DE2119911B2 - Electroacoustic converter, in particular microphone for telephone systems - Google Patents

Electroacoustic converter, in particular microphone for telephone systems

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Description

Gegenstand der Hauptanmeldung 1 961217 ist ein elektroakustischer Wandler, insbesondere Mikrofon für Fernsprechanlagen, mit einer auf Biegung beanspruchten, in ihrem Randbereich elastisch eingespannten Membran, wobei zur Einsapnnung der Membran Lagerkörper vorgesehen sind, deren geometrische Gestalt unter Berücksichtigung ihrer Materialeigenschaften (Elastizitätsmodul, spezifische Dichte) derart ausgebildet ist, daß sich innerhalb des zur elektroakustischen Übertragung bestimmten Freuauenzbereiches außer der durch die Schwinsunasmode ().() gekennzeichneten Grundsehwingimg der Membran wenigstens eine der durch Knoicnkreisc gekennzeichneten Teilschwingung höherer Ordnung, insbesondere die der Schwingungsmode 0.1 entsprechende Teilschwingung ausbildet.The main application 1 961217 is a Electroacoustic transducer, in particular microphone for telephone systems, with a bending stressed, membrane elastically clamped in its edge area, bearing bodies being provided for securing the membrane, their geometric Shape taking into account its material properties (modulus of elasticity, specific Density) is designed in such a way that it is intended for electroacoustic transmission within the Freuauenzbereich except that by the Schwinsuna mode (). () marked basic vision of the membrane at least one of the by Knoicnkreisc characterized partial oscillation of a higher order, in particular that of oscillation mode 0.1 corresponding Partial vibration forms.

Bei elektroakustischen Wandlern besteht allgemein der Wunsch, durch eine Einstell- und RegulicriTu^- lichkeit einen bestimmten Frequenzgang des Wandlers zu erzielen. So ist es durch die schweizerische Pa- In the case of electroacoustic transducers, there is a general desire to be able to use a setting and RegulicriTu ^ - ability to achieve a specific frequency response of the converter. So it is through the Swiss pa-

•i tentschrift 463 576 bekannt, eine Membran und eine Wandlerabdeckung gemeinsam gegenüber einem Wandleraehäuse zu verdrehen, so daß sich dadurch die Membran verspannen läßt und somit ein bestimmter Frequenzgang einstellbar ist. Es ist weiterhin durch• i tentschrift 463 576 known a membrane and a To twist converter cover together with respect to a converter housing, so that thereby the membrane can be tensioned and thus a certain frequency response can be set. It's still through

die I1SA.-Patentschrift \ 757 938 bekannt, am Wandlerboden einen scheibenförmigen Körper vorzusehen, der in das Wandlergehäuse einschraubbar ist. Je nach Einschraubtiefe kann somit ein gewisses Resonanzvolumen und damit ein bestimmter Frequenzgang eingestellt werden.the I 1 SA. patent specification \ 757 938 known to provide a disk-shaped body on the converter base, which can be screwed into the converter housing. Depending on the screw-in depth, a certain resonance volume and thus a certain frequency response can be set.

Durch diese bekannten Wandler ist es jedoch unmöglich, einen Frequenzgang zu erzielen, der dem Frequenzgang des Wandlers der eingangs erwähnten Gattung entspricht.However, these known converters make it impossible to to achieve a frequency response that corresponds to the frequency response of the converter of the aforementioned Corresponds to the genus.

Es ist Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, das Schwingungsverhalten der Membran im Rahmen des obenerwähnten Frequenzbandes auf einfache Weise zu korrigieren bzw so einzustellen, daß ein bestimmtes, den jeweiligen Anforderungen entsprechendes Verhalten erzielt wird.It is the purpose of the present invention to show a possibility of the vibration behavior to correct or to correct the membrane in a simple manner in the context of the above-mentioned frequency band set in such a way that a certain behavior corresponding to the respective requirements is achieved will.

