DE112018005251T5

DE112018005251T5 - System und verfahren zur optimierung von akustischen löchern

Info

Publication number: DE112018005251T5
Application number: DE112018005251.6T
Authority: DE
Inventors: Vahid Naderyan; Michael Kuntzman; Sung Bok Lee; Wade Conklin
Original assignee: Knowles Electronics LLC
Current assignee: Knowles Electronics LLC
Priority date: 2017-09-18
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2020-06-18
Also published as: CN111095949A; US11228845B2; US20200213773A1; WO2019055858A1; CN111095949B

Abstract

Eine Mikrofonanordnung umfasst einen akustischen Wandler mit einer Rückplatte und einer Membran, so dass eine Oberfläche der Rückplatte eine Vielzahl von Löchern aufweist. Wenigstens ein Teil der Vielzahl von Löchern ist in einem ungleichmäßigen Muster angeordnet. Das ungleichmäßige Muster umfasst Löcher unterschiedlicher Größe, die von benachbarten Löchern in unterschiedlichen Abständen angeordnet sind. Die Mikrofonanordnung umfasst des Weiteren eine elektrische Schaltung für Audiosignale, die so konfiguriert ist, dass sie ein akustisches Signal vom akustischen Wandler empfängt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Provisional-Patentanmeldung Nr. 62/559,712 , die am 18. September 2017 eingereicht wurde und deren Gesamtheit durch Verweis in diese Anmeldung aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Mikrofone sind in einer Vielzahl von Anwendungen weit verbreitet, beispielsweise in Smartphones, Mobiltelefonen, Tablets, Headsets, Hörgeräten, Sensoren, Autos usw. Es ist wünschenswert, die Klangqualität in solchen Mikrofonen zu erhöhen. Heutige Mikrofone haben Einschränkungen aufgrund ihrer Konfiguration und der Art und Weise, wie sie funktionieren.
Figurenliste

