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Universell verwendbare kapazitive Mikrofonkapsel Man kann das Kennzeichen
der zur Zeit auf dem Markt befindlichen Kondensator-Nikrofone dahingehend zusammenfassen,
daß für jeden Anwendungszweck eine Sonderkonstruktion der Mikrofonkapsel genacht
wird. Das gilt sowohl für die Konstruktion der Niederfrequenz-Kondensator-Mikrofone
als auch für die Konstruktion der Hochfrequenz-Kondensator-Mikrofone. Beide Konzepte
weisen dann noch eine größere Anzahl von Konstruktionsvarianten auf, je nachdem
die Mikrofonkapsel als Druckempfänger oder Gradientenwandler arbeiten soll. Neuerdings
ist bei den Niederfrequenz-Kondensator-Mikrofonen noch eine weitere Konstruktionsform
bekannt geworden, das sind die Mikrofone mit Elektret-Membrane. Diese Vielzahl der
Einzelkonstruktionen verhindert eine rationelle Serienfertigung großer Stückzahlen.
Die verhältnismäßig kleinen Stückzahlen mit verschiedenen Konstruktionsmerkmalen
bedingen eine große Anzahl von Spezialwerkzeugen, Fertigungseinrichtungeii sowie
von Meß-, Kontroll~ und Justiergeräten. Der Erfinduilgsvorschlag beseitigt diese
Nachteile dadurch, daß er Wege aufweist, Mikrofonkapseln in großer Stückzahl als
Einzelbausteine zu fertigen, die mit akustischen Zusatzteilen adaptiert werden,
um die universelle Kapsel für die genannten Schderkonstruktionen zu verwenden.
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Der Erlindungsvorschlag bezieht sich auf eine kapazitive Mikrofonkapsel.
Das Ijesondere ist dadurch gekellnzeichllet, daß die Membran (2) mit einer oder
zwei Gegenelektroden (1) und gegebenenfalls mechanischen Halteelementen eine univorsell
verwendbare Baueinheit bildet, und daß die weiterhin erforderlichen akustischen
Elemente wie Luitvolumen, Luftmassen, akustische Dämpfunglen und akustische Phasendrehglieder
in Form von Zusatztallen akustisch vor und oder hinter dieser Baueinheit angeordnet
werden.
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Eine Ergänzung des Patentvorschlages ist d a d u r c h g e k e n n
z e i c h n e t, daß die Perforation der Gegenelektrodn (1) oder Gegenelektroden
so
stark ausgeführt ist, daß diese akustisch wenig wirksam sind.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (i) relativ schlaff gespannt ist.
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(Die Resonanzfrequenz soll im Gebiet von 1 - 4 KHz liegen) Eine Ergängung
des Erfindungavorschlages ist dadurch gekennzeichnet, daß unter Umständen notwendig
werdende Frequenzankorrekturen elektrisch vorgenommen werden.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß als Membran eine Elektret-Membran verwendet wird.
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Eine weitere Ergänzung des Erfindungsvorschiages bezieht sich auf
ein Mikrofon mit einer Zwischen zwei Gegenelektroden ange-In ordneten Elektret-Membran.
Das besondere ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h -net, daß die Membran eine
Doppelmembran ist, deren Elektretfolien gegensiniäig polarisiert sind.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die erforderlichen akustischen Elemente ganz oder teilweise mit dem Gehäuse
des Mikrofones eine mechanische Einheit bilden.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägermaterial der Gegenelektrode oder Gegenelektroden Keramik ist, die
mit einer metallischen Oberfläche versehen ist.
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Eine Ergänzung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Metullisieruny
chemisch vorgenommen wird, und gegebenen£al ls galvanisch verstiirkt wird.
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Eine weitere Ergänzung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallisierung beiseitig durch Einschleifen von Ringnuten (1.3) in eine Zentralzone
(1.1), die als eigentliche Gegenelektrode wirkt und eine diese umschließende Ringzone
(1.2) aufgeteilt wird.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß der gewünschte Abstand zwischen der Membran und der Gegenelektrode oder Gegenelektroden
durch eine galvanische Verstärkung der Ringzone (1.2) erzielt wird.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß in die Ringnuten (1.3) eine Glasur; eingebrannt wird.
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Eine weitere Ergänzung der Erfindung ist dadurch gekennheichnet, daß
das Trägermaterial der Gegenelektrode oder Gegeneektroden aus Kunststoff besteht,
und dieser durch Spritzen, Pressen oder dergleichen geformt ist.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichw
net, daß
Kunst stoffkl eber an der Gegenelektrode oder den Gegenelektroden befestigt wird.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (2) und die Ringzone (1.2) der Gegenelektrode oder der Gegenelektroden
zusätzlich durch einen Blechring (6) miteinander verbunden werden.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekenneeichnet,
daß die Membran mittels einer gegebenenfalls abnehmbaren Schutzkappe aus Metall
oder Kunststoff abgedeckt,wird.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Schutzkappe (3) schalldurchlässig ist und daß sie gegebenenfalls als Halteelement
zum Befestigen der Nikrofonkapsel
in einer Haltevorrichtung, beispielsweise
dem Gehäuse und/oder an einem akustischen Element dient.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Schutzkappe zumindest in ihrer dem Membranrand zugewendeten Seite elektrisch
leitend ist, um der Kontaktierung mit der leitenden Schicht der Membran zu dienen.
