bezug nahmen, wird die Vorspannung der Elektroden des Schallwandlers beim Elektret-Mikrofon statt durch eine von außen angelegte elektrische Spannung durch ein Elektret, also ein eine inhärente elektrische Spannung aufweisendes Material, hergestellt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Segmente auf der Gegenelektrode angeordnet und die Gegenelektrode ist auf einem Trägermaterial als moulded interconnected device (MID) gefertigt. Dieses junge Fertigungsverfahren bietet ein vergleichsweise hohes Maß an gestalterischer Freiheit, sowie Automatisierbarkeit. Diese zu Deutsch als „spritzgegossene Schaltungsträger” bezeichneten elektronischen Bauteile können bei entsprechender Gestaltung über die elektrischen bzw. elektronischen Eigenschaften hinaus auch akustisch wirksame Strukturen aufweisen. Insbesondere eine erhöhte Umweltverträglichkeit als auch ein erhebliches Rationalisierungspotential bei der Herstellung von erfindungsgemäßen Schallwandlern spricht für einen Herstellungsprozess nach der MID-Technologie.
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Sofern ein Fertigungsprozess nach der MID-Technologie nicht in Frage kommt, kann auch herkömmliches Leiterplattenmaterial für die Fertigung der Gegenelektrode eines erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandlers Verwendung finden. Dabei können nach bekannten Fertigungsmethoden aufgebrachte leitfähige Elemente als Segment der Gegenelektrode vorgesehen werden. Auch diese Segmente können entweder von der Rückseite der Leiterplatte her kontaktiert werden oder beispielsweise durch mehrschichtigen Aufbau von elektrisch leitenden Schichten und dazwischen liegenden Isoliermitteln. Insbesondere können bei der Massenfertigung erfindungsgemäßer elektroakustischer Wandler geschichtet aufgebaute Gegenelektroden durch den Einsatz entsprechender Masken bzw. Schablonen zum Auftragen der einzelnen Schichten hergestellt werden.
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Sofern der elektrische Schallwandler nach Art eines Elektret-Mikrofons aufgebaut ist, können einzelne Segmente durch Anordnung unterschiedlicher Elektretmengen, -konzentrationen und/oder -materialien unterschiedlich stark elektrisch vorgespannt werden. Durch Auswahl der Elektretmenge, -konzentration oder Elektretmaterialien kann es zu einer Beeinflussung der Ruhelage der Membran kommen. Diese Beeinflussung stellt insbesondere eine indirekte Beeinflussung dar, weil die Membran zu einer Auslenkung tendiert, sobald ein elektrostatisches Feld (durch das Elektret) vorhanden ist. Typischerweise wird die stärkste Auslenkung der Membran in der Mitte der Membran erfolgen. Demnach besteht auch hier die größte Gefahr, dass die Membran in Kontakt kommt zu der Gegenelektrode oder anderen Bauteilen, so dass die Membran in diesen Fällen blockiert. Vorzugsweise sollte der Schallwandler so ausgelegt werden, dass ein mechanischer Kontakt der Membran mit anderen Bauteilen des Schallwandlers gerade verhindert wird. Dies ist insbesondere vorteilhaft im Hinblick auf eine erhöhte Empfindlichkeit. Erfindungsgemäß kann die Gegenelektrode in einen inneren Abschnitt mit weniger starkem Feld und einen äußeren Abschnitt mit starkem Feld unterteilt werden. Hierbei kann eine höhere Feldstärke bei möglichst gleicher Auslenkung der Membran und somit eine höhere Empfindlichkeit erreicht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kommt der erfindungsgemäße elektrische Schallwandler in einer Schallwandlerbaugruppe zum Einsatz, wobei die Schallwandlungsbaugruppe insbesondere Mittel zum elektrischen Vorspannen von Segmenten der Membran und/oder der Gegenelektrode sowie zum Mischen bzw. Verrechnen, Verzögern, Filtern, Verstärken, Digital-Analog-Wandeln und/oder Analog-Digital-Wandeln von elektrischen Signalen aufweist. Eine solche erfindungsgemäße Schallwandlungsbaugruppe kann mindestens einen erfindungsgemäßen elektrischen Schallwandler umfassen und für viele verschiedene Verwendungen ausgestaltet und eingerichtet sein. Eine mögliche Anwendung ist die Aufnahme von Schall durch eine Schallwandlungsbaugruppe nach Art eines Mikrofons, wobei die von unterschiedlichen Segmenten aufgenommenen Signale in herkömmlicher Weise addiert werden, andererseits aber auch zur Herstellung beispielsweise einer Richtcharakteristik des Mikrofons als Differenzsignal ausgegeben werden können. Hierbei kommt es durch Laufzeitunterschiede zwischen den an den Segmenten eintreffenden Schallereignissen zu zeitlichen Unterschieden in den resultierenden Signalen, welche in Abhängigkeit der Einfallswinkel zu Überlagerungen und Auslöschungen führen.