1A ist ein Schema einer Mikrofonanordnung mit unterem Port.
1B ist eine schematische Darstellung einer Mikrofonanordnung mit oberem Port.
2 ist ein Blockdiagramm einer Rechenschaltung, die ein Muster von Löchern identifiziert, die auf einer Rückplatte des Schallwandlers angebracht werden sollen.
3A ist ein Diagramm, das die Variationen eines Dämpfungsparameters des Schallwandlers mit unterschiedlichem Abstand zeigt.
3B ist ein Diagramm, das die Variationen eines Kapazitätsparameters des Schallwandlers mit unterschiedlichem Abstand zeigt.
3C ist ein Diagramm, das die Variationen des Signal-Rausch-Verhältnisses des Schallwandlers mit unterschiedlichem Abstand zeigt.
4 ist ein Diagramm, das die Variationen des Verhältnisses zwischen dem Kapazitätsparameter und dem Dämpfungsparameter mit unterschiedlichem Abstand an einem ersten Spalt zwischen der Rückplatte und der Membran des Schallwandlers zeigt.
5 ist ein weiteres Diagramm, das die Variationen des Verhältnisses zwischen dem Kapazitätsparameter und dem Dämpfungsparameter mit unterschiedlichem Abstand bei einem zweiten Spalt zwischen der Rückplatte und der Membran des Schallwandlers zeigt.
6 ist ein Beispiel für die Rückplatte des Schallwandlers mit einem einheitlichen Lochmuster.
7 ist ein Beispiel für die Rückplatte des Schallwandlers mit einem weiteren einheitlichen Lochmuster.
8 ist ein Beispiel für die Rückplatte des Schallwandlers mit einem ungleichmäßigen Lochmuster.
9 ist ein Beispiel für die Rückplatte des Schallwandlers mit einem anderen ungleichmäßigen Lochmuster.
10 ist ein Beispiel für ein Muster von Löchern innerhalb eines Elektrodenbereichs der Rückplatte.
11 ist ein Flussdiagramm, das die Operationen zur Berechnung eines kombinierten Abstandswertes umreißt.
12 ist ein Flussdiagramm, das die Vorgänge zur Identifizierung eines gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Lochmusters auf der Rückplatte skizziert.
13 ist ein Flussdiagramm, das die Vorgänge zur Bestimmung einer Konfiguration des ungleichmäßigen Lochmusters auf der Rückplatte skizziert.
14 ist ein Flussdiagramm, das die Vorgänge zur Bestimmung eines Lochmusters innerhalb der Elektrodenfläche der Rückplatte skizziert.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein System und ein Verfahren zur Rauschreduzierung (hier auch als Dämpfung bezeichnet) eines akustischen Wandlers, der in einer Mikrofonanordnung verwendet wird. Mehrere Komponenten des akustischen Wandlers tragen zu dem Rauschen bei, der dem akustischen Wandler zugeschrieben wird. Eine Rückplatte des akustischen Wandlers ist typischerweise der größte Verursacher dieses Rauschens. Das Rauschen wird von der Rückplatte aus durch den Spalt zwischen der Rückplatte und einer Membran des Schallwandlers sowie durch die Luft erzeugt, die sich vertikal durch die auf der Oberfläche der Rückplatte vorgesehenen Löcher bewegt. Durch die Verringerung des der Rückplatte zuzuschreibenden Rauschens kann das Rauschen des Schallwandlers reduziert und der Signal-Rausch-Abstand der Mikrofonanordnung erhöht werden.
Konventionell wurde das Rauschen der Rückwand durch die Erhöhung des Perforationsverhältnisses, auch akustischer Lochanteil („acoustic hole percentage“, AH%) genannt, reduziert. Das Perforationsverhältnis ist die Summe der Fläche jedes Lochs auf der Rückplatte geteilt durch die Gesamtfläche der Rückplatte. Es gibt jedoch eine Grenze, bis zu der das Perforationsverhältnis erhöht werden kann. Faktoren wie die Robustheit der Rückplatte und die effektive Kapazitätsfläche begrenzen die Erhöhung des Perforationsverhältnisses über einen bestimmten Wert hinaus. So kann das Rauschen der Rückplatte durch eine Erhöhung des Perforationsverhältnisses nur bis zu einem gewissen Grad reduziert werden.
Die vorliegende Offenbarung stellt Systeme und Verfahren bereit, die das durch die Rückplatte verursachten Rauschen durch die Verwendung eines kombinierten Abstandswertes („combined pitch value“) weiter reduzieren. Der kombinierte Abstandswert wird verwendet, um ein bestimmtes Muster zu identifizieren, in dem Löcher auf der Rückplatte angeordnet sind, um das Rauschen zu reduzieren und das Signal-Rausch-Verhältnis des Schallwandlers zu erhöhen. Durch die Verwendung eines spezifischen Musters von Löchern auf der Rückplatte kann der Widerstand der Luft, die sich vertikal durch diese Löcher bewegt, reduziert werden, wodurch das Rauschen der Rückplatte verringert wird. Bei einigen Ausführungsformen ist der kombinierte Abstandswert eine Funktion der Dicke der Rückplatte, des Perforationsverhältnisses und eines Spalts zwischen der Rückplatte und der Membran. Bei einer konstanten Dicke der Rückplatte und einem konstanten Perforationsverhältnis kann der Spalt variiert und ein kombinierter Abstandswert für diesen Spalt bestimmt werden.
Zur Berechnung des kombinierten Abstandswertes für eine gegebene Lücke werden eine Vielzahl von Dämpfungsparametern und eine Vielzahl von Kapazitätsparametern in unterschiedlichen Abständen berechnet, in einigen Ausführungsformen. Ein Abstand („pitch“) ist ein Abstand zwischen der Mitte eines Lochs auf der Rückplatte und der Mitte eines benachbarten Lochs auf der Rückplatte. Eine Vielzahl von Verhältnissen wird für jeden der Kapazitätsparameter und einen entsprechenden der Dämpfungsparameter berechnet. Aus der berechneten Vielzahl von Verhältnissen wird das größte Verhältnis identifiziert und ein oder mehrere Abstandswerte, die dem größten Verhältnis entsprechen, als kombinierter Abstandswert bestimmt. Unter Verwendung des kombinierten Abstandswertes wird ein gleichmäßiges Lochmuster für die Rückplatte identifiziert, wenn der Spalt zwischen der Rückplatte und der Membran konstant oder im Wesentlichen konstant ist. Ist der Spalt hingegen nicht oder im Wesentlichen nicht konstant, wird ein ungleichmäßiges Muster identifiziert, wie weiter unten besprochen.
1A ist eine Mikrofonanordnung 100 mit einem Akustiksensor 105 des mikroelektromechanischen Systems (MEMS) und einer Verarbeitungsschaltung 110, die vom Akustiksensor erfasste akustische Signale (beispielsweise Luftdruckänderungen) in elektrische Signale umwandelt. Der MEMS-Akustiksensor 105 kann als kapazitiver oder Kondensatorsensor, als piezoelektrischer Sensor oder als optischer Sensor ausgeführt sein. In 1A ist der Akustiksensor 105 ein kapazitiver Sensor mit einer Rückplatte 115 und einer Membran 120. Die Mikrofonanordnung 100 umfasst auch ein Gehäuse 125, das ein geschlossenes Volumen 130 definiert. Das Gehäuse 125 umfasst eine Basis 135 und eine daran befestigte Abdeckung 140, der den Akustiksensor 105 und die darin angeordnete Verarbeitungsschaltung 110 umschließt und schützt. Ein akustischer Port 145 im Gehäuse 125 ermöglicht es dem MEMS-Akustiksensor 105, Änderungen des Luftdrucks außerhalb des Gehäuses zu erfassen. Wie in 1A dargestellt, ist der akkustische Port 145 in der Basis 135 vorgesehen. Die Mikrofonanordnung 100 ist also eine Mikrofonanordnung mit unterem Port. Die Basis 135 kann als geschichtetes Material wie FR4 mit eingebetteten Leitern, die eine Leiterplatte bilden, ausgeführt werden. Die Abdeckung 140 kann als Metalldose oder als geschichtetes FR4-Material ausgeführt werden, das auch eingebettete Leiter enthalten kann. Die Abdeckung 140 kann auch aus anderen Materialien wie Kunststoff und Keramik hergestellt werden, und das Gehäuse kann im Allgemeinen eine elektromagnetische Abschirmung enthalten.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Gehäuse 125 externe Kontakte auf einer Oberfläche, die eine Schnittstelle für eine externe Vorrichtung, auch physikalische Schnittstelle genannt, zur Integration mit einer Host-Vorrichtung in einem Reflow- oder Wellenlötprozess bilden. In einigen Ausführungsformen umfasst die Schnittstelle für externe Vorrichtungen Strom, Masse, Takt, Daten und Auswahlkontakte. Die einzelnen Kontakte, die die Schnittstelle für die externe Vorrichtung bilden, können jedoch von dem Protokoll abhängen, mit dem die Daten zwischen der Mikrofonanordnung 100 und der Host-Vorrichtung übertragen werden. Zu diesen Protokollen gehören unter anderem PDM, SoundWire, I2S und I2C.
Die Verarbeitungsschaltung 110 (hier auch als elektrische Schaltung, Audiosignal-Verarbeitungsschaltung, elektrische Schaltung für Audiosignale oder anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) bezeichnet) ist so konfiguriert, dass sie das akustische Signal vom MEMS-Akustiksensor 105 empfängt. Der MEMS-Akustiksensor 105 kann unter Verwendung eines oder mehrerer Bonddrähte 150 operativ mit der Verarbeitungsschaltung 110 verbunden werden. In anderen Ausführungsformen können andere Verbindungsmechanismen wie Durchkontaktierungen, Leiterbahnen, elektrische Anschlüsse usw. verwendet werden, um den MEMS-Akustiksensor 105 elektronisch mit der Verarbeitungsschaltung 110 zu verbinden. Nach der Verarbeitung des akustischen Signals stellt die Verarbeitungsschaltung 110 das verarbeitete akustische Signal an einem Ausgang oder einer Schnittstelle der Mikrofonanordnung zur Verwendung durch eine Rechen- oder Host-Vorrichtung (beispielsweise ein Smartphone, einen Computer, ein IOT-Gerät, ein Hörgerät) bereit.
1B zeigt eine Mikrofonanordnung 155 mit einem MEMS-Akustiksensor 160 und einer Verarbeitungsschaltung 165, die die vom Akustiksensor erfassten akustischen Signale (beispielsweise Luftdruckänderungen) in elektrische Signale umwandelt. Die Mikrofonanordnung 155 umfasst auch eine Basis 170 und eine Abdeckung 175. Somit ist die Mikrofonanordnung 155 der Mikrofonanordnung 100 etwas ähnlich. Im Gegensatz zur Mikrofonanordnung 100, bei der der akustische Port 145 in der Basis 135 vorgesehen ist, ist der akustische Port 180 bei der Mikrofonanordnung 155 in der Abdeckung 175 vorgesehen. Somit ist die Mikrofonanordnung 155 eine Mikrofonanordnung mit oberem Port. Der MEMS-Akustiksensor 160, die Verarbeitungsschaltung 165, die Basis 170, die Abdeckung 175 und der akustische Port 180 der Mikrofonanordnung 155 sind ähnlich konfiguriert wie der MEMS-Akustiksensor 105, die Verarbeitungsschaltung 110, die Basis 135, die Abdeckung 140 bzw. der akustische Port 145 der Mikrofonanordnung 100.
