DE2714709B2 - Elektroakustischer Wandler mit einer hochpolymeren piezoelektrischen Membran - Google Patents
Elektroakustischer Wandler mit einer hochpolymeren piezoelektrischen MembranInfo
- Publication number
- DE2714709B2 DE2714709B2 DE19772714709 DE2714709A DE2714709B2 DE 2714709 B2 DE2714709 B2 DE 2714709B2 DE 19772714709 DE19772714709 DE 19772714709 DE 2714709 A DE2714709 A DE 2714709A DE 2714709 B2 DE2714709 B2 DE 2714709B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- membrane
- frame
- converter according
- acoustic
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims description 66
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 15
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims 1
- 239000006098 acoustic absorber Substances 0.000 description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 2
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 210000002159 anterior chamber Anatomy 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000002573 ethenylidene group Chemical group [*]=C=C([H])[H] 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000013017 mechanical damping Methods 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
- H04R17/02—Microphones
- H04R17/025—Microphones using a piezoelectric polymer
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R31/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
- H04R7/16—Mounting or tensioning of diaphragms or cones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R31/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor
- H04R31/006—Interconnection of transducer parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektroakustischen Wandler mit einer hochpolymeren piezoelektri-
2"> sehen Membran gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
In der DE-OS 25 06 711 sowie in der Zeitschrift Radio
Mentor Elektronik, 1974, Heft 8, Seite 318 sind elektroakustische Wandler mit einer hochpolymeren
ic piezoelektrischen Membran beschrieben, die in einer
Richtung vorgereckt ist, in Richtung ihrer Dicke polarisiert ist und an ihren entgegengesetzten Oberflächen
mit einem leitfähigen Film beschichtet ist. Bei diesen Wandlern liegt die Membran auf einem
y> elastischen Stützelement aus beispielsweise Polymurethanschaum
auf. Dieses Stützelement ergibt jedoch eine Dämpfung der Membran, wodurch der Wirkungsgrad
des Wandlers verringert wird.
In der DE-OS 25 08 556 ist ein elektroakustischer
4» Wandler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
beschrieben, bei dem der Wirkungsgrad gegenüber den vorstehend genannten Wandlern dadurch gesteigert ist,
daß unter Weglassen des Stützelements die Membran auf einen Rahmen gespannt ist und dieser Rahmen in
3 eine Gehäuseöffnung eingesetzt ist. Damit entfällt die Dämpfung der Membran durch den mechanischen
Widerstand des Stützkörpers, so daß der Wirkungsgrad
des Wandlers verbessert ist, jedoch treten bei einem derartigen Wandler ausgeprägte Re:sonanzspitzen im
■'<· Bereich höherer Frequenzen auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wandler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
so auszugestalten, daß er einen flachen Frequenzgang hat.
v> Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Mitteln gelöst.
Demnach werden mit dem nahe hinter die Membran gesetzten gewölbten Gebilde höhere Tonfrequenzen
bo gedämpft, so daß sich ein falcher Frequenzgang über
nahezu den ganzen Tonfrequenzbereich ergibt. Zugleich ist jedoch die Membran selbst nicht direkt mechanisch
gedämpft, so daß der Wirkungsgrad hoch ist.
