NL1015222C2 - Stelsel bestaande uit een microfoon en een versterker. - Google Patents

Description

Titel: Stelsel bestaande uit een microfoon en een versterker.

De uitvinding heeft betrekking op een stelsel bestaande uit een microfoon en een versterker, waarbij de microfoon een behuizing met daarin ten minste een opening naar de omgeving, een membraan en een backplate omvat en de versterker in de behuizing is ondergebracht op een drager en 5 gekoppeld is met het stelsel bestaande uit het membraan en de backplate, waarbij het membraan in de behuizing een scheidingswand vormt tussen een eerste compartiment dat de opening naar de omgeving bevat en een tweede compartiment, waarin de versterker is ondergebracht en dat in wezen van de omgeving is afgesloten.

10 Een dergelijk stelsel is bijvoorbeeld bekend uit NL-A-1002783 en wordt voornamelijk toegepast voor hoorapparaten. Bij dergelijke hoorapparaten is het gewenst om voor diverse toepassingen aan de frequentiekarakteristiek van het stelsel een bepaalde vorm te kunnen geven. Bij het uit NL-A-1002783 bekende stelsel geschiedt dit door middel 15 van een elektronische filtering in de voorversterker. Het is echter ook bekend dat de behuizingsconfiguratie de frequentiekarakteristiek kan beïnvloeden: een kleine opening in het membraan zorgt bijvoorbeeld voor een effectieve onderdrukking van de gevoeligheid voor lage frequenties.

De onderhavige uitvinding beoogt te voorzien in verdere 2 0 mogelijkheden om de frequentierespons van een stelsel van voornoemde soort met mechanische middelen te beïnvloeden.

De uitvinding voorziet hiertoe in een stelsel van voornoemde soort, met het kenmerk, dat het tweede compartiment door een scheidingswand in een eerste en een tweede volume is verdeeld, waarbij in de scheidingswand 2 5 een opening met een tevoren bepaald volume is aangebracht, welk volume een zodanige grootte heeft, dat lucht in het eerste volume alleen bij geluidstrillingen met lage frequenties in trilling kan worden gebracht.

1015222 2

Het tweede compartiment, dat dus niet met de omgeving in verbinding staat via de zogenaamde tuit van de microfoon, wordt gewoonlijk het achtervolume van de microfoon genoemd. Door in dit achtervolume een scheidingswand aan te brengen met daarin een opening worden twee 5 volumina gecreëerd waarbij het volume dat grenst aan het membraan gevoelig is voor alle frequenties, dat wil zeggen dat de lucht in dat volume trilt bij geluidsgolven met alle frequenties. Het volume dat gelegen is tussen de scheidingswand en de behuizingswanden en dat dus alleen via de opening in de scheidingswand met het eerste volume in verbinding staat, is 10 alleen gevoelig voor lage frequenties, dat wil zeggen dat de lucht in dit volume alleen trilt bij geluidsgolven met lage frequenties. De opening kan dus worden gezien als een mechanisch equivalent van een zelfinductie, die ook de eigenschap heeft hoge frequenties te verzwakken. Het volume van de opening bepaalt waar het overgangsfrequentiegebied tussen het lage 15 frequentiegebied, waarin de lucht in de beide volumina trilt, en het hoge frequentiegebied, waarin alleen de lucht in het eerste volume trilt, gelegen is. Door een juiste keuze van het volume van de opening tussen het eerste en het tweede volume kan de gevoeligheid van de microfoon voor lagere frequenties worden vergroot of verkleind. Dit berust op het verschijnsel dat 2 0 naarmate het achtervolume van de microfoon groter is, de gevoeligheid van de microfoon toeneemt.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de scheidingswand tussen het eerste en tweede volume van het tweede compartiment ten minste ten dele de drager, dat wil zeggen de printplaat 2 5 met de versterker, waarbij zowel in de printplaat als in de de printplaat dragende bevestigingswand de opening is aangebracht.

Volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de scheidingswand tussen het eerste en tweede volume van het tweede compartiment gevormd door de drager van de versterker. In de printplaat is 3 0 dan een opening aangebracht met een geschikt volume.

1015222 3

Eventuele doorvoeropeningen door de scheidingswand en/of printplaat voor bedrading dient afgedicht te worden opdat dergelijke openingen de frequentiekarakteristiek niet kunnen beïnvloeden.