Erreicht wird der Zweck dadurch, daß der zur Einspannung der Membran dienende Lagerkorper auf zumindest einer Seite der Membran an einer krcisförmigen Fläche anliegt, deren innerer Durchmesser größer ist als der innere Durchmesser des Lagerkörpers. The purpose is achieved in that the bearing body used to clamp the membrane is on at least one side of the membrane on a krcis-shaped Surface is applied, the inner diameter of which is greater than the inner diameter of the bearing body.

Es hat sich gezeigt, dal.· auf diese Weise die Einspannung der Membran so beeinflußt werden kann, daß das Frequenzband des Wandlers die jeweils gewünschten Verhältnisse aufweist. Die Einspannungsverhältnisse lassen sich durch die Wahl der Größe'des inneren Durchmessers der Auflagefläche so regeln, daß bei unverändertem Lagerkorper und unveränderter Membran sehr unterschiedliche Schwingungsverhalten der Membran im Rahmen des geforderten Frequenzverlaufes einstellbar sind. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, über etwaige Korrekturen des Frequenzverlaufes hinaus unterschiedliche Schwingungsverhalten, die den jweils vorliegenden Verhältnissen angepaßt sind, zu erhalten.It has been shown that · in this way the restraint the membrane can be influenced so that the frequency band of the transducer is the desired Has proportions. The clamping conditions can be determined by choosing the size of the Regulate the inner diameter of the bearing surface so that with unchanged bearing body and unchanged Membrane very different vibration behavior of the membrane within the framework of the required frequency curve are adjustable. This gives you the opportunity to be informed about any corrections to the Frequency course also different vibration behavior, which the respective existing conditions are adapted to receive.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die kreisringförmige Fläche von einem auswechselbar in dem Wandlergehäuse untergebrachten Körper gebildet sein.According to a development of the invention, the circular surface formed by an exchangeable body housed in the converter housing be.

Somit wird es auf einfache Weise ermöglicht, das Schwingungsverhalten den jeweils geforderten Verhältnissen anzupassen, indem man den im Wandlergehäuse untergebrachten Körper gegen einen anderen mit einem anderen inneren Durchmesser austauscht. Es ist für den Aufbau des Wandlers weiterhin von Vorteil, wenn die kreisringförmige Fläche von einem flanschartigen Ansatz eines im wesentlichen scheibenförmigen und parallel zur Membran angeordneten Körpers gebildet ist.It is thus made possible in a simple manner to adapt the vibration behavior to the required conditions in each case adapt by moving the body housed in the converter housing against another exchanges with a different inner diameter. It is still used for building the converter Advantage if the annular surface of a flange-like extension of a substantially disk-shaped and is formed parallel to the membrane arranged body.

Eine derartige Ausgestaltung erlaubt es, auf einfache Weise eine weitere Beeinflussung des Schwingungsvcrhaltens zu erreichen.Such a configuration allows the vibration behavior to be influenced further in a simple manner to reach.

So kann man den scheibenförmigen Körper beispielsweise mit zumindest einem Durchbruch versehen, wodurch man die beiderseits des Körpers liegenden Volumina wahlweise miteinander akustisch koppeln kann.So you can use the disk-shaped body, for example provided with at least one opening, whereby one lies on both sides of the body Can optionally couple volumes with each other acoustically.

Der scheibenförmige Körper kann aber zumindest einen Hohlraum enthalten, der mit dem Rückraum der Membran über zumindest eine Öffnung in Verbindung steht, wodurch ein Helrnholtzresonator gebildet wird.The disk-shaped body can contain at least one cavity, which is connected to the rear space the membrane is in communication via at least one opening, whereby a Helmholtz resonator is formed will.

Weiterhin ist es möglich. d;Mi der Hohlraum durch zumindest einen Durchbruc mit dem den Korper umgebenden Aulk-nraum in Verbindung s'ehr. wodurch eine w<_ iteie Möglichkeit zur Beeinflussung des akustischen Verhaltens des Wandlers gebildet wird.It is still possible. d; Mi the cavity through at least one breakthrough with the body surrounding outdoor space in connection very. through which a w <_ iteie possibility to influence the acoustic behavior of the transducer is formed.