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Ein weiterer Anwendungsfall ist ein mit aktiver Lärmkompensationseinheit (active noise cancelling) ANC ausgestatteter Schallwandler, der einerseits ein Nutzsignal abstrahlt, zeitgleich jedoch ein mittels eines Störschallmikrofons erstelltes Korrektursignal zur Reduktion des Einflusses des Störschalls auf das Hörerlebnis des Hörers abstrahlt. Durch eine erfindungsgemäße Segmentierung entweder der Membran oder der Gegenelektrode bzw. beider Komponenten entfällt die Notwendigkeit, die Signale zur Abstrahlung über eine gemeinsame Membran zuvor elektrisch zu mischen.
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Die erfindungsgemäße Schallwandlungsbaugruppe kann gemäß diesem Aspekt der Erfindung die zum bestimmungsgemäßen Einsatz erforderlichen Mittel, insbesondere eine Spannungsquelle, eine digitale oder analoge Vorrichtung zum Mischen bzw. Verrechnen der Signale, ein digitales oder analoges Verzögerungsglied, digitale oder analoge Filterungsmittel, wie z. B. ein RC-Glied bzw. -Netzwerk, einen Vorverstärker sowie einen D/A- bzw. A/D-Wandler aufweisen. Auf diese Weise reduziert sich die seitens der Peripherie erforderliche Komplexität und die zur bestimmungsgemäßen Funktion erforderliche Abstimmung der enthaltenen Komponenten kann beispielsweise bereits herstellerseitig vorgenommen werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum elektrischen Schallwandeln zur Verfügung gestellt, wobei ein akustischer Wandler wie z. B. eine Membran mittels mindestens zweier unterschiedlicher auf ihn wirkende elektrische Kräfte bewegt wird. Die Kräfte werden hierbei erfindungsgemäß durch zwei potentiell unterschiedliche elektrische Signale erzeugt, die an elektrisch voneinander isolierten Mitteln anlegbar sind. Auf diese Weise eingeprägte elektrische Kräfte wirken insbesondere auf unterschiedliche Bereiche des akustischen Wandlers ein. Gemäß dem vorbeschriebenen Verfahren kann beispielsweise ein nach Art eines Kondensators aufgebauter Lautsprecher betrieben werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum elektrischen Schallwandeln zur Verfügung gestellt, wobei ein akustischer Wandler, beispielsweise eine Membran, mittels Schallexposition unterschiedliche elektrische Signale erzeugt. Erfindungsgemäß sind diese elektrischen Signale an elektrisch voneinander isolierten Mitteln abgreifbar. Nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann beispielsweise ein nach Art eines Kondensators aufgebautes Mikrofon betrieben werden. Hierbei ist es möglich, die elektrisch voneinander isolierten Mittel gegenüber einer gegenüberliegenden Elektrode unterschiedlich stark vorzuspannen bzw. unterschiedliche zur Vorspannung angelegte Signale an die Mittel anzulegen. Diese Signale können beispielsweise auch durch Rückkopplung an dem erfindungsgemäßen Schallwandler eintreffender Signale erfolgen.
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Die grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, mittels zweier benachbarter Elektroden, von denen mindestens eine als Membran ausgestaltet ist, dadurch zeitgleich mehrere elektrische Signale auf den Schallwandler aufprägen oder von ihm abgreifen zu können, indem der akustische Wandler und/oder eine ihm zugeordnete Gegenelektrode mehrere elektrisch gegeneinander isolierte Segmente aufweist bzw. aufweisen.
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In der Praxis ist es oft gewünscht ein möglichst flexibles Mikrofon zu entwickeln, d. h. um eine vom Anwender hervorzurufende Anpassung der Empfindlichkeit, des Frequenzgangs und der Richtwirkung zu ermöglichen. Um z. B. eine veränderbare Richtwirkung für ein Mikrofon zu erzeugen, können entweder zwei separate Kapseln oder ein sogenanntes Doppelmembransystem verwendet werden. Beim Doppelmembransystem können zwei akustische Wandler verwendet werden, die beide eine Nieren-Charakteristik aufweisen und die in der Mitte über einen akustischen Widerstand miteinander verbunden sind. Beide Systemhälften befinden sich dabei in einem Gehäuse. Durch eine entsprechende elektrische Schaltung der Kapselsignale können nun beliebige Richtwirkungen aus zwei Signalen erzeugt werden.