Hier werden nur bestimmte Komponenten der Mikrofonanordnung 100 und der Mikrofonanordnung 155 besprochen. Andere Komponenten, wie Motoren, Ladepumpen, Stromquellen, Filter, Widerstände usw., die zur Realisierung der hier beschriebenen Funktionen und/oder anderer Funktionen der besprochenen Vorrichtungen verwendet werden können, werden nicht im Detail besprochen, sondern im Rahmen dieser Offenbarung betrachtet und in Betracht gezogen. Des Weiteren können in einigen Ausführungsformen Drucksensoren oder andere Arten von Sensoren, die in Mikrofonanordnungen verwendet werden (beispielsweise die Mikrofonanordnung 100), anstelle des MEMS-Akustiksensors 105 und des MEMS-Akustiksensors 160 verwendet werden.
2 ist ein Blockdiagramm 200 einer Rechenschaltung 205, die Daten (entweder tatsächliche oder simulierte) des Schallwandlers 210 verwendet, um ein Muster von Löchern zu identifizieren, die auf der Oberfläche der Rückplatte 215 zur Reduzierung des der Rückplatte zuzuschreibenden Rauschens vorgesehen werden sollen. Verschiedene Parameter können in die Rechenschaltung 205 eingegeben werden, und die Rechenschaltung kann ein Muster von Löchern für die Rückplatte 215 identifizieren, indem sie diese Parameter verwendet, um das Rauschen zu minimieren. In einigen Ausführungsformen kann eine Finite-Elemente-Analyse verwendet werden, um die Parameter zu erzeugen, die in die Rechenschaltung 205 eingegeben werden. In einigen Ausführungsformen können die Parameter, die in die Rechenschaltung 205 eingegeben werden, eine Dicke der Rückplatte 215, das AH% (Perforationsverhältnis) und ein Spaltprofil des Spalts zwischen der Rückplatte und der Membran 220 umfassen. Bei einigen Ausführungsformen können auch Parameter wie die Anzahl der Löcher auf der Rückplatte 215 in die Rechenschaltung 205 eingegeben werden. Die Rechenschaltung 205 kann für eine Vielzahl von Arten von akustischen Wandlern verwendet werden, beispielsweise für akustische Wandler mit zwei Rückplatten.
Die Rechenschaltung 205 umfasst einen Speicher 225 und einen Prozessor 230. Obwohl der Speicher 225 und der Prozessor 230 als innerhalb der Rechenschaltung 205 dargestellt wurden, können in einigen Ausführungsformen eine oder beide Komponenten außerhalb der Rechenschaltung liegen und in operativer Verbindung mit der Rechenschaltung stehen. Andere Komponenten, die zur Ausführung der hier beschriebenen Funktionen der Rechenschaltung 205 verwendet werden, können ebenfalls vorgesehen werden. In einigen Ausführungsformen kann beispielsweise eine separate Steuerung zum Steuern des Datenflusses (beispielsweise Priorität der Daten auf einem Datenbus) zwischen den Komponenten und dem Prozessor 230 vorgesehen werden.
Der Prozessor 230 umfasst eine Spaltprofilschaltung 235, die das Spaltprofil zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220 speichert, das in die Rechenschaltung 205 eingegeben wird. Das Spaltprofil kann einen oder mehrere Spaltwerte zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220 enthalten und kann ein Hinweis darauf sein, ob der Spalt konstant (oder im Wesentlichen konstant) oder nicht konstant (oder im Wesentlichen nicht konstant) ist. Daher kann das Spaltprofil auf der Grundlage der „Auslenkung“ der Membran 220 variieren. Im Allgemeinen wird, wenn der Schallwandler 210 mit einer Spannung (beispielsweise einer Gleichspannung) vorgespannt wird, ein elektrisches Feld zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220 induziert. Das elektrische Feld übt eine elektrostatische Kraft aus, die die Membran 220 zur Rückplatte 215 hin oder von ihr weg biegt und dadurch eine Auslenkung der Membran bewirkt. Die Durchbiegung der Membran 220 kann je nach Art der Membran variieren. So kann beispielsweise eine Freischeiben-Membrankonstruktion eine größere Durchbiegung erfahren als eine eingespannte Membrankonstruktion. In einigen Ausführungsformen und abhängig vom Typ der Membran 220, die im Schallwandler 210 verwendet wird, kann man, wenn die maximale Auslenkung der Membran kleiner oder gleich etwa 0,2 Mikrometer ist, sagen, dass die Membran eine „flache“ Membran ist und das Spaltprofil konstant oder im Wesentlichen konstant ist. Wenn andererseits die maximale Auslenkung der Membran 220 größer als 0,2 Mikrometer ist, dann kann man sagen, dass die Membran „ausgelenkt“ ist und das Spaltprofil als nicht oder im Wesentlichen nicht konstant bezeichnet werden kann. Wie oben erwähnt, kann das Spaltprofil auch einen Wert des Spaltes zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220 identifizieren und der Wert des Spaltes kann innerhalb der Spaltprofilschaltung 235 gespeichert werden.
Wenn das Spaltprofil ein konstantes (oder im Wesentlichen konstantes) Spaltprofil anzeigt, kann außerdem ein einzelner Spaltwert in die Rechenschaltung 205 eingegeben und in der Spaltprofilschaltung 235 gespeichert werden. Für einen nicht konstanten (oder im Wesentlichen nicht konstanten) Spalt können jedoch mehrere Spaltwerte (beispielsweise durchschnittliche Spaltwerte, wie unten erörtert) bereitgestellt werden, wobei jeder Spaltwert einer bestimmten Position zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220 entspricht. In einigen Ausführungsformen kann das Spaltprofil beispielsweise einen Spaltwert an mehreren vorbestimmten Messpunkten zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220 identifizieren. In einigen Ausführungsformen kann der Spalt zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220 in Mikrometern gemessen werden, obwohl auch andere Einheiten verwendet werden können.
Zusätzlich zur Speicherung der Spaltprofildaten kann die Spaltprofilschaltung 235 die Spaltprofildaten an eine Kapazitätsbewertungsschaltung 240, eine Dämpfungsbewertungsschaltung 245 und eine Musterbestimmungsschaltung 250 liefern, wie durch die Kommunikationsverbindung 255 angezeigt wird.
Die Kapazitätsbewertungsschaltung 240 bestimmt einen Kapazitätsparameter für jeden Spaltwert, der von der Spaltprofilschaltung 235 empfangen wird. Der Kapazitätsparameter spiegelt die Kapazität zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220 bei dem Spaltwert wider. In einigen Ausführungsformen berechnet oder bestimmt die Kapazitätsbewertungsschaltung 240 eine Vielzahl der Kapazitätsparameter für jeden Spaltwert. Jeder der Vielzahl von Kapazitätsparametern kann einem bestimmten Wert des Abstandes der Rückplatte 215 entsprechen. Der hier verwendete Abstand bedeutet einen Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Löcher auf der Rückplatte 215. Durch Variieren des Abstands der Rückplatte 215 wird die Kapazität zwischen der Rückplatte und der Membran 220 variiert. Daher kann eine Vielzahl der Kapazitätsparameter bei jedem Spaltwert berechnet oder bestimmt werden, indem für jeden Kapazitätsparameter ein anderer Wert des Abstands verwendet wird.
In einigen Ausführungsformen können die Kapazitätsparameter aus einer in der Rechenschaltung 205 gespeicherten Nachschlagetabelle bestimmt werden, so dass die Nachschlagetabelle für einen bestimmten Lückenwert und Abstandswert einen entsprechenden Kapazitätsparameter für diesen Lückenwert und Abstandswert enthalten kann. In anderen Ausführungsformen können andere Mechanismen oder Simulationen von der Rechenschaltung verwendet werden, um jeden der Vielzahl von Kapazitätsparameter zu berechnen. Die Variation der Kapazitätsparameter mit dem Abstand ist in 3B unten dargestellt. Die Kapazitätsbewertungsschaltung 240 gibt die Vielzahl der Kapazitätsparameter über die Kommunikationsverbindung 265 in einen kombinierten Abstands-Rechner 260 ein.
Die Dämpfungsbewertungsschaltung 245 berechnet einen Dämpfungsparameter der Rückplatte 215. Der Dämpfungsparameter spiegelt das Gesamtrauschen wider, das der Rückplatte 215 bei einem gegebenen Spaltwert zuzuschreiben ist. Ähnlich wie der Kapazitätsparameter variiert auch der Dämpfungsparameter mit dem Abstand der Rückplatte 215. Daher wird für jeden Spaltwert eine Vielzahl von Dämpfungsparametern von der Rechenschaltung 205 durch Variieren des Abstands berechnet. Im Allgemeinen werden in einigen Implementierungen die gleichen Werte des Abstands, die für die Berechnung der Kapazitätsparameter verwendet werden, auch für die Berechnung der Dämpfungsparameter verwendet. Daher werden für jeden Spaltwert eine Vielzahl von Kapazitätsparametern und eine Vielzahl von Dämpfungsparametern bestimmt, wobei jeder der Vielzahl von Kapazitätsparametern bei einem bestimmten Abstand einen entsprechenden der Vielzahl von Dämpfungsparametern bei diesem bestimmten Abstand hat.
Jeder der Vielzahl von Dämpfungsparameter kann durch die Dämpfungsbewertungsschaltung 245 berechnet werden. In einigen Ausführungsformen kann der Dämpfungsbewertungsschaltung 245 die folgende Formel implementieren, die von Dorel Homentcovschi und Ronald N. Miles abgeleitet ist: „ Viscous Microstructural Dampers with Aligned Holes: Design Procedure Including the Edge Correction,“ veröffentlicht in J. Acoust. Soc. Am. 122, September 2007, Seiten 1556-1567: $C = N \frac{12 π μ r_{1}^{4}}{g_{0}^{3}} K (β) + N \frac{8 π μ h r_{1}^{4}}{r_{0}^{4}}$
wobei C das Gesamtrauschen oder die Gesamtdämpfung ist, die auf die Rückplatte 215 zurückzuführen ist. Der erste Term der Formel (beispielsweise der Term zwischen dem „=“ und dem „+“ Zeichen) berechnet die Dämpfung, die durch den Spalt zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220 eingeführt wird, und der zweite Term der Formel (beispielsweise der Term nach dem „+“ Zeichen) berechnet die Dämpfung, die durch die Luft eingeführt wird, die sich vertikal durch die Löcher der Rückplatte bewegt (auch als der Widerstand der Löcher bezeichnet). Die Gesamtdämpfung der Rückplatte 215 umfasst also zwei Komponenten: eine erste Dämpfungskomponente, die dem Spaltwert zuzuschreiben ist, und eine zweite Dämpfungskomponente, die dem Abstand zuzuschreiben ist.
In der obigen Formel gilt:

