DK142340B - Temperaturstabil elektretmikrofon. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 142340 DANMARK ln' Cl’ B 04 R 19/01 »(21) Ansøgning nr. 1 ^83/78 (22) Indleveret den ^2. mar. 1978 (24) Løbedag 22. maP. 1978 (44) Ansøgningen fremlagt og , . .

fmmlaeggelsesskrittet offentliggjort den ' s* OKt * 1

Dl REKTORATET FOR „ni . ,

PATENT- OG VAREM/ERKEV/ESENET (30) 7705555, SE

(71) TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON, S-126 25 Stockholm, SE.

(72) Opfinder: Nils -Eric Agneus* Hilleroedsvaegen 9, S-571 00 Karlskrona, SE: Hans-Eric Månsson, Laerkvaegen 12, S-570 24 Naettraby, SE.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co.

(54) Temperaturstabil elektretmikrofon.

Opfindelsen angår en temperaturstabil elektretmikrofon med en metalbelagt plastfilm strakt over en polariseret plastfilm og indspændt mod en under denne liggende fast elektrode, idet den polariserede plastfilm på mindst en side er præget med et reliefmønster.

I det svenske patentskrift nr. 362.571 beskrives en elektretmikrofon af hovedsageligt samme type. Mellem plastfilmene og den faste elektrode dannes mikroskopiske luftrum som følge af ujævnheder i deres mod hinanden vendende overflade. Disse mikroskopiske luftrum giver elektretmikrofonen en høj kapacitet og dermed en høj følsomhed. En ulempe er dog, at variationer i følsomheden kan forekomme som følge af, at luftrummene ikke er tilstrækkeligt nøjagtigt bestemt. Eksempelvis er indspændingen af plastfilmene kritisk 2 142340 p.g.a. risikoen for, at de vil udvide sig med tiden. En modforanstaltning, beskrevet i det svenske patentskrift nr. 382.297 består i at anvende en polariseret plastfilm, som er givet et reliefmønster ved at begge dens sider er præget med et glasvæv.

Med hensyn til temperaturstabiliteten ville det være hensigtsmæssigt at anvende et materiale med samme længdeudvidelseskoefficient i plastfilmenø og i den faste elektrode i elektret-mikrofonen. Materialet i den polariserede plastfilm må imidlertid vælges først og fremmest under hensyn til at opnå en så høj specifik modstand som muligt, hvilket i praksis har vist sig at betyde et materiale med en længdeudvidelseskoefficient, som en betydeligt større end længdeudvidelseskoefficienterne for de materialer, som er hensigtsmæssige for den metalbelagte plastfilm og for den faste elektrode. For de elektretmikrofoner som er kendt gennem de ovennævnte patentskrifter, har det derfor vist sig, at der er en risiko for, at varme forårsager, at den polariserede plastfilm krøller under den metalbelagte plastfilm. Som følge af den kendsgerning, at følsomheden for en elektretmikrofon aftager med kvadratet på det virksomme membranareal, kan sådan krølning ved varmepåvirkning indebære en drastisk reduktion af udgangsniveauet for elektretmikrofonen.

Et hovedformål med opfindelsen er at fremstille en temperaturstabil elektretmikrofon, hvor den polariserede plastfilm ikke krøller under den metalbelagte plastfilm ved varmepåvirkning. Dette opnås med den i kravet angivne konstruktion. Yderligere fordele ved opfindelsen fremgår af beskrivelsen nedenfor.

Opfindelsen skal nu forklares nærmere under henvisning til tegningen, som viser et snit i en temperaturstabil elektretmikrofon ifølge opfindelsen.

Tegningen viser et snit i en elektretmikrofon med en bevægelig elektrode i form af en første plastfilm 1 af Mylar udspændt over en anden plastfilm 2 af teflon og fastspændt mod en under denne liggende fast elektrode bestående af en metalbundplade 3.

Den første plastfilm 1 er på sin overside forsynet med en metalhinde, mens den anden plastfilm 2 er polariseret, så den indeholder elektretladninger. Den sidste er desuden påført et reliefmønster ved, at begge dens sider er prægede af et glasvæv efter en metode, der er beskrevet i det svenske patentskrift nr. 382.297.

Elektretmikrofonen har en isolerende kappe 5 og et metallåg 3 142340 6 forsynet med et antal akustiske vinduer 7. Den metalliske bundplade 3 er på kendt måde forsynet med luftkanaler 8. Akustiske bølger vil påvirke de to plastfilm 1 og 2 gennem de akustiske vinduer 7, så de svinger i kaskade og forårsager en signalspaending, som kan udtages mellem en elektrisk tilslutning 9 til den metalliske bundplade 3 og en anden elektrisk tilslutning 10 til den metalliske hinde 4 på plastfilmen 1. Den elektriske tilslutning 9 er udformet så at den fjedrer mod den metalliske bundplade 3, mens den elektriske tilslutning 10 er anbragt, så at den fastspænder såvel låget 6 mod kappen 5 som plastfilmen 1 mod bundpladen 3.

Med hensyn til temperaturstabiliteten ville det være hensigtsmæssigt at anvende materialer med lave og hovedsageligt lige store længdeudvidelseskoefficienter i plastfilmene 1 og 2 og i den metalliske bundplade 3. Dette ønske kan opfyldes for den metalbelagte plastfilm 1, hvor det valgte materiale Mylar har en længdeudvidelseskoefficient på ca. 17 x 10 ®/°C men kan ikke opfyldes for den polariserede plastfilm 2, hvor materialet teflon først og fremmest er valgt under hensyn til at opnå en så høj specifik modstand som muligt, ca. 2 x 1016 ohm-meter, og har en længdeudvidelseskoefficient, som er forholdsvis stor, ca. 100 x 10 ^/°C.

Ifølge opfindelsen løses problemet med temperaturstabiliteten af elektretmikrofonen derved, at den polariserede og væv-mønsterprægede plastfilm 2 gives et mindre areal end den underliggende metalliske bundplade 3 og fikseres koncentrisk mod denne af den metalbelagte plastfilm 1. Plastfilmen 2 opnår som en følge heraf et fornødent termisk udvidelsesrum for at eliminere risikoen, for at den under varmepåvirkning krøller under den metalbelagte plastfilm 1 som følge af sin større længdeudvidelseskoefficient.

Opfindelsen er baseret på den erfaring, at vævsmønsteret, der er præget i plastfilmen 2 forårsager et nøjagtigt forudbestemt luftgab i elektretmikrofonen, uden at en sådan separat indspænding af plastfilmen 2 mod bundpladen 3, som er beskrevet i ovennævnte svenske patentskrift nr. 382.297 er nødvendig. Det reducerede areal af plastfilmen 2 behøver heller ikke at indebære, at den virksomme membran reduceres andet end i ringe grad og har i øvrigt ikke kunnet vises at medføre nogen ulempe. Foruden den forbedrede temperaturstabilitet opnås der en omkostningsbesparelse p.g.a. mindre materialeforbrug og en mulighed for en forlænget levetid for elektretmikrofonen takket være den kendsgerning, at plastfilmen 2, som det fremgår af tegningen, bliver godt indkapslet af 4 142340 den metalbelagte plastfilm 1, hvilket forhindrer indtrængning af fugtighed og giver elektreten en afladningsresistens mellem de to sider af plastfilmen 2.