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Die Erfindung betrifft den Gedanken, dass durch Unterteilung der Gegenelektrode und/oder Membran in Segmente die Eigenschaft der umschaltbaren Richtwirkung eines Doppelsystems mit nur einer Kapsel erreicht werden soll. Hierfür wird das zweite (hintere) System des Doppelmembransystems in das erste (vordere) System integriert. Dies kann z. B. durch die Segmentierung der Gegenelektrode und das einzelne Herausführen der elektrischen Signale für die weitere Signalverarbeitung erfolgen. Somit wird ein Mikrofon mit einer koaxialen Anordnung mit nur einem Bezugspunkt, nämlich der Membran, erhalten. Um nun die nötigen Informationen für die Richtwirkungserzeugung zu erhalten, werden die Segmente akustisch voneinander getrennt. Dies kann z. B. durch eine wie in 4B gezeigte Form erfolgen. Hier wird die Luft durch die Löcher im Mittelteil der Gegenelektrode in ein geschlossenes, rückwärtiges Volumen geleitet. Dadurch entsteht ein Signal, das frei von Richtungsinformationen ist, d. h. eine Kugel-Charakteristik. Das zweite Segment kann zur Bestimmung der Richtungsinformation dienen. Hier ist ein rückwärtiger Einlass vorhanden, der es ermöglichen soll, die Membran durch die Druckdifferenz auszulenken, d. h. eine Achter-Charakteristik. Durch eine entsprechende elektrische Schaltung der Kapselsegmente können nun beliebige Richtwirkungen aus zwei Signalen erzeugt werden. Der Vorteil ist ein einfacher Aufbau, weniger Material, geringere Kosten, flache Konstruktionen. Der Nachteil ist, dass Änderungen im Frequenzgang beim Umschalten der Richtwirkung nicht auszuschließen sind.
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Die Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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1A zeigt eine schematische Schnittansicht eines nach Art eines Kondensatormikrofons aufgebauten Schallwandlers 1 gemäß dem Stand der Technik;
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1B zeigt einen schematischen Querschnitt eines Schallwandlers gemäß dem Stand der Technik;
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Gegenelektrode gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektroakustischen Wandlers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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4A zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Gegenelektrode gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
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4B zeigt eine schematische Schnittansicht eines Schallwandlers gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
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4C bis 4F zeigen jeweils eine schematische Schnittansicht eines Schallwandlers,
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5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Membran gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
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6 zeigt eine schematische Ansicht von elektrischen Anschlüssen eines Membransegmentes gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
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7 zeigt eine Draufsicht auf eine gemäß 6 ausgeführte Membran der vorliegenden Erfindung;
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8 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Anordnung aus vier Gegenelektrodensegmenten;
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9 zeigt schematisch eine matrixförmige Anordnung von Gegenelektrodensegmenten gemäß einem achten Ausführungsbeispiel;
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10 zeigt eine schematische Darstellung einer Störschallreduktionseinheit;
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11 zeigt ein Blockschaltbild einer Störschallkompensationseinheit gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel;
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12 zeigt ein Blockschaltdiagramm für ein Kondensatormikrofon mit zwei Gegenelektrodensegmenten gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel; und
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13 zeigt ein Blockschaltbild eines Kondensatormikrofons gemäß einem elften Ausführungsbeispiel.
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In der folgenden Figurenbeschreibung werden entsprechend den in den beigefügten Figuren verwendeten Bezugszeichen einander entsprechende Gegenstände der Übersichtlichkeit halber mit gleichen Bezugszeichen bzw. -ziffern bezeichnet. Bezugnahmen auf die Figuren wie „links”, „rechts”, „oben” und „unten” beziehen sich auf eine Orientierung der Bilder mit normal lesbaren Bezugszeichen bzw. -ziffern.
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Erfindungsgemäß können die elektroakustischen Schallwandler hochwertige Schallwandler wie z. B. Mikrofone darstellen. Der Durchmesser einer Membran des Mikrofons ist optional größer oder gleich 0,5 Zoll (ca. 1,27 cm).
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Gegenelektrode gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Gegenelektrode 30 weist zwei Gegenelektrodensegmente 32, 33 auf, welche elektrisch nicht miteinander verbunden sind, d. h. die elektrisch voneinander isoliert sind. Beide Gegenelektrodensegmente 32, 33 sind auf einem Gegenelektrodenträger 31 nebeneinander angeordnet. Sie werden elektrisch separat voneinander kontaktiert und können jeweils gegenüber der Mermbran 20 elektrisch vorgespannt werden (gleich oder unterschiedlich). Akustisch wirksame Löcher 34 durchsetzen den Gegenelektrodenträger 31 sowie die Gegenelektrodensegmente 32, 33. Der Anschaulichkeit halber sind die Membranauflage 5 sowie die elektrischen Anschlüsse 40, 41 nicht dargestellt.