N ist die Anzahl der Löcher auf der Rückplatte
µ ist die Viskosität von Luft
g₀ ist der Spalt zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220
K ist eine Funktion des Flächenperforationsverhältnisses ( h ist die Dicke der Rückplatte
r₁ ist der Radius einer kreisförmigen Zelle, die ein Loch auf der Rückplatte umgibt; und
r₀ ist der Radius eines Lochs auf der Rückplatte.

Zusätzlich werden in der obigen Formel das Perforationsverhältnis (AH%) und die Dicke der Rückplatte 215 als konstant angenommen und in die Rechenschaltung 205 eingegeben. Des Weiteren entspricht die Kombination aus r₁ und r₀ dem Abstand der Rückplatte 215. Die einzigen Parameter, die sich in der obigen Formel ändern, sind der Spaltwert und der Abstand der Rückplatte 215. Daher kann für jeden Spaltwert der Abstand variiert werden, um die Gesamtdämpfung C der Rückplatte 215 in der obigen Formel zu variieren, um die Vielzahl der Dämpfungsparameter zu erhalten. Jeder berechnete Wert von C entspricht einem Dämpfungsparameter. Variationen des Dämpfungsparameters mit dem Abstand sind in 3A unten dargestellt. Die Dämpfungsbewertungsschaltung 245 liefert die Vielzahl der Dämpfungsparameter über die Kommunikationsverbindung 270 an den kombinierten Abstands-Rechner 260. Es ist zu verstehen, dass die obige Formel nur ein Beispiel für die Berechnung der Vielzahl von Dämpfungsparametern ist. In anderen Ausführungsformen kann die Dämpfungsbewertungsschaltung 245 andere Formeln oder Mechanismen zur Berechnung der Vielzahl von Dämpfungsparametern implementieren.
Der kombinierte Abstands-Rechner 260 erhält die Vielzahl der Kapazitätsparameter von der Kapazitätsbewertungsschaltung 240 und die Vielzahl der Dämpfungsparameter von der Dämpfungsbewertungsschaltung 245. Unter Verwendung dieser Parameter berechnet der kombinierte Abstands-Rechner 260 einen kombinierten Abstandswert. Insbesondere berechnet der kombinierte Abstands-Rechner 260 für jeden Abstandswert, der bei der Berechnung der Vielzahl von Kapazitätsparameter und der Vielzahl von Dämpfungsparameter verwendet wird, ein Verhältnis von jedem der Vielzahl von Kapazitätsparametern und dem entsprechenden der Vielzahl von Dämpfungsparametern. Der kombinierte Abstands-Rechner 260 identifiziert dann das größte Verhältnis aus allen berechneten Verhältnissen. Ein oder mehrere Abstandswerte, die dem größten Verhältnis entsprechen, können als kombinierter Abstandswert ausgewählt werden. Die folgenden 4 und 5 veranschaulichen den kombinierten Abstandswert in einem Diagramm. Anhand des kombinierten Abstandswertes kann ein optimiertes Lochmuster auf der Rückplatte 215 identifiziert werden.
Der kombinierte Abstands-Rechner 260 liefert den kombinierten Abstandswert über die Kommunikationsverbindung 275 an die Musterbestimmungsschaltung 250. Die Musterbestimmungsschaltung 250 erhält somit das Spaltprofil von der Spaltprofilschaltung 235 und den kombinierten Abstandswert vom kombinierten Abstands-Rechner 260. Wenn das Spaltprofil einen nicht konstanten (oder im Wesentlichen nicht konstanten) Spalt anzeigt, identifiziert die Musterbestimmungsschaltung 250 ein ungleichmäßiges Muster von Löchern, die auf der Rückplatte 215 auf der Grundlage mehrerer kombinierter Abstandswerte bereitzustellen sind. Wenn das Spaltprofil einen konstanten (oder im Wesentlichen konstanten) Spalt anzeigt, identifiziert die Musterbestimmungsschaltung 250 ein gleichmäßiges Muster von Löchern, die auf der Rückplatte 215 bereitzustellen sind, auf der Grundlage eines einzigen kombinierten Abstandswertes. Gleichmäßige und ungleichmäßige Lochmuster werden im Folgenden erörtert.
Während verschiedene Komponenten des Systems oben beschrieben und in 2 als Teil des Prozessors 230 implementiert sind, ist zu verstehen, dass solche Komponenten mit Hilfe von Hardware, Software oder einer beliebigen Kombination davon in verschiedenen Beispielimplementierungen implementiert werden können. So können beispielsweise die Spaltprofilschaltung 235, die Kapazitätsbewertungsschaltung 240, die Dämpfungsbewertungsschaltung 245, die Musterbestimmungsschaltung 250, der kombinierte Abstands-Rechner 260 und/oder verschiedene andere Komponenten der Rechenschaltung 205 unter Verwendung spezieller Hardware (beispielsweise anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), die einen Teil oder die Gesamtheit des Prozessors 230 oder einen anderen Teil der Rechenschaltung 205 bilden), im Speicher 225 gespeicherte und vom Prozessor ausführbare Befehle zur Implementierung der Funktionen der Rechenschaltung oder eine Kombination davon implementiert werden.
3A ist ein Diagramm 300, das die Variationen der Vielzahl von Dämpfungsparametern bei unterschiedlichen Abständen bei konstantem AH% und konstanter Dicke der Rückplatte 215 veranschaulicht. Das Diagramm 300 stellt den Abstand auf einer X-Achse 305 gegen den Widerstand der Löcher auf der Rückplatte 215 auf einer Y-Achse 310 dar. Der Widerstand auf der Y-Achse 310 gibt einen Hinweis auf die Gesamtdämpfung der Rückplatte 215 für einen gegebenen Spaltwert. In der Regel gilt: Je geringer der Widerstand, desto geringer die Gesamtdämpfung. Eine Minimierung der Gesamtdämpfung ist wünschenswert.
Der Graph 300 zeigt einen ersten Plot 315, der für einen ersten Spaltwert von zwei Mikrometern steht, und einen zweiten Plot 320, der für einen zweiten Spaltwert von vier Mikrometern steht. Es ist zu verstehen, dass der erste Plot 315 und der zweite Plot 320 nur Beispiele sind. Ähnliche Diagramme können auch für unterschiedliche Lückenwerte dargestellt werden. Der erste Plot 315 und der zweite Plot 320 werden jeweils durch Auftragen der Vielzahl von Dämpfungsparametern für den für diese Abbildung repräsentativen Lückenwert in unterschiedlichen Abständen erhalten. Aus dem Diagramm 300 geht hervor, dass mit zunehmendem Abstand entlang der X-Achse 305 der Widerstand entlang der Y-Achse 310 abnimmt, bevor er wieder zunimmt. Bereich 325 repräsentiert die niedrigsten Widerstandspunkte des ersten Plots 315 und Bereich 330 die niedrigsten Widerstandspunkte des zweiten Plots 320. Bei den Bereichen 325 und 330 wird also die Gesamtdämpfung für den gegebenen Spaltwert minimiert. Die den Bereichen 325 und 330 entsprechenden Abständen stellen den optimalen Dämpfungsabstand dar und liefern somit Abstandswerte, bei denen die Dämpfung minimiert ist.
Wenn es also das Ziel ist, die Dämpfung der Rückplatte 215 zu minimieren, kann der optimale Dämpfungsabstand für einen bestimmten Spaltwert verwendet werden, um ein optimales Muster von Löchern auf der Rückplatte 215 zu identifizieren, um die mit der Rückplatte verbundene Dämpfung zu minimieren.
Aus der Grafik 300 ist auch ersichtlich, dass mit zunehmendem Spaltwert auch er optimale Dämpfungsabstand zunimmt. Zum Beispiel ist der optimale Dämpfungsabstand im Bereich 330 des zweiten Diagramms 320, was einem größeren Spaltwert entspricht, größer als der optimale Dämpfungsabstand im Bereich 325 des ersten Diagramms 315, was einem kleineren Spaltwert im Vergleich zum zweiten Diagramm entspricht. Je höher also der Spaltwert zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220 ist, desto höher ist der optimale Dämpfungsabstand.
3B ist ein Diagramm 335, das den Abstand auf der X-Achse 340 gegen die Kapazität auf der Y-Achse 345 bei konstantem AH% und konstanter Dicke der Rückplatte 215 darstellt. Die X-Achse 340 ist die gleiche wie die X-Achse 305 von 3A. Die Kapazität auf der Y-Achse 345 ist repräsentativ für den Kapazitätsparameter. Ähnlich wie die Grafik 300 umfasst der Graph 335 einen ersten Plot 350, die für den ersten Spaltwert von zwei Mikrometern repräsentativ ist, und ein zweiter Plot 355, der für den zweiten Spaltwert von vier Mikrometern repräsentativ ist. Somit repräsentiert der erste Graph 350 von 3B die Vielzahl von Kapazitätsparametern und der erste Graph 315 von 3A die Vielzahl von Dämpfungsparametern für den gleichen Spaltwert und die gleichen Abstände. Ebenso stellt der zweite Graph 355 von 3B die Vielzahl der Kapazitätsparameter und der zweite Graph 320 von 3A die Vielzahl der Dämpfungsparameter für denselben Lückenwert und dieselben Abstände dar.
