DE2207867B2 - Elektretmembran - Google Patents
ElektretmembranInfo
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- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R19/00—Electrostatic transducers
- H04R19/01—Electrostatic transducers characterised by the use of electrets
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Description
Gegenstand der Erfindung ist eine polarisierte Membran für elektrostatische Wandler, eine sogenannte
Elektretmembran. Membranen dieser Art bilden mit einer festen Gegenelektrode die einfachste Ausführungsform
eines elektrostatischen Wandlers, wobei zur Erzielung der benötigten Kapazität die Membran
metallisiert wird. Zum Stand_ der Technik gehören also Membranen, die mindestens'zwei Schichten aufweisen,
wobei die Metallschicht durch Aufdampfen sehr dünn ausgeführt wird, um nicht die akustischen Eigenschaften
zu verschlechtern. Die Elektretfolie bestimmt also einerseits aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften
das Schwingungsverhalten und andererseits aufgrund ihrer elektrostatischen Eigenschaften die Polarisation
s und damit die elektrischen Eigenschaften des Wandlers.
Es hat sich nun herausgestellt, daß Folien mit guten
elektrostatischen Eigenschaften mechanisch instabil sind. Sie weisen als Nachteil einen sehr großen
mechanischen Temperaturkoeffizienten auf, der beispielsweise bei Polytetrafluoräthylen, das unter dem
Markennamen Teflon gehandelt wird, bei etwa 8,5 bis
10 χ ΙΟ5 liegt. Wird dieses Material als Träger der
Elektretladung und gleichzeitig als Membran eines Kondensator-Mikrofons verwendet, so sinkt die Resonanzfrequenz
einer derartigen Membran um 1 bis 2 Oktaven bei Erwärmung von 23° C auf 700C. Dieser
Effekt ist besonders störend bei Mikrofonen mit großem Volumen hinter der Membran und bei Druckgradientenwandlern.
Weiterhin ist es bekannt, daß Folien mit guten mechanischen Eigenschaften schlechte Elektreteigenschaften
aufweisen, so zum Beispiel Folien aus Polyäthylentherephtalat, unter dem Handelsnamen
Mylar bekannt.
Kunststoffolienmaterialien, die gleichermaßen gute elektrische und mechanische Eigenschaften aufweisen,
sind bisher nicht bekannt geworden. In der GB-PS
11 35 998 werden ebenfalls die Nachteile der bekannten
Folie £.us Mylar oder Teflon genannt und es wird empfohlen, als Membranmaterial eine Folie aus
Polycarbonat zu verwenden, die gegenüber den anderen genannten Folien die besten Elektreteigenschaften
aufweisen soll.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Verwendung der bekannten Materialien einen Wandler
zu schaffen, aer die beschriebenen Nachteile wie Nachlassen der Polarisation einerseits und Erschlaffung
der mechanischen Membranspannung andererseits nicht aufweist.
Die Erfindung geht aus von einer Elektretmembran für einen elektrostatischen Wandler bestehend aus
mindestens zwei Schichten. Die Lösung ist gekennzeichnet durch eine Trägerschicht, deren mechanische
Materialeigenschaften die Resonanzfrequenz der Elektretmembran
im wesentlichen bestimmen, und einer Schicht aus Elektretmaterial, welche mit der Trägerschicht
flächig verbunden ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert werden. Im einzelnen zeigt
F i g. 1 den Aufbau einer Elektretmembran nach der Erfindung,
F i g. 2 ein elektrisches Ersatzschaltbild der Membran, F i g. 3 eine abgewandelte Membranausführung nach Fig.!,
F i g. 2 ein elektrisches Ersatzschaltbild der Membran, F i g. 3 eine abgewandelte Membranausführung nach Fig.!,
F i g. 4 eine Membran mit einer Metall-Trägerfolie,
Fig.5 eine vereinfachte Membran nach der Erfindung.