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3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektroakustischen Wandlers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Wandler 1 weist eine Membran 20 und eine Gegenelektrode 30 auf. Die Membran 20 weist Membransegmente 22, 23 aufweist, die elektrisch gegeneinander isoliert nebeneinander auf einem Membranträger 21 angeordnet sind. Die Membran 20 ist über erste Befestigungsmittel 6 mit einer Membranauflage 5 verbunden. Im unteren Bereich der Membranauflage 5 befindet sich ein Gegenelektrodenträger 31, der über zweite Befestigungsmittel mit der Membranauflage 5 in Verbindung steht. Auch auf der Oberseite der Gegenelektrode 30 befinden sich die bereits in Verbindung mit 2 diskutieren Gegenelektrodensegmente 32, 33. Die separaten elektrischen Anschlüsse für die Membransegmente 22, 23 sowie die Gegenelektrodensegmente 32, 33 sind in dieser Darstellung nicht ausgeführt.
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Wird die Anordnung nach 3 als Lautsprecher bzw. Schallsender betrieben, dann können die Membransegmente 22, 23 mit Bezug auf die Gegenelektrodensegmente 32, 33 mit einem Signal beaufschlagt werden. Erfindungsgemäß ist es ferner möglich, beispielsweise die Abgriffe des Membransegments 22 und des Gegenelektrodensegments 32 mit einem ersten Signal zu beaufschlagen, während Membransegment 23 und Gegenelektrodensegment 33 über jeweilige Abgriffe mit einem zweiten Signal beaufschlagt werden. Hierdurch ergeben sich insbesondere auf die Membransegmente 22 und 23 in Abhängigkeit der Signale unterschiedliche Kräfte, welche wiederum zu unterschiedlichen Auslenkungen der von ihnen bedeckten Membranteilflächen führen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die elektrischen Anschlüsse der Membransegmente 22 und 23 elektrisch miteinander zu verbinden, wodurch die zuvor beschriebenen Signale gegenüber einem gemeinsamen Bezugspotential angelegt werden. Entsprechendes gilt für eine mögliche Verbindung der elektrischen Anschlüsse der Gegenelektrodensegmente 32 und 33.
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In Zusammenschau der 2 und 3 ergibt sich ferner, dass auch nur die Membran 20 mit gegeneinander isolierten Membransegmenten 22, 23 ausgestattet sein kann, während die Gegenelektrode 30 statt der in 2 und 3 dargestellten Gegenelektrodensegmente 32, 33 nur eine einzige elektrisch wirksame Fläche aufweisen könnte, indem die dargestellten Gegenelektrodensegmente 32 und 33 nicht wie dargestellt gegeneinander elektrisch isoliert sind.
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4A zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Gegenelektrode gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Die Gegenelektrode 30 weist mindestens zwei Segmente auf, bei welchen die Gegenelektrodensegmente 32, 33 konzentrisch und kreisringförmig ausgestaltet sind. Der Gegenelektrodenträger 31 der Gegenelektrode 30 ist hierbei aus elektrisch isolierendem Material hergestellt, so dass an den Gegenelektrodensegmenten 32, 33 angelegte Signale gegenüber einer über der dargestellten Gegenelektrode 30 aufgespannten Membran örtlich unterschiedliche Kraftwirkungen hervorrufen.
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Um die Auslenkung der Membran zu verändern, kann optional ein elektrostatisches Feld erzeugt werden und zusätzlich dazu ist mindestens ein weiteres Feld auf der gegenüberliegenden Seite der Membran erforderlich. Dieses weitere Feld kann beispielsweise über eine zweite Gegenelektrode oder eine elektrisch geladene Gaze erzeugt werden. Eine elektrisch geladene Gaze ist vorteilhaft, weil diese akustisch weniger wirksam ist als eine massiv gelochte Gegenelektrode. Alternativ dazu kann auch ein akustisch wirksamer Resonator vor dem Mikrofon verwendet werden, dessen elektrisch geladene Gaze zusätzlich ein elektrostatisches Feld erzeugt und das Schwingungsverhalten der Membran beeinflussen kann.
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Sofern eine entsprechende Regelvorrichtung vorgesehen wird, können die Schwingungsformen bzw. Moden der Membran auch gezielt durch eine Ansteuerung mittels eines entsprechenden Wechselsignals über eines der dargestellten Gegenelektrodensegmente beeinflusst werden.
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Gemäß einem weiteren Beispiel der Erfindung können Ausgangssignale der verschiedenen Segmente addiert werden. Parameter für die Ausgangssignale können die Polarisationsspannung und die Kapazität darstellen. Eine Kapazitätsänderung kann durch ein Ab- und/oder Zuschalten von Segmenten bewirkt werden. Eine Addition der Ausgangssignale der Segmente kann in einem Mikrofon oder außerhalb eines Mikrofons auf analoger oder auf digitaler Basis erfolgen.