Aus dem Diagramm 335 geht hervor, dass mit zunehmendem Abstand auf der X-Achse 340 die Kapazität abnimmt. Ein höherer Abstand entspricht also einer geringeren Kapazität. Typischerweise ist es wünschenswert, die Kapazität zu erhöhen. Daher stellen ein Bereich 360 auf des ersten Plots 350 und ein Bereich 365 auf dem zweiten Plot 355 die höchste Kapazität in dem Graph 335 dar. Die Abstände, die den Bereichen 360 und 365 entsprechen, sind wünschenswerte oder optimale Kapazitätsabstände für diese Lückenwerte. Wenn das Ziel darin besteht, die Kapazität der Rückplatte zu maximieren, können ein oder mehrere Abstände, die den optimalen Kapazitätsabständen entsprechen, verwendet werden, um ein Muster von Löchern auf der Rückplatte 215 zu identifizieren.
3C ist ein Diagramm 370, das der Abstand auf der X-Achse 375 gegen das Signal-Rausch-Verhältnis („SNR“) auf der Y-Achse 380 bei konstantem AH% und konstanter Dicke der Rückplatte 215 darstellt. Die X-Achse 375 ist die gleiche wie die X-Achse 305 von 3A und die X-Achse 340 von 3B. Das SNR auf der Y-Achse 380 ist repräsentativ für das SNR der Rückplatte 215. Der Graph 370 umfasst einen Plot 385, der Variationen des SNR mit unterschiedlichen Abständen darstellt. Das Diagramm 370 zeigt beispielsweise, dass mit zunehmendem Abstand auf der X-Achse 375 das SNR zunimmt, bevor es abnimmt. Im Allgemeinen ist ein höheres SNR wünschenswert. Daher können ein oder mehrere Abstandswerte, die dem Bereich 390 entsprechen, in dem das SNR das Maximum ist, verwendet werden, um ein optimiertes Lochmuster auf der Rückplatte 215 zu erhalten. Wenn das Ziel darin besteht, das SNR zu maximieren, kann daher der Bereich 390 verwendet werden.
Obwohl es wünschenswert ist, die Dämpfung zu verringern und die Kapazität zu erhöhen, unterscheidet sich der Dämpfungsteilbereich, bei dem die Gesamtdämpfung minimiert wird, von dem Kapazitätsteilbereich, bei dem die Kapazität maximiert wird. Wenn der minimierte Dämpfungsteilungsbereich zur Bestimmung des Lochmusters auf der Rückplatte 215 verwendet wird, wird die Kapazität zwischen der Rückplatte und der Membran 220 negativ beeinflusst. Ebenso wird die Gesamtdämpfung nachteilig beeinflusst, wenn der maximale Kapazitätsabstandsbereich zur Bestimmung des Lochmusters auf der Rückplatte 215 verwendet wird. Wenn es also darum geht, ein Gleichgewicht zwischen Gesamtdämpfung und Kapazität zu erreichen, kann ein Abstandswert oder Abstands-Bereich so gewählt werden, dass ein Kompromiss zwischen der Dämpfung und der Kapazität eingegangen wird und weder die Gesamtdämpfung noch die Kapazität stark nachteilig beeinflusst werden.
Der Kompromiss zwischen Dämpfung und Kapazität wird durch die Berechnung eines Verhältnisses zwischen jedem der Vielzahl von Kapazitätsparametern und dem entsprechenden der Vielzahl von Dämpfungsparametern für einen gegebenen Lückenwert und die Identifizierung eines kombinierten Abstandswertes oder -bereiches, der den Kompromiss zwischen Kapazität und Dämpfung erreicht, erzielt. Daher kann für jeden Spaltwert eine Vielzahl von Verhältnissen von Kapazitäts- zu Dämpfungsparametern berechnet werden. Das größte dieser Verhältnisse kann dann bestimmt werden, um den oben besprochenen kombinierten Abstandswert zu identifizieren.
4 zeigt ein Diagramm 400, das den Abstand auf der X-Achse 405 gegen das Verhältnis von Kapazität zu Dämpfungsparametern auf der Y-Achse 410 für den ersten Spaltwert von zwei Mikrometern bei konstantem AH% und konstanter Dicke der Rückplatte 215 darstellt. Die X-Achse 405 hat die gleichen Teilungen wie die X-Achse 305 und die X-Achse 340. Das Diagramm 400 zeigt auch ein Plot 415, der anzeigt, wie das Verhältnis der Kapazitäts- zu den Dämpfungsparametern mit zunehmendem Abstand variiert. Wie aus dem Diagramm 400 hervorgeht, steigen mit zunehmendem Abstand entlang der X-Achse 405 die Verhältnisse der Kapazitäts- zu den Dämpfungsparametern auf einen maximalen Bereich von 420, bevor sie wieder abnehmen. Ein oder mehrere der Abstände auf der X-Achse 405, die dem maximalen Bereich 420 entsprechen, können als kombinierter Abstandswert verwendet werden. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen der maximale Bereich 420 eine zehnprozentige Abweichung vom größten Abstandswert auf der X-Achse 405 enthalten. Mit anderen Worten, der gewählte kombinierte Abstandswert kann innerhalb von zehn Prozent des größten Abstandswertes auf der X-Achse 405 liegen. In anderen Ausführungsformen können andere Prozentsätze für den maximalen Bereich 420 verwendet werden. Dieser kombinierte Abstandswert wird verwendet, um ein Muster von Löchern auf der Rückplatte 215 durch die Musterbestimmungsschaltung 250 zu identifizieren, wie weiter unten näher erläutert wird.
5 zeigt ein weiteres Diagramm 500, das der Abstand auf der X-Achse 505 gegen das Verhältnis von Kapazität zu Dämpfungsparametern auf der Y-Achse 510 bei konstantem AH% und konstanter Dicke der Rückplatte 215 darstellt. Das Diagramm 500 ist analog zum Diagramm 400, außer dass das Diagramm 500 einen Plot 515 für den zweiten Spaltwert von vier Mikrometern umfasst. Aus dem Diagramm 500 geht hervor, dass mit zunehmendem Abstand entlang der X-Achse 505, ähnlich wie bei dem Plot 415 in 6, das Verhältnis von Kapazität zu Dämpfungsparametern bis zu einem maximalen Bereich 520 zunimmt, bevor es wieder abnimmt. Ein oder mehrere Abstandswerte auf der X-Achse 505, die dem maximalen Bereich 520 entsprechen, identifizieren einen kombinierten Abstandswert, der den Kompromiss zwischen dem Dämpfungsabstand und dem Kapazitätsabstand darstellt, bei dem das Gesamtrauschen oder die Dämpfung, die der Rückplatte 215 zuzuschreiben ist, reduziert wird, ohne die Kapazität stark zu beeinflussen. Ähnlich wie der maximale Bereich 420 kann der maximale Bereich 520 Abstandswerte enthalten, die bis zu zehn Prozent größer oder zehn Prozent kleiner als der maximale Abstandswert sind. In anderen Ausführungsformen können für den maximalen Bereich 520 andere Prozentsätze verwendet werden. Vergleicht man den kombinierten Neigungswert (beispielsweise den/die Neigungswert(e) auf der X-Achse 405, 505 entsprechend dem maximalen Bereich 420 bzw. 520) aus dem Diagramm 400 mit dem kombinierten Neigungswert aus dem Diagramm 500, so wird deutlich, dass der kombinierte Neigungswert des Diagramms 500 (mit dem höheren Lückenwert) höher ist als der kombinierte Neigungswert des Diagramms 400 (mit einem niedrigeren Lückenwert). Mit zunehmendem Spaltwert nimmt also auch der kombinierte Abstandswert zu. Mit anderen Worten, der kombinierte Abstandswert ist eine Funktion des (beispielsweise direkt proportional zum) Wert des Spalts zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220.
In einigen Ausführungsformen kann der kombinierte Abstandswert zwischen 6 Mikrometer und 37 Mikrometer (auch als Mikrometer bekannt) variieren, basierend auf dem Spalt zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220, der Dicke der Rückplatte und dem AH%. Bei einigen Ausführungsformen kann der Spalt zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220 zwischen 0,5 Mikrometer und 10 Mikrometer variieren. Des Weiteren kann die Dicke der Rückplatte 215 in einigen Ausführungsformen von 0,1 Mikrometer bis 6 Mikrometer variieren, während der AH% in einigen Ausführungsformen von 25% bis 80% variieren kann. Zum Beispiel kann bei einigen Ausführungsformen bei einem Spalt von 4 Mikrometern, einer Dicke der Rückplatte 215 von 2 Mikrometern und einem AH% von 50% der kombinierte Abstandswert in einem Bereich von 20-24 Mikrometern liegen. In ähnlicher Weise kann bei einem Spalt von 2 Mikrometern, einer Dicke der Rückplatte von 215 von 1 Mikrometer und einem AH% von 30% der kombinierte Abstandswert in einem Bereich von 9-13 Mikrometern liegen. Ebenso kann bei einem Spalt von 5 Mikrometern, einer Dicke der Rückplatte von 215 von 3 Mikrometern und einem AH% von 70% der kombinierte Abstandswert innerhalb eines Bereichs von 33-37 Mikrometern liegen.
Zusätzlich kann bei einigen Ausführungsformen der kombinierte Abstandswert variieren, wenn der Spalt und die Dicke der Rückplatte 215 im Wesentlichen konstant gehalten und der AH % variiert wird. Bei einem Spaltwert von 2,75 Mikrometern und einer Dicke der Rückplatte von 1,9 Mikrometern sind beispielsweise kombinierte Abstandswerte (in der Tabelle unten als optimierte Teilung bezeichnet) bei variierenden AH % (in der Tabelle unten als AHP[%] bezeichnet) in der Tabelle unten dargestellt:

