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Die Erfindung bezieht sich auf Mikrofone mit einem System elastoelektrischer
Eigenschaften, beispielsweise einem Planartransistor, auf das die Schwingmembran
des Mikrofons über ein Druckelement, beispielsweise eine Saphirspitze, einwirkt.
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Die Systeme elastoelektrischer Eigenschaften müssen bei ihrer Verwendung
in druckelektrischen Wandlern durch besondere Maßnahmen gegen Überbelastungen durch
Stoß; Schlag oder insbesondere Knallgeräusche geschützt werden, da ein von dem Druckelement
ausgeübter Überdruck auf das System zur Zerstörung desselben führen kann. Es wurde
bereits vorgeschlagen, zwischen das Steuerorgan und das System Untersetzungen einzubauen,
die die vom Steuerorgan ausgeübte Kraft nur zu einem geringen Teil an das System
weitergeben. Es wurde auch weiter vorgeschlagen, die Zwischenglieder zwischen Steuerorgan
und System zumindest teilweise als Grenzkraftleiter auszubilden, so daß auf das
Steuerorgan ausgeübte Kräfte nur bis zu einem bestimmten, eindeutig festlegbaren
Maximum weitergegeben werden. Darüber hinaus würde der Grenzkraftleiter, beispielsweise
ein in Kraftangriffsrichtung profilierter Kunststoffhebel, abknicken und seine Kraftübertragung
einstellen.
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Zweck der Erfindung ist es, eine weitere vorteilhafe Möglichkeit zum
Schutze von empfindlichen Systemen gegen Überlastung zu schaffen. Erreicht wird
dieser Zweck dadurch, daß als Träger des Systems elastoelektrischer Eigenschaften
eine- im wesentlichen parallel zur Schwingiriembran angeordnete zweite Membran .dient,
deren Steifigkeit im wesentlichen der der Schwingmembran entspricht.
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Es ist zwar bereits bei Tonabnehmern bekannt; die piezoelektrischen
Körper zum Zwecke eines Schutzes gegen Überlastung federnd an einem Träger zu befestigen.
Abgesehen von der gegenüber dem Mikrofon nach der Erfindung abweichenden Anwendung
des Systems elastoelektrischer Eigenschaften weist der bekannte Tonabnehmer den
Nachteil auf, daß nämlich die vorgesehene federnde Befestigung erst dann ein Ausweichen
der empfindlichen Systeme erlaubt, wenn auf diese Systeme selbst vorher eine bestimmte
Kraft wirkt. Das bedeutet, daß diese Kraft so bestimmt werden muß, daß noch keine
Beschädigung der- Systeme zu befürchten ist, d. h., daß diese Kraft unterhalb der
nach den mechanischen Eigenschalften der Systeme eigentlich zulässigen Kraft zu
liegen hat. Dieser Umstand bewirkt einen nicht unerheblichen Verlust - bezüglich
der Aussteuerungsmöglichkeit der Systeme.
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Demgegenüber wirkt bei dem Mikrofon nach der Erfindung eine unzulässige
Verformung des Steuerorgans, ohne überhaupt auf das Systerii einzuwirken, so auf
die zweite Membran ein, daß eine Auslenkung derselben erfolgt. Das bedeutet, daß
das System selbst nicht erst die unzulässig hohe Kraft auf seine Haltemembran zu
übertragen hat.
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In vorteilhafter Weise hat nunmehr das System selbst Ausweichmöglichkeiten
gegenüber überlastungen. Je nach Ausbildung der Steifigkeit der zweiten Membran
wird bei einem bestimmten, vom Druckelement auf das System ausgeübten Druck die
zweite Membran nachgeben und damit das System eine Relativbewegung gegenüber dem
Druckelement ausführen. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, daß keine Gefahr
auch nur einer kurzzeitigen Trennung zwischen Druckelement und System besteht, die
eventuell eine Dejustierung oder Knackgeräusche in der Leitung zur Folge haben könnte:
Ganz besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Anordnung bei Überlastung durch
äußere mechanische Stöße. Die angreifende Kraft wirkt dabei nämlich auf beide schwingungsfähigen
Elemente, auf die als Steuerorgan verwendete Membran und auf die zweite Membran
gleichmäßig, so daß entsprechend gleichmäßige Ausweichbewegungen gemacht werden,
ohne daß überhaupt eine Belastung des Systems erfolgen kann. Weiterhin ist es vorteilhaft,
daß eine gleiche Steifigkeit von Steuerorgan und Federorgan erzielt werden kann,
die eine gleiche Reaktion auf äußerliche angreifende. mechanische Kräfte bewirkt.
Außerdem ergeben sich Vorteile bezüglich der Befestigung im Außenrand des Gehäuses
und bei der Herstellung, wobei insbesondere die Möglichkeit besteht, eventuell gleiche
Grundteile für beide Organe zu verwenden.
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Zweckmäßigerweise kann die Membran mit Durchbrüchen versehen sein;
sofern diese ausreichend groß ausgebildet werden, wird die Membran akustisch unwirksam
und wirkt tatsächlich nur als Federelement gegenüber den ankommenden, vom Steuerorgan
ausgeübten Kräften. Gleichzeitig wird die Anordnung Steuerorgan-Druckelement-System
über einen gewissen Frequenzbereich starr.
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Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung können die Durchbrüche einen
der akustischen Rückkopplung dienenden Querschnitt aufweisen. In vorteilhafter Weise
wird damit ein Resonator geschaffen, der die bekannten Auswirkungen auf den Frequenzgang
des Steuerorgans hat.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher,.erläutert.
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Die Figur zeigt schematisch einen druckelektrischen Wandler, dessen
Gehäuse 1 topfförmig ausgebildet ist. An seiner offenen Seite ist in nur prinzipiell
angedeuteten Lagerstellen 2 ein Steuerorgan 3 gelagert; dessen Form im übrigen beliebig
ausgebildet werden kann. In der Figur ist es als ebene Membran dargestellt, bei
der keinerlei Profilierung zur Erzielung eines bestimmten Frequenzganges vorgesehen
wurde.
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Im Zentrum der Membran 3 ist ein stiftartiger Ansatz 4 starr befestigt,
der an seinem in den Innenraum des Gehäuses 1 ragenden Ende ein Druckelement 5,
beispielsweise also eine Saphirspitze, trägt. In entsprechendem Abstand von der
Membran 3 ist eine weitere Membran 6 in ebenfalls nur schematisch angedeuteten Lagerstellen
7 angeordnet. Auf dieser ist ein System elästoelektrischer Eigenschaften, beispielsweise
ein Transistor 8, so befestigt, daß das Druckelement 5 mit seiner Spitze auf der
Grenzschicht des Transistors aufliegt. Bei gleichen mecha= nischen Daten ist die
Membran 3 ebenso schwingfähig wie die Membran 6, so daß leicht einzusehen ist, daß
:äußerlich angreifende mechanische Kräfte ein gleichmäßiges Ausschwingen beider
Membranen und somit eine unveränderte Andruckkraft zwischen dem Druckelement 5 und
der Grenzschicht des Transistors 8 ergeben werden. In der Membran 6 sind Durchbrüche
9 vorgesehen, die je nach ihrem Querschnitt bewirken, däß die Membran akustisch
unwirksam wird, d. h., daß die von der Membran 3 weitergeleiteten Schallwellen keine
Auswirkung auf die Membran 6 haben werden, oder die als Verbindungsöffnungen zwischen
dem ersten Rückraum 10 und dem zweiten Rückraum 11 auf Grund ihres
besonders
gewählten Querschnittes gleichzeitig eine Resonanzwirkung erzeugen.