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4B zeigt eine schematische Schnittansicht eines Schallwandlers gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Der Schallwandler 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist eine Membran 20 und eine Gegenelektrode 30 auf, wobei die Gegenelektrode mindestens zwei Gegenelektrodensegmente 32, 33 aufweist. Insbesondere kann die Schnittansicht gemäß 4B eine Schnittansicht der in 4A gezeigten Gegenelektrode darstellen.
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4C zeigt eine schematische Schnittansicht eines Schallwandlers. Der Schallwandler 1 weist eine Membran 20, ein Gehäuse 100 sowie eine Gegenelektrode 30 auf. Die Gegenelektrode weist zwei Segmente 32, 33 auf. Das erste Segment 32 weist an seiner der Membran 20 zugewandten Seite eine Fläche 32a auf. Das zweite Segment 33 weist an seiner der Membran 20 zugewandten Seite eine Fläche 33a auf. Auf der der Membran 20 gegenüber liegenden Seite des Gehäuses 100 kann eine Öffnung 100a mit einem akustischen Widerstand 110 vorgesehen sein. Zwischen der Gegenelektrode 30 und dem akustischen Widerstand 110 kann ein Volumen 101 vorgesehen sein. Die erste und zweite Fläche 33a, 32a sind elektrisch voneinander getrennt. Mit dem Schallwandler gemäß 4C kann die Richtwirkung des Schallwandlers verändert werden. Der Schallwandler gemäß 4C weist ein Kapselsystem auf, welches aus der Membran 20 und der Gegenelektrode 30 besteht. Mit den Segmenten 32, 33 und den dazugehörigen Flächen 32a, 33a (unterteilte Gegenelektrode) kann ein Abtasten der Membranschwingung an verschiedenen Punkten der Membran erfolgen.
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4D zeigt eine schematische Schnittansicht eines Schallwandlers. Der Schallwandler gemäß 4D entspricht im Wesentlichen dem Schallwandler gemäß 4C. Der Unterschied zwischen den beiden Schallwandlern gemäß 4D und 4C besteht darin, dass der Schallwandler gemäß 4D eine Unterteilung des hinteren Volumens aufweist, so dass das hintere Volumen in drei kleinere Volumen 101, 102, 103 unterteilt worden ist. Der akustische Widerstand 110 ist jetzt an einer Öffnung 101a des ersten hinteren Volumens 101 und des dritten hinteren Volumens 103 vorgesehen.
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4E zeigt eine schematische Schnittansicht eines Schallwandlers. Der Schallwandler gemäß 4E beruht im Wesentlichen auf dem Schallwandler gemäß 4D und weist somit auch eine Unterteilung des hinteren Volumens auf. Zusätzlich dazu ist auch eine Unterteilung des vorderen Volumens in drei Volumen 104, 105 und 106 vorgesehen.
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Bei dem Schallwandler gemäß 4D und 4F weisen zwei der Volumina 101, 103, einen akustischen Widerstand 110 auf, so dass diese eine unterschiedliche Bedämpfung der einzelnen Teilvolumina aufweisen.
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4F zeigt eine schematische Schnittansicht eines Schallwandlers. Der Schallwandler gemäß 4F beruht auf dem Schallwandler gemäß 4E. Zusätzlich dazu weist der Schallwandler gemäß 4F optional unterschiedlich dimensionierte Öffnungen 121 vor der Membran auf. Durch diese Öffnungen können die akustischen Eigenschaften des Schallwandlers ferner beeinflusst werden.
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Das erfindungsgemäße Mikrofon weist vorzugsweise einen Durchmesser von mindestens 0.5 Zoll (ca. 1,27 cm) auf. Aufgrund der Größe des Durchmessers der Membran des Mikrofons von mindestens 0,5 Zoll weist die Membran unterschiedlich schwingende Bereiche auf. Durch die in den 4C bis 4F gezeigten Mikrofone bzw. elektroakustische Schallwandler ist es möglich, die Schwingungen der Membran an verschiedenen Stellen der Membran zu erfassen. Der Effekt der unterschiedlich schwingenden Bereiche der Membran kann z. B. durch eine Unterteilung des hinteren Volumens (hinter der Gegenelektrode) und optional durch eine unterschiedliche Bedämpfung der einzelnen Teilvolumina des hinteres Volumens gezielt beeinflusst werden. In dem in den 4E und 4F gezeigten Ausführungsführungsbeispiel sei darauf hingewiesen, dass die Trennwände in dem Volumen zwischen der Membran und der Gegenelektrode nicht bis zur Membran 20 reichen, so dass die Membran 20 frei schwingen kann.