AHP [%] Optimierter Abstand (um)

30 16.99

40 15.98

50 15.46

60 15.38

70 15.82
In ähnlicher Weise sind für einen Spaltwert von 6 Mikrometern und eine Dicke der Rückplatte von 1,9 Mikrometern beispielhaft kombinierte Abstandswerte (in der Tabelle unten als optimierte Teilung bezeichnet) bei variierenden AH% (in der Tabelle unten als AHP[%] bezeichnet) dargestellt:

AHP [%] Optimierter Abstand[um]

30 28.84

40 27.46

50 26.70

60 27.24

70 28.33
Daher variiert der kombinierte Abstandswert basierend auf einem Spaltwert zwischen der Rückplatte 215 und der Membran 220, der Dicke der Rückplatte und dem AH%.
6 ist ein Beispiel für eine Rückplatte 600 mit einem gleichmäßigen Muster von Löchern 605 auf einer Fläche 610 davon. Die Rückplatte 600 ist mit einer konstanten Dicke und einem konstanten Perforationsverhältnis konfiguriert. In einigen Ausführungsformen bedeutet „gleichförmig“, dass die Löcher 605 die gleiche oder im Wesentlichen gleiche Größe haben (beispielsweise nicht mehr als 10% in der Größe von einem anderen Loch abweichend) und gleichmäßig oder im Wesentlichen gleichmäßig auf der Oberfläche 610 der Rückplatte 600 verteilt sind. Mit anderen Worten, in einem „gleichmäßigen“ Muster sind die Löcher 605 mit demselben kombinierten Abstandswert p beabstandet, was bedeutet, dass der Abstand von der Mitte eines der Löcher zur Mitte eines benachbarten Lochs für jedes benachbarte Paar der Löcher auf der Fläche 610 der Rückplatte 600 gleich (oder im Wesentlichen gleich) ist. In einigen Ausführungsformen können die Löcher 605 jedoch gleichmäßig oder im Wesentlichen gleichmäßig verteilt sein, aber in der Größe variieren, oder die Löcher 605 können gleich oder im Wesentlichen gleich groß sein, aber der Abstand zwischen den Löchern kann unterschiedlich sein, und alle diese Ausführungsformen werden im Rahmen der vorliegenden Offenbarung betrachtet.
Bei einem festen Perforationsverhältnis ist die Größe der Löcher 605 und der Abstand zwischen zwei benachbarten dieser Löcher eine Funktion des kombinierten Abstandswertes. Wenn der kombinierte Abstandswert zunimmt, nimmt die Größe jedes der Löcher 605 zu und die Gesamtzahl der Löcher auf der Fläche 610 der Rückplatte 600 ab. Außerdem können die Löcher 605 auf der Rückplatte 600 in einem geometrischen oder zufälligen Muster angeordnet werden, so lange die Löcher mit demselben oder im Wesentlichen demselben kombinierten Abstandswert beabstandet sind.
7 ist ein Beispiel für eine Rückplatte 700 mit einem anderen gleichmäßigen Muster von Löchern 705 auf einer Fläche 710 davon. Die Rückplatte 700 ist insofern analog zur Rückplatte 600, als die Rückplatte 700 ebenfalls die gleiche konstante Dicke und das gleiche konstante Lochverhältnis wie die Rückplatte 600 aufweist. Die Löcher 705 auf der Rückplatte 700 sind gleich (oder im Wesentlichen gleich) groß und gleichmäßig oder im Wesentlichen gleichmäßig auf der Oberfläche 710 verteilt. Somit haben zwei beliebige benachbarte Löcher (beispielsweise die Löcher 705) auf der Rückplatte 700 den gleichen oder im Wesentlichen den gleichen kombinierten Abstandswert p'.
Vergleicht man die Rückplatte 600 mit der Rückplatte 700, so zeigt sich, dass die Rückplatte 600 eine geringere Anzahl der Löcher 605 im Vergleich zur Anzahl der Löcher 705 auf der Rückplatte 700 aufweist, obwohl beide Rückplatten ein einheitliches Lochmuster aufweisen. Der Unterschied in der Anzahl der Löcher ist auf die unterschiedlichen kombinierten Abstandswerte p und p' zurückzuführen. So wie die Größe der Löcher (beispielsweise die Löcher 605, 705) mit zunehmendem kombinierten Abstandswert zunimmt, nimmt die Größe dieser Löcher mit abnehmendem kombinierten Abstandswert ab. Bei einem festen Perforationsverhältnis können bei abnehmender Größe der Löcher (beispielsweise der Löcher 605, 705) zusätzliche Löcher auf der Oberfläche (beispielsweise der Oberfläche 610, 710) der Rückplatte (beispielsweise der Rückplatte 600, 700) vorgesehen (beispielsweise gebohrt) werden, wodurch sich die Gesamtanzahl der Löcher auf der Rückplatte erhöht. Somit ist die Teilung p' von 7 kleiner (beispielsweise hat einen kleineren Wert) als die Teilung p von 6 und daher hat die Rückplatte 700 mehr Löcher als die Rückplatte 600. Außerdem können die Löcher 705, ähnlich wie die Löcher 605, in einem geometrischen oder zufälligen Muster angeordnet werden, so lange die Löcher mit demselben oder im Wesentlichen demselben kombinierten Abstandswert beabstandet sind.
8 ist ein Beispiel für eine Rückplatte 800 mit Löchern 805 auf einer Fläche 810, die in einem ungleichmäßigen Muster angeordnet sind. „Ungleichförmig“, wie hier verwendet, bedeutet, dass die Löcher 805 nicht alle gleich (oder im Wesentlichen gleich) groß sind und nicht gleichmäßig über die Oberfläche 810 der Rückplatte 800 verteilt sind und daher der kombinierte Abstandswert zwischen benachbarten Lochpaaren variieren kann. Daher können in einigen Ausführungsformen bei konstantem AH% sowohl die Größe der Löcher 805 als auch der Abstand zwischen diesen Löchern in einem ungleichmäßigen Muster variieren. In anderen Ausführungsformen kann entweder die Größe der Löcher 805 oder der Abstand zwischen diesen Löchern durch Variation des AH% für ein ungleichmäßiges Muster variiert werden.
Das Muster der Löcher 805 hängt von der Durchbiegung der Membran 815 ab. Da die Membran 815 ausgelenkt wird (beispielsweise ist der Spalt zwischen der Membran und der Rückplatte 800 nicht oder im Wesentlichen nicht konstant), variiert der Spalt zwischen der Membran und der Rückplatte von einem Ende der Membran zum anderen. Um das Muster der Löcher 805 auf der Rückplatte 800 für den nicht konstanten oder im Wesentlichen nicht konstanten Spalt zu bestimmen, wird der Abstand von einem Ende 820 der Membran 815 zum anderen Ende 825 davon vertikal in eine vorbestimmte Anzahl von Ringen oder Bereichen 830 unterteilt. In anderen Ausführungsformen kann die Anzahl der Flächen 830 größer oder kleiner als die gezeigte Anzahl sein. Ein durchschnittlicher Spaltwert zwischen der Membran 815 und der Rückplatte 800 kann mit jeder der Flächen 830 verbunden sein. Die durchschnittlichen Spaltwerte können in die Rechenschaltung 205 eingegeben und in der Spaltprofilschaltung 235 gespeichert werden.
Für jeden durchschnittlichen Spaltwert identifiziert die Rechenschaltung 205 einen kombinierten Abstandswert, wie oben erläutert, indem sie die Vielzahl der Dämpfungsparameter und die Vielzahl der Kapazitätsparameter bei dem durchschnittlichen Spaltwert berechnet und dann aus diesen Parametern einen kombinierten Abstandswert bestimmt. Unter Verwendung des kombinierten Abstandswertes jedes der Bereiche 830 wird das diesem Bereich entsprechende Lochmuster auf der Oberfläche 810 der Rückplatte 800 durch die Musterbestimmungsschaltung 250 der Rechenschaltung 205 bestimmt. Da der kombinierte Abstandswert von einem der Bereiche 830 zu einem anderen der Bereiche variiert, variiert auch das Muster der Löcher 805 auf der Rückplatte 800. Da der kombinierte Abstandswert mit zunehmendem Spaltwert zunimmt und da mit zunehmendem kombinierten Abstandswert die Größe der Löcher auf der Rückplatte zunimmt, variiert die Größe der Löcher 805 auf der Rückplatte 800 auf der Grundlage des kombinierten Abstandswertes. Die Durchbiegung der Membran 815 zeigt an, dass der durchschnittliche Spalt, wie in 8 dargestellt, zu den Enden 820 und 825 hin am größten ist und zu einem Zentrum 835 der Membran hin allmählich abnimmt. Somit haben die Löcher 805 die größte Größe um den Umfang der Rückplatte 800 und die Größe dieser Löcher nimmt zur Mitte der Rückplatte hin allmählich ab, wie durch Pfeil 840 dargestellt.
9 zeigt ein Beispiel für eine Rückplatte 900 mit einem ungleichmäßigen Lochmuster. Obwohl die Löcher nicht auf einer Fläche 905 der Rückplatte 900 dargestellt sind, zeigt das Beispiel, wie das Lochmuster auf der Rückplatte aufgrund der Auslenkung der Membran 910 in Bezug auf die Rückplatte 900 variiert. Die Durchbiegung der Membran 910 zeigt höhere durchschnittliche Spaltflächen 915 und niedrigere durchschnittliche Spaltflächen 920. Somit ist der kombinierte Abstandswert, der den höheren durchschnittlichen Spaltflächen 915 entspricht, höher als der kombinierte Abstandswert, der den niedrigeren durchschnittlichen Spaltflächen 920 entspricht. Die Variation des kombinierten Abstandswertes spiegelt sich in dem Lochmuster auf der Oberfläche 905 der Rückplatte 900 wider, das einen hohen Teilungsbereich 925 entsprechend den höheren durchschnittlichen Spaltflächen 915 und einen niedrigen Teilungsbereich 930 entsprechend den niedrigeren durchschnittlichen Spaltflächen 920 aufweist. Durch die Möglichkeit, den kombinierten Abstandswert für einen gegebenen durchschnittlichen Spaltwert in einer nicht konstanten Spaltkonfiguration zu bestimmen, kann das Lochmuster auf der Rückplatte 900 unabhängig von der Auslenkung der Membran 910 bestimmt werden. Die Anzahl der verschiedenen kombinierten Abstandswerte, die für die Durchbiegung der Membran 910 bestimmt werden können, kann je nach der Anzahl der Bereiche (beispielsweise die Bereiche 830 in 8), in die die Membran unterteilt ist, variieren.
10 zeigt einen Teil einer Rückplatte 1000 mit einer Elektrodenfläche 1005 und einer Außenfläche 1010, die außerhalb der Elektrodenfläche liegt. Die Elektrodenfläche 1005 entspricht dem Teil der Rückplatte 1000, innerhalb dessen die Bewegung einer Membran 1015 erfasst wird, und die Außenfläche 1010 entspricht dem Teil der Rückplatte, innerhalb dessen die durch die Membran erzeugte Bewegung nicht erfasst wird. Im Allgemeinen erzeugt ein größeres Loch auf der Rückplatte 1000 ein geringeres Dämpfungsrauschen als ein kleineres Loch. Ein größeres Loch erzeugt jedoch ein Signal von geringerer Qualität als ein kleineres Loch. Insbesondere ist, wie oben diskutiert, eine der Ursachen für das auf die Rückplatte 1000 zurückzuführende Rauschen auf die vertikale Luftbewegung durch die Löcher auf der Rückplatte zurückzuführen. Mit zunehmender Größe der Löcher nimmt die Kapazität und Empfindlichkeit der Rückplatte 1000 ab, was sich wiederum negativ auf die Qualität des Signals auswirkt.
Auf der Rückplatte 1000 werden Signale nur innerhalb des Elektrodenbereichs 1005 erzeugt, in dem die Rückplatte eine Bewegung wahrnimmt. Daher ist eine höhere Signalqualität innerhalb der Elektrodenfläche 1005 erwünscht. Im Außenbereich 1010, in dem die Rückplatte 1000 keine Bewegung wahrnimmt, wird kein Signal erzeugt. Daher kann die Rückplatte 1000 so konfiguriert werden, dass die Dämpfung der Rückplatte minimiert wird, indem große Löcher im Außenbereich 1010 und ein Muster von Löchern auf der Grundlage eines kombinierten Abstandswertes innerhalb des Elektrodenbereichs 1005 vorgesehen werden, um die Signalqualität hoch und das Dämpfungsrauschen niedrig zu halten.
Da im Außenbereich 1010 kein Signal erzeugt wird, können die Löcher so groß wie möglich gestaltet werden, um das dem Außenbereich zuzuschreibenden Rauschen der Rückplattendämpfung zu minimieren. Im Allgemeinen wird vermieden, dass im Außenbereich 1010 zu wenige Löcher vorhanden sind. Daher kann die Größe der Löcher im Außenbereich 1010 auf der Grundlage eines aus einem Teilungsbereich ausgewählten Abstandswertes bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen kann beispielsweise ein Abstandsbereich von etwa zehn bis dreißig Mikrometern verwendet werden. Alle Löcher auf der Rückplatte 1000 im Außenbereich 1010 können die gleiche oder eine andere Größe haben, je nach dem gewählten Abstandswert.
Im Elektrodenbereich 1005 kann das Spaltprofil der Membran 1015 verwendet werden, um einen kombinierten Abstandswert zu berechnen, wie oben beschrieben, und die Löcher auf der Rückplatte 1000 innerhalb des Elektrodenbereichs können auf der Grundlage des kombinierten Abstandswertes vorgesehen werden, um die Dämpfung zu minimieren und gleichzeitig die Auswirkungen auf die Qualität des Signals zu verringern.