Im folgenden sei die Erfindung an Hand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigtIn the following, the invention will be explained in more detail using the exemplary embodiment shown in the figures It shows

Fig. 1 ein Piczomikrofon im Schnitt, bei dem der Lagerkörper für die Membran erfindungsgemüß an einer kreisringförmigen Flache anliegt,Fig. 1 shows a piczo microphone in section, in which the bearing body for the membrane according to the invention rests against a circular surface,

Fig. 2 und 3 zwei verschiedene Ausführungsformen von scheibenförmigen Körpern, deren kreisringförmige Auflageflächen von einem flanschartigen Ansatz einer Scheibe gebildet werden.2 and 3 two different embodiments of disc-shaped bodies, the circular bearing surfaces of which are formed by a flange-like approach a disc.

Das in Fig. 1 dargestellte Piezomikrofon weist als aktives Element eine mit einer piezokeramischcn Schicht 1 versehene Membran 2 auf, die in einem ringförmigen elastischen Lagerkörper 3 aus Silikonkautschuk eingespannt gehalten ist. Zusammen mit einem diesen Lagerkörper 3 umgebenden Ring 4 liegen die Bauteile 3 und 4 auf einem mit flanschartigem Ansatz 5 versehenen kreisringförmigen Körper 6 an.The piezo microphone shown in Fig. 1 has as an active element a with a piezokeramischcn Layer 1 provided membrane 2, which is in an annular elastic bearing body 3 made of silicone rubber is held clamped. Lie together with a ring 4 surrounding this bearing body 3 the components 3 and 4 on an annular body 6 provided with a flange-like extension 5.

der als Scheibe mit zwei Durchbrüuhen 7 und 8 ausgebildet ist. Die mit flanschartigem Ansatz 5 versehene Scheibe 6 besteht aus Isolierstoff. Die so dargestellte Anordnung ist von einer Abdeckung 9 und einem Gchause 10 umgeben, das an seinem unteren Ende in einen Isolierstoffkörper 11 eingreift. Der Isolierstoffk' rper 11 ist von einem Mittelkontakt durchstoßen. Die elektrischen A -ehlüsse sind der übersichtlichen Darstellung weszen nicht in die Abbildung aufgenommen worden, da sie vom Einzelfall abhängen, beispielsweise von der Unterbringung eines Verstärkers im Kapselgehäuse.which is designed as a disc with two brewing holes 7 and 8 is. The disk 6 provided with a flange-like extension 5 consists of insulating material. The one shown in this way Arrangement is of a cover 9 and a chause 10, which engages in an insulating body 11 at its lower end. The insulating material Body 11 is pierced by a central contact. The electrical A connections are the clearest Representation of weszen not included in the picture because they depend on the individual case, for example about accommodating an amplifier in the capsule housing.

Deutlich erkennbar hingegen ist das wesentliche Merkmal der Erfindung. Der innere Durchmesser p.In contrast, the essential feature of the invention is clearly recognizable. The inner diameter p.

lies elastischen Lagerkörpers ist stets kleiner als der innere Durchmesser ρ, der mit flanschartigem Ansatz versehenen Scheibe 6.read elastic bearing body is always smaller than the inner diameter ρ, the one with a flange-like approach provided washer 6.

Dadurch kann in entscheidendem Maße das Schwingungsverhalten der Membran beeinflußt werden. so daß man das den Bedürfnissen entsprechende Frequenzverhalten des Wandlers jederzeit einstellen kann.As a result, the vibration behavior of the membrane can be influenced to a decisive extent. so that you can adjust the frequency response of the converter at any time can.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausfiihrungsform einer Scheibe 13 mit flanschartigem Ansatz 14, der einen inneren Durchmesser y·. aufweist. Im Scheibenkörper ist ein Hohlraum 15 untergebracht, der mit dem Membranrückraum über einen Durchbruch 16 in Verbindung steht, so daß ein Helmholtzresonator gebildet wird.Fig. 2 shows another embodiment of a disk 13 with a flange-like extension 14, the one inner diameter y ·. having. In the disc body a cavity 15 is accommodated, which communicates with the membrane rear space via an opening 16 in Connection is so that a Helmholtz resonator is formed.