Bei dem bekannten Wandler gemäß der DE-OS
*>■>
25 08 556 entstehen Resonanzspitzen im Bereich höherer Frequenzen dadurch, daß durch die Masse der
Membran, die Steifheit der Membran und die Steifheit der hinter der Membran liegenden Kammer ein
akustischer Reihen-Resonanzkreis gebildet ist der in
Reihe zu der durch die Membran gebildeten akustischen
Energiequelle geschaltet ist. Demgegenüber ist bei dem erfindungsgemäßen Wandler in einen derartigen Reihen-Resonankreis
durch das Einsetzen des gewölbten ■■> Gebildes ein akustischer Widerstand eingefügt, durch
den der Resonanzkreis gedämpft wird und damit die Resonanzspitzen unterdrückt werden. Dadurch, daß die
akustische Steifheit der vorderen Kammer im Vergleich zur akustisch-:si Steifheit der hinteren Kammer vernach- ι η
lässigbar klein gehalten ist, ist im in Frage stehenden Frequenzbereich die Entstehung eines neuen Resonanzkreises
aus der Membran und der vorderen Kammer unter Umgehung des gewölbten Gebildes und der
hinteren Kammer vermieden. Der erfindungsgemäße η Wandler hat somit bei gutem Wirkungsgrad einen über
dem ganzen Tonfrequenzbereich flachen Frequenzgang.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Wandlers sind in den Unteransprüchen angeführt
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert
F i g. 1 ist eine auseinandergezogene Darstellung eines Ausführungsbeispiels des elektroakustischen
Wandlers;
F i g. 2 zeigt ein typisches Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer gerahmten Membran fü' das
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1;
F i g. 3 ist eine Seitenansicht der gerahmten Membran, wobei der Pfeil eine Dehnungsrichtung anzeigt; jo
F i g. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils einer bevorzugten Form der gerahmten Membran;
F i g. 5 bis 7 und 9 zeigen Formen von akustischen Absorbern für das Ausführungsbeispiel;
F i g. 8 ist eine grafische Darstellung des Frequenz- y>
gangs des Wandlers gemäß dem Ausführungsbeispiel im Vergleich mit dem eines herkömmlichen Wandlers;
Fig. 1OA ist eine auseinandergezogene Darstellung eines modifizierten akustischen Absorbers;
Fig. 1OB ist eine Querschnittsansicht des Absorbers ίο
nach F i g. 1OA nach dem Zusammenbau;
F i g. 11 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, das ein
Paar von gerahmten Membranen aufweist, die einander gegenüber so befestigt sind, daß Signale ausgeschaltet
werden, die von einem mechanischen Stoß herrühren; 4:>
F i g. 12A zeigt die Einzelheiten der Konstruktion der
gerahmten Membranen innerhalb eines Gehäuses nach Fig.ll;
Fig. 12B zeigt die Wirkungsweise der Membranen
nach F ig. 12A;
Fig. 13A ist eine Modifikation der Membranen nach Fig. 12A;
Fig. 13B zeigt die Polarisationsrichtung der beiden
Membranen nach F i g. 13A;
Fig. 14A bis 14C zeigen eine Folge von Verfahrensschritten
für die Herstellung der gerahmten Membranen nach der F ig. 13 A.
In F i g. 1 ist in einer Schnittansicht ein elektroakustischer Wandler bzw. ein Mikrophon 10 dargestellt. Das
Mikrophon 10 besitzt ein Gehäuse 12 mit einer öffnung m>
14 und eine Membraneinheit 16, die in Nuten 18 angeordnet ist, die an den Seitenwänden des Gehäuses
12 ausgebildet sind. Ein akustischer Absorber 20 ist in dem Raum hinter der Membraneinheit 16 angeordnet.
Die Membraneinheit 16 besitzt einen rechtwinkligen Rahmen 15 und eine hochpolymere piezoelektrische
Membran 17, die am Rahmen 15 befestigt ist. Die piezoelektrische Membran, die bei dem Wandler
verwendet wird, wird dadurch vorbereitet daß eine Folie aus einem hochpolymeren Material wie beispielsweise
Polyfluoridvinyliden auf ungefähr das Dreifache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt wird, bis eine Dicke
von 5,S μΐη bis 30 μπι erreicht ist Eine Metallbeschichtung
wird dann durch Verdampfen des Metalls in einer Vakuumkammer auf jeder Seite der piezoelektrischen
Folie angebracht Die piezoelektrische Folie wird dann in der Richtung ihrer Dicke durch Anlegen eines
elektrischen Feldes von ungefähr lOOOkV/cm polarisiert
so daß dem Material eine piezoelektrische Konstante zwischen 20 χ 10-'2CVN und 30 χ ΙΟ"12
C/N erteilt wird.
