DE2317424B2 - Elektroakustischer Wandler - Google Patents

Description

9. Elektroakustischer Wandler nacii Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kompressionskammer auf der ihr zugewandten Seite der Abschlußplatte (40) ein elektronischer Signalübertragungskreis ausgebildet ist, der einen ersten An-

schluß an der Abschlußplatte (40). einen zweiten Anschluß an der ihr gegenüberstehenden Rückseit; (24) der zweiten Platte (15) der Wandlereinheit (10) und dazwischen eine elektrisch leitende und elastisch nachgiebige Verbindung (42) umfaßt.

10. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende und elastisch nachgiebige Verbindung ein Ring (42) aus einem elektrisch leitenden Elastomeren ist, der mit zur Oberfläche der Abschlußplatte (40) paralleler Drehachse in der Kompressionskammer angeordnet ist und unter Kompression eine Verformung senkrecht zu seiner Drehachse erfährt.

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektroakustischen Wandler mit einem Gehäuse, in dem sich zwei

Platten mit gegenseitigem Abstand gegenüberstehen, von denen die erste Platte als ungelochte und biegsame Membran aus einem Elektreten mit einer der zweiten Platte zugewandten dielektrischen Oberfläche und einer davon abgewandten und zu elektrischem An-Schluß freiliegenden metallisierten Oberfläche ausgebildet ist, während die zweite Platte eine zu akustischer Luftströmung durchbohrte Hinterwand mit einer der ersten Platte abgewandten und zu elektrischem Anschluß freiliegenden metallischen Oberfläche bildet.

Ein elektroakustischer Wandler dieser Art ist in der US-PS 36 12 778 beschrieben, und ähnlich gebaute Wandler bilden den Gegenstand der DT-AS 14 37 486 und der GB-PS 8.12 276.

Bei allen diesen bekannten Wandlern ist die aus den beiden Platten gebildete Wandlereinheit jeweils auf dem gesamte" Randumfang der beiden Platten dicht mit dem Gehäuse abschließend in dieses eingefügt, so daß keinerlei Verbindung zwischen der Vorderseite der Membran und ihrer Rückseite innerhalb des Gehäuses besteht. Beim Einbau der bekannten Wandler in mit ihrer Hilfe zu betreibende Geräte muß daher durch gesonderte konstruktive Maßnahmen dafür gesorgt werden, daß sich im Betrieb einstellende Druckdifferenzen zwischen der Luft im Wandlerinneren einerseits und der Umgebung andererseits ausgleichen können, um Verzerrungen bei der Signalumwandlung durch die Wandler zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektroakustischen Wandler der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß er keine besonderen Vorkehrungen für einen Druckausgleich bei seinem Einbau in ein weiteres Gerätegehäuse verlangt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite Platte aus einem relativ starren dielektrischen Körper besteht, der auf seiner der dielektrischen Oberfläche des Elektreten zugewandten Vorderseite einen auf den Umfangsbereich dieser dielektrischen Oberfläche zu verlaufenden, umfangsseitigen Rand und ein innerhalb dieses Randes und mit Abstand davon über die anschließende Oberfläche des dielektrischen Körpers auf die erste Platte zu vorspringendes, daran anliegendes und sie mit Absland von der zweiten Platte abstützendes Stützelement aufweist und auf seiner zwischen diesem Stützelement und dem umfangsseitigen Rand liegenden Oberfläche mit einem metallischen Überzug versehen ist, der durch die Bohrungen im dielektrischen Körper hindurchreicht und sich auch über einen Teil von dessen der ersten Platte abgewandter Rückseite erstreckt, daß zwischen den beiden Platten an der Berührungsstelle zwischen dem umfangsseitigen Rand des dielektrischen Körpers und der dielektrischen Oberfläche des Elektreten eine Dielektrikum/Dieiektrikum-Bindung besteht, daß der dielektrische Körper auf seiner Rückseite mindestens einen sich bis zu seinem Umfangsrand erstreckenden Schlitz aufweist, der einen Luftdurchlaß bildet, daß das Gehäuse an einem Ende durch eine der ersten Platte mit Abstand gegenüberstehende Vorderwand zumindest teilweise abgeschlossen ist und daß das Gehäuse rohrförmig ausgebildet ist und zwischen seiner Innenseite und den dieser gegenüberliegenden Außenrändern der beiden Platten einen ringförmigen Luftdurchlaß aufweist.

Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung des Wandlers ist automatisch für Luftdurchlässe gesorgt, die eine Luftströmung von der Vorderseite der Membran zu ilirer Rückseite unabhängig von der Art des Einbaus des Wandlers in irgendwelche Geräte gewährleisten können, so daß sich keine Druckdifferenzen zwischen der Luft im Wandlennneren einerseits und in der Umgebung andererseits bilden können. Außerdem wird die aus den beiden Platten bestehende Wandlereinheit unter Randkompression in ihrer Betriebslage gehalten, wobei sich die elektrischen Anschlüsse dafür zuverlässig herstellen lassen. Mit Hilfe der erfindungsgemäß ausgebildeten Wandler lassen sich Tonabnehmer und Mikrophone von sehr kleinen Abmessungen und geringem Gewicht herstellen, die sich außerdem durch niedrige Gestehungskosten auszeichnen. Beispielsweise lassen sich leistungsfähige Mikrophone bauen, die nur 6 mm im Quadrat messen und nur 3 mm dick sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen im einzelnen gekennzeichnet

Für die weitere Erläuterung der Erfindung wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäß ausgebildete elektroakustische Wandler veranschaulicht sind: dabei zeigt in der Zeichnung

F i g. 1 einen auseinandergezogenen und im Maßstab vergrößerten Längsschnitt durch die ihrem Gehäuse entnommenen Bauteile eines erfindungsgemäß ausgebildeten elektroakustischen Wandlers,

F i g. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten elektroakustischen Wandlers und ein Schaltbild für die Zu sammenschaltung seiner elektrischen Teile,

F i g. 3 einen zusammengebauten elektroakustischen Wandler in erfindungsgemäßer Ausführung in Form eines Längsschnitts (F i g. 3A), einer Unteransicht (F i g. 3B) und einer Seitenansicht (F i g. 3C),

F i g. 4 eine in den links von der strichpunktierten Linie X-X liegenden Bauteilen gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 abgewandelte Ausführungsform für einen erfindungsgemäß ausgebildeten elektroakustischen Wandler und

F i g. 5 noch eine weitere Abwandlung für den akustischen Teil des in Fig.3 dargestellten elektroakustischen Wandlers.

In der Darstellung in F i g. 1 sind die Bauteile einer elektroakustischen Wandlereinheit 10 auseinandergenommen dargestellt, um ihre Beschreibung zu erleichtern. Die Wandlereinheit 10 ist als Elektret-Wandler ausgebildet, und sie enthält eine erste Platte 11 mi) einem Elektreten 12, der auf einer Seite mit einer elektrisch leitenden Schicht 13, die beispielsweise eine Goldschicht sein kann, überzogen ist, wobei die Aufbringung der Schicht 13 beispielsweise durch Aufdump fen im Vakuum mit einer Dicke erfolgen kann, die ir typischen Fällen zwischen 1 und 0,01 Mikron liegt. Füi einen Einsatz im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignete Elektrete und Verfahren zu deren Herstel lung sind in der US-PS 36 12 778 beschrieben. Die Wandlereinheit IO enthält weiter eine zweite Platte 15 die aus einem einzigen dielektrischen Körper 16 be steht, der bei dem vorliegenden Beispiel ein gespritzte! Formkörper aus Kunststoff ist und einen elektrisch lei tenden Überzug 17 trägt, der beispielsweise wiederun aus Gold bestehen kann. Die zweite Platte 15 weis mehrere Bohrungen 18 auf, die einen Luftdurchgang durch die Platte 15 ermöglichen. Diese Bohrungen It werden vorzugsweise gleich mit bei der Formung de; dielektrischen Körpers 16 erzeugt. Vom Umfangstei der der dielektrischen Oberfläche 19 des Elektreten 12 zugewandten inneren Oberfläche 21 des Körpers 16 er streckt sich ein vorstehender Rand 20 auf den Elektre

ten 12 zu. Bei kreisförmiger Ausführung der Wandlereinheit 10 weist der Rand 20 wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Form eines Kreisringes auf. Ganz allgemein kann er jedoch auch bei nicht kreisringförmiger Ausbildung als gürteiförmig angesehen werden. Innerhalb des Randes 20 steht außerdem davon getrennt ein zentraler Vorsprung 22 über die Oberfläche 21 der zweiten Platte 15 über. Der elektrisch leitende Überzug 17 erstreckt sich über die inneren Oberflächen der Bohrungen 18, die Oberfläche 21 des Körpers 16 unter Ausschluß der überstehenden Stirnseite des Randes 20 und den größten Teil der Rückseite 24 des dielektrischen Körpers 16, wo er fast, aber nicht ganz bis an dessen Seitenwände 25 heranreicht.