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5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Membran gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Die Membran 20 weist dünne Membransegmente 22, 23 auf. Die dünnen Membransegmente sind über einen Isolierspalt 50 gegeneinander elektrisch isoliert. Sie sind nebeneinander auf dem Membranträger 21 flächig angeordnet und über elektrische Anschlüsse 40, 41 elektrisch kontaktierbar. Die in 5 dargestellte Schnittansicht könnte beispielsweise einer möglichen Ansicht entlang der in 7 angezeigten Schnittlinie A-A entsprechen. An in Bild 7 links dargestellten Stelle, an welcher das Membransegment 22 das äußere Membransegment 23 quasi „durchbricht”, ist eine elektrische Isolation insofern nicht notwendig, als ein Spalt zwischen den Membransegmenten 22 und 23 für den erforderlichen hohen elektrischen Widerstand sorgt. Entsprechend Isolierspalt 50 berühren sich die Membransegmente 22 und 23 auch an der in 7 dargestellten Durchbruchsstelle nicht.
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6 zeigt eine schematische Ansicht von elektrischen Anschlüssen eines Membransegmentes gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Ein ringförmiges Membransegment 23 ist hier nicht vollständig unterbrochen, sondern lediglich flacher ausgeführt. Es bildet mit anderen Worten eine Art „Furt” für die Überleitung des zu elektrischen Anschluss 40 des Membransegments 22 führenden Segmentbereiches. Eine isolierende Zwischenschicht befindet sich zwischen Membransegment 23 und dem über diesen geführten Teil des Membransegments 22, welcher in einen elektrischen Anschluss 40 mündet. Somit kann auch 6 eine mögliche Schnittdarstellung durch die in 7 in Draufsicht dargestellte Anordnung zeigen.
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8 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Anordnung aus vier Gegenelektrodensegmenten. Die Gegenelektrodensegmente 32, 33, 35, 36 sind auf einem Gegenelektrodenträger 31 angeordnet. Die elektrisch leitend ausgeführten Gegenelektrodensegmente 32, 33, 35, 36 sind auf Podesten angeordnet, die aus elektrisch isolierendem Material des Gegenelektrodenträgers 31 ausgeführt sind. Die Podeste können dabei so ausgestaltet werden, dass die zwischen ihnen befindlichen Kanäle eine akustisch vorteilhafte Wirkung aufweisen, beispielsweise zur strömungstechnisch günstigen Führung des durch die Membranschwingung komprimierten Fluides. Eine Kontaktierung der Gegenelektrodensegmente 32, 33, 35, 36 kann beispielsweise über an entsprechenden Stellen vorgesehenen Kanälen im Gegenelektrodenträger 31 durchgeführt werden, so dass die Anschlüsse sich auf der unteren Seite des Gegenelektrodenträgers 31 befinden. Alternativ können beispielsweise in Schichttechnik hergestellte Leiterbahnen die elektrische Verbindung der gezeigten Gegenelektrodensegmente 32, 33, 35, 36 mit der Peripherie herstellen. Diese können beispielsweise durch zwischen ihnen liegende Isolationsschichten (sofern erforderlich) auch übereinanderliegend ausgeführt werden.
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9 zeigt schematisch eine matrixförmige Anordnung von Gegenelektrodensegmenten gemäß einem achten Ausführungsbeispiel. Die Gegenelektrodensegmente S1 bis Sm bzw. Z1 bis Zn sind auf einem Gegenelektrodenträger angeordnet. Ähnlich der Pixel eines Bildschirms können die dargestellten Gegenelektrodensegmente bei entsprechender Anordnung von elektrischen Anschlüssen völlig unabhängig voneinander gegenüber einer über ihnen liegenden Membran mit Signalen beaufschlagt werden. Eine solche Beaufschlagung könnte beispielsweise für die bereits vorstehend genannten und diskutierten Anwendungsfälle durchgeführt werden, bietet aber überdies aufgrund der Vielzahl sowie der Verteilung der Gegenelektrodensegmente beispielsweise die Möglichkeit, nahezu beliebige Kräfteverteilungen auf der Membran zu erzeugen, wie sie beispielsweise für Anwendungen nach Art der Schallfeldsynthese Verwendung findet. Durch entsprechende Verzögerungen zwischen benachbarten Gegenelektrodensegmenten können somit Richtwirkungen im Abstrahlverhalten der Membran erzielt werden. Der Anzahl von möglichen Zeilen (Z1...Zn) und Spalt (S1...Sm) sind dabei in erster Linie durch die mechanischen Eigenschaften der darüber liegenden Membran Grenzen gesetzt. Entsprechend den vorstehenden Ausführungen zum MID-Fertigungsverfahren können auch die in 9 dargestellten Gegenelektrodensegmente aus Richtung der Rückseite des Gegenelektrodenträgers kontaktiert und mit Signalen beaufschlagt werden.
