DE3145105C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikrofon gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Mikrofon ist bekannt (SU-PS 7 26 675). Bei diesem bekannten Mikrofon ist ein Träger aus plasti­ fiziertem Gummi vorgesehen, welcher mit einer Metallfolie beschichtet ist und die stationäre Elektrode eines Elektret­ mikrofons bildet.

In der US-PS 38 16 671 ist ferner ein Elektretmikrofon beschrieben, bei dem ein erster isolierender Träger zwischen der Frontseite und der Rückwand eines leitfähigen Gehäuses die feststehende Elektrode des Elektretwandlers trägt, während ein zweiter isolierender Träger die Gehäuserückwand bildet und auf seiner Vorder- bzw. Innenseite einen Vorver­ stärker trägt. Dabei sind auf der Außenseite des zweiten Trägers die Spannungsversorgung und die Ausgangsanschlüsse des Vorverstärkers vorgesehen. Außerdem ist die Außenseite des zweiten Trägers auf dem größten Teil ihrer restlichen Oberfläche metallisiert, um eine elektrostatische Abschir­ mung zu erreichen.

Die vorstehend erwähnten bekannten Mikrofone sind druck­ empfindliche Mikrofone mit Kugelcharakteristik.

Ausgehend von dem vorstehend erläuterten Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbesser­ tes Elektretmikrofon anzugeben, welches einfach und billig herstellbar ist und eine Richtcharakteristik besitzt.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Mikrofon da­ durch gelöst, daß die Rückseite des Gehäuses mit einer wei­ teren Schallöffnung versehen ist.

Es ist ein besonderer Vorteil des Mikrofons gemäß der Er­ findung, daß es einfach und billig herzustellen, leicht zu installieren und gegen bereits vorhandene Mikrofonanordnun­ gen austauschbar ist. Außerdem ist bei der erfindungsgemäßen Mikrofonanordnung die Aufnahme unerwünschter Nebengeräusche auf ein Minimum reduziert, während bei Verwendung eines elektrisch leitfähigen Gehäuses gleichzeitig eine wirksame Abschirmung des Mikrofons und des zugehörigen Verstärker­ kreises gegen elektromagnetische Störungen erfolgt. Außer­ dem ist die Verstärkeranordnung bei dem erfindungsgemäßen Mikrofon gegen die Gefahr einer mechanischen Beschädigung gut geschützt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform eines Mikrofons gemäß der Erfindung ist auf der Vordersei­ te des Trägers die feststehende Elektrode des Elek­ tretwandlers vorgesehen, während die Verstärker­ schaltung auf der Rückseite des als Schaltungsplatine dienenden Trägers angeordnet ist. Dabei ist der Ver­ stärkereingang mit der feststehenden Elektrode ver­ bunden, während der Ausgang mit einem elektrischen Kontakt verbunden ist, der an dem nach außen über das Gehäuse vorstehenden Teil des Trägers vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Elektretmikrofons gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Mikrofon gemäß Fig. 1 längs der Linie 2-2 in die­ ser Figur;

Fig. 3 eine Vorderansicht einer als gedruckte Schaltung ausgebildeten Schaltungsplatine der Mikrofonanordnung gemäß Fig. 1, je­ doch noch ohne den Elektret, und

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild des Mikrofons gemäß Fig. 1.

Im einzelnen ist in Fig. 1 bis 4 ein bevorzugtes Aus­ führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Mikrofonan­ ordnung 10 gezeigt, welches als Druckgradientenmikro­ fon bzw. als Geschwindigkeitsempfänger arbeitet und für Schallwellen, welche in Richtung der Achse des Mikrofons eintreffen, besonders empfindlich ist, jedoch relativ unempfindlich für Schallwellen von seitlich von der Achse liegenden Punkten. Die Mikro­ fonanordnung 10 besitzt eine leitfähige Basis bzw. einen hinteren Gehäuseteil 12, der im unteren Teil der Fig. 1 gezeigt ist und eine leitfähige Kappe bzw. einen vorderen Gehäuseteil 14 der gleitverschieblich eng passend auf den hinteren Gehäuseteil 12 aufge­ setzt ist, so daß auf diese Weise ein leitfähiges Gehäuse 12, 14 erhalten wird. Der vordere Gehäuse­ teil 14 ist mit einer vorderen Öffnung 70 versehen, an deren äußerem Ende eine Aussparung 72 großen Durch­ messers vorgesehen ist, in der ein Drahtgitter 74 angeordnet ist. In entsprechender Weise ist der hin­ tere Gehäuseteil mit einer hinteren Öffnung 76 ver­ sehen, an deren äußerem Ende eine Aussparung 78 großen Durchmessers vorgesehen ist, in der ein Draht­ gitter 80 angeordnet ist. Weiterhin ist eine Schal­ tungsplatine 26 mit einem im wesentlichen scheiben­ förmigen Teilstück vorgesehen, welches sich im In­ neren des Gehäuses an einer nach vorn gerichteten Schulter 16 des hinteren Gehäuseteils 14 abstützt, und welche ferner einen rechteckigen, frei liegenden Teil bzw . Ansatz 30 aufweist, welcher durch einen Schlitz 32 in der Seitenwand des vorderen Gehäuse­ teils 14 auf die Außenseite desselben vorsteht. Eine nicht leitende äußere Epoxyharzdichtung 66 er­ streckt sich längs der Hinterkante des vorderen Ge­ häuseteils 14 und längs der Grenzfläche zwischen dem Ansatz 30 und dem hinteren Gehäuseteil 12.