In der Scheibe 17 nach Fig. 3 ist wiederum ein Hohlraum 18 untergebracht, der hier durch zwei Durchbrüche 19 und 20 mit dem sie umgebenden Raum in Verbindung steht.In the disk 17 of FIG. 3, a cavity 18 is again housed, which is here by two Breakthroughs 19 and 20 with the surrounding space is in connection.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektroakustischer Wandler, insbesondere Mikrofon für Fernsprechanlagen, mit einer auf Biegung beanspruchten, in ihrem Randbereich elastisch eingespannten Membran, wobei zur Einspannung der Membran Lagerkörper vorgesehen sind, deren geometrische Gestalt unter Berücksichtigung ihrer Materialeigenschaften (Elasti/.itäismodul. spezifische Dichte) derart ausgebildet ist, daß sich innerhalb des zur elektroakustischen Übertragung bestimmten Frequenzbereiches außer der durch die Schwingungsmode 90 gekennzeichneten Hrundschwingung der Membran wenigstens eine der durch Knotenkreise gekennzeichneten Teilschwingungen höherer Ordnung, insbesondere die der Schwingungsmode (),i entsprechende Teilschwingung ausbildet, nach Hauptanmeldung 1961217. dadurch gekennzeichnet, daß der zur Einspannung der Membran (2) dienende Lagerkörper (1) auf zumindest einer Seite der Membran an einer kreisringförmigen Fläche (5, 14, 21) anliegt, deren innerer Durchmesser ρ, größer ist als der innere Durchmesse- (J1 des Lagerkörpers.1. Electroacoustic transducer, in particular microphone for telephone systems, with a diaphragm which is subjected to bending stress and is elastically clamped in its edge area, with bearing bodies being provided for clamping the diaphragm, the geometric shape of which is designed in such a way, taking into account their material properties (elasticity module, specific density) is that within the frequency range intended for electroacoustic transmission, in addition to the circular oscillation of the membrane characterized by oscillation mode 90, at least one of the higher-order sub-oscillations characterized by node circles, in particular the sub-oscillation corresponding to oscillation mode (), i is formed, according to main application 1961217. characterized, that the bearing body (1) used to clamp the membrane (2) rests on at least one side of the membrane against an annular surface (5, 14, 21), the inner diameter ρ of which is greater than the inner diameter (J 1 d it bearing body. 2. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringförmige Fläche von 'unern auswechselbar in dem Wandlergehäuse untergebrachten Körper (6, 13, 17) gebildet ist.2. Electroacoustic transducer according to claim 1, characterized in that the circular ring-shaped Surface of 'unernally exchangeable bodies housed in the converter housing (6, 13, 17) is formed. 3. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringförmige Fläche von einem flanschartigen Ansatz eines im wesentlichen scheibenförmigen and parallel zur Membran angeordneten Körpers (6, 13, 17) gebildet ist.3. Electroacoustic transducer according to claim 1, characterized in that the annular Surface of a flange-like extension of a substantially disk-shaped and is formed parallel to the membrane arranged body (6, 13, 17). 4. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Körper mit zumindest einem Durchbruch (7, 8) versehen ist.4. Electroacoustic transducer according to claim 3, characterized in that the disk-shaped Body is provided with at least one opening (7, 8). 5. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Körper zumindest einen Hohlraum (15) enthält, der mit dem Rückraum der Membran über zumindest eine Öffnung (16) in Verbindung steht.5. Electroacoustic transducer according to claim 3, characterized in that the disk-shaped Body contains at least one cavity (15) which communicates with the rear space of the membrane via at least one opening (16) stands. 6. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum durch zumindest einen Durchbruch (20) mit dem den Körper umgebenden Außenraum in Verbindung steht.6. Electroacoustic transducer according to claim 5, characterized in that the cavity through at least one opening (20) in connection with the outer space surrounding the body stands.
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