In Durchführung der Erfindung wird die Platte 11 mit der Platte 15 in Kontakt gebracht, und diese beiden Teile werden unter Ausübung von Druck zwecks ihrer festen Anlage aneinander so miteinander verbunden, daß sich zwischen dem Rand 20 des dielektrischen Körpers 16 und dem Randteil der dielektrischen Oberfläehe 19 des Elektreten 12 eine Dielektrikum/ Dielektrikum-Bindung ergibt. Für die Herstellung dieser Bindung können Klebstoffe verwendet werden, wobei sich als für diesen Zweck geeignete Klebstoffe Epoxyharze und Acrylate erwiesen haben. Der dielektrische Körper 16 kann aus einem unter dem Handelsnamen NORYL von der General Electric Co. in Form von Granulaten für Spritzverfahren vertriebenen Kunststoff bestehen, der im wesentlichen aus Polyphenylenoxid und Polystyrol zusammengesetzt ist. Vorzugsweise wird dieser Körper 16 mit einer Fertigungstoleranz von 2,5 Tausendstel cm oder weniger gefertigt. Brauchbare Materialien für die Herstellung des Elektreten 12 sind in der US-PS 36 12 778 beschrieben. Zwischen den Elektreten 12 und dem dielektrischen Körper 16 wird eine Kunststoff/Kunststoff- oder Dielektrikum/Dielektrikum-Verbindung ausgebildet. Der zentrale Vorsprung 22 erstreckt sich bis in die Ebene der Stirnfläche des Randes 20 oder geringfügig darüber hinaus, er braucht jedoch nicht mit der Elektret-Membran verklebt oder sonst verbunden zu werden. Der Elektret 12 ist so an seinem Außenumfang mit dem Rande 20 verbunden und wird durch den Vorsprung 22 abgestützt, in dem dazwischenliegenden ringförmigen hinterschnittenen Bereichen der inneren Oberfläche 21 der zweiten Platte 15 dagegen ist er frei beweglich.

Der elektrisch leitenden Schicht 13 auf dem Elektreten 12 steht ein metallisierter Kunststoffring 30 in einem Umfangsbereich gegenüber, der etwas schmaler ist als die Stirnseite des mit der dielektrischen Oberfläehe 19 des Elektreten 12 verbundenen Randes 20 des dielektrischen Körpers 16. Der Ring 30 enthält einen Körper 31. der aus einem Kunststoffmaterial besteht, das so ausgewählt ist, daß seine thermischen Eigenschaften mit denen des dielektrischen Körpers 16 für die zweite Platte 15 kompatibel sind, und der mit einer elektrisch leitenden Schicht 32 überzogen ist. die beispielsweise wiederum aus Gold bestehen kann und zur elektrischen Kopplung der leitenden Schicht 13 auf dem Elektreten mit einem Gehäuse im unten noch zu beschreibender Weise dient. Eine Goldschicht mit einer für einen Einsatz als leitende Schicht auf dem Elektreten geeigneten Dicke wäre zu dünn, um die Herstellung einer Gold/Gold-Verbindung mit dem Elektreten zu erlauben. In der Praxis wird der Ring 30 gegen die Wandlereinheit 10 angedrückt, wobei die Anpreßkraft auf den Rand 20 des dielektrischen Körpers 16 ausgeübt wird, so daß der Elektret 12 zusätzlich zu seiner Befestigung an der zweiten Platte 15 durch Kompressionskräfte an seinem Platz gehalten wird. Die innere Öffnung 34 des Ringes 30 dient als akustisches Tor für den Elektreten 12.

Für den Einbau der Wandlereinheit 10 und des leitenden Ringes 30 in ein Gehäuse sind zwei Abstandshalter 36 und 37 vorgesehen. Der erste Abstandshalter 36 ist ein Ring, der aus Polytetrafluorethylen bestehen kann, während der zweite Abstandshalter 37 ein Ring ist, der aus einem elektrisch nichtleitenden elastischen Gummi bestehen kann, dessen axiale Abmessungen so gewählt sind, daß bei zusammengebautem Wandler dieser Abstandshalter 37 in Richtung seiner Drehachse unter Kompression steht. Aus unten in Verbindung mit F i g. 3 noch näher zu erläuternden Gründen besitzt der erste Abstandshalter 36 den gleichen Außendurchmesser wie die Wandlereinheit 10 und der leitende Ring 30, während der zweite Abstandshalter 37 einen größeren Außendurchmesser aufweist. Aus den gleichen Gründen ist die Rückseite 24 der zweiten Platte 15 mit einem oder mehreren radialen Schlitzen 72 (vgl. F i g. 2) versehen, die sich von den Bohrungen 18 im dielektrischen Körper 16 zu dessen Seitenwänden 25 erstrekken. Der größere Abstandshalter 37 schafft eine luftdichte Abdichtung zwischen der Innenseite des Gehäuses 50, wodurch sichergestelii ist, daß die Belüftung im wesentlichen nur durch diese radialen Schlitze 72 und nach vorn zur Vorderseite der Membran aus dem Elektreten 11 und nicht entlang anderer Wege erfolgt. Dies ist deshalb vorgesehen, damit sich der Frequenzgang in Abhängigkeit von der Schlitzgröße vorhersagen läßt.