Eine Mehrzahl von Rahmenaufbauten 24 kann in der in Fig.2 gezeigten Weise an der metallbeschichteten
piezoelektrischen Folie 22 mittels einer Klebverbindung befestigt werden, um eine Massenproduktion von
Membraneinheiten 16 durchzuführen. Die Folie wird dann entlang der Kanten eines jeden Rahmens
geschnitten, so daß eine Mehrzahl solcher gerahmter piezoelektrischer Membranen erzeugt wird.
Beim Einbau in das Gehäuse 12 wird die Membraneinheit 16 gebogen, so daß sie die Form eines Bogens
annimmt und eine gekrümmte Oberfläche hat, wobei die Richtung ihres Umfangs mit der Richtung der Dehnung
übereinstimm·, die in F i g. 3 durch den Pfeil dargestellt ist. Diese mechanische Spannung wird verändert, sobald
die Membran 17 durch an ihr wirkenden Schalldruck gebogen wird, und ein elektrisches Signal erzeugt, das
dem Unterschied in der Durchbiegung zwischen den entgegengesetzten Seiten der gebogenen Membran
proportional ist Die Metallbeschichtungen dienen als Elektroden für die Aufnahme des erzeugten Signals.
Der Rahmen 15 ist vorzugsweise aus einem plastischen Material wie beispielsweise einem Hochpolymer
aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), das einen ähnlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten
wie das Material der piezoelektrischen Membran 17 aufweist, und einer Metallbeschichtung gebildet,
die durch Galvanisieren des plastischen Rahmenaufbaus geschaffen werden kann.
Fig.4 zeigt im einzelnen einen Teil des Aufbaus der
Membraneinheit 16 mit einem kunststoffgeformten Rahmen 26 mit galvanischen Metallbeschichtungen 28,
an eine von Metallbeschichtungen 176, die an der piezoelektrischen Folie 17a abgeschieden ist, fest
angeklebt ist. Wegen der ähnlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten wird die Krümmung der zylindrischen
Oberfläche der Folie über einen wesentlichen Temperaturänderungsbereich aufrechterhalten. Dies ist
insbesondere wegen des Frequenzgangs und der akustischen Empfindlichkeit wichtig, da eine Resonanzstelle
bei einer Frequenz auftritt, die dem Krümmungsradius der Folie umgekehrt proportional ist während
die Empfindlichkeit dem Krümmungsradius proportional ist.
Das Mikrophon 10 neigt zur Ausbildung einer oder mehrerer Resonanzstellen bei Frequenzen an dem Ende
des hörbaren Frequenzspektrums mit den höheren Frequenzen. Um einen flachen Frequenzgang zu
erreichen, ist es notwendig, die Resonanzstellen zu unterdrücken, indem die in der Kammer hinter der
piezoelektrischen Membran 17 erzeugten akustischen Wellen gedämpft werden. In dem in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel ist der akustische Absorber 20 an den Boden und die Seitenwände des Gehäuses 12 fest
angeklebt so daß die obere Fläche des Absorbers 20 fHnpn AHstanH 711 t\t*\~ ™>**7Q£!£ktf!SChen MfimbrSf! 17
aufweist und unter jeglichen Umweltbedingungen an einer Berührung mit der Folie gehindert wird.
