DE1276729B

DE1276729B - Microphone unit consisting of a condenser microphone and a transistor amplifier

Info

Publication number: DE1276729B
Application number: DE1964N0025465
Authority: DE
Inventors: Peter Fatovic; Cornelis Wilfred Reedyk
Original assignee: Northern Electric Co Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1963-09-04
Filing date: 1964-09-04
Publication date: 1968-09-05
Also published as: NL6410259A; GB1084018A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Ml9Wl· PATENTAMT Int. Cl.: FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN Ml9Wl · PATENT OFFICE Int. Cl .:

H04rH04r

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche KL: 21 a2 -16/01German KL: 21 a2 -16/01

Nummer: 1276 729Number: 1276 729

Aktenzeichen; P 12 76 729.2-31 (N 25465)File number; P 12 76 729.2-31 (N 25465)

Anmeldetag; 4. September 1964Filing date; 4th September 1964

Auslegetag: 5. September 1968Open date: September 5, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrofoneinheit aus einem Kondensatormikrofon und einem Transistorverstärker, an dessen Ausgang die Mikrofonsignale verstärkt abnehmbar sind.The invention relates to a microphone unit comprising a condenser microphone and a Transistor amplifier, at the output of which the microphone signals can be amplified.

Die bisher üblichen Kondensatormikrofone besitzen einen Quellwiderstand in der Größenordnung zwischen 10 und 100 Megohm. Damit ist es nicht möglich, solche Kondensatormikrofone direkt an Transistorverstärker anzuschließen, da solche Transistorverstärker einen Eingangswiderstand von höchstens 2 Kiloohm besitzen. Zur Überwindung dieser Anpassungsschwierigkeiten hat man bereits das Kondensatormikrofon als frequenzbestimmendes Element in einen Schwingkreis eines Transistoroszillators eingeschaltet und an diesen Schwingkreis einen Frequenzdemodulator angekoppelt, der als Impedanzwandler zur Anpassung des Kondensatormikrofons an den niederohmigen Eingang des nachgeschalteten Transistor-Niederfrequenzverstärkers dient. Diese bekannte Schaltung hat den Nachteil, daß die Anpassung zwischen dem Kondensatormikrofon und dem Transistorverstärker zahlreiche Schaltelemente erfordert, die darüber hinaus noch bestimmte Toleranzgrenzen einhalten müssen, da gerade Frequenzdemodulatoren einen genauen Abgleich erfordern, damit sie eine lineare Kennlinie besitzen und keine Oberwellen erzeugen, die einen starken Klirrfaktor zur Folge haben würden.The usual condenser microphones have a source resistance of the order of magnitude between 10 and 100 megohms. This means that it is not possible to connect such condenser microphones directly To connect transistor amplifiers, since such transistor amplifiers have an input resistance of at most Own 2 kiloohms. To overcome these adjustment difficulties, one already has the condenser microphone as a frequency-determining element in a resonant circuit of a transistor oscillator switched on and a frequency demodulator coupled to this resonant circuit, which acts as an impedance converter to adapt the condenser microphone to the low-impedance input of the downstream Transistor low frequency amplifier is used. This known circuit has the disadvantage that the adaptation requires numerous switching elements between the condenser microphone and the transistor amplifier, which also have to adhere to certain tolerance limits, as frequency demodulators require an exact adjustment so that they have a linear characteristic and not any Generate harmonics that would result in a strong harmonic distortion.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Mikrofoneinheit, bestehend aus einem Kondensatormikrofon und einem Transistorverstärker, zu schaffen, bei welcher der Quellwiderstand des Mikrofons so stark herabgesetzt ist, daß es unter Wahrung der Anpassungsverhältnisse direkt an den Eingang eines Transistorverstärkers angeschlossen werden kann.It is therefore the object of the invention to provide a microphone unit consisting of a condenser microphone and a transistor amplifier, in which the source resistance of the microphone is so high is reduced that it is directly connected to the input of a transistor amplifier while maintaining the matching ratios can be connected.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zwischen den Kondensatorplatten des Kondensatormikrofons befindliche Dielektrikum aus einem schichtförmigen Elektretmaterial besteht und daß die der Besprechungsseite des Kondensatormikrofons zugewandte Kondensatorplatte von einem auf das schichtförmige Elektretmaterial aufgebrachten dünnen Metallbelag gebildet ist, während die der Besprechungsseite abgewandte Seite des Elektretmaterials an einer Metallplatte bündig anliegt, die mit der anderen Eingangsklemme des Transistorverstärkers direkt verbunden ist.This object is achieved in that the between the capacitor plates of the Condenser microphone located dielectric consists of a layered electret material and that the condenser plate facing the meeting side of the condenser microphone is from a is formed on the layered electret material applied thin metal coating, while the Meeting side facing away from the electret material rests flush against a metal plate, which with connected directly to the other input terminal of the transistor amplifier.

Vorzugsweise weist dabei zum genauen Anpassen der Eingangsimpedanz des Transistorverstärkers an die Ausgangsimpedanz des Kondensatormikrofons die Eingangsstufe des Transistorverstärkers einen Feldeffekttransistor als aktives Schaltelement auf,In this case, it preferably instructs to precisely match the input impedance of the transistor amplifier the output impedance of the condenser microphone is the input stage of the transistor amplifier Field effect transistor as an active switching element,

Mikrofoneinheit aus einem Kondensatormikrofon und einem TransistorverstärkerMicrophone unit consisting of a condenser microphone and a transistor amplifier

Anmelder:Applicant:

Northern Electric Company Limited,Northern Electric Company Limited,

Montreal, Quebec (Kanada)Montreal, Quebec (Canada)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. PulsDr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Pulse

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat.and Dipl.-Chem. Dr. rer. nat.