Eine Abschlußplatte 40, die vorzugsweise aus einem für die Aufnahme von gedruckten elektrischen Schaltungen geeigneten steifen Keramikmaterial hergestellt ist. wird bei zusammengebautem Wandler gegen den zweiten Abstandshalter 37 mit einer Kraft angedrückt, die zur Kompression dieses zweiten Abstandshalters 37 ausreicht Wie im folgenden dargelegt, ist bei Anwcn dung der Erfindung auf ein Mikrophon auf der Innenseite 41 der Abschlußplatte 40 ein Vorverstärker (F i g. 2) montiert, und am EingangsansehWiß dieses Vorverstärkers ist ein Ring 42 aus elektrisch leitendem Gummi, beispielsweise aus mit Silber beladenem Gummi, befestigt. Der Ring 42 ist mit seiner Drehachse parallel zur Abschlußplatte 40 ausgerichtet und an seinem Umfangsrand damit verbunden. Sein Durchmesser ist so gewählt, daß nach Einsetzen der Abschlußplatte 40 bei zusammengebautem Wandler der Ring 42 mit dem leitenden Überzug 17 auf der Rückseite 24 der zweiten Platte 15 des Wandlers in Berührung kommt und durch die Kompressionskräfte zwischen der zweiten Platte 15 und der Abschlußplatte 40 quer zu seiner Drehachse, also radial, verzerrt wird. Dies läßt einen Wälzkontakt zum Überzug 17 auf der Rückseite 24 der tweiten Platte 15 entstehen, der elektrisch günstiger ist als ein Gleitkontakt oder ein starrer Kontakt. Die Abschlußplatte 40 weist mehrere elektrische Kontakte auf. die sich von ihrer Innenseite 41 zu ihrer Außenseite 43 erstrecken und zum Anschließen von in der Zeichnung nich; dargestellten Speisespannungsquellen und Verbrauchern dienen. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei solcher Kontakte 44. 45 und 46 gezeigt, wobei der Kontakt 44 als Signalausgangsanschluß für den Vorverstärker dienen kann.

Beim Zusammenbau der in F i g. 1 dargestellnen Bauteile in der oben beschriebenen Weise dienen die Bohrungen 18 in der zweiten Platte 15 als akustische Koppcielemente zur Kopplung des von der AbscWiußplatte

40 und den Abstandshaltern 36 und 37 begrenzten Luftvolumens auf der Rückseite der zweiten Platte 15 mit dem Luftvolumen innerhalb der Wandlereinheit 10. Die Größe dieser Bohrungen 18, ihre Lage und ihre Anzahl werden so gewählt, daß sich ein spezifischer Frequenzgang ergibt. Die oben erwähnten Schlitze 72 in der Rückseite 24 der zweiten Platte 15 wirken als Luftdurchlässe zum Verbinden des Luftvolurnens hinter der zweiten Platte 15 mit der Umgebungsluft auf der Vorderseite der Elektret-Membran, also vor der leitenden Schicht 13. Die effektive Größe dieses Luftdurchlasses wird ebenfalls so gewählt, daß sich ein spezifischer Frequenzgang ergibt. .