Vorzugsweise ist der hintere Gehäuseteil 12 an seinem unteren Ende mit einem umlaufenden Einschnitt 68 zur Aufnahme der Epoxdharzdichtung 66 versehen.

Die Schaltungsplatine 26, welche den Wandler und die elektronischen Elemente der Mikrofonanordnung 10 trägt, besteht gemäß Fig. 3 aus einem isolierenden Träger 28, der auf seiner Vorderseite im Bereich des scheibenförmigen inneren Teilstücks mit einer kreis­ scheibenförmigen Elektrode 36 versehen ist. Ein perma­ nent polarisierter scheibenförmiger Elektret 24 auf der Basis eines Tetrafluoräthylenpolymers oder der­ gleichen ist seinerseits mit der Vorderseite der Elektrode 36 verbunden. Ein Stützring 38, der die Elektrode 36 konzentrisch umgibt und an der Schal­ tungsplatine 26 ausgebildet ist, stützt den Rand des Elektrets 24 ab. Der Elektret 24 trägt seinerseits ein ringförmiges (Polyester)-Distanzelement 22, mit dessen vorderer Stirnfläche eine (Polyester)-Membran 20 verbunden bzw. verklebt ist, die mit einer Gold­ plattierung (nicht getrennt dargestellt) versehen ist. Die Elektrode 36, der Elektret 24, das Distanz­ element 22 und die Membran 20 bilden zusammen das Wandlerelement der Mikrofonanordnung 10. Eine ring­ förmige Schulter 18 an der Innenwand des vorderen Gehäuseteils 14 drückt die Membran 20 und das Distanz­ element 22 gegen den Stützring 38, so daß die Schal­ tungsplatine 26 sandwichartig zwischen der oberen Stirnfläche 16 des hinteren Gehäuseteils 12 und dem Distanzring 22 festgelegt ist.

Die Schaltungsplatine 26 ist außerdem mit einer Öff­ nung 34 versehen, deren Wand mit einer leitfähigen Plattierung versehen ist, um die Elektrode 36 elek­ trisch mit einem plattierten Bereich 42 auf der Rück­ seite der Schaltungsplatine 26 zu verbinden. Außerdem ist der Elektret 24 mit einer Öffnung versehen, die mit der Öffnung 34 fluchtet, so daß sich eine akusti­ sche Kopplung zwischen den beiden Seiten der Schal­ tungsplatine 26 ergibt. Der plattierte Bereich 42 ist mit der Gate-Elektrode eines Feldeffekttransistors 52 verbunden, der an der Rückseite der Schaltungspla­ tine 26 vorgesehen ist. Die Source-Elektrode des Tran­ sistors 52 ist mit einem Leiterstreifen 54 an der Rückseite der Schaltungsplatine 26 verbunden, während seine Drain-Elektrode mit einem Leiterstreifen 60 verbunden ist, der ebenfalls an der Rückseite der Schaltungsplatine 26 vorgesehen ist. Ein Gate-Wider­ stand 44 sorgt für eine leitfähige Verbindung zwi­ schen dem Gate-Bereich bzw. dem plattierten Bereich 42 und einem ringförmigen, längs des Umfangs ver­ laufenden Leiterstreifen 46 an der Rückseite der Schaltungsplatine 26. Ein Source-Widerstand 56 ver­ bindet den Leiterstreifen 54 mit dem Leiterstreifen 46.