Fig.5 eine vereinfachte Membran nach der Erfindung.
In der F i g. 1 ist ein elektroakustisches Wandlersystem
mit einer Elektretmembran dargestellt. Sie besteht aus der Teflonfolie 1.0 mit ihrem leitenden Gegenbelag
1.1 und der freien Fläche 1.2 die im wesentlichen als Ladungsträger wirkt. Auf den leitenden Belag 1.1 ist
b5 außerdem, beispielsweise mittels des Klebers 2 das
Trägermaterial 3 flächig aufgeklebt. Es sei in diesem Ausführungsbeispiel eine Mylarfolie. Das Trägermaterial
trägt auf seiner Außenseite den leitenden Anschluß-
belag 3.1 für die Membran. Dieser Belag ist mittels des Kontaktringes 4 und im Bedarfsfalle mit einer nicht
dargestellten Anschlußleitung an ein dem kapazitiven Wandler nachgeordnetes Verstärkerelement, beispielsweise
einen Feldeffekttransistor angeschlossen. Der Ring 4 kann im Bedarfsfalle auch als Trage- und
Spannring für die Verbundmembran 1 dienen, wenn die Membran auf ihm befestigt, beispielsweise aufgeklebt
ist. Zwischen den leitenden Belägen 1.1 und 3.1 besteht eine Auskopplungskapazität. Sie ist durch die geringe ι ο
Folienstärke des Trägermaterials 3 und dessen hohe Dielektrizitätskonstante eine Auskoppelkapazität, die
erfahrungsgemäß 3 bis 8 mal größer ist als die eigentliche Kapazität des kapazitiven Wandlersystems.
Der Fläche 1.2 der Membran 1 steht die Gegenelektrode 5 gegenüber. Sie kann in bekannter Weise aus
beliebigem Material, beispielsweise mit elektrisch leitender Oberfläche 5.1 hergestellt sein und besitzt die
notwendigen Schalldurchlässe 5.2. Die Flächen 1.2 und 5.1 bilden die eigentliche Wandlerkanazität des
kapazitiven Wandlers.
Die Fig.2 veranschaulicht die Reihenschaltung der
Wandlerkapazität zwischen den Flächen 1.2 und 5.1 mit der Auskoppelkapazität zwischen den leitenden Flächen
1.1 und 3.1. Der Pfeil 4 ersetzt in dieser Figur den Anschlußring4der Fig. 1.
Die Fig.3 zeigt ein anderes Beispiel des Erfindungsvorschlages. Die Membran besteht wieder aus der
Teflonfolie 1.0 mit dem leitenden Belag 1.1 und der freien Fläche 1.2, die auch in diesem Beispiel im
wesentlichen als Ladungsträger arbeitet. Das Trägermaterial 3 ist mittels des Klebers 2 flächig auf die freie
Fläche 1.2 geklebt. Es sei wieder eine Mylarfolie. Sie deckt dabei die gesamte freie Fläche 1.2 ab und schützt
diese zusätzlich noch gegen Feuchtigkeit und Schmutz. Mit 4 ist wieder der Kontaktring bezeichnet, der im
Bedarfsfalle auch als Trage- und Anschlußring benutzt
werden kann.
In Fig.4 besteht das Trägermaterial 3 aus einer Nickelfolie, auf der die Schicht 1.0 aus hochwertigem
Elektretmaterial, beispielsweise Teflon, durch Spritzen oder Schweißen aufgebracht ist. Das metallische
Trägermaterial 3 dient in diesem Beispiel gleichzeitig als leitender Anschlußbelag und bewirkt eine mechanische
Stabilisierung, um die Rückwirkung von Temperaturschwankungen auszugleichen. Die Fläche 1.2 entspricht
den Angaben zu der Beschreibung der F i g. 1 und 3.