E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte,E. Frhr. v. Pechmann, patent attorneys,

8000 München 90, Schweigerstr. 28000 Munich 90, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Cornells Wilfred Reedyk,Cornell's Wilfred Reedyk,

Peter Fatovic, Ottawa, Ontario (Kanada)Peter Fatovic, Ottawa, Ontario (Canada)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Kanada vom 4. September 1963 (883 849)Canada September 4, 1963 (883 849)

dessen Steuerelektrode an die eine Kondensatorplatte angeschlossen ist und dessen Kathodenelektrode mit der anderen Kondensatorplatte in Verbindung steht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Mikrofoneinheit ergeben sich aus den Unteransprüchen. whose control electrode is connected to a capacitor plate and whose cathode electrode is connected to it the other capacitor plate is in connection. Further advantageous embodiments of the invention Microphone unit result from the subclaims.

Mit der erfindungsgemäßen Verwendung eines Elektretmaterials als Dielektrikum zwischen den Kondensatorplatten des Kondensatormikrofons kann die bei bekannten Mikrofonen nötige Polarisationsspannung entfallen, so daß der Plattenabstand eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kondensatormikrofons im Vergleich zu den bekannten Kondensatormikrofonen so stark verringert werden kann, daß die Mikrofonausgangsimpedanz in den Größenbereich der Eingangsimpedanz von Transistorverstärkern gelangt. Damit ist es möglich, das Mikrofon ohne Zwischenschaltung von irgendwelchen Anpassungsgliedern direkt an den Eingang des betreffenden Transistorverstärkers anzuschließen.With the inventive use of an electret material as a dielectric between the The capacitor plates of the condenser microphone can dispense with the polarization voltage required in known microphones, so that the plate spacing of a condenser microphones designed according to the invention in comparison to the known condenser microphones can be reduced so much that the microphone output impedance in the size range the input impedance of transistor amplifiers. This makes it possible to use the microphone without Interposition of any matching elements directly at the input of the relevant To connect transistor amplifier.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
F i g. 1 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Mikrofoneinheit;The invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings of exemplary embodiments.
F i g. 1 shows the block diagram of a microphone unit according to the invention;

F i g. 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispele für die erfindungsgemäße Transistorverstärkerschaltung;F i g. 2 and 3 show exemplary embodiments for the transistor amplifier circuit according to the invention;

809 599/38+809 599/38 +

3 43 4

Fig.4 und 5 zeigen Schnitte von erfindungsge- Die Impedanz zwischen den Klemmen 12 und 134 and 5 show sections of the invention. The impedance between the terminals 12 and 13

maß ausgebildeten Kondensatormikrofonkapseln; läßt sich zur wirksamen elektrischen Kopplung ancustom-made condenser microphone capsules; can be used for effective electrical coupling

Fig. 6 zeigt eine stark vergrößerte Ansicht eines das Kondensatormikrofon 10 leicht einrichten, indemFig. 6 shows a greatly enlarged view of the condenser microphone 10 easily set up by

Teiles des Kondensatormikrofons nach den F i g. 4 man die Werte der Bestandteile der Verstärkerschal-Part of the condenser microphone according to FIGS. 4 the values of the components of the amplifier

und 5. 5 tung entsprechend einstellt.and 5. 5 setting accordingly.