11 ist ein Flussdiagramm, das die Vorgänge eines Prozesses 1100 zur Berechnung eines kombinierten Abstandswertes für einen gegebenen Spaltwert zwischen der Rückplatte (beispielsweise der Rückplatte 215) und der Membran (beispielsweise der Membran 220) skizziert. Nach dem Start bei Operation 1105 werden für einen gegebenen Spaltwert eine Vielzahl von Dämpfungsparametern, von denen jeder einer bestimmten Teilung entspricht, bei Operation 1110 durch die Rechenschaltung 205 berechnet. Die Berechnung der Dämpfungsparameter wird oben in Bezug auf 2 und 3A anhand von Beispielimplementierungen diskutiert. Zusätzlich werden für den gegebenen Spaltwert und die für die Berechnung der Vielzahl von Dämpfungsparametern verwendeten Abständen eine Vielzahl von Kapazitätsparametern bei der Operation 1115 durch die Rechenschaltung 205 berechnet. Die Berechnung der Kapazitätsparameter wird oben in 2 und 3B diskutiert. Bei der Operation 1120 wird ein Verhältnis von jedem der Vielzahl von Kapazitätsparametern und der entsprechenden Instanz der Vielzahl von Dämpfungsparametern berechnet, um mehrere Verhältnisse durch den kombinierten Abstands-Rechner 260 der Rechenschaltung 205 zu erhalten. Bei der Operation 1125 identifiziert der kombinierte Abstands-Rechner 260 aus der Vielzahl der Verhältnisse das größte Verhältnis, wie beispielsweise in 4 und 5 gezeigt. Ein oder mehrere Teilungen, die dem größten Verhältnis entsprechen, werden als kombinierter Abstandswert identifiziert, der dann von der Musterbestimmungsschaltung 250 der Rechenschaltung 205 zur Bestimmung eines Musters von Löchern auf der Rückplatte verwendet wird. Der Prozess 1100 endet mit der Operation 1130.
Darüber hinaus kann das Verfahren 1100 auch zur Berechnung des kombinierten Abstandswertes für eine Konfiguration mit zwei Rückplatten verwendet werden. Bei einer Konfiguration mit zwei Rückwänden ist beispielsweise eine obere Rückwand auf der Oberseite einer Membran und eine untere Rückwand auf der Unterseite der Membran vorgesehen. Um einen kombinierten Abstandswert für eine solche Rückplatten-Membran-Konfiguration zu berechnen, kann, wie oben beschrieben, ein erster kombinierter Abstandswert für die obere Rückplatte und die Membran berechnet werden, um ein erstes Muster von Löchern für die obere Rückplatte zu identifizieren. Ein zweiter kombinierter Abstandswert kann, wie oben diskutiert, für die untere Rückplatte und die Membran berechnet werden, um ein zweites Lochmuster für die untere Rückplatte zu identifizieren. Der erste kombinierte Abstandswert kann auf dem Spaltprofil zwischen der oberen Rückplatte und der Membran basieren, und der zweite kombinierte Abstandswert kann auf dem Spaltprofil zwischen der unteren Rückplatte und der Membran basieren. Daher kann das Lochmuster der oberen Rückplatte vom Lochmuster der unteren Rückplatte abweichen.
12 ist ein Flussdiagramm, das die Operationen eines Prozesses 1200 zur Bestimmung eines Musters von Löchern auf der Rückplatte (beispielsweise der Rückplatte 215) durch die Rechenschaltung 205 skizziert. Nach dem Start von Operation 1205 wird ein Spaltprofil der Membran (beispielsweise der Membran 220) in die Spaltprofilschaltung 235 der Rechenschaltung bei Operation 1210 eingegeben. Andere Eingabeparameter wie die Dicke der Rückplatte und der AH% werden ebenfalls in die Rechenschaltung 205 eingegeben. Unter Verwendung der Spaltwerte im Spaltprofil wird bei der Operation 1215 ein kombinierter Abstandswert berechnet. Wenn der Spalt konstant (oder im Wesentlichen konstant) ist, wird eine einzelne kombinierte Teilung berechnet, die diesem Spalt entspricht. Wenn der Spalt nicht konstant (oder im Wesentlichen nicht konstant) ist, werden mehrere kombinierte Abstandswerte berechnet. Der/die kombinierte(n) Abstandswert(e) werden nach dem in 11 oben beschriebenen Verfahren 1100 berechnet. Bei der Operation 1220 liefert die Musterbestimmungsschaltung 250 für einen konstanten (oder im Wesentlichen konstanten) Spalt ein gleichmäßiges Muster von Löchern auf der Rückplatte auf der Grundlage des kombinierten Abstandswertes aus der Operation 1215. Die obigen 6 und 7 zeigen Beispiele für ein einheitliches Lochmuster auf der Rückplatte. Wenn der Spalt hingegen nicht konstant (oder im Wesentlichen nicht konstant) ist, wird bei der Operation 1225 ein ungleichmäßiges Lochmuster auf der Rückplatte durch die Musterbestimmungsschaltung 250 auf der Grundlage der kombinierten Abstandswerte aus der Operation 1215 identifiziert. Der Prozess 1200 endet bei Operation 1230.
13 ist ein Flussdiagramm, das die Vorgänge eines Prozesses 1300 zur Identifizierung eines ungleichmäßigen Lochmusters für die Rückplatte (beispielsweise die Rückplatte 215) skizziert. Wie oben besprochen, entspricht das ungleichmäßige Muster einem nicht konstanten oder im Wesentlichen nicht konstanten Spalt zwischen der Rückplatte und der Membran. Des Weiteren umfasst das Spaltprofil für einen nicht konstanten oder im Wesentlichen nicht konstanten Spalt, wie oben angegeben, eine Vielzahl von Spaltwerten, die durchschnittliche Spaltwerte an verschiedenen Messpunkten zwischen der Rückplatte und der Membran liefern. Diese durchschnittlichen Spaltwerte werden in die Rechenschaltung 205 eingegeben. So wird nach dem Start von Operation 1305 bei Operation 1310 ein kombinierter Abstandswert, der jedem durchschnittlichen Spaltwert entspricht, mit dem Verfahren 1100 berechnet. Basierend auf dem kombinierten Abstandswert wird das Muster der Löcher auf der Rückplatte bei der Operation 1315 so variiert, dass Bereiche der Rückplatte, die jedem durchschnittlichen Spaltwert entsprechen, Löcher haben, die auf der Grundlage des für diesen durchschnittlichen Spaltwert berechneten kombinierten Abstandswertes dimensioniert und beabstandet sind. Die Rückplatte weist also ein ungleichmäßiges Lochmuster auf, wie die in 8 oder 9 gezeigten Muster. Der Prozess 1300 endet bei Operation 1320.
14 ist ein Flussdiagramm, das die Vorgänge eines Prozesses 1400 zur Minimierung von Dämpfungsrauschen innerhalb einer Elektrodenfläche (beispielsweise der Elektrodenfläche 1005) einer Rückplatte (beispielsweise der Rückplatte 1000) skizziert. Nach dem Start von Operation 1405 wird die Elektrodenfläche bei Operation 1410 identifiziert. Innerhalb der Elektrodenfläche werden ein oder mehrere kombinierte Abstandswerte auf der Grundlage eines Spalts zwischen der Rückplatte und der entsprechenden Membran (beispielsweise der Membran 1015) bei Operation 1415 berechnet. Der Spalt zwischen der Rückplatte und der Membran innerhalb der Elektrodenfläche kann konstant (oder im Wesentlichen konstant) oder nicht konstant sein. Der/die kombinierte(n) Abstandswert(e) werden mit dem oben beschriebenen Verfahren 1100 berechnet. Unter Verwendung des/der kombinierten Abstandswertes/-werte wird bei Operation 1420 ein Muster von Löchern für die Elektrodenfläche bestimmt. Bei Operation 1425 werden für eine Fläche, die außerhalb der Elektrodenfläche liegt (beispielsweise die Außenfläche 1010), die Löcher auf der Rückplatte so groß wie möglich konfiguriert. Bei einigen Ausführungsformen kann eine bestimmte Anzahl von Löchern im Bereich außerhalb des Elektrodenbereichs gewünscht oder erforderlich sein. Daher kann die Anzahl der Löcher im Bereich außerhalb des Elektrodenbereichs so gewählt werden, dass diese Löcher so groß wie möglich sind, um in die spezifische Anzahl von Löchern zu passen, die gewünscht oder benötigt werden. In einigen Ausführungsformen kann ein Teilungsbereich verwendet werden, und die Löcher im Außenbereich können so konfiguriert werden, dass sie in diesen Bereich fallen. Der Prozess endet bei Operation 1430.
Das hier beschriebene System und Verfahren reduziert also vorteilhaft das Rauschen, das auf die Rückplatte des Schallwandlers zurückzuführen ist. Da die Rückplatte den größten Anteil am Rauschen des Schallwandlers hat, kann eine erhebliche Rauschreduzierung erreicht werden. Durch die Reduzierung des Rauschens kann der Signal-Rausch-Abstand erhöht und die Klangqualität des vom Schallwandler ausgegebenen Signals verbessert werden.
In Übereinstimmung mit einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird eine Mikrofonanordnung offenbart. Die Mikrofonanordnung umfasst einen akustischen Wandler mit einer Rückplatte und einer Membran. Eine Oberfläche der Rückplatte umfasst eine Vielzahl von Löchern. Wenigstens ein Teil der Vielzahl von Löchern ist in einem ungleichmäßigen Muster angeordnet, das Löcher unterschiedlicher Größe umfasst, die von benachbarten Löchern in unterschiedlichen Abständen angeordnet sind. Die Mikrofonanordnung umfasst auch eine elektrische Schaltung für Audiosignale, die so konfiguriert ist, dass sie ein akustisches Signal vom akustischen Wandler empfängt.
In Übereinstimmung mit anderen Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren offenbart. Das Verfahren umfasst die Berechnung eines kombinierten Abstandswertes für einen Spalt zwischen einer Rückplatte und einer Membran eines akustischen Wandlers durch eine Rechenschaltung. Das Verfahren umfasst auch die Bestimmung einer Anordnung einer Vielzahl von Löchern auf einer Oberfläche der Rückplatte durch die Rechenschaltung auf der Grundlage des kombinierten Abstandswertes, so dass wenigstens eines der Vielzahl von Löchern auf der Grundlage eines größeren kombinierten Abstandswertes vergrößert wird. Der kombinierte Abstandswert gibt den Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Löcher der Vielzahl von Löchern an.
In Übereinstimmung mit weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren offenbart. Das Verfahren umfasst die Berechnung einer Vielzahl von Dämpfungsparametern für einen Spalt zwischen einer Rückplatte und einer Membran eines akustischen Wandlers durch die Rechenschaltung, so dass jeder der Vielzahl von Dämpfungsparametern unter Verwendung eines anderen Abstandswertes berechnet wird. Das Verfahren umfasst auch die Messung einer Vielzahl von Kapazitätsparametern für den Spalt durch die Rechenschaltung, so dass jeder der Vielzahl von Kapazitätsparametern unter Verwendung des unterschiedlichen Wertes des Abstandes berechnet wird. Das Verfahren umfasst des Weiteren die Berechnung eines Verhältnisses jedes der Vielzahl von Kapazitätsparametern und eines entsprechenden der Vielzahl von Dämpfungsparametern durch die Rechenschaltung, die Bestimmung eines größten Verhältnisses aus den berechneten Verhältnissen durch die Rechenschaltung, die Identifizierung eines kombinierten Abstandswertes, der einem Bereich von Verhältnissen neben dem größten Verhältnis entspricht, durch die Rechenschaltung und die Bestimmung einer Anordnung mehrerer Löcher auf einer Oberfläche der Rückplatte auf der Grundlage des kombinierten Abstandswertes durch die Rechenschaltung. Die Anordnung ist ein gleichförmiges Muster, wenn der Spalt im Wesentlichen konstant ist, und die Anordnung ist ein ungleichförmiges Muster, wenn der Spalt nicht konstant ist.
Die vorstehende Beschreibung der illustrativen Ausführungsformen wurde zu lllustrations- und Beschreibungszwecken vorgelegt. Sie ist nicht als abschließend oder einschränkend in Bezug auf die genaue Form gedacht, die offenbart wird, und Änderungen und Variationen sind im Lichte der oben genannten Lehren möglich oder können aus der Praxis der offenbarten Verkörperungen gewonnen werden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird. Während verschiedene Ausführungsformen und Abbildungen als mit bestimmten Bestandteilen beschrieben werden, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass Änderungen an den hier beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. In verschiedenen Ausführungsformen könnte beispielsweise eine Ausführungsform, die als eine einzige Komponente beschrieben wird, mehrere Komponenten anstelle der einzigen Komponente enthalten, oder mehrere Komponenten könnten durch eine einzige Komponente ersetzt werden. In ähnlicher Weise können Ausführungsformen, die als eine bestimmte Komponente beschrieben werden, modifiziert werden, um diese Komponente durch eine alternative Komponente oder eine Gruppe von Komponenten zu ersetzen, die eine ähnliche Funktion erfüllen sollen. In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Verfahrensschritte in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, es können zusätzliche Schritte als die hier gezeigten ausgeführt werden, oder es können ein oder mehrere Schritte ausgelassen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62559712 [0001]

