DE844464C - Kondensatormikrophon mit sehr kleinem Luftabstand zwischen Membran und Gegenflaeche - Google Patents

Description

• Kondensatormikrophon mit sehr kleinem Luftabstand zwischen Membran und Gegenfläche Die Erfindung bezieht sich auf Kondensatormikrophone und in erster Linie auf die Ausbildung und Herstellung des sehr kleinen Luftspaltes zwischen Membran und Gegenelektrode und ferner auf die Form und Bearbeitung der Membrangegenfläche, d. h. der Gegenelektrode. Von diesem Luftspalt, der im allgemeinen etwa io bis 20,u dick ist, und von dessen Maßhaltigkeit sowie von der Sauberkeit der Gegenfläche hängt die Qualität des Mikrophons hinsichtlich Frequenzgang, Übertragungsmaß, Richtwirkung entscheidend ab.
• Bei den bekannten Mikrophonen wird der Luftspalt und die Gegendläche im allgemeinen in mühseliger Handarbeit auf das erforderliche Maß gebracht, z. B. durch Touschieren. Ferner hat man auch schon die Gegenfläche in den inneren Teil der Elektrode eingedreht und die Membran über verhältnismäßig breite stehengelassene Ränder gespannt. Man hat auch schon zwischen Membran und Gegenfläche Zwischenlagen aus dünner Isolierstoffolie eingelegt, deren Dicke den Abstand bestimmt. Alle Verfahren besitzen den Nachteil, daß sie ungenau sind und nur für kleine Stückzahlen in Betracht kommen. Außerdem klatscht bei zu hoher Gleichspannung die Membran an die Gegenfläche an und wird festgebremst. Bei den zwischengelegten Folien und den breiten Rändern treten ferner Verluste durch schädliche Kapazitäten auf.
• Gemäß der Erfindung wird nun bei dem Kondensatormikrophon eine Membrangegenfläche (Gegenelektrode) verwendet, die im -Prägeverfahren bearbeitet ist. 'per V orteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß durch das *Prägen mittels glatter Präge,-, Stempel die natürlichen Unebenheiten der Membrangegenfläche eingeebnet werden. Die .Unebenheiten können bei unbearbeiteten Blechen etwa 5,u- hoch sein und deshalb bereits irr die Größenordnung der Lüftspaltdicke kommen. Man versuchte sie bisher durch Feinstbearbeitungsmethoden, z. B. Schleifern oder Touschieren, zu beseitigen. Bei Verwendung der geprägten Membrangegenflächen nach der Erfindung wird die Feinstbearbeitung überflüssig und auch bei billiger Serienfertigung mit maschinellen Mitteln höchste Genauigkeit erreicht. ' -Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden auf die Membrangegenflächen Erbebitnggn als Mernbrananstützungen geprägt, z. B. linienförmige Stege, Ringe od. dgl., die eine dem Membranabstand -ent-. sprechende Höhe (etwa io bis- 20.ß) ,besitzen. Ihre Breite beträgt beispielsweise o;i mrii, d. h. sie sind größenordnungsmäßig etwa zehnmal so breit wie hoch. Die Membran wird straff darübergespannt und von den Erhebungen bzw. Stegen abgestützt.
• Die Erfindung und dazugehörige Einzelheiten sind an Hand der Abb. i bis 7 beispielsweise erläutert. In Abb. i sind sämtliche Teile des Mikrophons in der keihenrfolge, wie sie zusammengefügt werden, ülk.reinandergezeichnet. Alle.Mikrophonteile werden von dem ringförmigen aus Blech gezogenen Geliäuse i aufgenommen, in das zunächst die als Staubschutz dienende feine Drahtgaze 2 eingelegt wird. Dann folgt der ebenfalls gezogene, nach oben gewölbte Deckel 3: auf dessen Rand von unten die dünne Folienmembran 4 (z. B. Vinifol) mit der im Vakuum aufgedampften. Metallschicht (z. B. aus Zinn, Aluminium öder Antimon) nach oben so aufgeklebt ist, daß die Metallschicht mit dem Deckel Kontakt macht. Die Gegenelektrode 5 ist als Scheibe aus gelochtem Blech, dessen Löcher maaschinell ausgestanzt sind, ausgeschnitten oder ausgestanzt .und gemäß der Erfindung mit drei feinen konzentrischen Abstützrin.gen 6 versehen. Diese Ringe sind etwa io bis 20,c hoch und etwa o,i mm breit. Die Gegen elektrode 5 wird in eine Vertiefung des Isolierkörpers 7 (z. B. Preßkörper) so weit eingedrückt, claß sie etwas (etwa 0,3 mm) über die Ringfläche übersteht und mit dem nach außen führenden Kontaktstift 8 verlötet. Der aus der Gegenelektrode 5 und Isolierkörper 7 gebildete Teil g wird nunmehr 'in, das Gehäuse i eingeführt, wobei sich die Membran über die vorstehende Gegenelektrode 5 wie ein Trommelfell spannt. Der radiale Abstand der Ringe 6 ist so bemessen, daß die zwischen den Ringen liegenden Teilmembranflächen gleiche oder ungefähr gleiche Eigenresonanzen besitzen. Vorzugsweise erfolgt die Anordnung der Ringe in den Schwingungsknotenlinien der Membran. Auf der Rückseite des Teiles 9 ist eine schlaffe, akustisch uriwirksame Folienmembran io aufgeklebt, die den hinter der Gegenelektrode 5 liegenden Luftraum abschließt. Dann folgt eine als Dichtung wirkende Seidenscheibe i i und der hintere Abschlußdeckel 12; in den die feinen Luftkanäle 13 radial eingraviert oder eingeprägt sind. Nach Einfügen aller Teile wird der Rand des Gehäuses i umgelxirdelt und das Mikrophon damit verschlossen.