Gemäß F i g. 1 besteht eine erfindungsgemäße Mi- Die zwischen den Klemmen 12 und 13 erscheinenkrofoneinheit aus einem selbstpolarisierenden elektro- den elektrischen Signale werden vom Feldeffektstatischen Mikrofon 10 und einem nachgeschalteten transistor 19 und dem Transistor 20 verstärkt und Halbleiterverstärker 11, dessen Eingangsklemmen 12 an die Ausgangsklemmen 16 und 17 angelegt. Der und 13 mit den Ausgangsklemmen 14 und 15 des io Feldeffekttransistor 19 ist in Kathodenfolger-Schal-Mikrofons 10 verbunden sind. Der Verstärker 11 be- tung angeschlossen, um optimale hohe Impedanzsitz^Ausgangsklemmen 16 und 17. eigenschaften zwischen den Klemmen 12 und 13 zu Wie weiter unten näher beschrieben wird, ist das erzeugen, und der Transistor 20 ist in Emitterfolger-Mikrofon 10 so angeordnet, daß es seine elektrische Schaltung angeschlossen, um optimale niedrige Impe-Impedanz zwischen den Klemmen 14 und 15 hat, 15 danzeigenschaften zwischen den Ausgangsklemmen und der Verstärker 11 ist so angeordnet, daß er seine 16 und 17 zur wirksamen elektrischen Kopplung an Eingangsimpedanz zwischen den Klemmen 12 und eine geeignete Übertragungsleitung zu erzeugen. 13 hat, wobei die Werte derartig sind, daß sich eine Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel gewirksame elektrische Kopplung zwischen ihnen er- maß der Erfindung, welches zur Verwendung als gibt. Der Verstärker 11 ist außerdem so angeordnet, ao Telefonsprechkapsel geeignet ist. Die Platten des daß er seine Ausgangsimpedanz zwischen den Klem- Kondensators 18 sind wie bei dem oben beschriebemen 16 und 17 hat, wobei der Wert so ist, daß eine nen Ausführungsbeispiel an die Klemmen 14 und 15 wirksame elektrische Kopplung mit einer geeigneten angeschlossen. Der Verstärker 11 weist einen ein-Übertragungsleitung hergestellt werden kann. stufigen Verstärker auf, der aus den Transistoren 37, Gemäß Fig. 2 weist das Mikrofon 10 einen Kon- 25 38, 39 und einerDiodenbrückenschaltung40 besteht, densatorl8 auf, dessen Platten an die Klemmen 14 die in der genannten Reihenfolge zwischen den Klem- und 15 angeschlossen sind. Der Verstärker 11 weist men 12,13 und 16,17 gekoppelt sind, eine erste Stufe auf, die aus einem an die Ein- Die Klemmen 12 und 13 sind an die Gitterelekgangsklemmen 12 und 13 angeschlossenen Feld- trode 41 des Transistors 37 angeschlossen bzw. geeffekttransistor 19 besteht, und eine weitere Stufe, 30 erdet. Die Anodenelektrode 42 ist über einen Stromdie aus einem Transistor 20 besteht, der zwischen den nebenschlußwiderstand 44 an die Brückenklemme 43 Ausgang des Transistors 19 und die Ausgangsklem- und an die Basiselektrode 45 des Transistors 38 anmen 16 und 17 geschaltet ist. geschlossen. Die Gitterelektrode 41 und die Katho-Die Klemmen 12 und 13 sind an die Gitterelek- denelektrode 46 sind über einen Ableitungswidertrode 21 (gate electrode) des Transistors 19 ange- 35 stand 47 miteinander verbunden. Die Kollektorelekschlossen bzw. geerdet. Ein Spannungsteiler mit in trode 48 des Transistors 38 ist über Reihenwider-Reihe geschalteten Widerständen 22 und 23 zwischen stände 49 und 50 geerdet und ist an die Basiselekdem positiven Pol 24 einer Quelle festen Potentials trode 51 des Transistors 39 angeschlossen. Der Ver- und der Erde liefert eine entsprechende Vorspannung bindungspunkt 52 zwischen der Kathodenelektrode für die Gitterelektrode 21 des Transistors 19 am 40 46 und der Gitterelektrode 41 des Transistors 37 so-Verbindungspunkt 25, angelegt an den Verbin- wie die Emitterelektrode 53 des Transistors 39 sind dungspunkt 26 des Ableitungswiderstands 27 und an den Verbindungspunkt 54 zwischen den Widerdes Umgehungskondensators 28, die in Reihe ge- ständen 49 und 50 angeschlossen. Die Emitterelekschaltet sind zwischen der Gitterelektrode 21 und der trode 55 des Transistors 38 und die Kollektorelek-Erde. Die Anodenelektrode 29 (drain electrode) des 45 trode 56 des Transistors 39 sind beide an die Klemme Transistors 19 ist an den Pol 24 angeschlossen und 43 der Brückenschaltung 40 angeschlossen. Die die Kathodenelektrode (source electrode) 30 über Brückenklemme 57 ist geerdet, und die Brückeneinen Belastungswiderstand 31 geerdet. Die Ka- klemmen 58 und 59 sind an die Klemmen 16 bzw. thodenelektrode 30 ist außerdem an die Basiselek- 17 angeschlossen.According to FIG. 1 there is a microphone unit according to the invention which appears between the terminals 12 and 13 from a self-polarizing electrode the electrical signals are generated by the field effect static Microphone 10 and a downstream transistor 19 and transistor 20 amplified and Semiconductor amplifier 11, the input terminals 12 of which are applied to the output terminals 16 and 17. Of the and 13 with the output terminals 14 and 15 of the io field effect transistor 19 is in cathode follower sound microphone 10 are connected. The amplifier 11 is connected to the optimal high impedance fit ^ output terminals 16 and 17. properties between terminals 12 and 13 to As will be described in more detail below, this is generating, and transistor 20 is in emitter follower microphone 10 arranged so that it has its electrical circuit connected to optimal low impedance impedance between terminals 14 and 15, 15 has dielectric properties between the output terminals and amplifier 11 is arranged to connect its 16 and 17 for effective electrical coupling Create input impedance between terminals 12 and a suitable transmission line. 13, the values being such that FIG. 3 shows another embodiment effective electrical coupling between them measured the invention, which for use as gives. The amplifier 11 is also arranged so that it is suitable for a telephone headset. The plates of the that it is its output impedance between the clamping capacitor 18 as in the case of the one described above 16 and 17, the value being such that an exemplary embodiment is connected to terminals 14 and 15 effective electrical coupling connected to a suitable one. The amplifier 11 has a one-transmission line can be produced. stage amplifier, which consists of the transistors 37, according to FIG. 2, the microphone 10 has a con 25 38, 39 and a diode bridge circuit 40, densatorl8, the plates of which are attached to the terminals 14 in the order mentioned between the terminals and 15 are connected. The amplifier 11 has men 12, 13 and 16, 17 coupled, The terminals 12 and 13 are connected to the grid electrical output terminals 12 and 13 connected field electrode 41 of the transistor 37 connected or geeffekttransistor 19 exists, and another level, 30 grounds. The anode electrode 42 is via a current die consists of a transistor 20 which is connected between the shunt resistor 44 to the bridge terminal 43 Output of transistor 19 and the output terminal and to the base electrode 45 of transistor 38 anmen 16 and 17 is switched. closed. The grid electrode 41 and the cathode terminals 12 and 13 are connected to the grid electrode 46 via a discharge resistor 21 (gate electrode) of the transistor 19 was 47 connected to one another. The collector electronics closed or grounded. A voltage divider with in trode 48 of the transistor 38 is via series resistors connected resistors 22 and 23 between stands 49 and 50 grounded and is to the Basiselekdem positive pole 24 of a source of fixed potential trode 51 of transistor 39 is connected. The ver and the earth provides a corresponding bias binding point 52 between the cathode electrode for the grid electrode 21 of the transistor 19 at the 40 46 and the grid electrode 41 of the transistor 37 so-connection point 25, applied to the connection as the emitter electrode 53 of the transistor 39 are connection point 26 of the leakage resistor 27 and to the connection point 54 between the resistors Bypass capacitor 28 that would stand 49 and 50 in series. The Emitterelek switches are between the grid electrode 21 and the trode 55 of the transistor 38 and the collector electrode earth. The anode electrode 29 (drain electrode) of the 45 trode 56 of the transistor 39 are both connected to the terminal The transistor 19 is connected to the pole 24 and 43 of the bridge circuit 40. the the cathode electrode (source electrode) 30 via bridge terminal 57 is grounded, and the bridges one Load resistor 31 grounded. Terminals 58 and 59 are connected to terminals 16 and The method electrode 30 is also connected to the base electrode 17.

