DE2242806C2

DE2242806C2 - Kondensatormikrophon

Info

Publication number: DE2242806C2
Application number: DE2242806A
Authority: DE
Inventors: Hisanori Tokyo Ishibashi; Masahisa Hatano Kanagawa Iwata; Motomu Atsugi Kanagawa Mimachi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1971-08-31
Filing date: 1972-08-31
Publication date: 1982-07-08
Also published as: JPS4835339U; NL177879C; DE2242806A1; CA946508A; GB1384418A; NL177879B; NL7211755A; IT968373B; US3775572A; FR2151061B1; FR2151061A1; JPS5221046Y2

Description

Die Erfindung betrifft ei.i Kondensatormikrophon gemäß dem Oberbegriff des Anspruc :es 1.

Es ist ein Kondensatormikrophon bekannt, das eine im wesentlichen flache Ansprechkurve in einem breiten Frequenzband von z. B. 100 Hz bis 10 kHz hat. Da ein solches Kondensatormikrophon — wie bekannt — eine hohe Ausgangsimpedanz besitzt, ist ein aktives Element, z. B. eine Vakuumröhre oder ein Feldeffekttransistor in einem Mikrophongehäuse angeordnet. Im einzelnen besteht das Kondensatormikrophon aus einer als Elektrode dienenden Membran, einer Metallkapsel, die die Membran und eine Grundplattenanordnung aufnimmt, die sich aus einer Grundplatte und einer Tragplatte zusammensetzt, um die Grundplatte in einem bestimmten Abstand von der Membran zu tragen, sowie aus einem Metallgehäuse, das an der Metallkapsel befestigt ist und darin eine gedruckte Schaltkreisplatte aufnimmt, an der ein Impedanzwandler mit einem aktiven Element, z. B. dem FET, und Widerstandselementen befestigt ist.

Der FET ist mit seiner Eingangselektrode über eine Leitung mit einer zweiten Elektrodenplatte befestigt und mit seiner Ausgangselektrode und seiner Energiezuführungselektrode aus dem Gehäuse herausgeführt. Bei einem derart aufgebauten Kondensatormikrophon kann der Kapselteil zwar klein gehalten werden, jedoch hat das die gedruckte Schaltkreisplatte aufnehmende Gehäuse einen zu großen Platzbedarf, so daß die gesamte Anordnung groß wird. Außerdem ergibt sich in diesem Falle eine die Eingangselektrode des FET mit der zweiten Elektrodenplatte verbindende lange Leitung, und es besteht die Gefahr, daß die Leitungen Störsignale aufnehmen. Da mehrere Leitungen zwischen bestimmte elektrische Teile geschaltet werden müssen, ist es weiterhin schwierig, die Teile zusammenzubauen, was zu erhöhten Herstellungskosten einer solchen Ausführung und zu möglichen Betriebsstörungen führen kann.

Zum weiteren besseren Verständnis sei ein übliches bekanntes Kondensatormikrophon, wie es im Prinzip auch aus US-PS 33 00 585 bekannt ist, anhand der Zeichnungsfigur 1 beschrieben. Das Kondensatormikrophon 1 besteht aus einer Metallkapsel 2 und einem Metallgehäuse 3. Die Metallkapsel 2 enthält eine

ίο Membran 4, die eine Elektrodenplatte bildet, sowie eine Grundplattenanordnung 5, die einen bestimmten Abstand von der Membran 4 hat Die Grundplattenanordnung 5 besteht aus einem als Grundplatte dienenden leitenden Teil 6 und einer Tragplatte 7, die aus isolierendem Material ist und den leitenden Teil 6 trägt Der leitende Teil 6 hat einen Anschlußstift 8, der mit seinem einen Ende am leitenden Teil 6 befestigt ist und sich durch die Tragplatte 7 in das Innere des Metallgehäuses 3 erstreckt Das Gehäuse 3 enthält einen Impedanzwandler 9, der aus einem Feldeffekttransistor und einer gedruckten Schaltkreisplatte 10 zur Verbindung der elektrischen Teile besteht Die Leitung 11, die die Torelektrode des FET mit dem Anschlußstift 8 verbindet, liegt in der Mitte zwischen der Tragplatte 7 und der Schaltkreisplatte 10 in dem Gehäuse 3. Am unteren Ende des Gehäuses 3 ist eine Anschlußplatte 12 befestigt, von der Leitungen 13 bis 17 in das und aus dem Gehäuse 3 führen.