F i g. 5 zeigt eine Modifikation des vorstehend genannten Ausführungsbeispiels. In dem Ausführungsbeispiel ist eine zylindrisch gekrümmt.; Metallstruktur
30 mit einer öffnung 31 hinter der piezoelektrischen Membran 17 unter einem vorbestimmten Abstand
befestigt, so daß eine vordere akustische Kammer 32 und eine hintere akustische Kammer 34 geschaffen
werden. Die hintere Kammer 34 ist mit dem akustischen Absorber 20 gefüllt. Bei dieser Anordnung konzentriert
sich die in der vorderen Kammer 32 erzeugte akustische Welle in derln der Metallstruktur 30 gebildeten öffnung
31. Die Luftmasse in der öffnung 31 wird durch den in der vorderen Kammer 32 entwickelten Schalldruck mit
einer Geschwindigkeit nach unten bewegt, die der Querschnittsfläche der öffnung 31 umgekehrt proportional
ist. Die Luftmasse strömt in die hintere Kammer 34 mit einer höheren Geschwindigkeit als es bei einem
Fehlen der Metallstruktur 30 der Fall ist und trifft auf den akustischen Absorber 20 mit großer Geschwindigkeit
auf. Deshalb wirkt der Teil des akustischen Absorbers 20, der sich im unmittelbaren Bereich der
öffnung 31 befindet, für die erzeugten akustischen Wellen als akustischer Widerstand. Die Größe der
öffnung 31 und der Abstand zwischen der Membran 17 und der Metallsfuktur 30 sind in bezug auf das Volumen
der hinteren Kammer 34 so gewählt, daß für die Resonanzstellen ein gewünschter Dämpfungsgrad geschaffen
wird. Die zylindrisch gekrümmte Struktur 30 ist aus Metall gebildet und im Gehäuse 12 in elektrischem
Kontakt mit dem Membran-Stützrahmen 15 angeordnet, so daß sie auch als Elektrode dienen kann. Es sei
bemerkt, daß ein akustischer Absorber 36 gemäß der Darstellung in Fig.6 in einem der öffnung 31
benachbarten Bereich oder gemäß der Darstellung in Fig. 7 in der öffnung vorgesehen sein kann. Im
letzteren Fall besitzt die Struktur 30 genügende Dicke, um einen gewünschten Dämpfungsgrad zu schaffen. Die
den Widerstand bildende Struktur 30 mit der Öffnung 31 braucht nicht notwendigerweise mit zylindrischer
Oberfläche ausgebildet sein, sondern kann vielmehr so geformt sein, daß sie eine ebene Oberfläche bildet; es
kann eine Mehrzahl derartiger öffnungen 31 vorgesehen sein.
Fig.8 zeigt den Frequenzgang des Mikrophons gemäß der Konstruktion in Fig. 5. Wie durch eine
gestrichelte Linie klar dargestellt ist, sind die Resonanzstellen am hochfrequenten Ende des hörbaren Frequenzbereichs
wesentlich unterdrückt, so daß ein flacher Frequenzgang geschaffen wird, der im Vergleich
mit dem durch eine durchgehende Linie dargestellten Frequenzgang eines herkömmlichen Mikrophons günstig
ist.
F i g. 9 zeigt eine andere Ausführung der in den F i g. 5 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiele. In F i g. 9 sind die
Struktur 30 und der akustische Absorber 20 der vorhergehenden Ausführungsbeispiele durch ein poröses
Gebilde bzw. Element 33 ersetzt, das eine von der Membran 17 in Abstand stehende teilzylindrische
Oberfläche aufweist Das Element 38 kann aus einer Lamellenstruktur aus Filz aufgebaut sein, die mit einem
flüssigen Härtemittel imprägniert ist Während des Aushärtevorgangs wird die Lamellenstruktur zu einem
teilzylindrischen Gebilde vorbestimmter Dicke geformt wobei die Krümmung mit der Krümmung der Membran
17 übereinstimmt Das Element 38 erhält somit einen gewissen Grad einer strukturellen Einheitlichkeit
während es porös bleibt. Es wird in dem Gehäuse 12 so befestigt, daß seine obere Fläche von der benachbarten
Oberfläche der Membran 17 in gleichmäßigem Abstand steht.
r) Andererseits kann die Dämpfungswirkung auch durch
eine in Fig. 1OA und 1OB dargestellte Anordnung erreicht werden, bei der das poröse Element 38 des
vorhergehenden Ausführungsbeispiels durch ein Paar identisch geformter teilzylindrischer Elemente 40 und
κι 42 ersetzt ist, die mittels eines Paars von Abstandstükken
44, die jeweils eine Dicke von einigen ΙΟμηι
aufweisen, miteinander verbunden sind. Das obere Element 40 ist mit einer Mehrzahl von öffnungen 46 und
das untere Element 42 mit einer Mehrzahl von Öffnungen 48 versehen, die so angeordnet sind, daß die
Öffnungen eines Elements nicht mit den öffnungen des anderen Elements übereinstimmen, wenn beide Elemente
miteinander verbunden sind.