trode 32 des Transistors 20 angeschlossen. Die KoI- 50 Die Klemmen 16 und 17 können an eine Gleichlektorelektrode 33 ist an den Pol 24 angeschlossen stromquelle angeschlossen werden, die bei Anwen- und die Emitterelektrode 34 über einen Belastungs- dung der Erfindung als Telefonmikrofon von der Leiwiderstand 35 geerdet. Die Ausgangsklemmen 16 tungsschleife des Fernsprechteilnehmers gebildet wäre, und 17 sind über einen Koppelkondensator 36 an die Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 Emitterelektrode 34 angeschlossen bzw. geerdet. 55 werden Schallwellen, die auf den Kondensator 18 Beim Betrieb der Anordnung werden Schallwel- treffen, in elektrische Signale verwandelt, die len, die auf den Kondensator 18 treffen, in elektrische zwischen den mit den Eingangsklemmen 12 und 13 Signale umgewandelt, die in bekannter Weise gekoppelten Klemmen 14 und 15 erscheinen. Der an zwischen den Klemmen 14 und 15 erscheinen. Um die Klemmen 16 und 17 angelegte Gleichstrom aus eine wirksame elektrische Kopplung zwischen dem 60 der Leitungsschleife des Fernsprechteilnehmers verMikrofon 10 und dem Verstärkern zu erhalten, ursacht, ungeachtet seiner Polarität, daß die Brückensollte die Impedanz zwischen den Klemmen 12 und schaltung 40 an ihrer Brückenklemme 43 positiv 13 ebensogroß oder größer sein als die Impedanz und an ihrer Brückenklemme 57 negativ ist. Dieser zwischen den Klemmen 14 und 15. Erfindungsgemäß Gleichstrom dient als Stromzufuhr für die Transiszeigte sich, daß eine Kapazität von etwa 1500PiCO- 65 toren 37, 38 und 39.trode 32 of transistor 20 is connected. The clamps 16 and 17 can be connected to a DC electrode 33 is connected to pole 24. and the emitter electrode 34 via a load of the invention as a telephone microphone from the wire resistor 35 grounded. The output terminals 16 loop of the telephone subscriber would be formed, and 17 are connected to the As in the exemplary embodiment according to FIG. 2 via a coupling capacitor 36 Emitter electrode 34 connected or grounded. 55 are sound waves that hit the condenser 18 When the arrangement is in operation, sound waves are converted into electrical signals len that meet the capacitor 18 in electrical between the input terminals 12 and 13 Signals that appear coupled to terminals 14 and 15 in a known manner. The on appear between terminals 14 and 15. DC current applied to terminals 16 and 17 effective electrical coupling between the microphone 60 of the telephone subscriber's line loop 10 and the repeater, regardless of its polarity, causes the bridge to should the impedance between terminals 12 and circuit 40 at its bridge terminal 43 is positive 13 must be as large or greater than the impedance and is negative at its bridge terminal 57. This between terminals 14 and 15. According to the invention, direct current is used as the power supply for the transistor shown that a capacity of about 1500PiCO- 65 gates 37, 38 and 39.

farad des Kondensators 18 zur Erzeugung einer Im- Die zwischen den Klemmen 12 und 13 erscheinen-farad of the capacitor 18 to generate an Im- The appear between the terminals 12 and 13-

pedanz zwischen den Klemmen 14 und 15 von etwa den elektrischen Signale werden in den TransistorenPedance between terminals 14 and 15 of approximately the electrical signals are in the transistors