In F i g. 2 sind die Bauteile eines vollständigen Wandlers unter Einschluß seines Gehäuses 50 auseinandergenommen dargestellt, und außerdem ist die elektrische Funktionsweise des Elektreten 11 und des Vorverstärkers in Form eines Schaltbildes veranschaulicht. Das Gehäuse 50 besteht aus Metall und ist außen rechtwinklig geformt, während es innen eine kreisförmige öffnung 51 für die Aufnahme des leitenden Ringes 30, der Wandlereinheit 10 und der Abstandshalter 36 und 37 in dieser Reihenfolge enthält. Hinter der kreisförmigen Öffnung 51 befindet sich eine quadratische, querschnittsgrößere öffnung 52 für die Aufnahme der Abschlußplatte 40, die ebenfalls quadratisch geformt ist. Die in die kreisförmige öffnung 51 eingesetzten Bauelemente sind so bemessen, daß ohne die Auflage der Abschlußplatte 40 der aus einem Gummiring bestehende Abstandshalter 37 über die kreisförmige öffnung 51 hinaus in die quadratische öffnung 52 hineinragt. Die quadratische öffnung 52 weist eine Rückwand 53 und einander gegenüberstehende Seitenwände 54 und 55 auf. Oben auf jeder Seitenwand 54 und 55 ist ein umlegbarer Flansch 56 bzw. 57 vorgesehen, der zum Festklemmen der Abschlußplatte 40 an ihrem Platze dient, wie dies in F i g. 3 im einzelnen ersichtlich ist. Die Abschlußplatte 40 weist drei längs eines ihrer Ränder angeordnete Anschlußkontakte 44, 45 und 46 auf. und eine Seite der quadratischen öffnung 52 ist offen gclassen. also nicht mit einer Seitenwand versehen, um einen leichten Zugang zu diesen Anschlußkonlakien 44 bis 46 zu ermöglichen.

Das in F i g. 2 dargestellte Schaltbild zeigt, daß die durch den Elektreten 12 gebildete dielektrische Membran in der Wandlereinheit 10 eine permanent eingeprägte elektrische Ladung enthält. Von der leitenden Schicht 13 auf der Membran besteht ein elektrischer Kontakt zu dem als Erdanschluß dienenden Anschlußkontakt 45. während die zweite Platte 15 mit dem Eingang 61 eines Vorverstärkers 60 verbunden ist. der den An'ichlußkontakt 46 zum Speiseanschluß und den Anschlußkontakt 44 zum Signalausgang hat. Der Vorverstärker 60 selbst ist als bekannte Emitterfolgenschaltung ausgebildet. Die elektrischen Einzelheiten im Aufbau des Vorverstärkers bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung und sind lediglich als Anschauungsbeispiel wiedergegeben. Der Vorverstärker 60 ist als integrierte Schaltung ausgeführt und auf die Innenseite

41 der Abschlußplatte 40 aufgebracht. Bestimmte phy- &> sikalische und mechanische Merkmale für die Herstellung der Verbindungen beispielsweise zum Gehäuse und einem Erdanschluß und die Verbindung zum Eingang eines geeigneten Vorverstärkers sind Teile der vorliegenden Erfindung, wie dies oben dargelegt ist. So ist die Leitung 62 für die Verbindung der Wandlereinheil 10 mit dem Eingangsanschluß 61 gemäß der Erfindung durch den Ring 42 aus elektrisch leitendem Gummi realisiert, der mit der Abschlußplatte 40 permanent verbunden und an den Eingangsanschluß 61 des Vorverstärkers 60 angeschlossen ist, wobei er in Wälzkontakt zum leitenden Überzug 17 auf der zweiten Platte 15 der Wandlereinheit 10 steht. Der Eingangswiderstand 65 des Vorverstärkers 60 weist in Anpassung an den Einsatz in Verbindung mit einer Elektret-Signalquelle einen ungewöhnlich großen Wert von beispielsweise 2000 Megohm auf. Dies wird zweckmäßig dadurch erreicht, daß dieser Widerstand 65 in Dickschichttechnik unmittelbar auf die Innenseite 41 der Abschlußplatte 40 aufgebracht wird. Der Ring 42 wird mit einem Ende dieses Widerstandes 65 verbunden. Diese Kombination eines Eingangswiderstandes von hoher Impedanz für den Vorverstärker mit einem nachgiebigen Leiter, der am Eingangsanschluß befestigt ist und unter Druck mit der Wandlereinheit in Wälzkontakt steht, ist eine neuartige Anordnung, die bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Mikrophon zu geringem Rauschen und hoher mechanischer Stabilität führt, wie dies in Verbindung mit F i g. 3 noch näher erläutert wird.