De uitvinding van het hiernavolgende zal nader worden toegelicht 5 aan de hand van een tweetal uitvoeringsvoorbeelden onder verwijzing naar de tekening, hierin toont: fig. IA een schematisch perspectiefaanzicht van de voornaamste onderdelen van een eerste uitvoeringsvorm van een microfoon/versterkerstelsel volgens de uitvinding, in uiteengenomen 10 toestand; fig. 1B een schematisch perspectiefaanzicht van het microfoon/versterkerstelsel van fig. IA in gemonteerde toestand; fig. 1C een schematische doorsnede van het microfoon/versterkerstelsel van fïg. IA in gemonteerde toestand; 15 fïg. 2 een doorsnede van een tweede uitvoeringsvorm van een microfoon/versterkerstelsel volgens de uitvinding; en hg. 3A,B een tweetal frequentiegrafieken van een conventionele microfoon/versterkerstelsel en van een stelsel volgens de uitvinding.

2 0 De uitvinding is in het bijzonder maar niet uitsluitend van nut bij een hoortoestel, en zal daarom in het hiernavolgende in de context van een dergelijk toepassingsvoorbeeld worden beschreven.

Thans zal onder verwijzing naar de figuren 1 en 2 de opbouw en werking van een geïntegreerde microfoon/versterkereenheid 1 volgens de 2 5 uitvinding worden verduidelijkt. De microfoon/versterkereenheid 1, die ook kortweg wordt aangeduid als microfoon, omvat een doosvormig huis 10 en een deksel 11, een geluidinlaatmondstuk 12, een van een geladen elektreetlaag voorziene achterplaat (backplate) 13, een membraan 14, een bevestigingsplaat 15, en een versterkermodule 100 op een drager of 3 0 printplaat 17. De combinatie van achterplaat 13 en membraan 14 wordt 1015222 4 aangeduid als microfoonkapsel (capsule) 2. In gemonteerde toestand (fig.

1C) is de achterplaat 13 met het membraan 14 gemonteerd nabij de bodem van het huis 10, is de bevestigingsplaat 15 gemonteerd op het huis 10, en is op de bevestigingsplaat 15 de printplaat 17 gemonteerd. Het deksel 11 is 5 geplaatst over de printplaat 17, waarbij elektrische aansluitpunten 5, 6, 7 van de printplaat 17 worden vrijgelaten. De bevestigingsplaat 15 vormt de scheidingswand waarmee het behuizingscompartiment dat, gezien in de figuur, boven het membraan is gelegen in twee volumina 19 en 20 wordt verdeeld. Geluid kan via het geluidinlaatmondstuk 12 het inwendige van 10 het huis 10 bereiken, waardoor het membraan 14 zal gaan bewegen zodat het elektreet-microfoonkapsel 2 een elektrisch kapselsignaal opwekt. Het elektreet-microfoonkapsel 2 is middels aansluitdraden 22, die reiken door een doorlaatopening 21 in de bevestigingsplaat 15, verbonden met ingangsaansluitpunten 3 en 4 van de van de eenheid 1 deel uitmakende 15 versterkermodule, om daaraan het kapselsignaal te leveren. De elektrische aansluitpunten 5, 6, 7 omvatten twee aansluitpunten 5, 7 voor het toevoeren van elektrische voeding naar de versterkermodule, en een signaaluitgangsaansluitpunt 6 voor het leveren van een versterkeruitgangs-signaal, dat ook wordt aangeduid als microfoonsignaal.

2 0 Aangezien de aard en constructie van de eenheid 1, met name de constructie van het membraan 14 en de backplate 13, verder geen onderwerp vormen van de onderhavige uitvinding, en kennis daarvan voor een goed begrip van de onderhavige uitvinding niet nodig is voor een deskundige, zullen deze hier niet nader worden beschreven. Voor een 2 5 uitgebreidere beschrijving van de werking van een elektro-akoestische transducent van het elektreet-type, en voorbeelden van mogelijke constructies daarvan, wordt verwezen naar de publicatie EP-A-0.533.284.

Volgens de uitvinding zijn in de bevestigingsplaat 15 en in de printplaat van de versterkermodule 100 respectievelijk openingen 18 en 18' 3 0 aangebracht die een zodanige diameter en lengte hebben, dat voor hogere 1015222 5 geluidsfrequenties de lucht in het volume 19 tussen het deksel 11 en de bevestigingsplaat niet in trilling wordt gebracht en voor lagere frequenties wel. De ligging van het overgangsfrequentiegebied in het totale frequentiespectrum wordt bepaald door de diameter en lengte van de 5 openingen.

