DE2256792C3 - Elektroakustischer Wandler mit Impedanzelement und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektroakustischer! Wandler mit einem oder mit mehreren akustischen Impedanzelementen und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Bekannte Dämpfungselemente für Wandler weisen Metallbleche und Folien mit kleinen Schallöffnungen, Schlitzen oder Bohrungen auf, ebenso Seide oder andere gewobene Stoffe oder poröse gesinterte Materialien, wie Rronze, die mit Hilfe sehr verschiedener Verfahren hergestellt werden. Die herkömmlichen Herstellungsverfahren sind jedoch leuer und schwierig und konnten nicht zu einer zufriedenstellenden Übereinstimmung hinsichtlich der Abmaße der Öffnungen führen.

Die relativen Verhältnisse der Reibungs- und Massenbelastung werden durch die Lochgröße der Gitterstruktur des Wandlers bestimmt, während der gesamte Wert der Belastung durch eine Anzahl von einzelnen Löchern bestimmt ist und daher durch die zuvor erwähnte Öffnungsgröße.

Aus der deutschen Patentschrift 12 59 949 ist ein elektroakustischer Wandler mit einer Schwingmembran bekannt, bei dem beiderseits der Membran liegende Räume durch mindestens eine mit einem dämpfenden Material versehene öffnung in Verbindung stehen. Dieser bekannte elektroakustische Wandler zeichnet sich dadurch aus, daß als Schwingmembran eine ionotrope Kapillarmembran mit der bei ihrer Herstellung entstehenden dichten Primärmembran verwendet wird, welche an zumindest einer Stelle zum Zweck der Bildung einer entsprechenden Öffnung entfernt ist.

Eine ionotrope Kapillarmembran ist jedoch nicht für einen Massenproduktion von elektroakustischen Wandlern bei sehr genau gleichbleibenden akustischen Eigenschaften geeignet, da die genaue Porenzahl pro Flächeneinheit einerseits nicht genau bekannt ist und andererseits auch von Kapillarmembran zu Kapillarmembran schwanken kann. Auch wenn man die Bedingungen bei der Herstellung der Kapillarmembnm konstant hält, ergeben sich erhebliche Unterschiede in der Porenzahl pro Flächeneinheit. Darüber hinaus ist auch die Herstellung von ionotropen Kapillarmembranen sehr teuer.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, den elektroakustischen Wandler der eingangs definierten Art derart zu verbessern, daß er sehr viel einfacher und billiger, jedoch bei sehr gen;.u gleichbleibenden akustischen Eigenschaften auch in einer Massenproduktion hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes akustische Impedanzelement aus einer Metallgitterstruktur besteht, deren Gitteröffnungen, mit Ausnahme eines ausgewählten Bereiches, durch eine auf die Gitterstruktur aufgebrachte Substanz verschlossen sind.

Das akustische Impedanzeleinenl mit den Merkmalen nach der Erfindung läßt sich in den verschiedensten Gestalten und Formen ohne zusätzliche Schwierigkeiten herstellen, was beispielsweise bei der bekannten ionotropen Kapillarmembran mehl oder nur unier erheblichen Schwierigkeiten und einem entsprechenden hohen technischen Aufwand möglich ist.

Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung erfahren, daß die Substanz aus oinem Fotowiderstandsmaterial besteht. Diese Substanz kann selektiv Licht ausgesetzt werden, woraufhin die Substanz chemisch von der freiliegenden Fläche entfernt wird, um die vorgewählte Anzahl von Gitieröffnungen zu öffnen.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines elektroakustischen Wandlers mil einem oder mit mehreren akustischen Impedan/elementen, welches dadurch gekennzeichnet, ist. daß eine Substanz auf eine Metallgitterstruklur aufgetragen wird, um die Gitteröffnungen dieser StruKtur zu verschließen, und daß daran anschließend die Substanz von einer vorgewählten Anzahl von Gitteröffnungen entfernt wird.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung dieses Verfahrens besteht schließlich darin, daß als Substanz ein Fotowiderstandsmaterial auf die Metallgitterstruktur aufgetragen wird, daß dann selektiv Flächenabschnitte der Substanz dem Einfluß von Licht ausgesetzt werden und daß daran anschließend die Substanz von den vorgewählten Flächen der Metallgitterstruktur entfernt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines keramischen Mikrofons, welches die Merkmale nach der Erfindung aufweist und geeignet für einen Telefonsender ist; und

F i g. 2 eine Ansicht in auseinandergezogener Darstellung des Mikrofons gemäß Fig. 1.

Das gezeigte Mikrofon besteht aus einem Metallgehäuse 10 mit Verbindungsstiften 13, die gegen das Gehäuse bei 11 isoliert sind und aus einer perforierten Abdeckung 12, die verschiedene Komponenten einschließt, einschließlich der Dämpfungskonstruktion, die im folgenden beschrieben werden soll.

Die elektronische Ausrüstung 15 besteht aus einem eingekapselten Verstärker in integrierter Schaltungstechnik, wobei geeignete elektrische Verbindungen zu dem äußeren Kreis entsprechend bekannter Verfahren vorgesehen sind. Der Verstärker ist über flexible

Leitungen 14 mit einer zusammengesetzten Membran 17 herkömmlicher Konstruktion verbunden, die eine dünne Scheibe aus keramischem, piezoelektrischem Material enthält, welche Scheibe an eine Metallschere gebunden ist. Diese Membran 17 ist durch einen Abstandsring 16 gegen eine elektronische Baugruppe 15 im Abstand gehalten.