Im Betrieb wird die Luftmasse in der vorderen Kammer durch den Schalldruck aus den öffnungen 46 des oberen Elements 40 hinausgedrückt und die akustische Energie der Luftmasse wird gedämpft oder abgeschwächt, wenn die Luftmasse durch den engen Raum zwischen dem oberen und dem unteren Element fließt. In diesem Fall fließt die Luftmasse in dem Raum zwischen den beiden Elementen als eine laminare Strömung, wobei der Verlust an akustischer Energie infolge der vergrößerten Berührungsfläche der benachbarten Elemente erhöht wird. Somit bilden das obere
Im Betrieb wird die Luftmasse in der vorderen Kammer durch den Schalldruck aus den öffnungen 46 des oberen Elements 40 hinausgedrückt und die akustische Energie der Luftmasse wird gedämpft oder abgeschwächt, wenn die Luftmasse durch den engen Raum zwischen dem oberen und dem unteren Element fließt. In diesem Fall fließt die Luftmasse in dem Raum zwischen den beiden Elementen als eine laminare Strömung, wobei der Verlust an akustischer Energie infolge der vergrößerten Berührungsfläche der benachbarten Elemente erhöht wird. Somit bilden das obere
JH und das untere gelochte Element einen akustischen
Widerstand einer solchen Größe, daß der akustische Absorber, wie er im vorhergehenden Ausführungsbeispiel
verwendet wird, entfallen kann.
Fig. 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei
J5 dem ein Mikrophon 50 ein Paar identischer piezoelektrischer
Membraneinheiten 52 aufweist, die an entgegengesetzten Seiten eines Mikrophongehäuses 51
befestigt sind. In Fig. 12 sind Einzelheiten der Konstruktion des Mikrophons 50 dargestellt. In
Fig. 12A ist ein Metallrahmen 54 mit einem Paar entgegengesetzt gekrümmter konkaver Oberflächen
vorgesehen, die jeweils in elektrischem Kontakt mit einer piezoelektrischen Membraneinheit 52a bzw. 52b
sind. Beim Zusammenbau werden die inneren Oberflächen der Membraneinheiten 52a und 52f>
über das dazwischenliegende Gehäuse 54 elektrisch verbunden.
Elektrische Anschlüsse 56 bzw. 57 befinden sich an den äußeren Seiten der Membraneinheiten. Es ist
notwendig, daß die Polarisationsrichtung einer jeder
5u Membran derart ist daß sich die einzelnen Signale
summieren, wenn ein gleicher Schalldruck an beide Membrane in entgegengesetzten Richtungen angelegt
wird. In Fig. 12B ist die Membran 52a an der äußeren Seite positiv dargestellt während die Membran 526 an
der äußeren Seite negativ ist Nach einem Verbiegen beider Membrane nach innen, was durch entgegengesetzt
anliegende akustische Wellen, die durch die Pfeile Pbezeichnet sind, bewirkt wird, stimmt die Polarität der
so erzeugten Spannungen mit der durch die Vorzeichen dargestellten Polarität der Membranen überein, so daß
sich die einzelnen Signale summieren und das vereinte Ausgangssignal das Doppelte der Amplitude eines
jeden Signals ist
Es sei angenommen, daß ein mechanischer Stoß auf
das Mikrophon 50 in einer durch den Pfeil M in F i g. 12B
bezeichneten Richtung ausgeübt wird; dabei werden die Membranen 52a und S2b infolge ihrer Neigung,
stationär zu bleiben, in der gleichen Richtung verbogen.
wie es durch die unterbrochenen Linien dargestellt ist. Unter diesen Umständen ist die Polarität der an beiden
Membranen entwickelten Spannungen so, daß sich diese an den Ausgangsanschlüssen 56 und 57 aufheben, so daß
keine Spannung entsteht.