Die Außenseite 43 der Abschlußplatte 40 ist metallisiert und weist einen in der Zeichnung nicht dargestellten elektrisch leitenden Überzug auf, der mit dem Gehäuse 50 über die umgelegten Flansche 56 und 57 (vgl. F i g. 3) in elektrischer Verbindung steht und gemeinsam damit eine elektrostatische Abschirmung für das Mikrophon bildet. Eine isolierende Schicht 48 (F i g. 3B) trennt die Anschlußkontakte 44 und 46, also die Signal- und Speiseanschlüsse, von dem metallischen Überzug der Abschlußplatte 40. Ein Teilbereich des Anschlußkontaktes 45, des Erdungsanschlusses, steht mit dem leitenden Überzug der Abschlußplatte 40 dagegen in elektrischer Verbindung, so daß die leitende Schicht 13 auf der Membran über den metallischen Überzug der Abschlußplatte 40, die Flansche 56 und 57, das Gehäuse 50 und den leitenden Ring 30 mit dem Massepotential am Anschlußkontakt 45 Verbindung hat. Ein zweiter, alternativer Leitungsweg zwischen der leitenden Schicht 13 auf der Membran und dem Massepotential am Anschlußkontakt 45 besteht über einen in der Zeichnung nicht sichtbaren elektrisch leitenden Kleber, dei zwischen dem Gehäuse 50 in der quadratischen öffnung 52 und dem Teil des Anschlußkontaktes 45 angeordnet ist, der um die Abschlußplatte 40 herumgefaltet ist und an deren Innenseite 41 anliegt, wie dies in F i g. 1 ähnlich für den Anschlußkontakt 44 gezeigt ist.

Ein zusammengebauter elektroakustischer Wandler gemäß der Erfindung, in diesem Falle ein Mikrophon mit den in F i g. 2 dargestellten Bauteilen und dem entsprechenden Schaltungsaufbau, ist in F i g. 3 veranschaulicht In Fig.3A ist einer der umlegbaren Flansche 57 über der Abschlußplatte 40 umgefaltet darge stellt; beide Flansche 56 und 57 sind in F i g. 3B und 3C sichtbar. F i g. 3A ist ein längs der Schnittlinie A-A durch die Darstellung in F i g. 3B geführter Schnitt. Da! Gehäuse 50 besitzt eine Vorderwand, welche die kreis förmige öffnung 51 begrenzt und an welcher der Rinj 30 zur Anlage kommt, wenn der Abstandshalter 37 au: Gummi von der Abschlußplatte 40 her unter Druck ge setzt wird. Diese Vorderwand 58 ist mit einem ode mehreren als Luftloch dienenden Schlitzen 71 verseher die von dem Gebiet vor der leitenden Schicht 13 au der Elektret-Membran zur Seitenwand der kreisförmi gen öffnung 51 verlaufen. Der Ring 30, die Wandler einheit 10 und der erste Abstandshalter 36 sind inner halb eines zulässigen Bereiches für Abmessungstole

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ranzen in ihrem Außendurchmesser sämtlich etwas kleiner gehalten, als der Innendurchmesser der kreisförmigen öffnung 51, so daß sich ein ringförmiger Durchlaß 70 für den Luftdurchgang von den vorderen Schlitzen 71 zu den radialen Schlitzen 72 in der Rückseite 24 der zweiten Platte 15 der Wandlereinheit 10 ergibt. Die Lage zweier solcher radialer Schlitze 72 ist in F i g. 3A und 3B mit gestrichelten Linien angedeutet. Der so geschaffene kontinuierliche Luftdurchgang verhindert den Aufbau von Druckdifferenzen zwischen der Luft im Inneren des Wandlergehäuses und der Umgebung.

F i g. 3A zeigt weiter, daß der leitende Ring 42 in radialer Richtung zusammengepreßt wird, so daß sich ein breitflächiger Wälzkontakt zum leitenden Überzug 17 auf der Rückseite 24 der zweiten Platte 15 ergibt, wenn der Wandler zusammengebaut wird. Dabei ist keinerlei Reib- oder Schabkontakt einbegriffen. Die feste Kontaktstelle zwischen dem Ring 42 und dem Eingangsanschluß 61 zum Vorverstärker 60 wird mechanisch nicht belastet, und zwar weder beim Zusammenbau noch beim späteren Einsatz des Wandlers. Diese Kombination von Merkmalen verringert insbesondere für ein Mikrophon mit einem gemäß F i g. 2 ausgebildeten Vorverstärker 60 in integrierter Schaltungstechnik die Wahrscheinlichkeit, daß sich Kontaktrauschen einstellt. Durch diese Konstruktion ergibt sich in Kombination mit einer Wandlereinheit 10 mit einem Elektret-Kondensator, die in ein passendes starres Gehäuse 50 eingebaut ist, ein praktisch stoßsicheres Mikrophon, das beispielsweise einen mehrfachen Fall aus 1,8 m Höhe auf einen gefliesten oder Hartholzboden ohne Schaden und ohne Verschlechterung im Frequenzgang übersteht.