300 Kiloohm bei 300 Hertz gute Ergebnisse liefert. 37, 38 und 39 verstärkt und werden veranlaßt, den300 kiloohms at 300 hertz gives good results. 37, 38 and 39 reinforced and are caused to

vom Netzanschluß bezogenen Strom zu modulieren. bringt außerdem das Sieb 63 mit dem Rahmen 61 Dieser modulierte Strom fließt zurück durch die zusammen. Der Ring 73 hält die Membran straff und Brückenschaltung 40 und bewirkt, daß an den Klem- flach, und die Schraube 74 steht in Verbindung mit men 16 und 17 ein fluktuierendes Potential erscheint. einer Kerbe 78 in dem geschlossenen Ende des Zy-Wenn die Transistoren 37, 38 und 39 in der ge- 5 linders 70 und dient dazu, die Platte 69 bündig gegen zeigten Weise verbunden sind, wirken sie als ein das Dielektrikum 69 zu pressen, einstufiger Dreiklemmenverstärker, der eine Ein- Ein Ring 79 bildet die Stützeinrichtung für den gangsklemme 12, eine Ausgangsklemme 43 und eine Verstärker innerhalb des Gehäuses, indem er die gemeinsame Klemme 54 aufweist. Der Widerstand Platte 72 gegen einen von den Innenwänden des 44 dient zur Vorspannung des Feldeffekttransistors io Rahmens 61 vorstehenden Flansch 80 hält. 37. Der Widerstand 47 ist vorgesehen, damit die Git- Ein zweiter leitender Ring 81 ist am Umfang der terelektrode 41 des Transistors 37 mit einer Poten- Platte 72 vorgesehen. Die Ringe 76 und 81 dienen tialdifferenz von 0, bezogen auf die Kathodenelek- als Eingangsklemmen des Verstärkers. Ein leitender trode 46, arbeiten kann. Der Widerstand 49 ist ein Weg, der von dem Zylinder 70, der Schraube 74, Gittervorwiderstand, Widerstand 50 ein Rückkopp- 15 dem Einsatz 75 und dem Ring 76 gebildet ist, und ein lungswiderstand. leitender Weg, der von dem Belag 66, dem Ring 73, Der Verstärker 11 ist so angeordnet, daß er einen der Kappe 64, dem Rahmen 61 und dem Ring 81 geausreichenden Verstärkungsfaktor gewährleistet, da- bildet ist, dienen zur elektrischen Kopplung des Mimit einem Verbraucher, beispielsweise der Leitungs- krofons an die Eingangsklemmen des Verstärkers, schleife eines Fernsprechteilnehmers, ein Signal von 20 Isoliermaterial 82 isoliert den Rahmen 61 vom Zyetwa 0 bis 10 dbm (Dezibel bezogen auf 1 mW) für linder 70. Leitungen vom Verstärkerausgang und von die normale Sprechlautstärke von Telefonbenutzern Netzanschlußklemmen können durch eine Öffnung 83 geliefert wird. Das minimale feste Potential, das nor- im Rahmen 61 geführt werden, malerweise am Sprechkapselende der Fernsprech- Die Anordnung gemäß F i g. 5 wurde so könanschlußleitung angetroffen wird, beträgt etwa 3 V. 25 struiert, daß sie an Stelle eines Kohlemikrofons als Unter diesen Umständen ist der Verstärker für eine Fernsprechkapsel verwendet werden kann. Leistungsaufnahme von etwa 15 Milliampere aus- _{Bei d}j_esem Ausführungsbeispiel wird die Schallgelegt. kammer 71 von den Innenwänden des Rahmens 61,modulate the current drawn from the mains connection. also brings the screen 63 to the frame 61. This modulated current flows back through the converges. The ring 73 holds the membrane taut and the bridge circuit 40 and causes that on the clamping flat, and the screw 74 is in connection with men 16 and 17, a fluctuating potential appears. a notch 78 in the closed end of the zy- When the transistors 37, 38 and 39 are connected in the ginder 70 and serves to press the plate 69 flush against the shown way, they act as a single stage to press the dielectric 69 A ring 79 forms the support device for the output terminal 12, an output terminal 43 and an amplifier within the housing by having the common terminal 54. The resistance plate 72 against one of the inner walls of the 44 serves to bias the field effect transistor io frame 61 holds the protruding flange 80. 37. The resistor 47 is provided so that the Git A second conductive ring 81 is provided on the circumference of the terelectrode 41 of the transistor 37 with a potential plate 72. The rings 76 and 81 serve tialdifferenz of 0, based on the Kathodenelek- as input terminals of the amplifier. A senior trode 46, can work. Resistor 49 is a path formed by cylinder 70, screw 74, grid series resistor, resistor 50, a feedback 15, insert 75 and ring 76, and a lung resistor. The conductive path formed by the covering 66, the ring 73, the amplifier 11 is arranged in such a way that it ensures a gain factor sufficient for the cap 64, the frame 61 and the ring 81, are used for the electrical coupling of the miniature Consumers, for example the line microphone to the input terminals of the amplifier, a loop of a telephone subscriber, a signal of 20 insulating material 82 isolates the frame 61 from about 0 to 10 dbm (decibel related to 1 mW) for less 70 lines from the amplifier output and from the normal speaking volume of telephone users. Mains connection terminals can be supplied through an opening 83. The minimum fixed potential that is normally carried in the frame 61, sometimes at the microphone capsule end of the telephone. The arrangement according to FIG. 5 was found to be about 3 V. 25 structured so that it can be used in place of a carbon microphone as Under these circumstances the amplifier can be used for a telephone capsule. Power consumption of around 15 milliamperes. _In _this embodiment, the sound is generated. chamber 71 from the inner walls of the frame 61,