Bei diesem Kondensatormikrophon 1 ist es erforderlieh, einen Raum für die Aufnahme des Impedanzwandlers 9 zu bilden und Teile für die Halterung des FET und von Widerstandselementen vorzusehen. Es ist daher nahezu unmöglich, das Kondensatormikrophon kompakt auszubilden; außerdem erfordert seine Herstellung viele Vorgänge.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kondensatormikrophon der genannten Art zu schaffen, das eine einfache, kurze und stabile elektrische Verdrahtung besitzt, eine kleine, korspakte Ausführung

■Ό darstellt und sich leicht herstellen läßt, damit es für eine Massenproduktion geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst

Durch die von der Erfindung vorgeschlagene Ausbildung kann eine sehr geringe Größe der Kapsel und damit des Mikrophons erreicht werden, und zwar deshalb, weil das aktive Element direkt mit einer der Leitungen verbunden ist und damit eine besondere Halterung für dieses Element entfällt. Da weiterhin eine der Leitungen direkt mit der Gegenplatte verbunden ist, entfällt eine weitere Verbindung, so daß sich die Verdrahtung vereinfacht. Die Ausbildung der Leitungen als Metallplatten erhöht außerdem die Stabilität

Die zuvor erwähnten Vorteile können dagegen mit einem Mikrophon gemäß der zuvor genannten US-PS 33 00 585 nicht erreicht werden, da eine gedruckte Schaltkreisplatte für das aktive Element und eine entsprechende Verdrahtung erforderlich sind. Ähnliche Nachteile ergeben sich auch für eine ältere Ausführungsform eines Kondensatormikrophons gemäß DE-AS2149 192.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 2 bis 11 beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt eines bekannten Kondensatormikrophons,

Fig. 2 eine Aufsicht von Leitungsgruppen, die in einem Kondensatormikrophon der Erfindung verwen-

det werden,

Fig.3 eine vergrößerte Aufsicht eines Teils einer Leitungsgruppe der Fig.2, bei der ein integriertes Schaltkreisplättchen am oberen Ende einer Leitung befestigt ist,

F i g. 4 eine Aufsicht der Leitungsgruppen der F i g. 2, bei denen integrierte Schaltkreisplättchen und die oberen Enden der Leitungen eingegossen sind,

F i g. 5 einen Vertikalschnitt eines Teils der F i g. 4,

Fig.6 einen Vertikalschnitt einer Grundplattenan-Ordnung, die durch Befestigung einer Grundplatte an der Oberseite des in F i g. 5 gezeigten Teils hergestellt ist,

Fig.7 einen Vertikalschnitt eines fertiggestellten Kondensatormikrophons der Erfindung,

F i g. 8 einen perspektivischen Querschnitt des Kondensatormikrophons der F i g. 7 in zerlegtem Zustand,

Fig.9 einen perspektivischen Querschnitt eines bei der Erfindung verwendeten Ferrodielektrikums,

Fig. 10 und 11 Vertikalschnitte weiterer Ausführungsformen einer Grundplattenanordnung der Erfindung.

Ein Kondensatormikrophon gemäß der Erfindung und ein Verfahren zu seiner Herstellung seien im folgenden in entsprechender Reihenfolge anhand der Zeichnung erläutert

Wie Fig.2 zeigt, wird ein Kabel 20 mit mehreren Leitungsgruppen 23, von denen jede Leitungen 235,23c/ und 23g aufweist, aus einer dünnen, leitenden Metallplatte ζ. B. durch Stanzen, Ätzen oder dergleichen hergestellt In diesem Falle sind die Leitungen 23g der Leitungsgruppe 23 länger als die anderen Leitungen 23s und 23c/ und ein Ende aller Leitungen 235, 23c/ und 23g ist mit einem gemeinsamen Rahmen 24 verbunden.