Ein typisches Elektret-Kondensator-Mikrophon der in F i g. 3 dargestellten Ausführung mißt etwa 6 mm im Quadrat (F i g. 3B) und etwa 3 mm in der Dicke (F i g. 3A, 3C). Die vordere Wand 58 des Gehäuses 50 kann in verschiedener Weise ausgebildet sein, wobei die jeweilige Form durch den gewünschten Frequenzgang und den beabsichtigten Einsatzzweck bestimmt wird. F i g. 3 zeigt eine für den Einsatz in einer Hörhilfe brauchbare Form. Dabei ist die vordere Wand 58 mit einer kleinen öffnung 76 versehen, die das Luftvolumen 75 zwischen der vorderen Wand 58 und der Wandlereinheit 10 mit der Umgebung verbindet und einen Querschnitt aufweist, der nur einen kleinen Bruchteil der Oüerfläche der Elektret-Membran ausmacht. Der Frequenzgang eines Mikrophons dieser Bauart reicht von etwa 50 Hz bis zu etwa 8000 Hz.

Eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels von F i g. 3 in Richtung auf ein für die Aufnahme von Musik geeignetes Mikrophon ist in F i g. 4 dargestellt, wobei die vordere Wand 58 des Gehäuses 50 eine große öffnung 77 enthält, die sich über eine fast gleiche Fläche erstreckt wie die Elektret-Membran, so daß diese Elektret-Membran im wesentlichen in unmittelbarem Kontakt zur Umgebung steht. In diesem Falle ist es zweckmäßig, in die vordere Wand 58 ein Schutznetz 78 einzubauen. Dieses Schutznetz 78 ist bevorzugt elektrisch leitend ausgebildet und steht mit dem Gehäuse 50 in Masseverbindung, so daß es als elektrostatische Abschirmung dienen kann. Der Frequenzgang für ein Mikrophon dieser Bauart liegt zwischen 50 Hz und 16 000Hz.

Bei dem in F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die vordere Wand 58 des Gehäuses 50 überhaupt nicht gelocht oder mit öffnungen versehen. Ein rohrförmiger Ansatz 79 an der Seite des Gehäuses 50 nahe der vorderen Wand 58 steht durch das Gehäuse 50 hindurch mit dem vor der Elektret-Membran eingeschlossenen Luftvolumen 75 in Verbindung. Diese Konstruktion eignet sich für Telefonhörer, bei denen an dem rohrförmigen Ansatz 79 ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Sprechrohr angesetzt ist, das sich von einer am Ohr eines Benutzers liegenden Zone zu einer nahe dessen Mund gelegenen Zone erstreckt, so daß sich insgesamt eine sehr kleine und leichte Mikrophonanordnung ergibt. Der Frequenzgang eines Mikrophons dieser Bauart reicht von 50 bis 6000 Hz.

Mikrophone in der Ausführung nach F i g. 3 oder 5 enthalten eine vor der Membran eingeschlossene Luftmenge, die sich bei Änderungen in der äußeren Atmosphäre oder dem umgebenden Druck nur langsam ändern kann, da der Zugang zu dieser eingeschlossenen Luft durch die kleine öffnung 76 oder die lichte Weite des rohrförmigen Ansatzes 79 stark eingeschränkt ist.