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10 zeigt eine schematische Darstellung einer Störschallreduktionseinheit. Die Einheit weist ein Störschallmikrofon 11, eine Gegenelektrode 30 und eine Membran 20 auf. Von rechts im Bild auf ein Störschallmikrofon 11 auftreffender Störschall 12 wird in ein elektrisches Signal gewandelt und diese ggf. zur Weiterverwendung vorverarbeitet. Insbesondere kommen hier Verzögerungsglieder zum Einsatz. Ein aus dem Stand der Technik bekannter Schallwandler bestehend aus einer Membran 20 sowie einer Gegenelektrode 30 mit einem Gegenelektrodenträger 31 ist zur Wiedergabe des aus dem Störschall 12 generierten Kompensationssignales vorgesehen. Das von der Membran 20 abgestrahlte Kompensationssignal überlagert sich zumindest an einem vordefinierten Punkt mit dem Störschall 12, wobei sich beide Signale in ihrer Wirkung aufheben. Wird die Membran 20 zusätzlich mit einem Nutzschallsignal beaufschlagt, kann sich dieses in Form von Nutzschall 10 vom Störschall 12 unbeeinträchtigt ausbreiten bzw. wahrgenommen werden. Für die zeitgliche Wiedergabe des Nutzschallsignals sowie des Kompensationssignals ist jedoch – wie bereits gesagt – eine elektrische Mischung beider Signale vor der Beaufschlagung des Lautsprechers erforderlich.
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11 zeigt ein Blockschaltbild einer Störschallkompensationseinheit gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel. Das Störschallmikrofon 11 und die Membran 20 entsprechen den in 10 dargestellten Elementen ebenso wie die Signale Störschall 12, Nutzschall 10 und Kompensationssignal 17. Von rechts im Bild eintreffender Störschall 12 trifft auf das Störschallmikrofon 11 und wird dort zur weiteren Verarbeitung in einem Verzögerungsglied 16 sowie einem Verstärker 15 elektrisch gewandelt. Gegenüber dem in 10 gezeigten Aufbau weist die Gegenelektrode nach 11 erfindungsgemäß zwei Gegenelektrodensegmente 32, 33 auf. Wie zu erkennen ist, wird das aus dem Störschall 12 generierte Kompensationssignal nur auf das mit 33 bezeichnete Gegenelektrodensegment gegeben.
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Die Störschallkompensationseinheit weist eine Nutzsignalquelle 14 auf, aus welcher ein Nutzsignal über einen Verstärker 13 auf die Membran 20 und das Gegenelektrodensegment 32 gegeben werden kann. Dieses wird als Nutzschall 10 vom Störschall 12 unbeeinträchtigt abgestrahlt, da das ebenfalls von der Membran 20 abgestrahlte Kompensationssignal 17 den Störschall aufwiegt. Gegenüber dem Aufbau nach 10 wird erkennbar, dass eine elektrische Mischung des Kompensationssignals 17 und des Nutzsignals aus der Nutzsignalquelle 14 nicht erfolgen. Durch galvanisch voneinander getrennte Gegenelektrodensegmente 32, 33 werden ein Kompensationssignal 17 sowie ein Nutzsignal elektrisch unabhängig voneinander über ein und dieselbe Membran 20 abgestrahlt.
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12 zeigt ein Blockschaltdiagramm für ein Kondensatormikrofon mit zwei Gegenelektrodensegmenten gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel. Hierbei erfolgt die eigentliche Signalverarbeitung außerhalb des Mikrofons. Die übereinander angeordneten horizontalen Zweige sind im Wesentlichen identisch aufgebaut, wobei der im Bild obere Zweig einem ersten Gegenelektrodensegment zugeordnet ist, in dessen Mitte ein zweites, dem unteren Zweig zugeordnetes Gegenelektrodensegment angeordnet ist. Da sich die Stränge gleichen, wird im Folgenden lediglich der Aufbau des oberen Strangs detailliert diskutiert.
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Links im Bild ist schematisch die Kapselkapazität 640 des ringförmig ausgestalteten Gegenelektrodensegments dargestellt. Zur Polarisation des Kondensatormikrofons schließt sich eine regelbare Polarisationsquellenspannung 61 an. Ebenfalls am Ausgang der Polarisationsquellenspannung 61 ist eine Schaltvorrichtung 62 vorgesehen. Diese Schaltvorrichtung 62 ist mit der Schaltvorrichtung des darunter liegenden Zweiges ggf. verbunden bzw. verbindbar, so dass der Signalfluss durch den Zweig bzw. die Zweige gemeinsam oder auch unabhängig voneinander unterbrochen werden können. Am Ausgang der Schaltvorrichtung 62 ist ein stellbares bzw. regelbares Verzögerungsglied 16 vorgesehen, mit welchem das den Zweig passierende Signal um einen einstellbaren Wert verzögert werden kann. Eine solche Verzögerung kann beispielsweise in Verbindung mit dem den zweiten Zweig passierenden Signal dazu verwendet werden, eine Richtwirkung des Kondensatormikrofons zu erzeugen.