Fig. 4 zeigt eine Mikrofonanordnung, die zur der Platte 69 und einer Trennwand 84 umgeben. Die Unterbringung der Schaltungen gemäß den Fig. 2 ₃₀ Wände des Rahmens 61 erstrecken sich über die4 shows a microphone arrangement which is used to surround the plate 69 and a partition 84. The accommodation of the circuits according to FIG. 2 ₃₀ walls of the frame 61 extend over the

und 3 geeignet ist. Die Anordnung weist ein Ge- Trennwand 84 hinaus und bilden eine weitere Kam-and 3 is suitable. The arrangement has a dividing wall 84 and form a further chamber

häuse 60 auf, das aus einem elektrisch leitenden, ring- mer 85.housing 60, which consists of an electrically conductive ring-mer 85.

förmigen Rahmen 61, der eine Kammer 62 bildet, Die erste Schutzeinrichtung weist ein Sieb 63 undshaped frame 61, which forms a chamber 62, the first protective device has a screen 63 and

aus einer ersten, in Form eines Siebes 63 dargestell- eine dünne schützende Membran 86 auf. Die Klam-from a first, shown in the form of a sieve 63, a thin protective membrane 86. The clap

ten Schutzeinrichtung, einer Bügeleinrichtung in ₃₅ mereinrichtung umfaßt einen zylindrischen Bügel 87,th protection device, a bracket device in ₃₅ m device comprises a cylindrical bracket 87,

Form einer mit Gewinde versehenen Kappe 64 und der auf das Sieb 63 und einen Außenflansch 88 desForm of a threaded cap 64 and the one on the screen 63 and an outer flange 88 of the

einer zweiten Schutzeinrichtung in Form eines mit Rahmens 61 wirkt. Die Führungsschraube 74 bestehta second protective device in the form of a frame 61 acts. The lead screw 74 consists

Gewinde versehenen Deckels 65 gebildet ist. aus Isoliermaterial und erstreckt sich durch eineThreaded cover 65 is formed. made of insulating material and extends through a

Das Mikrofon 10 weist, wie am besten aus dem Öffnung in der Trennwand 84.The microphone 10, as best, faces out of the opening in the partition 84.

stark vergrößerten Ausschnitt A (Fig. 6) ersichtlich 40 Der Verstärker ist auf einer ringförmigen, isolierist, einen Kondensator auf, der aus einem dünnen, ten Grundplatte 89 angebracht, welche dadurch, daß auf eine Seite eines dünnen Dielektrikums 67 aus sie in eine Isoliermasse 90, z. B. ein Epoxyd, einge-Elektretmaterial aufgebrachten Metallbelag 66 be- schlossen ist, in der Kammer 85 gelagert ist. steht, wodurch eine geschichtete Membran 68 gebil- Die elektrische Kopplung an das Mikrofon kann det wird, und aus einer perforierten oder mit Ein- 45 leicht durch einen Draht 91 hergestellt werden, der buchtungen versehenen Metallplatte 69 (hier per- die Platte 69 durch eine Öffnung in der Trennwand foriert dargestellt) besteht, die gegen die andere 84 mit einer Eingangsklemme verbindet, und durch Seite des Dielektrikums 67 gestützt wird. Wie aus einen Draht 92, der die Trennwand 84 mit der Fig. 4 ersichtlich, bildet diese Platte 69 ein Ende anderen Eingangsklemme verbindet. Dadurch wird eines Zylinders 70, der an seinem anderen Ende ge- 50 vom Rahmen 61, dem Bügel 87, dem Ring 73 und schlossen ist, um eine Schallkammer 71 zu bilden. dem Belag 66 ein leitender Weg gebildet.greatly enlarged detail A (Fig. 6) can be seen 40 The amplifier is on a ring-shaped, isolierist, a capacitor, which is attached from a thin, th base plate 89, which by putting on one side of a thin dielectric 67 from it in an insulating compound 90, e.g. B. an epoxy, electret material applied metal coating 66 is decided in the chamber 85 is stored. stands, whereby a layered membrane 68 is formed The electrical coupling to the microphone can be det, and made from a perforated or with a 45 easily through a wire 91, the indented metal plate 69 (here by the plate 69 through a Opening in the partition wall shown), which connects against the other 84 to an input terminal, and is supported by the side of the dielectric 67. As can be seen from a wire 92 which connects the partition 84 to FIG. 4, this plate 69 forms one end of the other input terminal. As a result, a cylinder 70, which is closed at its other end by the frame 61, the bracket 87, the ring 73 and 50, in order to form a sound chamber 71. the covering 66 formed a conductive path.

Der Verstärkern kann in geeigneter Weise auf Die Ausgangsklemmen des Verstärkers könnenThe amplifier can be conveniently connected to the output terminals of the amplifier

einer ringförmigen Platte 72 einer gedruckten Schal- leicht so konstruiert werden, daß durch Verwendungan annular plate 72 of a printed scarf- can easily be constructed so that by use

tung angebracht sein, wobei die Kupferseite der eines leitenden Knopfes 93 und eines leitenden Rin-device, the copper side being that of a conductive button 93 and a conductive ring

Platte dem Mikrofon und die Komponentenseite dem 55 ges 94 ein äußerer Federkontaktanschluß möglich ist.Plate the microphone and the component side of the 55 total 94 an external spring contact connection is possible.