Wie F i g. 3 zeigt, wird ein Plättchen 22, das einen FET aufweist, der als integriertes Schaltkreiselement und als ein Impedanzwandler, bestehend aus einem aktiven Festkörperelement, integriert ist, mit der mittleren Leitung 235 an deren freiem Ende verbunden, so daß die Quellenelektrode des FET mit der Leitung 235 verbunden ist. Das Plättchen 22 hat Leitungen 25g und 25c/, die jeweils mit den Leitungen 23g und 23t/ verbunden sind, um die Tor- und Quellenelektrode des FET mit den Leitungen 23g und 23c/ zu verbinden. Nachdem alle mittleren Leitungen hiermit verbunden sind, werden die Plattchen 22, Teile ehr die Plättchen 22 aufweisenden Leitungen und die Leitungen 25g und 2Sc/, die daran angeschlossen sind, z. B. durch ein sogenanntes Übertragungsformverfahren völlig in Harz eingegossen, wie Fig.4 zsigt Wie bekannt, können Epoxyharz, Siliconharz oder Polyesterharz als oben erwähntes Harz verwendet werden. Der so gebildete Gießharzkörper 27 dient als Tragplatte, die einen Teil einer Grundplattenanordnung 26 bildet. In der Tragplatte 27 wird eine ringförmige Schallzellc 28 gebildet, wie F i g. 5 zeigt.

Das Plättchen 22 und die Tragplatte 27 mit der Schallzelle 28 werden während des Formvorgangs zugleich gebildet. Nachdem die freien Enden der jeweiligen Leitungen 23s, 23g und 23c/ in Harz eingegossen sind, wird die Leitungsgnippe 23 derart abgeschnitten, daß die Leitungen 23sund 23c/die gleiche Länge haben. Zugleich oder später wird die Leitung 23g· im wesentlichen bündig mit der Unterseite 27a der Tragplatte 27 abgeschnitten, wie F i g. 5 zeigt.

Danach wird die Tragplatte 27 an ihrer Oberseite 27 £> geläppt, damit das obere Ende 23^'der Leitung 23g im wesentlichen bündig mit der Oberseite 276 der Tragplatte 27 abschließt. Dann wird eine Grundplatte 30 aus leitendem Material auf der Oberseite 27b der Tragplatte 27 innerhalb der ringförmigen Schallzelle 28 gebildet, wie F i g. 6 zeigt. Die Grundplatte 30 kann aus Metall bestehen, das auf die Oberseite 27b aufgedampft wird. Das obere Ende 23^'der Leitung 23#ist daher mit der Grundplatte 30 elektrisch verbunden.

Wie die F i g. 7 und 8 zeigen, wird, nachdem die leitende Grundplatte 30 gebildet ist, eine elektrische Membran 33 mit einem leitenden Ring 32 an ihrem oberen Randteil angeordnet. Die elektrische Membran 33 wird in eine Metallkapsel 34 mit mehreren Öffnungen 35 an ihrem Boden eingesetzt, so daß sie an dem Boden der Kapsel 34 angreift Die Kapsel 34 mit der Membran

33 und der Ring 32 darin werden dann auf die Grundplattenanordnung 26 aufgesetzt, wobei ein ringförmiger Abstandshalter 36 aus isolierendem Material dazwischen angeordnet wird, um die Anordnung 26 abzudecken. Eine Abschirmplatte 38 aus elektrisch leitendem Material wird an der Unterseite 27a der Tragplatte 27 vorgesehen, /obei eine Folie 37 aus isolierendem Material dazwischen angeordnet wird. Die Abschirmplatte 38 hat einen Anschlußstift 39, der bei der gezeigten Ausführungsform daran befestigt ist Durch die Folie 37 und die Abschirmplatte 38 sind öffnungen 37a und 38a ausgebildet, durch die die Leitungen 23s und 23c/von der Grundplattenanordnung 26 nach außen geführt sind. Der untere Rand der Kapsel

34 ist nach innen gebogen, um die Membran 33, die Grundplattenanordnung 26 usw. festzuhalten, wie F i g. 7 zeigt Eine an den Anschlußstift 39 angelegte Spannung wird durch die Kapsel 34 und den leitenden Ring 32 zu der elektrischen Membran 33 übertragen.

Bei dem Kondensatormikrophon gemäß der Erfindung mit der oben beschriebenen Konstruktion bildet die Grundplattenanordnung 26 mit dem darin abgedichtet angeordneten FET einen Tonkreis, um als Isolierplatte eines üblichen Kondensatormikrophons zu dienen, so daß die Anzahl der Teile des Kondensatormikrophons geringer und die Konstruktion des Kondensatormikrophons der Erfindung sehr vereinfacht wird. Aus diesem Grund ist das Kondensatormikrophon der Erfindung leicht herzustellen und seine Kosten werden vermindert.