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Die Abbildungen 1 und 2 sollen die Erfindung erläutern. Die Abbildung
1 zeigt das Grundprinzip der universell verwendbaren Mikrofonkapsel. Die Gegenelektrode
l besteht in diesem Beispiel aus einem metallisierten Keramikkörper. Der beiteitige
metallische Überzug bildet die Zentralzone 1.1, die als eigentliche Gegenelektrode
wirkt und die Rizone 1.2 auf der die Membran, beispielsweise mittels einesKunststoffklebers
befestigt ist. Im Bedarfsfalle kann die Ringzone 1.2 auch zur Kontaktierung mit
der Membran verwendet werden. Die Zentralzone 1.1 und die Ringzone 1.2 sind in diesem
Beispiel durch eine eingeschliffene Ringnute 1.3 mechanisch und elektrisch voneinander
getrennt. In diese Ringnute kann - beispielsweise für Niederfrequenz-Kondensator-Mikrofone
- eine Glasur eingebrannt werden, um das Eindringen von Feuchtigkeit in die Keramikmasse
zu verhindern. Die Zentralzone 1.1 der Gegenelektrode ist mit einer sehr starken
Perforation 1.11 versehen, damit die Gegenelektrode akustisch nur wenig wirksam
ist. Die Metallisierung des Keramikkorpers soll chemisch vorgenommen werden. Dieses
Verfahren hat den Vorteil, daß es auch eine einwandfreie Metallisierung der Perforationsdurchbrüche
er-'möglicht und somit eine gute leitende Verbindung der Zentralzonen 1.1 zu beiden
Seiten der Keramikscheiben gewährleistet ist.
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Unter Umständen notwendig werdende Materialverstärkung wird durch
Galvanisieren vorgenommen Ist die erforderliche Materialstärke erreicht, werden
die Ringnuten 1.3 auf jeder Seite der
Scheibe eingeschliffen. Dann
erhält die Ringzone 1.2 zumindest auf der Seite, auf der die Membran aufliegen soll
eine galvanische Materialverstärkung, die den Abstand der Membran 2 von der als
eigentliche Gegenelektrode wirkenden Zentralzone 1.1 festlegt. Die Membran 2 ist
in diesem Beispiel auf der Ringzone 1.2 mit einem Kunststoffkleber befestigt. Die
schalldurchlässige Kappe 3 besteht in diesem Beisiel aus Metall. Sie umfaßt die
Ringzone 1.2 und dient in dem Umfassungsgebiet als großflächige Kontaktierung mit
der elektrisch-leitenden Schicht der Membran. Die rückwärtigen Öffnungen der Perforation
1.11 sind mit einem Staubschutz 4,beispielsweise aus Seide,abgedeckt. Mit 5 ist
der an der Rückseite der Zentralzone befestigte elektrische Anschluß der eigentlichen
wirksamen Gegenelektrode 1.1 symbolisiert. Dieser Anschluß kann beispielsweise durch
Löten oder die in der Festkörper-Technik bekannten Verfahren hergestellt sein.
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Die Abbildung 2 zeigt ein anderes Beispiel für eine universell verwendbare
kapazitive Mikrofonkapsel nach dem Erfindungsvorschlag. Zu beiden Seiten der Membran
befindet sich eine Gegenelektrode 1 gleicher Form. Ihre Ausführung soll der Beschreibung
zur Abbildung 1 entsprechen. Ihre Porforationel. 11 bilden durch~ laufeiide Kanäle
von der einen Seite der Mikrofonkapsel zur anderen Seite der Mikrofonkapsel. Diese
Kanäle sind lediglich durch die Membran unterbrochen. Die Bezeichnungen 4 und 5
entsprechen den Angaben zur Abbildung 1. Mit 6 ist ein zusätzlicher blechring bezeichnet,
der sowohl der elektriachen Kontaktierung der Membran mit der Ringzone 1.2 dient
als auch der mechanischen Zusammenfassung der beiden Gogenelektroden 1.
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Ob anstelle der Gegenelektrodlen aus Keramik solche aus Kunststoff
verwendet werden, Hängt voi, einer Vielzahl von Punkten ab, die nicht mit dem Erfindungsvorschlag
zu koppeln sind. Der Erfindungsvorschlag bezieht sich auf die Grundkonzeption von
kapazitiven
Mikrofonkapseln in Form von Einheitsbausteinen sowohl in Keramikausführung als auch
in Kunststoffbauweise.
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Es ist für den Erfindungsvorschlag ferner ohne Bedeutung, ob bei den
in Abbildung l oder 2 dargestellten Beispielen einfache einseitig oder zweiseitig
metallisierte Kunststofffolien als Hembranen verwendet werden oder ob Elektret-Membranen
benutzt werden.
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Es ist bei den Niederfrequenz-Kondensator-Mikrofon-Kapseln für Doppelmikrofone
nach dem bisherigen Standard der Technik üblich, zwischen den Gegenelektroden ein
Gleichspannungsfeld durch Anlegen gegensinniger Spannungen an die Elektroden zu
erzeugen und beispielsweise die Membran auf einen gemeinsamen Bezugspunkt der beiden
Vorspannungen zu legen. Um diese Anordnung durch eine equivalente Elektret-Mikrofonanordnung
zu ersetzen, wird vorgeschlagen, einen Doppel-Elektret-Membran zu verwenden, die
aus zwei aufeinanderliegenden Elektret-Folien besteht, deren Anschlußteile elektrisch
oder/und mechanisch verbunden sind und deren Elektretseiten gegenphasig polarisiert
sind.