EP0007036A1 - Elektroakustischer Wandler - Google Patents
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- EP0007036A1 EP0007036A1 EP79102142A EP79102142A EP0007036A1 EP 0007036 A1 EP0007036 A1 EP 0007036A1 EP 79102142 A EP79102142 A EP 79102142A EP 79102142 A EP79102142 A EP 79102142A EP 0007036 A1 EP0007036 A1 EP 0007036A1
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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- H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only
- H04R1/222—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only for microphones
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Definitions
- the invention relates to an electroacoustic transducer with a transducer plate, which is clamped at its edge area with the aid of bearing bodies and is provided with a piezoelectric layer.
- transducers In the frequency response of transducers, in particular transducers with a piezoelectric layer provided transducer plate, undesirable increases in sensitivity mostly occur due to harmonics of the transducer membrane used. This applies in particular to the fourth-order partial oscillation, which is characterized by a circle of nodes within the oscillating surface.
- the transducer element is tuned so that the basic resonance is within the transmission range of 200-4000 Hz.
- the greatest increase in sensitivity in the basic resonance can then be easiest reduced by a damped absorption resonator coupled to the transducer element.
- higher-order partial vibrations also fall within the transmission range.
- the second and third partial oscillations which would normally lead to drops in the frequency response, are largely avoided by the converter being constructed as symmetrically as possible.
- the fourth partial oscillation an undesirable increase occurs in the frequency response, whereby the danger of whistling when installing such transducers in a handset of a telephone is undesirably increased.
- the converter plate is reinforced from 230 ⁇ m to 290 ⁇ m.
- the resonance frequency of the fourth partial vibration is shifted from 4.1 kHz to 5.2 kHz.
- the frequency of the basic resonance is thus somewhat higher, namely at 1400 Hz instead of 1200 Hz. This shift in the increase can be easily corrected by a slight change in the coupling in the sound field.
- the converter plate is covered with a plastic layer. This dampens the fourth partial vibration in particular.
- a layer of 50 .mu.m causes the increase in the fourth partial oscillation to be reduced by approximately 3 dB.
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektroakustischen Wandler mit einer an ihrem Randbereich mit Hilfe von Lagerkörpern eingespannten auf Biegung beanspruchten mit einer piezoelektrischen Schicht versehenen Wandlerplatte, die in dem zur Übertragung bestimmten Frequenzgang neben der Grundschwingung der Wandlerplatte entstehende Resonanzspitze auch Teilschwingung höherer Ordnung ausbildet. Aufgabe der Erfindung ist es, die vierte Teilschwingung so festzulegen, daß diese nicht störend wirkt und ein Verlust der Empfindlichkeit des Wandlers weitestgehend vermieden wird Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die durch einen Knotenkreis gekennzeichnete vierte Teilschwingung soweit in einen höheren Frequenzbereich außerhalb des für den Fernsprechverkehr interessanten Frequenzbereich verlegt ist, daß keine störende Empfindlichkeitsüberhöhung mehr auftritt. Anwendbar bei Piezomikrofonen.
Description
- Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler mit einer an ihrem Randbereich mit Hilfe von Lagerkörpern eingespannten auf Biegung beanspruchten mit einer piezoelektrischen Schicht versehenen Wandlerplatte, die in dem zur Übertragung bestimmten Frequenzgang neben der Grundschwingung der Wandlerplatte entstehende Resonanzspitze auch Teilschwingungen höherer Ordnung ausbildet.
- Im Frequenzgang von Wandlern, insbesondere von Wandlern mit einer piezoelektrischen Schicht versehenen Wandlerplatte treten meistens durch Oberschwingungen der verwendeten Wandlermembran unerwünschte Empfindlichkeits- überhöhungen auf. Dies betrifft besonders die Teilschwingung vierter Ordnung, die durch einen Knotenkreis innerhalb der schwingenden Fläche gekennzeichnet ist.
- Zur Steigerung der Empfindlichkeit von Wandlern stimmt man das Wandlerelement so ab, daß die Grundresonanz innerhalb des Übertragungsbereiches von 200- 4000 Hz liegt. Die große Empfindlichkeitsüberhöhung bei der Grundresonanz kann man dann am einfachsten durch einen an das Wandlerelement angekoppelten, gedämpften Absorptionsresonator abbauen. Damit fallen jedoch auch Teilschwingungen höherer Ordnung in den Übertragungsbereich. Die zweite und dritte Teilschwingung, die normalerweise zu Einbrüchen im Frequenzgang führen würde, wird durch einen möglichst symmetrischen Aufbau des Wändlers weitestgehend vermieden. Bei der vierten Teilschwingung tritt im Frequenzgang eine unerwünschte Überhöhung auf, wodurch die Pfeifpunktgefahr beim Einbau solcher Wandler in einen Handapparat eines Fernsprechers unerwünscht erhöht wird.