Deckel 65 zugewandt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß der VerstärkerCover 65 faces. It should be noted that the amplifier

Es ist eine Einrichtung zum Abstützen des Mikro- viele Ausbildungsformen haben kann, beispielsweiseIt is a device for supporting the micro- can have many forms, for example

fons im Gehäuse 60 vorgesehen, die einen Metall- eine gedruckte Schaltung, eine Schaltung in Formfons provided in the housing 60, which is a metal a printed circuit, a circuit in the form

ring 73, der dazu dient, die Membran 68 bündig mit eines dünnen Überzuges oder eine integrierte Schal-ring 73, which is used to flush the membrane 68 with a thin coating or an integrated

der Metallplatte 69 zu halten, sowie eine elektrisch 60 tung, wodurch sich für den Fachmann die verschie-to hold the metal plate 69, as well as an electrical 60 device, which means that the various

leitende Führungsschraube 74, die sich durch das Ge- denartigen Stütz- und Koppelanordnungen ergeben,conductive guide screw 74, which result from the cone-like support and coupling arrangements,

winde eines elektrisch leitenden Einsatzes 75 er- Es sei ferner darauf hingewiesen, daß das GehäuseIt should also be noted that the housing

streckt, welcher an einem ersten, etwa in der Mitte im Rahmen der Erfindung verschiedene Formenstretches, which at a first, approximately in the middle within the scope of the invention, different shapes

der Platte 72 angebrachten Ring 76 befestigt ist, um- haben kann.the plate 72 attached ring 76 is attached to- may have.

faßt. Der Ring 73 ist am Umfang der Membran 68 65 Die Membran 68 kann durch Ablagerung einergrasps. The ring 73 is on the circumference of the membrane 68 65. The membrane 68 can by depositing a

angeordnet, die zwischen einem Flansch 77 an der dünnen Aluminiumschicht auf einer Oberfläche einesarranged between a flange 77 on the thin aluminum layer on one surface of a

Kappe 64 und den Endwänden des Rahmens 61 wie dünnen (z. B. 0,00635 mm dicken = V4000 Zoll) Blat-Cap 64 and the end walls of frame 61 like thin (e.g. 0.00635 mm thick = V4000 inch) sheet

eine Schichtanordnung gehalten wird. Die Kappe 64 tes aus Kunststoff, wie Polyäthylenterephthalat, dasa layer arrangement is maintained. The cap 64 tes made of plastic, such as polyethylene terephthalate, the

unter dem Warenzeichen »Mylar« im Handel ist, ge·* bildet werden. Die Membran 68 kann vorpolarisiert sein, um ein Elektret zu bilden, indem sie auf etwa 120° C erhitzt, einem elektrischen Feld mit einem Spannungsgefälle von 20kV/cm ausgesetzt und anschließend langsam in dem Feld abgekühlt wird. Eine Polarisation des Dielektrikums 67 führt zu einer Umwandlung desselben in ein Elektret. Hierdurch wird Selbstpalarisierung für das Mikrofon 10 geschaffen, so daß kein äußerer Netzanschluß mehr benötigt wird,is sold under the trademark »Mylar«, ge · * forms are. The membrane 68 can be pre-polarized to form an electret by acting on about Heated to 120 ° C, exposed to an electric field with a voltage gradient of 20kV / cm and then is slowly cooled in the field. A polarization of the dielectric 67 leads to a conversion the same into an electret. This creates self-alignment for the microphone 10, so that no external mains connection is needed anymore,

Erfindungsgemäß erwies sich, daß die optimale Ansprechempfindlichkeit bei einem Mikrofon mit einem Dielektrikum von etwa 3,81 cm (IV2 Zoll) Durchmesser und 0,00635 mm (V4000 Zoll) Dicke erzielt wird, wenn die Membran 68 so gestrafft wird, daß eine effektive Kapazität von etwa 15QQ Picofarad erzeugt wird.According to the invention it was found that the optimal response sensitivity with a microphone a dielectric about 3.81 cm (IV2 inches) in diameter and 0.00635 mm (V4000 inches) thick when the diaphragm 68 is tightened to an effective capacitance of about 15QQ picofarads is produced.

Es wird also erfindungsgemäß eine Mikrofon-Verstärkerkombination von hoher Qualität geschaffen, welche derartige Vorteile hat, daß sie für Rundfunk- ^ao und Fernsprechwesen sowie bei öffentlichen Reden gut geeignet ist. Außerdem läßt sich für besondere Verwendungszwecke leicht miniaturisieren.It is therefore inventively created a microphone amplifier combination of high quality, which has such advantages that it is well suited for radio ^ao and telephony as well as in public speeches. In addition, it can be easily miniaturized for special purposes.

Claims

Patent claims:

1. Microphone unit consisting of a condenser microphone and a transistor amplifier Output the microphone signals are amplified removable, characterized in that for direct connection of the condenser microphone (10) to the correspondingly adapted transistor amplifier input (12, 13) between the capacitor plates (66, 69) of the Condenser microphone (10) located dielectric made of a layered electret material (67) and that the condenser plate facing the discussion side of the condenser microphone of a thin metal coating applied to the layered electret material (66) is formed, while the side of the electret material facing away from the meeting side rests flush against a metal plate (69) which is connected to the other input terminal of the Transistor amplifier (11) is directly connected.