Claims

Mikrofonanordnung, umfassend: einen akustischen Wandler mit einer Rückplatte und einer Membran, wobei eine Oberfläche der Rückplatte eine Vielzahl von Löchern aufweist, wobei wenigstens ein Teil der Vielzahl von Löchern in einem ungleichmäßigen Muster angeordnet ist und wobei das ungleichmäßige Muster Löcher unterschiedlicher Größe aufweist, die von benachbarten Löchern durch unterschiedliche Abstände beabstandet sind; und eine elektrische Schaltung für Audiosignale, die so konfiguriert ist, dass sie ein akustisches Signal vom akustischen Wandler empfängt.
Mikrofonanordnung nach Anspruch 1, wobei wenigstens eines der Vielzahl von Löchern in der Nähe des Umfangs der Rückplatte größer ist als wenigstens eines der Vielzahl von Löchern in der Nähe der Mitte der Rückplatte.
Mikrofonanordnung nach Anspruch 2, wobei der Abstand zwischen den benachbarten Löchern in der Nähe des Umfangs der Rückplatte größer ist als in der Nähe der Mitte der Rückplatte.
Mikrofonanordnung nach Anspruch 1, wobei wenigstens eines der Vielzahl von Löchern in der Nähe des Umfangs der Rückplatte und wenigstens eines der Vielzahl von Löchern in der Nähe der Mitte der Rückplatte größer ist als wenigstens eines der Vielzahl von Löchern zwischen dem Umfang und der Mitte.
Mikrofonanordnung nach Anspruch 1, wobei ein Teil der Oberfläche der Rückplatte eine Elektrodenfläche umfasst und wobei wenigstens ein Loch außerhalb der Elektrodenfläche größer ist als wenigstens ein Loch innerhalb der Elektrodenfläche.
Mikrofonanordnung nach Anspruch 5, wobei der Teil der Vielzahl von Löchern, die in dem ungleichmäßigen Muster angeordnet sind, innerhalb des Elektrodenbereichs liegt und wobei ein verbleibender Teil der Vielzahl von Löchern außerhalb des Elektrodenbereichs liegt und in einem gleichmäßigen Muster angeordnet ist, in dem die Löcher im Wesentlichen gleich groß sind und im Wesentlichen gleich weit von benachbarten Löchern entfernt sind.
Mikrofonanordnung nach Anspruch 1, wobei das ungleichförmige Muster auf der Grundlage eines kombinierten Abstandswertes bestimmt wird, der einen Abstand von der Mitte eines der Vielzahl von Löchern zur Mitte eines der benachbarten Löcher identifiziert.
Mikrofonanordnung nach Anspruch 7, wobei der kombinierte Abstandswert zwischen sechs Mikrometern und siebenunddreißig Mikrometern liegt.
Mikrofonanordnung nach Anspruch 7, wobei der kombinierte Abstand zwischen 20 und 24 Mikrometern liegt.
Mikrofonanordnung nach Anspruch 7, wobei der Abstand zwischen der Rückplatte und der Membran zwischen einem halben Mikrometer und zehn Mikrometern beträgt.
Mikrofonanordnung nach Anspruch 7, wobei die Dicke der Rückplatte zwischen einem Zehntel Mikrometer und sechs Mikrometern beträgt.
Mikrofonanordnung nach Anspruch 7, wobei das Perforationsverhältnis zwischen fünfundzwanzig und achtzig Prozent beträgt.
Mikrofonanordnung nach Anspruch 7, wobei der kombinierte Abstand zwischen neun Mikrometern und dreizehn Mikrometern liegt.
Mikrofonanordnung nach Anspruch 7, wobei der kombinierte Abstand zwischen dreiunddreißig und siebenunddreißig Mikrometern liegt.
Verfahren, das umfasst: Berechnen eines kombinierten Abstandswertes für einen Spalt zwischen einer Rückplatte und einer Membran eines akustischen Wandlers durch eine Rechenschaltung; und Bestimmen, durch die Rechenschaltung, einer Anordnung einer Vielzahl von Löchern auf einer Oberfläche der Rückplatte auf der Grundlage des kombinierten Abstandswertes, so dass wenigstens eines der Vielzahl von Löchern auf der Grundlage eines größeren kombinierten Abstandswertes vergrößert wird, wobei der kombinierte Abstandswert einen Abstand zwischen den Zentren zweier benachbarter Löcher der Vielzahl von Löchern anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Berechnung des kombinierten Abstandswertes durch die Rechenschaltung umfasst: Berechnen einer Vielzahl von Dämpfungsparametern der Rückplatte für den Spalt; Messen einer Vielzahl von Kapazitätsparametern zwischen der Rückplatte und der Membran für den Spalt; Berechnen eines Verhältnisses von jedem der Vielzahl von Kapazitätsparameten und der entsprechenden Vielzahl von Dämpfungsparametem; Bestimmen eines größten Verhältnisses aus den berechneten Verhältnissen; und Zuweisung eines Abstandswertes, der einem Bereich von Verhältnissen um das größte Verhältnis herum entspricht, als kombinierter Abstandswert.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Anordnung eine Vielzahl von im Wesentlichen gleich großen Löchern in im wesentlichen gleichmäßigen Abständen auf der Oberfläche der Rückplatte aufweist, wenn der Spalt zwischen der Membran und der Rückplatte im Wesentlichen konstant ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei, wenn der Spalt zwischen der Membran und der Rückplatte nicht konstant ist, die Anordnung durch die Rechenschaltung bestimmt wird: Unterteilen der Membran in eine Vielzahl von Bereichen, wobei jedem der Vielzahl von Bereichen ein durchschnittlicher Spaltwert zugeordnet ist; Berechnen des kombinierten Abstandswertes, der jedem der durchschnittlichen Spaltwerte entspricht; und Variieren der Anordnung der Vielzahl von Löchern auf der Rückplatte, so dass jeder der Vielzahl von Bereichen auf der Rückplatte Löcher aufweist, die dem kombinierten Abstandswert entsprechen, der für diesen einen der mehreren Bereiche berechnet wurde.
Verfahren nach Anspruch 15, das des Weiteren umfasst: Bestimmen, durch die Rechenschaltung, einer Fläche der Rückplatte, die eine Elektrode hat; und Bestimmen, durch die Rechenschaltung, der Anordnung der Vielzahl von Löchern innerhalb der Fläche.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Berechnen, durch eine Rechenschaltung, einer Vielzahl von Dämpfungsparametern für einen Spalt zwischen einer Rückplatte und einer Membran eines akustischen Wandlers, wobei jeder der Vielzahl von Dämpfungsparametern unter Verwendung eines unterschiedlichen Abstandswertes berechnet wird; Messen einer Vielzahl von Kapazitätsparametern für den Spalt durch die Berechnungsschaltung, wobei jeder der Vielzahl von Kapazitätsparametern unter Verwendung des unterschiedlichen Wertes des Abstands berechnet wird; Berechnen eines Verhältnisses jedes der Vielzahl von Kapazitätsparametern und eines entsprechenden der Vielzahl von Dämpfungsparametern durch die Berechnungsschaltung; Bestimmen, durch die Rechenschaltung, eines größten Verhältnisses aus den berechneten Verhältnissen; Identifizieren, durch die Rechenschaltung, eines kombinierten Abstandswertes, der einem Bereich von Verhältnissen um das größte Verhältnis herum entspricht; und Bestimmen, durch die Rechenschaltung, einer Anordnung einer Vielzahl von Löchern auf einer Oberfläche der Rückplatte, basierend auf dem kombinierten Abstandswert, wobei die Anordnung ein gleichförmiges Muster ist, wenn der Spalt im Wesentlichen konstant ist, und die Anordnung ein ungleichförmiges Muster ist, wenn der Spalt nicht konstant ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Größe von wenigstens einem der Vielzahl von Löchern mit zunehmendem kombinierten Abstandswert zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der kombinierte Abstandswert bei einem konstanten Schalllochprozentsatz berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das gleichförmige Muster im Wesentlichen gleich große Löcher in im Wesentlichen gleichmäßigen Abständen auf der Rückplatte aufweist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das ungleichmäßige Muster Bereiche mit unterschiedlich großen Löchern auf der Rückplatte umfasst, wobei die Größe der Löcher in den Bereichen auf dem kombinierten Abstandswert in den Bereichen basiert.