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Ausgangsseitig an das Verzögerungsglied 16 schließt sich wiederum ein Filter 63 an. Je nach Anwendung kann eine leichte Absenkung in den Tiefen erfolgen (z. B. Hochpass erster oder zweiter Ordnung). Ferner kann es zu einem Separieren der Signale (Frequenzweiche) im Hoch- und Tiefenbereich kommen.
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Der Ausgang des Filters 63 ist an den Eingang eines im Zweig befindlichen Verstärkers 64 angeschlossen. Bei Mikrofonen fungiert der Verstärker als Impedanzwandler (d. h. ohne Verstärkung), so dass hier keine Erhöhung des Signalrauschabstandes erzielt wird.
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Die ausgangsseitigen Leitungen der Verstärker 64 beider Zweige werden in einer elektrischen Anschlusseinrichtung 65 zusammengefasst. Die elektrische Anschlussvorrichtung 65 kann beispielsweise eine an der Außenseite des Kondensatormikrofons angeordnete Buchse bzw. ein Stecker sein. Hinsichtlich ergonomischer Vorteile kann die elektrische Anschlusseinrichtung 65 bevorzugt an der Unterseite eines Mikrofongehäuses angeordnet sein und von diesem häufig im Wesentlichen zylindrischen Körper in axialer Richtung abgehen.
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Im in 12 dargestellten Blockschaltdiagramm endet die erfindungsgemäße Kondensatormikrofoneinheit hinter der elektrischen Anschlusseinrichtung 65, an welche ein A/D-Wandler 66, eine Signalverarbeitungseinheit 67 sowie ein D/A-Wandler 68 angeschlossen sein können.
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In 13, 12 ist ein Stereo- oder Zweikanalmikrofon gezeigt, wobei die Signalverarbeitung teilweise im Mikrofon erfolgt. Eine zusätzliche Verarbeitung kann außerhalb des Mikrofons beispielsweise auf digitaler Ebene erfolgen.
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13 zeigt ein Blockschaltbild eines Kondensatormikrofons gemäß einem elften Ausführungsbeispiel. Das Kondensatormikrofon gemäß 13 entspricht im Wesentlichen dem Kondensatormikrofon gemäß 12. Im Unterschied zu dem in 12 dargestellten Kondensatormikrofon teilen sich die beiden horizontalen Zweige bereits nach dem Filter 63 eine Mischvorrichtung 69, in welcher die aus den Gegenelektrodensegmenten stammenden und gemäß Blockschaltbild verarbeiteten Signale miteinander kombiniert werden können, bevor sie auf den Ausgang der Mischvorrichtung hin als kombiniertes Signal gelegt werden. Ausgangsseitig an der Mischvorrichtung 69 ist der Eingang eines gemeinsamen Verstärkers 64 vorgesehen, der im Wesentlichen die Funktion der in Verbindung mit 12 diskutierten Verstärker 64 übernimmt. Der in 13 dargestellte Aufbau endet ebenfalls mit einer am Ausgang des Verstärkers 64 angeschlossenen elektrischen Anschlusseinrichtung 65. Gegenüber der in 12 dargestellten elektrischen Anschlusseinrichtung 65 weist die elektrische Anschlusseinrichtung 65 gemäß 13 weniger Anschlüsse auf, was sich insbesondere aus der Tatsache ergibt, dass die Signale der Gegenelektrodensegmente bereits innerhalb des Kondensatormikrofons miteinander kombiniert werden. Wie in 12 schon gezeigt kann eine weitere Verarbeitung der Signale z. B. auf digitaler Ebene auch im Mikrofon erfolgen.
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In 12, 13 ist ein Monomikrofon gezeigt, wobei die Signalverarbeitung im Mikrofon erfolgt.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die oben beschriebenen Membranen optional nur an ihrer Außenseite aufgehängt, d. h. die Membranen stellen außen aufgehängte Membranen dar.
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Die erfindungsgemäßen Mikrofone weisen einen Durchmesser von mindestens 0,5 Zoll (ca. 1,27 cm) auf. Bei Membranen dieser Größe können Effekte auftreten, so dass die Membran an verschiedenen Stellen ihrer Fläche unterschiedliche Schwingungen ausführt.