Fig. 13A zeigt eine Modifikation des Ausführungsbeispieis
in Fig. 12A, die für die Massenproduktion bevorzugt wird. Identische piezoelektrische Membranen
66 und 68 sind an Metallrahmen 60 bzw. 62 fest angeklebt, die durch Elemente 64 einstückig verbunden
sind. Beide Membranen sind in der gleichen Richtung gebogen, wie es in Fig. 13B deutlich zu sehen ist. Bei
dieser Modifikation sind die Polarisationsrichtungen zueinander entgegengesetzt, so daß in diesem Beispiel
die äußeren Seiten beider Membranen in bezug auf die inneren Seiten positiv gepolt sind. Bei einem Durchbiegen
beider Membranen nach innen in Abhängigkeit von einem akustischen Signal ist die an der Membran 66
entwickelte Spannung umgekehrt gegenüber den in Fig. 13B eingezeichneten Vorzeichen, während die
Spannung an der Membran 68 mit den Vorzeichen übereinstimmt.
Das Mikrophon gemäß der Darstellung in Fig. I3A
kann in einer Folge von Verfahrensschritten hergestellt werden, die in den Fig. 14A bis 14C dargestellt ist. Da
die Außenseiten der Membranen 66 und 68 die gleiche Polarität aufweisen, können die Rahmen 60 und 62
gemäß der Darstellung in F i g. 14A mit Klebverbindungen an eine Seite einer polarisierten piezoelektrischen
Folie 74 befestigt werden. Die Folie wird dann entlang der Kanten der Rahmen geschnitten (siehe F i g. 14B), zu
einem Paar zylindrischer Flächen gepreßt und an den Verbindungsstellen zwischen den Rahmen und den
Verbindungselementen 64 unter einem rechten Winkel in die Richtungen gebogen, die in Fig. 14C durch die
Pfeile bezeichnet sind.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Elektroakustischer Wandler mit einer hochpolymeren
piezoelektrischen Membran, die durch Dehnung in einer Richtung vorbereitet ist, in
Richtung ihrer Dicke polarisiert ist und an ihren entgegengesetzten Oberflächen mit einem leitfähigen
Film beschichtet ist, wobei die Membran an einem Rahmen angebracht und in Bogenform
gehalten ist, deren Umfangsrichtung mit der Dehnungsrichtung übereinstimmt, und wobei der
Rahmen in eine öffnung eines Gehäuses eingesetzt ist, gekennzeichnet durch ein gewölbtes
Gebilde (20, 30, 31, 36; 38; 40, 42, 44), das einfallender akustischer Energie im Bereich höherer
Frequenzen des Tonfrequenzbereichs akustischen Widerstand entgegensetzt, das einen mit dem
Krümmungsradius der Membran (17) übereinstimmenden Krümmungsradius hat und das hinter der
Membran in der Nähe derselben so angebracht ist, daß es mit der Membran eine vordere Kammer (32)
und mit den Innenwänden des Gehäuses (12,51) eine hintere Kammer bildet, wobei der Abstand zwischen
der Membran und dem gewölbten Gebilde so gewählt ist, daß die akustische Steifheit der vorderen
Kammer im Vergleich zur akustischen Steifheit der hinteren Kammer vernachlässigbar klein ist.
2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gewölbte Gebilde ein teilzylindrisches
Flächenelement (30) mit einer öffnung (31) aufweist, in der oder hinter der ein akustisches
Widerstandselement (20,36) angebracht ist.
3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gewölbte Gebilde (38) aus einem
faserigen Material besteht, das in teilzylindrische Form mittels eines Härtemittels so geformt ist, daß
es porös ist.
4. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gewölbte Gebilde ein Paar in
Abstand stehender halbzylindrischer Plattenelemente (40,42) mit jeweils einer Mehrzahl von öffnungen
(46, 48) aufweist, wobei die öffnungen eines Plattenelements gegenüber den öffnungen des
anderen Plattenelements versetzt sind und der Abstand zwischen den Plattenelementen so gewählt
ist, daß zwischen ihnen im Ansprechen auf eine Bewegung der Membran (17) eine laminare Luftströmung
entsteht.
5. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (51) gegenüber der ersten
öffnung eine zweite öffnung aufweist und daß eine zweite hochpolymere piezoelektrische Membran
(52b; 68), die mit der ersten Membran (52a; 66) identisch ist, an einem zweiten Rahmen (62)
angebracht ist, der mit dem ersten Rahmen (60) identisch ist, wobei die zweite Membran zusammen
mit dem zweiten Rahmen in dem Gehäuse in der Nähe der zweiten öffnung befestigt und mit der
ersten Membran elektrisch verbunden ist und die Richtungen des Bogens und der Polarisation der
Membranen so gewählt ist, daß ein Ausgangssignal entwickelt wird, das im wesentlichen das Doppelte
der Amplitude des von jeder Membran entwickelten Signals ist, wenn beide Membranen in entgegengesetzte
Richtungen durchgebogen werden, und im wesentlichen kein Ausgangssignal entsteht, wenn
beide Membranen in die gleiche Richtung durchgebogen werden.
6. Wandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran (52a) und die
zweite Membran (526,Mn entgegengesetzte Richtungen gebogen und in gleicher Richtung polarisiert
> sind.
7. Wandler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran (52a) und
die zweite Membran (52b) durch ein dazwischenliegendes seitlich offenes Metallgehäuse (54) elektrisch
ι» verbunden sind.
8. Wandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran (66) und die zweite
Membran (68) in der gleichen Richtung gebogen und in entgegengesetzter Richtung polarisiert sind.
! i
9. Wandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Rahmen (60) und der zweite Rahmen (62) mittels eines brillenähnlichen Aufbaus
(60,64,62) gebildet sind.
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3766076A JPS52120820A (en) | 1976-04-02 | 1976-04-02 | Electroacoustic transducer |
JP1976080460U JPS553760Y2 (de) | 1976-06-18 | 1976-06-18 | |
JP10860876A JPS5333613A (en) | 1976-09-09 | 1976-09-09 | Microphone and its manufacture |
JP1976137541U JPS5411860Y2 (de) | 1976-10-12 | 1976-10-12 | |
JP13075176A JPS5355113A (en) | 1976-10-29 | 1976-10-29 | Microphone |
JP1976145964U JPS5411861Y2 (de) | 1976-10-29 | 1976-10-29 | |
JP16366976U JPS5380437U (de) | 1976-12-06 | 1976-12-06 | |
JP167877A JPS5387215A (en) | 1977-01-10 | 1977-01-10 | Piezpo-electric microphone and its manufacture |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2714709A1 DE2714709A1 (de) | 1977-10-06 |
DE2714709B2 true DE2714709B2 (de) | 1979-09-27 |
DE2714709C3 DE2714709C3 (de) | 1984-10-18 |
Family
ID=27571446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772714709 Expired DE2714709C3 (de) | 1976-04-02 | 1977-04-01 | Elektroakustischer Wandler mit einer hochpolymeren piezoelektrischen Membran |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2714709C3 (de) |
GB (1) | GB1565860A (de) |
NL (1) | NL176992C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3043776A1 (de) * | 1979-11-26 | 1981-09-17 | Kureha Kagaku Kogyo K.K., Tokyo | "ultraschall-abbildungseinrichtung" |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2511570A1 (fr) * | 1981-08-11 | 1983-02-18 | Thomson Csf | Transducteur electroacoustique a polymere piezoelectrique |