De doorvoeropening 21 in de bevestigingsplaat 15 voor de verbindingsdraad 22 wordt met lijm of iets dergelijks afgedicht, opdat deze opening het frequentiegedrag niet beïnvloedt.

Fig. 2 toont een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarin 10 gelijke onderdelen als bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 1 met gelijke verwijzingscijfers zijn aangegeven. De printplaat 17 is hierbij niet op de bevestigingsplaat 15 gemonteerd, maar op een ondersteuningsring 21 in de behuizing. De grootte van de opening 18 in de printplaat 17 beïnvloedt nu de frequentiekarakteristiek van de microfoon. Het eerste volume 19 bevindt 15 zich nu tussen het deksel 11 en de bovenzijde van de printplaat 17, terwijl het tweede volume 20 de gehele ruimte is tussen de onderzijde van de printplaat 17 en het membraan.

Fig. 3A toont een frequentiegrafiek waarvan curve A de frequentierespons van een eerste uitvoering van een microfoon/- 2 0 versterkerstelsel toont en curve B de frequentierespons van een stelsel volgens de uitvinding.

Fig. 3B toont gelijksoortige grafieken voor een tweede uitvoeringsvorm van een microfoon/versterkerstelsel. Zoals uit de grafieken blijkt, is met de maatregel volgens de uitvinding eenvoudig een 25 verschuiving van de piek in de frequentierespons met ongeveer 1 kHz te realiseren.

De maatregel volgens de onderhavige uitvinding waarbij een opening met een tevoren bepaalde grootte wordt aangebracht tussen een eerste en een tweede volume in het tweede compartiment, is eenvoudig en 3 0 goedkoop te realiseren en kan makkelijk worden opgenomen in een l ü 1 5 2 22 6 geautomatiseerd productieproces. De opening in de scheidingswand en/of printplaat kan worden aangebracht door middel van boren of door een buisje aan te brengen met een tevoren bepaalde opening. Aangezien de opening een kleine diameter heeft kan dit worden gerealiseerd door eerst 5 een draad met een kern aan te brengen en vervolgens de kern te verwijderen, waarbij de mantel van draad het buisje vormt. De frequentierespons van de microfoon kan dankzij de uitvinding nauwkeurig worden gecontroleerd, waarbij in het bijzonder verlaging van de gevoeligheid van de microfoon boven een bepaalde frequentie het voordeel 10 heeft dat deze daardoor stabieler wordt. Ook kan de resonantiefrequentie naar een lagere frequentie verschuiven, hetgeen ook bij bepaalde toepassingen van voordeel is.

Het zal deskundigen duidelijk zijn dat binnen het kader van de uitvinding varianten mogelijk zijn van de getoonde uitvoeringsvormen.

1015222

Claims (4)

1. Stelsel bestaande uit een microfoon en een versterker, waarbij de microfoon een behuizing met daarin ten minste een opening naar de omgeving, een membraan en een backplate omvat en de versterker in de behuizing is aangebracht en gekoppeld is met het stelsel bestaande uit het 5 membraan en de backplate, waarbij het membraan in de behuizing een scheidingswand vormt tussen een eerste compartiment dat de opening naar de omgeving bevat en een tweede compartiment waarin de versterker is ondergebracht en dat in wezen van de omgeving is afgesloten, met het kenmerk, dat het tweede compartiment door een 10 scheidingswand in een eerste en een tweede volume is verdeeld, waarbij in de scheidingswand een opening met een tevoren bepaald volume is aangebracht, welk volume een zodanige grootte heeft, dat lucht in het eerste volume alleen bij geluidstrillingen met lage frequenties in trilling kan worden gebracht. 15

2. Stelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het eerste volume begrensd wordt door de scheidingswand en behuizingswanden en het tweede volume door de scheidingswand, het membraan en behuizingswanden en dat de versterker in het eerste volume is ondergebracht. 20

3. Stelsel volgens conclusie 2, waarbij de versterker is aangebracht op een printplaat, met het kenmerk, dat de printplaat rust op de scheidingswand en dat in de printplaat en de scheidingswand een doorgaande opening is aangebracht. 25

4. Stelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de versterker is aangebracht op een printplaat die zich evenwijdig aan het membraan uitstrekt, en dat de printplaat de scheidingswand vormt. 10 15 2 22