Die Fi g. 5 zeigt die Aufsicht auf eine Teflonfolie aus
hochwertigem Elektretmaterial. Die sichtbare Fläche
1.1 ist, wie zu Fig. 1 beschrieben, eine elektrisch leitende Fläche. Auf diese Fläche ist ein Trägermaterial
3.2 aus elektrisch leitendem mechanisch hochwertigen Material aufgebracht, beispielsweise aus Nickel. Es dient
zur Temperaturstabilisierung der Membran wie zu F i g. 4 beschrieben. Das Gittermuster kann verhältnismäßig
kräftig ausgeführt werden, um der Membran die notwendigen mechanischen Eigenschaften zu geben.
Eine bevorzugte Herstellung für dieses Gitter ist das Aufbringen auf elektrolytischem Wege.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Elektretmembran für einen elektrostatischen Wandler bestehend aus mindestens zwei Schichten,
gekennzeichnet durch eine Trägerschicht (3), deren mechanische Materialeigenschaften die
Resonanzfrequenz der Elektretmembran im wesentlichen bestimmen, und einer Schicht aus Elektretmaterial
(1.0), welche mit der Trägerschicht flächig verbunden ist
2. Elektretmembran nach Anspruch I1 dadurch
gekennzeichnet, daß die mechanischen Eigenschaften des Trägerschichtmaterials (3) in dem für die
Anwendung eines Kondensator-Mikrofons vorgesehenen Temperaturbereichs um -JO0C bis gegen
8O0C weitgehend temperaturunabhängig sind.
3. Elektretmembran nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die
Trägerschicht (3) aus einer Metallfolie mit einem geringen mechanischen Temperaturkoeffizienten
besteht.
4. Elektretmembran nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (3) aus einer
Metallfolie aus Titan oder Nickel besteht.
5. Elektretmembran nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht
(3) aus einer Metallfolie den elektrischleitenden Gegenbelag der Elektretschicht (1.0) bildet
(F ig. 4).
6. Elektretmembran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Trägerschicht (3) aus einer Folie aus Polyäthylenterephtalat (u. a. Handelsname Mylar) besteht.
7. Elektretmembran nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (3) auf den
leitenden Gegenbelag (1.1) der Elektretschicht (1.0) aufgebracht ist und auf der der Elektretschicht
abgewendeten Seite einen leitenden Anschlußbelag (3.1) trägt, der mit dem Gegenbelag (1.1) der
Elektretschicht (1.0) eine Auskoppelkapazität bildet, die das Auskoppeln des niederfrequenten Signals
aus dem Wandlersystem bewirkt (F i g. 1).
8. Elektretmembran nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektretschicht (1.0) zwischen
dem leitenden Gegenbelag (1.1) und der Trägerschicht (3) angeordnet ist (F i g. 3).
9. Elektretmembran nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Trägerschicht eine gitterartige Struktur (3.2) aufweist (F i g. 5).
10. Elektretmeinbran nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine eine gitterförmige Struktur
aufweisende Trägerschicht aus Metall galvanisch auf der Elektretschicht aufgebracht ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722207867 DE2207867B2 (de) | 1972-02-19 | 1972-02-19 | Elektretmembran |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722207867 DE2207867B2 (de) | 1972-02-19 | 1972-02-19 | Elektretmembran |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2207867A1 DE2207867A1 (de) | 1973-08-23 |
DE2207867B2 true DE2207867B2 (de) | 1978-02-02 |
Family
ID=5836466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722207867 Ceased DE2207867B2 (de) | 1972-02-19 | 1972-02-19 | Elektretmembran |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2207867B2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2563959B1 (fr) * | 1984-05-04 | 1990-08-10 | Lewiner Jacques | Perfectionnements aux transducteurs electro-acoustiques a electret |
-
1972
- 1972-02-19 DE DE19722207867 patent/DE2207867B2/de not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2207867A1 (de) | 1973-08-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8220 | Willingness to grant licences (paragraph 23) | ||
8235 | Patent refused |