Da außerdem bei der Erfindung ein FET-Plättchen bzw. ein einen FET enthaltendes Plättchen an der mittleren Leitung befestigt ist, kann verhindert werden, daß die Leitungen beim Vergießen mit den anderen Leitungen elektrisch verbunden werden.

Bei der vorherigen Ausführungsform wird die elektrische Membran verwendet, an die Spannung angelegt wird, es ist jedoch auch möglich, anstelle der mit Spannung versorgten elektrischen Membran ein Ferr.xHelektrikum zu verwenden.

Eine Ausführungsform eines solchen Falles ist in F i g. 9 gezeigt. Hier besteht eine Membran 40 aus einer Metallschicht 41 und einem Ferrodielektrikum 42, das an deren einer Seite befestigt ist und an deren anderer Seite ein leitender Ring 43 ähnlich dem Ring 32 der vorherigen Ausführungsform befestigt ist.

Es ist jedoch auch möglich ein Ferrodielektrikum anstelle des an der Membran befestigten Ferrouielektrikums, d. h. ein Ferrodielektrikum mit einer Metallplatte anstelle der Grundplatte zu verwenden.

Anhand der Fig 10 wird eine weitere Ausführungsform der Grundplattenanordnung der Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform besteht eine Grundplattenanordnung 126 aus Leitungen 123& 123s

und (23t/und einem FET-Plättchen 122 mit einem FET, die alle in gleicher Weise wie bei der vorherigen Ausführungsform vergossen sind. Bei dieser Ausführungsform jedoch ist an der Oberseite einer Tragplatte 127 der Grundplattenanordnung 126 ein Tonkreis 128 in Form einer Ausnehmung ausgebildet, an der an ihrem oberen Teil eine Grundplatte 130 befestigt ist. Die Grundplatte 130 kann aus einer elektrisch leitenden Metallplatte hergestellt sein.

In diesem Falle kann selbstverständlich die gleiche Wirkung wie bei der zuerst erwähnten Ausfiihrungsform erreicht werden.

F i g. 1 i zeigt eine weitere Ausführungsform der Grundplattenanordnung der Erfindung. Bei der Ausführungsform dieser Figur wird eine Tragplatte 227 gleich denen der vorherigen Alisführungsformen aus Isoliermaterial, z. B. Keramik oder dergleichen hergestellt und an ihrem oberen Teil werden ein Tonkreis 228 und eine öffnung 229 an ihrem unteren Teil zuvor ausgebildet. Eine Leitung 223s mit einem Plättchen 222 sowie die Leitungen 223c/und 223^werden in der öffnung 229 mit Harz 227a an ihren Enden eingegossen. Eine Grundplatte 230 wird dann an der Tragplatte 227 an deren Oberfläche wie bei den vorherigen Ausführungsformen befestigt. Dadurch wird eine Grundplattenanordnung

in 226 gebildet.

Bei der Ausführungsform der Fig. 11, bei der nicht die gesamte Tragplatte 227 durch diese Formung (Gießen) gebildet ist, kann selbstverständlich die gleiche Wirkung wie bei den vorherigen Ausführungsformen

Ii erzielt werden.

Hier/u 3 Blatt Zeichnuimen

Claims

Patentansprüche:

1. Kondensatormikrophon mit wenigstens einer Schallzelle, bestehend aus einer Kapsel aus Metall, einer elektrischen Membran, die in der Kapsel angeordnet und mit dieser verbunden ist, einer Gegenplatte in der Kapsel in einer bestimmten Entfernung von der Membran, einer Kunststoffhalterung in der Kapsel für die Gegenplatte, einem aktiven Halbleiterelement und einer in die Halterung eingegossenen Anschlußeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußeinrichtung aus Leitungen (23g, 23s, 23d) in Form von Metallplatten besteht, daß eine der Leitungen direkt mit der Gegenplatte (30) verbunden ist, daß die anderen Leitungen aus der Halterung (26) herausgeführt sind und daß das Halbleiterelement (22) direkt an einer der Leitungen befestigt und mit den anderen verbunden ist

2. Konder^atormikrophon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Leitungen vorhanden sind und daß das Halbleiterelement (22) ein FET ist, der an der mittleren Leitung (23s) befestigt und dessen Steuerelektrode über eine (23g) der Leitungen mit der Gegenplatte verbunden ist

3. Kondensatormikrophon nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dab die Leitungen (23g, 23s, 23d) geradlinig und parallel zueinander und zur Achse der Kapsel (34) verlaufen.