Unmittelbar oberhalb der Membran 17 ist ein innerer Dämpfungshohlraum 18 vorgesehen, der mit Hilfe eines Abstandsringes 16«·/ erzeugt wird, welcher die Membran 17 gegen eine innere Dämpfungskonstrukiion gc'rennt hält, die eine Scheibe 19 enthält, die niii einer zentral gelegenen Öffnung 20 ausgestalttet ist, über welche, mit Hilfe eines Klebemittels, eine Metallma-schenkonstruktion oder Gitterstruktur 21 befestigt ist.

Ein weiterer Abstandsring 22 formt oberhalb der inneren Dämpfungsstruktur 19, 20 einen äußeren Dämpfungshohlraum und oberhalb diesem Abstandsring ist eine äußere Dämpfungskonstruktion angeordnet, die eine Scheibe 23 und eine Metallgitterkonstruktion 24 umfaßt, ähnlich der Scheibe 19 und der Gitterkonstruktion 21. Ein Absiandsrini; 25 stütz! oberhalb der äußeren Dämpfungskonstruktion 23, 24 eine dünne Membran aus Kunststoff ab. die in bekannter Weise dazu dient, das Innere des Mikrofons gegen Feuchtigkeit oder Speichel zu schützen. Die perforierte Metallabdeckung 12 ist /wischen einem weiteren Abstandsring 27 und der inneren oberen Kante des Gehäuses 10 abgestützt.

Die allgemeine Konstruktion des gezeigten Mikrofons ist bekannt und ebenso ist die An und Weise bekannt, in welcher die Dämpfungskonstrukiioncii und deren zugeordnete Hohlräume verwendet werden, um mechanisch die Resonanz in diesem System /11 steuern. Bei dem dargestellten Mikrofon dient die innere Dämpfungskonstruktion dazu, eine natürliche Resonanz in der Zone von 3 bis 4 kHz zu dämpfen, während die äußere Dämpfungskonstruktion dazu dient, eine Resonanz in der Gegend von 12 kHz zu steuern.

Bei der Herstellung dts gezeigten Mikrofons werden die Metallmaschen oder Gitterstrukturen 21 und 24 mit einem Fotowidersiandsmaterial überzogen, wie beispielsweise mit dem Material mit der Handelsmarke Kodak KPR. Ein solches Material wird aufgrund seiner lang anhaltenden Stabilität. Widersland gegen Feuchtigkeit und Temperatur ausgewählt. Das Material wird zunächst über die gesamte Gilterstruktur aufgetragen, so daß alle Gitteröffnungen blockiert werden. Unter Verwendung einer geeigneten Maske wird eine ausgewählte Zone der Gitterstruktur der Einwirkung von Licht ausgesetzt und das ' (^widerstandsmaterial wird daran anschließend von diesen freiliegenden Flächen durch ein geeignetes Lösungsmittel entfernt. Die allgemeine Technik, die bei der Verwendung von Fotowiderstandsmaterial angewandt wird, is« gut bekannt und sie braucht daher nicht in den Einzelheiten beschrieben zu werden. Es wurde festgestellt, daß es nicht erforderlich ist, eine genaue Registrierung bzw. Deckung der Flächen der überzogenen Gitterstruktur. welche dem Licht ausgesetzt werden, mit den Drähten der Gitterstruktur vorzusehen, wodurch natürlich die Herstellungskosten stark vermindert werden, die bei dem angewandten fotochemischen Prozess entstehen.

Die Größe und die Anzahl der Löcher, die für eine bestimmte Atisführungsform erforderlich sind, können nach herkömmlichen Methoden berechnet werden und die experimentellen Ergebnisse, die mit den Dänipfungskonsiruktioncn nach der Erfindung erzielt wurden, stimmen sehr eng mit der Theorie überein.

Es ist für einen Fachmann offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung auch auf Wandler angewandt werden kann, die sehr stark von Telcfomnikrofonen abweichen, die hier üls Beispiel verwendet wurden.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen dargestellten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

Hierau 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektroakustischer Wandler mit einem oder mit mehreren akustischen Impedanzelementen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes akustische Impedanzelement aus einer Metallgitterstruklur (21, 24) besteht, deren Gitteröffnungen, mit Ausnahme eines ausgewählten Bereiches, durch eine auf die Gitterstruktur (21,24) aufgebrachte Substanz verschlossen sind.

2. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz aus einem Fotowiderstandsmaterial besteht.

3. Verfahren zur Herstellung des elektroakustisehen Wandlers nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Substanz auf eine Metallgitterstruktur aufge'ragen wird, um die öffnungen dieser Struktur zu verschließen, und daß daran anschließend die Substanz von einer vorgewählten Anzahl von Gitteröffnungen entfernt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß als Substanz ein Fotowiderstandsmaterial auf die Metallgitterstruktur aufgetragen wird, daß dann selektiv Flächenabschniue der Substanz dem Einfluß von Licht ausgesetzt werden und daß daran anschließend die Substanz von vorgewählten Flächen der Metallgitierstruktur entfernt wird.