Wenn dabei die Rückseite der Wandlereinheit 10 unmittelbar in die umgebende Luft hinein belüftet wäre, was rasche Änderungen des Druckes auf der Rückseite der Wandlereinheit 10 bei Änderungen im Umgebungsdruck erlauben würde, dann würde ein rascher Abfall des Umgebungsdruckes, wie beispielsweise in einem einer explosionsartigen Druckabsenkung unterzogenen Flugkörper, eine rasch ansteigende Druckdifferenz zur Vorderseite der Elektret-Membran erzejgen, durch die diese beschädigt oder zerstört werden könnte. Der vollständig gekapselte Luftweg über die Schlitze 71 und 72 und den Ringdurchlaß 70 ohne anderen Luftauslaß zur Atmosphäre verhindert den Aufbau einer sol chen Druckdifferenz und hält auf beiden Seiten dei Elektret-Membran im wesentlichen den gleichen stati sehen Druck aufrecht So ist für die Ausführungsbei spiele der Erfindung nach Art der in F i g. 3 und 5 ge zeigten ein einfaches Ausfließen zur Atmosphäre gera de nicht gut genug.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektroakustischer Wandler mit einem Gehäuse, in dem sich zwei Platten mit gegenseitigem Abstand gegenüberstehen, von denen die erste Platte als ungelochte und biegsame Membran aus einem Elektreten mit einer der zweiten Platte zugewandten dielektrischen Oberfläche und einer davon abgewandten und zu elektrischem Anschluß freiliegenden metallisierten Oberfläche ausgebildet ist, während die zweite Platte eine zu akustischer Luftströmung durchbohrte Hinterwand mit einer der ersten Platte abgewandten und zu elektrischem Anschluß freiliegenden metallischen Oberfläche bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Platte (15) aus einem relativ starren dielektrischen Körper (16) besteht, der auf seiner der dielektrischen Oberfläche (J9) des Elektreten (12) zugewandten Vorderseite einen auf den Umfangsbereich dieser dielektrischen Oberfläche zu verlaufenden, umfangsseitigen Rand (20) und ein innerhalb dieses Randes und mit Abstand davon über die anschließende Oberfläche (21) des dielektrischen Körpers auf die erste Platte (11) zu vorspringendes, daran anliegendes und sie mit Abstand von der zweiten Platte abstützendes Stützelement (22) aufweist und auf seiner zwischen diesem Stützelement und dem umfangsseitigen Rand liegenden Oberfläche mit einem metallischen Überzug (17) versehen ist, der durch die Bohrungen (18) im dielektrischen Körper hindurchreicht und sich auch über einen Teil von dessen der ersten Platte abgewandter Rückseite (24) erstreckt, daß zwischen den beiden Platten an der Berührungsstelle zwischen dem umfangsseitigen Rand des dielektrischen Körpers und der dielektrischen Oberfläche des Elektreien eine Dielektrikum/Dielektrikum-Bindung besteht, daß der dielektrische Körper auf seiner Rückseite mindestens einen sich bis zu seinem Umfangsrand erstreckenden Schlitz (72) aufweist, der einen Luftdurchlaß bildet, daß das Gehäuse (50) an einem Ende durch eine der ersten Platte mit Abstand gegenüberstehende Vorderwand (58) zumindest teilweise abgeschlossen ist und daß das Gehäuse rohrförmig ausgebildet ist und zwischen seiner Innenseite und den dieser gegenüberliegenden Außenrändern der beiden Platten einen ringförmigen Luftdurchlaß (70) aufweist.

2. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem umfangsseitigen Rand (20) der zweiten Platte (15) abgewandten Umfangsbereich der metallisierten Oberfläche (13) der ersten Platte (11) ein gürteiförmiges, elektrisch leitendes Kontaktglied (30) anliegt.

3. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktglied (30) aus einem gürteiförmigen, dielektrischen Körper (31) besteht, der mit einem elektrisch leitenden Überzug (32) versehen ist.

4. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den beiden Platten (11 und 15) gebildete Wandlereinheit (10) die lichte Weite des Gehäuses (50) untersteigende Querabmessungen aufweist.

5. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Gehäuseende durch eine Abschlußplatte (40) abgeschlossen ist, die über zwischenliegende Abstandshalter

ιτκ \7\ auf den Umfangsbereich des dielektrischen Körners <16) der zweiten Platte (15) in der Wandlercinheh (10) drückt und ihrerseits im Gehäuse (50) an Halteelementen (56, 57) abgestützt ist. und daß . _der tischen der ersten Platte (U) der Wandleremheit (10) und der Abschlußplatte (40) hegende Raum eine Kompressionskammer für die Membran bildet, die über den Luftdurchlaß (70) mit der Vorderseite der Membran verbunden ist.

6 Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (50) an seinem teilweise abgeschlossenen Ende in der Vorderwand (58) eine Öffnung (77) enthält die sich über den größeren Teil der metallisierten Oberfläche (13) der ersten Platte (11) der aus den beiden Platten (11 und 15) gebildeten Wandlereinheit (10) erstreck:.

7 Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (50) an seinem mindestens teilweise abgeschlossenen Ende in der Vorderwand (58). die im wesentlichen die gesamte metallisierte Oberfläche (13) de. ersten Platte (11) der aus den beiden Platten (11 und 15) gebildeten Wandlereinheit (10) über-

deckt, nur eine Öffnung (76) enthält, de· en lichte Weite nur einen kleinen Bruchteil der metallisierten Oberfläche (13) der ersten Platte (11) der Wandlereinheit (10) ausmacht, so daß sich ein im wesentlichen abgeschlossenes Luftvolumen zwischen der

Vorderwand (58) des Gehäuses (50) und der Membran ergibt.

8. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Gehäuses (50) zwischen der ein Ende davon abschließenden Vorderwand (58) und der metallisierten Oberfläche (13) der ersten Platte (11) der aus den beiden Platten (11 und 15) gebildeten Wandlereinheit (10) ein rohrförmiger Ansatz (79) aus dem Gehäuse (58) herausgeführt ist, dessen Hohlraum die einzige Verbindung zwischen dem zwischen der Membran und der ihre gesamte metallisierte Oberfläche (13) abdeckenden Vorderwand (58) eingeschlossenen Luftvolumen und dem Außenraum darstellt.