2. Microphone unit according to claim 1, characterized in that for precise adjustment of the Input impedance of the transistor amplifier (11) to the output impedance of the condenser microphone (10) the input stage of the transistor amplifier a field effect transistor (19, 37) as having active switching element, the control electrode (21, 41) of which is connected to a capacitor plate is connected and its cathode electrode (30, 46) with the other capacitor plate in Connection.

3. Microphone unit according to claim 1 or 2, characterized in that the through the capacitor plates (66, 69) and the electret material (67) formed condenser of the condenser microphone (10) is sized so that its capacity is approximately 1500 picofarads.

4. microphone unit according to claim 2, characterized in that the field effect transistor (19, 37) is followed by a transistor (20) in emitter follower circuit, which, as is known, the The output stage of the transistor amplifier (11) forms (Fig. 3).

5. Microphone unit according to claim 3, in particular for use in telephone sets, characterized in that the two output electrodes (42, 46) of the field effect transistor (37) to the direct current output (43, 57) of a four-diode bridge circuit (40) are connected to the other bridge diagonal (58, 59) a DC voltage supply source (16, 17), in particular in the form of a line loop of the subscriber, is connected (Fig. 3).

6. microphone unit according to claim 5, characterized in that the field effect transistor (37) on the output side, two further transistors (30 and 39) are connected in cascade, which are used for the direct current output (43, 57) of the four-diode bridge circuit (40) are parallel and which are the changes in the supply current caused by the modulation of the field effect transistor (37) further reinforce (Fig. 3).

7. microfan unit according to claims 1 to 6, characterized in that the. Cylinder-shaped microphone capsule (61) made of metal, which concentrically surrounds the metal plate (69) which forms a condenser plate of the condenser microphone and is insulated from the microphone capsule (61), with one end face that protrudes in the radial direction over the metal plate (69) The edge of the electret material layer (67) is supported, and that a metal retaining clip (87) is provided to clamp the electret material layer (67) on the outside of the microphone capsule (61). 66) of the protruding edge of the electret material layer (67) presses on the metal ring (73) and its other leg, bent in a corresponding manner, rests against a radial shoulder (88) in the outer wall of the microphone capsule (61) (FIG. 5).

8. microphone unit according to claim 7, characterized in that the metal plate (69) with a plurality of holes is provided with one facing away from the meeting side Side of the metal plate adjoining sound chamber (71) are in connection (Fig. 4 and 5).

9. microphone unit according to claim 8, characterized in that to form the sound chamber (71) on the edge side of the metal plate (69) facing away from the meeting side, an annular one Approach (70) is formed, which extends in a distance parallel to the metal plate (69) extending end plate ends (Fig. 4).

10. Microphone unit according to claim 8, characterized in that the microphone capsule (61) closed at its end facing away from the meeting side by an end wall (84) is that with the circumference of the microphone capsule (61) and the metal plate (69) the sound chamber (71) (Fig. 5).

11. Microphone unit according to claim 7 or 8, the condenser microphone with the near-switched Transistor amplifier is combined into one structural unit, characterized in that that the microphone capsule (61) above her

from the meeting side facing away end is extended and that the transistor amplifier (11) is accommodated in the space delimited by the extended end of the microphone capsule (61) (FIGS. 4 and 5).

12. Microphone unit according to claim 9 and 11, characterized in that the transistor amplifier (11) is constructed by means of a printed circuit which is extended on one of the End of the microphone capsule concentrically enclosed, disc-shaped insulating plate (72) is provided is which on the side having the printed circuit is at a small distance along the edge of the insulating plate extending ring (81) made of conductive material carries, which forms an input terminal of the amplifier (11) and which through one in the Inner wall of the cylindrical microphone capsule (61) mounted snap ring (79) against a the inner wall of the microphone capsule provided ao radial shoulder (80) is pressed, and that the second input terminal of the amplifier also by a concentric ring (76) conductive material is formed, which is with a through the middle of the insulating plate (72) through extending and internally threaded cylindrical bearing part (75) made of metal is electrically connected, into which a screw (74), which is also made of metal, is screwed is the end facing away from the screw head which is parallel to at a distance the metal plate (69) extending and the sound chamber (71) at the end delimiting the end plate (at 78) is supported (Fig. 4).

13. Microphone unit according to claim 10 and 11, characterized in that of the extended End of the microphone capsule delimited and built up by means of a printed circuit Transistor amplifier (11) containing space (85) with an insulating potting compound (90) is poured out, from which the meeting side of the microphone capsule (61) facing away, from the outside accessible end face the output terminals of the transistor amplifier (11) in the form a contact disk (93) or a contact disk (93) concentrically enclosing this contact disk Ring (94) protrude, and that the one input terminal of the transistor amplifier (11) over a connecting line (92) with the end wall (84) delimiting the sound chamber (71) is connected to the microphone capsule (61), while the other input terminal of the transistor amplifier (11) via a second opening in the end wall (84) extending connecting line (91) is electrically connected to the metal plate (69), the by a screw (74) made of insulating material and screwed into the end wall (84) is supported (Fig. 5).

Considered publications:
German interpretative document No. 1110 230.

1 sheet of drawings