DE495350C - Piezoelektrisches Mikrophon - Google Patents

Description

• Piezoelektrisches Mikrophon Es ist bekannt, daß man die piezoe1ektrisch.e Erscheinungen zur Herstellung mikrophonischer und telephonischer Geräte benutzen kann. Wenn man beispielsweise Schallwellen mit Hilfe einer Membran auf einem geeignet .angeordneten piezoelektrischen Körper zur Wirkung bringt, so werden die von den Schallwellen erzeugten Druckschwankungen unmittelbar in elektrische Schwingungen umgesetzt, wobei die elektrische Wirkung direkt proportional dem auf den Piezokörper ausgeübten Druck ist.
• Diese Einrichtungen haben aber den großen Nachteil, daß die elektrische außerordentlich gering ist. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung, bei welcher die Wirkung außerordentlich gesteigert ist, und zwar wird dies im wesentlichen dadurch erreicht, daß mit dem piezoelektrischen Körper eine Membrananordnung zusammenwirkt, durch welche die Schallenergie so umgeformt wird, daß die vom Schall verursachten Bewegungsänderungen in verstärkte Druckschwankungen umgesetzt werden. Eine solche Membran ist eine nur wenilg aus ihrer Ebene herausigeb.ogene, also flach gewölbte Membran, die nach Art eines Kni:eh"bels tangential, also in Richtung ihrer Fläche wirkende, erhöhte Druckkräfte ergibt, wenn Bewegungskräfte auf ihrer gewölbten Fläche zur Wirkung kommen. In der verhältnismäßig Flachen Wölbung untersch endet sich die Membran von ähnlichen bekannten Anordnungen mit Lang entialem Randantrieb, und darin liegt Ihre Bedewtung für piezoelellztrische Geräte, da ,gerade diese Ausbi;l Jung die Meinbran befähigt, unmittelbar die Druckkräfte verstärkt auf die Piiez.oIzörp,er zu üib:ertragen; wodurch die eledz;tri.sche Wirkung wesenthclt erhöhen wird. Man kann die Wirkung noch dadurch erheblich steilgern, daß man eine Piezoanordnung wählt, bei welcher eine Reihe von piezoelelcrisdh:en Körpern, sind, so daß der auf die Säule wirkende Druck für alle Körper zugleich zur Geltung kommt, während durch .eine geeignete Schaltung der zwischen den Piezok örpe,rn anzubringenden Elektroden dafür gesorgt wird, daß die elektrische Wirkung im äußet-en Stromkreise sich summiert.
• Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung- skülzziert.
• Fig. i zeigt z. B. die Vetrbindung einer Membran i mit einem piezoelektrischen System Die Membran ist beispielswiense auf der einen Seite biei 3 fest gelagert, während die gegenüberliegende. Selte unmittelbar auf das psezoelek trische System 2 zurr Wirkung kommt. Wenn in Richtung des Pfeiles Schallwellen auf die Membran treffen, werden die Bleg ungsbeweg u%g en der Membran in Druckänderungen umgesetzt, die tangential aus der Fläche der- Membran heraus unmittelbar auf das piezoelektrische System 2 wirken. Die von dem pieaoelektrischen System gelieferten Ströme werden zweckmäßig einer Verstärk eranardnwng 4 zugeführt.
• Die Zab 7: @cler im pezo,elccktrischen System verwandten Piezokörpier kann beliebig sein. Zweckmäßig werden, wie .auch die Figur zeigt, eine Reihe solcher Kömpler Seite an Seite aufeinandergeschichtet, wobei zwischen diesen Körpern liegende Zwischenelektroden so mit den Außenelektroiden verbunden werden, daß sich für den äußeren Stromkreis einte Parallelschaltung dem einzelnen Systeme ergibt.
• Fig.2 zeigt .eine Anoindnung, bei welcher eine weätere Erhöhung der Wirkung dadurch zustande kommt, daß auf beiden Seiten der Membran je e&n piezoelektrisches System 2 bzw.2« angeordnet ist, so daß die Druck-. ivirlhung en der Membran sich auif beide Systeme übertragen.
• Man acann an jeder Sengte der Membran auch mehmere piezo,ele'ktrische Systeme an-or dnen, wie das Fig. 3 zeigt.
• . Die vorstehend beschriebene Anordnung hat auch bei der Umkehrung ider Wirkung zwecks Umwandlung elektrischer Stromschwankungen in Schallenemgie ein gutes Ergebnis, so daß die Anoirdnung auch als Telephon oider Lautsprecher brauchbar ist. In diesem Falle werden die Stroms,chvvanku%en zweckmäßig über eine Verstärkeranardnung dem pie"zoele1,ztrischen System zuggeführt, wobei dann ihre in Richtung der Membran$äche auif diese übeirtragenen mechanischen Schwingungen durch die Membran ebne zusätzliche Hebelühersetzung im vergrößerte Luftschwingungen senkrecht zur Membranfläche umgewandelt werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Piezoelektrusches Mikrophon"dadurch g:ekennzechnet, @daß die mit tangential wirkendem Randantrieb arbeitende Membran nur eine flache Durchbiegung entgegen der Schallrichtung aufweist, .so daß die auf ihme Oberfiäch:etreffenden, durch den Schall hervorgerufenen Lu:fterschwtterun-,gen nach Art der Knieehehelwirkung in ,emhöhte Druckänderungen umgesetzt werden, die unxnittelbaar den pmezo,eldktnschen Körpeir eTregen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das pez.o,eleiz:-trische System aus -einer :Mehrzahl piezoelektrischer Körper besteht, die awfeinandeTgeschichtet sind, so daß der Membrandruck auf alle zugleich zur Wirkung lammt, wobei sie elektrisch parallel geschaltet sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Systeme piezoelektrischer Körper auf gegenüberliegenGen, Seiten der Membran Jiegen, so daß die Membran zwischen diesen Systemen gespannt ist.
4. 4. Einrichtumig nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten der Membran mehrere piezoeleJctrische Systeme nebeneinander vorgesehen sind.
5. 5. Eindchitung nach Anspruch i bis dadurch g ekennzeichneit, daß bei Zuführung elektrischer Spannungsschwankungen .die von den piezo,elektrischen Systemen erzeugten Schwingungen durch die Membran in vergrößerte Luftschwingungen senkrecht zurr Meinbranfläche umgewandelt werden.