• in den Abb. 2 bis 6 sind weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen der Gegenelektrode 5 und der feinen: Stege dargestellt. 111 Alb. 2 ist eine Gegenelektrode 5 gezeigt, die nur einen Abstützring 13 am äußeren Rand besitzt. In ebb. 3 sind sieben nebeneinander angeordnete Ringe 11 vorgesehen und in Abb. 4 radiale Stege 15. In A11. 5 sind die Stege 16 netzförmig über die Elektrodenfläche verteilt und in Abb.6 sind in ähnlicher Weise wie bei Abb. i drei konzentrische Ringe 1 7 vorgesehen. Die Löcher 18 in der Gegenelektrode 5 sind hier jedoch so angeo@dnet, daß die in den Zwischenräumen verlaufen-,den. 17 nicht unterbrochen sind. Es ist jedoch auch möglich, unterbrochene Stege zu verwenden, z. B. indem man sie über die Elektrodenlöcher hinwegzieht; . sie können aber auch aus punktförmigen Gebilden bestehen. In Alb. 7 ist das fertige Mikrophon dargestellt.
• Das Prägen der Gegenelektroden 5 erfolgt in ähnlicher Weise wie bei der Münzenherstellung mit Hilfe von Prägepressen und gehärteten Prägestempeln. Letztere sind plangeschlifiien und gegebenenfalls touschiert, um völlig saubere Gegenflächen zu erzielen. Für den Fall, daß Erhebungen oder Stege in die Gegenelektrode 5 eingeprägt werden sollen, trägt der Prägestempel entsprechende Vertiefungen oder Rillen.
• Die Breite der Stege bestimmt die schädliche Kapazität des Mikrophons, da die Membran an diesen Stellen aufliegt und elektroakustisch unwirksam ist. Es ist also günstig, die Stege so schmal zii machen, wie dies aus mechanischen und fertigungstechnischen Gründen zugelassen werden kann. Als praktisches Maß ist etwa o,i min ermittelt worden, es sind jedoch Abweichungen davon möglich.
• Die 'Höhe der Abstützerhebungen beeinflußt die Reibungsdämpfung der Membranen. Bei Richtmikrophonen kann es unter Umständen zweckmäßig sein, die Abstützhöhen der verschiedenen Membranen unterschiedlich zu machen durch verschiedene Prägung der Gegeilfliiclleil. Nlan kann auch verschiedene Musterung wählen und gegebenenfalls hei der einen Membran eine glatte liegeilelektrode ohne Erhebungen verwenden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kondensatormikrophon mit sehr kleinem Luftabstand zwischen Membran und Gegenfläche (Gegenelektrode), gekennzeichnet durch eine im Prägeverfahren bearbeitete Membrangegenfläche (Gegenelektrode).
2. 2. Kondensatormikrophon nach Anspruch i, gekennzeichnet durch geprägte Erhebungen als Membranabstützung auf der Membrangegenfläche.
3. 3. Kondensatormikrophon nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch geprägte linienförmige Stege auf der Membrangegenfläche.
4. 4. Kondensatormikrophon nach einem der Ansprüche i bis 3, gekennzeichnet durch einen oder mehrere geprägte Ringe auf der Membrangegenfläche.
5. 5. Kondensatorinikrophon nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die geprägten Ringe konzentrisch zueinander auf der Membrangegenfl:iche liegen. f.
6. Kondensatormikrophon nach Anspruch 3, dadurch gekennz_eicliiiet, daß die geprägten Stege auf der Nlembrangegenfläche ein Netz mit regelmäßiger oder unregelmäßiger Musterung bilden.
7. 7. Kondensatormikrophon nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die geprägten Stege sich ununterbrochen in den Zwischenräumen entsprechend in der Gegenfläche angeordneter Löcher erstrecken. B. Kondensatormikrophon nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß.die geprägten Stege unterbrochen sind, z. B. durch Löcher in der Gegenfläche. g. Kondensatormikrophon nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die geprägten Stege bzw. Ringe in den Schwingungsknotenlinien der Membran liegen:. io. Kondensatormikrophon nach einem der Ansprüche i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß die geprägten Stege bzw. Ringe so auf der Gegenfläche angeordnet sind, daß die durch sie gebildeten Teilflächen der Membran gleiche Eigenresonanzen besitzen. i i. Kondensatormikrophon nach einem der Ansprüche i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenfläche eine scheibenförmige, vorzugsweise isoliert gelagerte Gegenelektrode (5) aus gelochtem Blech vorgesehen ist.