Ein erster elektrischer Anschluß bzw. Kontakt 50 ist auf der Rückseite des Ansatzes 30 vorgesehen und reicht durch den Schlitz 32 hindurch bis zu dem ringförmigen Leiterstreifen 46, mit dem er verbun­ den ist. In entsprechender Weise ist auf der Rückseite des Ansatzes 30 ein zweiter elektrischer Anschluß bzw. Kontakt 58 vorgesehen, der durch den Schlitz 32 hindurch mit dem Source-Leiterstreifen 54 verbunden ist. Schließlich ist auf der Rückseite des Ansatzes 30 ein dritter elektrischer Anschluß bzw. Kontakt 62 vorgesehen, über den durch den Schlitz 32 hindurch eine elektrische Verbindung zu dem Drain-Leiterstrei­ fen 60 besteht. Eine leitfähige Epoxydhardschicht bzw. ein Leiterstreifen 48, der im wesentlichen eben­ so verläuft wie der ringförmige Leiterstreifen 46, verbindet diesen elektrisch mit dem hinteren Gehäuse­ teil 12 und damit auch mit dem vorderen Gehäuseteil 14, so daß der ringförmige Leiterstreifen 46 als gemeinsamer Leiter für das Bezugspotential dienen kann. Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel trägt der Ansatz 30 außerdem auf seiner Vorderseite eine Plattierung 40, die elektrisch gegenüber den anderen Teilen der Mikrofonanordnung 10 isoliert ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß der Kontakt 50 eine externe Verbindung mit dem "geerdeten" ringförmigen Leiterstreifen 46 ermöglicht, während die Kontakte 58 und 62 der Herstellung ex­ terner Verbindungen zur Source- bzw. Drain-Elektrode des Transistors 52 ermöglichen, wie dies in dem Schaltbild gemäß Fig. 4 gezeigt ist. Eine nicht lei­ tende Epoxydhardschicht 64 trennt dabei die nach in­ nen reichenden Teile der Kontakte 58 und 62 von der Stirnfläche 16, um die Möglichkeit für einen Kurz­ schluß zu verhindern.

Claims (7)

1. Mikrofon mit einem Gehäuse, welches einen mit einer Schallöffnung versehenen vorderen Gehäuseteil, einen hinteren Gehäuseteil und eine zwischen der Vorderseite des Gehäuses und der Rückseite desselben liegende Sei­ tenwand mit einer seitlichen Öffnung aufweist, mit einem isolierenden Träger, dessen Vorderseite und Rück­ seite der Vorderseite bzw. der Rückseite des Gehäuses zugewandt sind, der einen eingeschlossenen Teil um­ faßt, der sich innerhalb des Gehäuses befindet, und der einen durch die seitliche Öffnung nach außen vorstehen­ den Teil aufweist, mit einem Elektretwandlerelement, welches von der Vorderseite des eingeschlossenen Be­ reichs des Trägers getragen wird, mit mindestens einem elektrischen Kontakt an dem nach außen vorstehenden Teil des Trägers und mit Verbindungseinrichtungen, über die das Wandlerelement mit dem elektrischen Kontakt ver­ bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des Gehäuses (12, 14) mit einer wei­ teren Schallöffnung (76) versehen ist.

2. Mikrofon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12, 14) als elektrisch leitfähiges Gehäuse ausgebildet ist.

3. Mikrofon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Teil des Trägers (28) mit dem Gehäuse (12, 14) zusammenwirkt, um, angrenzend an den hinteren Teil (12) des Gehäuses, eine Kammer zu bilden.

4. Mikrofon nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der umschlossene Teil des Trägers (28) mit einer Öffnung versehen ist, die das Wandlerelement (24) mit dieser Kammer koppelt.

5. Mikrofon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen einen Verstärker (52) um­ fassen, der von der Rückseite des eingeschlossenen Teils des Trägers (28) getragen wird, sowie Anschlußeinrichtun­ gen (36, 42) zum Verbinden des Wandlerelements (24) mit dem Verstärker (52) und Anschlußeinrichtungen (46, 54, 60) zum Verbinden des Verstärkers (52) mit dem elektri­ schen Kontakt (50, 58, 62).

6. Mikrofon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt (50, 58, 62) an der Rückseite des Trägers (28) ausgebildet ist, daß die Verbindungs­ einrichtungen einen Verstärker (52) umfassen, der von der Rückseite des eingeschlossenen Teils des Trägers (28) getragen wird, daß Einrichtungen (36, 42) vorge­ sehen sind, die das Wandlerelement (24) mit dem Ver­ stärker (52) verbinden, und daß Einrichtungen (46, 54, 60) vorgesehen sind, über die der Verstärker (52) mit dem elektrischen Kontakt (50, 58, 62) verbunden ist.

7. Mikrofon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandlerelement eine Elektrode (36) auf der Vor­ derseite des eingeschlossenen Teils des Trägers (28) um­ faßt sowie eine leitfähige Membran (20), die im Abstand von der Elektrode (36) und vor dieser angeordnet ist, so­ wie ein Elektretelement (24), welches zwischen der Elek­ trode (36) und der Membran (20) angeordnet ist, daß die Verbindungseinrichtungen eine Verstärkerschaltung (44, 52, 56) umfassen, die von der Rückseite des eingeschlossenen Teils des Trägers (28) getragen wird, daß die Verstärker­ schaltung (44, 52, 56) einen Eingang und einen Ausgang aufweist, daß Einrichtungen vorgesehen sind, über die die Elektrode (36) mit dem Eingang der Verstärkerschal­ tung (44, 52, 56) verbunden ist, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, über die der Ausgang der Verstärker­ schaltung (44, 52, 56) mit dem elektrischen Kontakt (58) verbunden ist.