- Nun ist es bekannt, daß sich wegen der Resonanz von Einsprache des Handapparates und der Fassung des Wandlers an der oberen Frequenzbandgrenze ein steiler Empfindlichkeitsabfall einstellt.
- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vierte Teilschwingung so festzulegen, daß diese nicht störend wirkt und ein Verlust der Empfindlichkeit des Wandlers weitestgehend vermieden wird.
- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die durch einen Knotenkreis gekennzeichnete vierte Teilschwingung soweit in einen höheren Frequenzbereich außerhalb des für den Fernsprechverkehr interessanten Frequenzbereichs (200 Hz bis ca. 3500 Hz) verlegt ist, daß die durch diese Teilschwingung hervorgerufene Empfindlichkeitsüberhöhung keinen störenden Einfluß auf den Frequenzgang des Wandlers ausübt, wobei einzelne oder mehrere der folgenden Maßnahmen wählbar sind :
- a) Verstärkung der Wandlerplattendicke
- b) Überzug der Wandlerplatte mit einer dämpfenden Kunststoffschicht
- c) Wahl einer weicheren Lagerung im Randbereich der Wandlerplatte
- d) Wahl der Form der Wandlerplatte
- e) Wahl der Größe der piezokeramischen Schicht
- Durch das Verlegen der vierten Teilschwingung in einen höheren Frequenzbereich gelangt diese in einen Bereich, wo sich normalerweise der den erwähnte steile Empfindlichkeitsäbfall einstellt. In diesem Bereich wirkt die Empfindlichkeitsüberhöhung nicht mehr störend. Die Empfindlichkeit des Wandlers wird dabei kaum abgesenkt.
- Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie den nachfolgenden Beispielen entnehmbar.
- Bei vorgegebener Lagerung der Wandlerplatte wird die Wandlerplatte von 230 µm auf 290 µm verstärkt. Die Resonanzfrequenz der vierten Teilachwingung wird von 4,1 kHz auf 5,2 kHz verschoben. Damit liegt die Frequenz der Grundresonanz auch etwas höher, und zwar bei 1400 Hz statt bei 1200 Hz. Diese Verachiebung der Erhöhung kann durch eine geringe Änderung der Ankopplung im Schallfeld leicht korrigiert werden.
- Die Wandlerplatte wird mit einer Kunststoffschicht überzogen. Dadurch wird besonders die vierte Teilschwingung gedämpft. Eine Schicht von 50 um bewirkt eine Absenkung der Überhöhung bei der vierten Teilschwingung um etwa 3 dB.
Claims (7)
1. Elektroakustischer Wandler mit einer an ihrem Randbereich mit Hilfe von Lagerkörpern eingespannten auf Biegung beanspruchten mit einer piezoelektrischen Schicht versehenen Wandlerplatte, die in dem zur Übertragung bestimmten Frequenzgang neben der Grundschwingung der Wandlerplatte entstehende Resonanzspitze auch Teilschwingungen höherer Ordnung ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß die durch einen Knotenkreis gekennzeichnete vierte Teilschwingung soweit in einen höheren Frequenzbereich außerhalb des für den Fernsprechverkehr interessanten Frequenzbereichs (200 Hz bis ca. 3500 Hz) verlegt ist, daß die durch diese Teilschwingung hervorgerufene Empfindlichkeitsüberhöhung keinen störenden Einfluß auf den Frequenzgang des Wandlers ausübt, wobei einzelne oder mehrere der folgenden Maßnahmen wählbar sind:
a) Verstärkung der Wandlerplattendicke
b) Überzug der Wandlerplatte mit einer dämpfenden Kunststoffschicht
c) Wahl einer weicheren Lagerung im Randbereich der Wandlerplatte
d) Wahl der Form der Wandlerplatte
e) Wahl der Größe der piezokeramischen Schicht
2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wandlerplatte um etwa 60 um auf 290 µm verstärkt ausgebildet ist, wodurch die vierte Teilschwingung von 4,1 kHz auf etwa 5,2 kHz verschoben wird.
3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wandlerplatte in ihrem Randbereich durch beidseitig am Plattenrand angreifende Lagerkörper hoher Elastizität gelagert ist.
4. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wandlerplatte pentagonale, hexogonale oder oktogonale Form aufweist.
5. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kunststoffschicht zu beiden Seiten der Wandlerplatte aufgebracht ist.
6. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kunststoffschicht auf einer Seite der Wandlerplatte aufgebracht ist.
7. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die vierte Teilschwinging in den durch den durch Fassung und Einsprache des Handapparatekörpers hervorgerufenen Empfindlichkeitsabfall des Wandlers verschoben ist.
Applications Claiming Priority (2)
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Also Published As
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