FR2511571A1 (fr) * | 1981-08-11 | 1983-02-18 | Thomson Csf | Transducteur electroacoustique a condensateur a dielectrique solide polarise |
FR2651633B1 (fr) * | 1989-09-01 | 1992-04-30 | Thomson Consumer Electronics | Element et dispositifs de transducteurs electroacoustiques a bimorphe de polymere piezoelectrique notamment pour la realisation d'un haut-parleur a diagramme de rayonnement de type lineaire. |
WO2013170018A1 (en) | 2012-05-11 | 2013-11-14 | 3M Innovative Properties Company | Bioacoustic sensor with noise vibration control |
KR20210007733A (ko) * | 2019-07-12 | 2021-01-20 | 현대자동차주식회사 | 마이크로폰 및 그 제조방법 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1127950B (de) * | 1960-01-12 | 1962-04-19 | Sennheiser Electronic | Elektroakustischer Wandler mit plattenfoermigem Wandlerelement |
DE1270115B (de) * | 1964-01-08 | 1968-06-12 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Elektrodynamischer Wandler der Fernmeldetechnik, insbesondere dynamische Hoerkapsel |
JPS5745760Y2 (de) * | 1974-02-18 | 1982-10-08 | ||
JPS5215972B2 (de) * | 1974-02-28 | 1977-05-06 |
-
1977
- 1977-03-30 GB GB1350177A patent/GB1565860A/en not_active Expired
- 1977-04-01 DE DE19772714709 patent/DE2714709C3/de not_active Expired
- 1977-04-01 NL NL7703582A patent/NL176992C/xx not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3043776A1 (de) * | 1979-11-26 | 1981-09-17 | Kureha Kagaku Kogyo K.K., Tokyo | "ultraschall-abbildungseinrichtung" |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL176992B (nl) | 1985-02-01 |
GB1565860A (en) | 1980-04-23 |
NL176992C (nl) | 1985-07-01 |
NL7703582A (nl) | 1977-10-04 |
DE2714709C3 (de) | 1984-10-18 |
DE2714709A1 (de) | 1977-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60003904T2 (de) | Elektroakustischer wandler mit einer membran, und verfahren zur fixierung der membran in einem solchen wandler | |
DE2749987C3 (de) | Elektrostatischer Schallwandler | |
DE2939479C2 (de) | ||
DE1902849C3 (de) | Mechanisch-elektrisch bzw. elektrisch-mechanischer Wandler | |
DE19633097C2 (de) | Miniaturisierter elektroakustischer Wandler | |
CH623700A5 (de) | ||
DE2719172A1 (de) | Elektro-mechanischer umformer | |
DE2502424A1 (de) | Dynamischer elektroakustischer wandler | |
DE1462179A1 (de) | Umwandler | |
DE2330367A1 (de) | Elektrostatischer wandler | |
DE3731132C2 (de) | ||
DE2922216A1 (de) | Akustischer wandler | |
DE3008638A1 (de) | Kondensatormikrophon | |
DE2150194B2 (de) | Elektrostatischer Lautsprecher | |
DE112017006233T5 (de) | Membran für einen Hörer | |
DE2913957B2 (de) | Piezoelektrischer Lautsprecher | |
DE2126556A1 (de) | Mikrophonkapsel mit Verstärker | |
DE2503863C2 (de) | Kalottenlautsprecher | |
DE3142039A1 (de) | Wandlerzelle fuer einen elektretwandler | |
DE2714709C3 (de) | Elektroakustischer Wandler mit einer hochpolymeren piezoelektrischen Membran | |
DE1921347C3 (de) | Elektrostatische Lautsprecheranordnung | |
DE19612481A1 (de) | Elektrostatischer Wandler | |
DE2553414C2 (de) | Piezoelektrischer, elektroakustischer Wandler | |
DE3923189C2 (de) | ||
DE112017004134T5 (de) | Elektrostatischer Wandlertyp und dessen Herstellungsverfahren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: ATOJI, NOBUHISA NAONO, HIROYUKI IBARAKI, SATORU YAMAMOTO, HIROSHI MATSUMOTO, MICHIO SUZUMURA, MASAKI, KADOMA, OSAKA, JP |
|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |