RU1816342C - Пьезоэлектрический микрофон - Google Patents

Abstract

Использование: предназначено дл  комплектации цифровой аппаратуры. Сущность изобретени : пьезоэлектрический микрофон содержит чувствительный элемент из пьезокомпозиционного материала св зностью 3-3, одна из фаз которого  вл етс  газообразной средой, и оболочку, охватывающую без зазора всю поверхность чувствительного элемента. Оболочка выполнена из диэлектрического материала. Приводитс  формула, св зывающа  толщину стенки оболочки с упругими константами материалов оболочки, чувствительного элемента и геометрическими размерами чувствительного элемента. Микрофон также содержит основание, св занное с частью внешней поверхности оболочки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к электроакустическим преобразовател м, а именно к микрофонам, предназначенным дл  комплектации бытовой аппаратуры.

Сущность изобретени  состоит в том, что в пьезоэлектрическом микрофоне чувствительный элемент выполнен из пьезоком- позиционного материала св зностью 3-3, одна из фаз которого  вл етс  газообразной средой, воспринимающий давление упругий элемент выполнен в виде оболочки из диэлектрического материала, охватывающей всю поверхность чувствительного элемента без зазора, а толщина стенки d оболочки удовлетвор ет соотношению:

Sk/Em- Lit,

где Ek - модуль Юнга пьезокерамики, N Em - модуль Юнга материала оболочки, Sk - площадь сечени  чувствительного

элемента плоскостью, перпендикул рной

направлению пол ризации.

Lk - периметр сечени  чувствительного элемента плоскостью, перпендикул рной направлению пол ризации, а также при сохранении указанных отличий в том, что микрофон содержит основание , с которым св зана часть внешней поверхности оболочки.

Изобретение направлено на создание пьезоэлектрического микрофона с удовлетворительной равномерностью амплитудно- частотной характеристики, что позвол ет использовать его в бытовой технике, а также при сохранении его характеристик, на обеспечение надежного креплени  в бытовой аппаратуре, например в магнитофоне или в телефоне.

В указанной конструкции наличие механической св зи между упругим элементом и участком чувствительного элемента приводит к механическим резонансам, обуславливающим существенную неравномерность амплитудно-частотной характеристики, несо

а

со

К)

со

зависимо от выбора конструкции чувствительного элемента и материала, из которого он сделан. Преобразовать эту св зь в рамках известной конструкции не представл етс  возможным.

Изобретение по сн етс  фиг. 1-3.

Микрофон состоит из чувствительного элемента 1, оболочки 2 и основани  3.

Микрофон работает следующим образом ,

Давление воспринимаетс  оболочкой, охватывающей всю поверхность чувстви- тельного элемента, что исключает механические резонансы.

Давление, воспринимаемое оболочкой передаетс  на чувствительный элемент, в результате чего он деформируетс  в направлении пол ризации, а на его электродах по-  вл етс  зар д, Наличие оболочки исключает проникновение звуковой волны внутрь пор чувствительного элемента и тем самым исключает компенсацию зар да зар дами, обусловленными поперечным пьезоэффектом. Так как газообразное на

полнение пор чувствительного элемента

обладает большой сжимаемостью, воздействие волны на боковую поверхность чувствительного элемента также не приводит к по влению компенсирующих зар дов.

Толщина стенки оболочки должна быть таковой, чтобы ее жесткость не увеличивала жесткость чувствительного элемента и не снижала тем самым его чувствительность.

Чувствительный элемент, состо щий из пьезокомпозиционного материала со св зно- стью 3-3, реализован выжиганием органических наполнителей. Оболочка выполнена нанесением на чувствительный элемент вик- синта. Сборка микрофона произведена в атмосфере (воздухе). При этом была достигнута неравномерность амплитудно-частотной характеристики не более 4 дБ.

, Неравномерность амплитудно-частотной характеристики в вариантах конструкции микрофона фиг. 2,3 также составила не более 4 дБ.

В конструкции пьезоэлектрического микрофона, представленной на фиг. 1, звукова  волна воздействует на всю наружную поверхность оболочки 2, котора  передает воздействие на чувствительный элемент 1, и на нем возникает напр жение, пропорциональное давлению звуковой волны.

В варианте конструкции пьезоэлектрического микрофона, представленном на фиг. 2 звукова  волна воздействует нЈ поверхность оболочки 2, перпендикул рную направлению пол ризации, котора  передает воздействие на поверхность чувствительно5

5 0

5

0

5 0

45

50

55

го элемента 1. На его противоположную поверхность через оболочку со стороны основани  3 действует реакци  опоры на передаваемое чувствительным элементом давление звуковой волны. При этом давление звуковой волны действует и на боковую поверхность оболочки, котора , в свою очередь , передает это давление на поверхность основани , прилегающую к поверхности оболочки. Со стороны основани  мембрана передает на чувствительный, элемент реакцию опоры. Таким образом, чувствительный элемент испытывает всестороннее сжатие, и на нем возникает напр жение, пропорци- ональное давлению звуковой волны.

В варианте конструкции пьезоэлектрического микрофона, представленном на фиг.З, звукова  волна воздействует на поверхности оболочки 2. перпендикул рные направлению пол ризации, которые передают воздействие на поверхность чувствительного элемента 1. Давление звуковой волны на поверхность оболочки, охватывающей боковые стенки чувствительного элемента , передаетс  на поверхность основани  3, прилегающую к поверхности мембраны. Со стороны основани  оболочка передает на чувствительный элемент реакцию опоры. Таким образом, чувствительный элемент испытывает всестороннее сжатие, и на нем возникает напр жение, пропорциональное давлению звуковой волны.

Claims (2)

1. Пьезоэлектрический микрофон, содержащий чувствительный элемент и воспринимающий давление упругий элемент, о т- л и ч а ю щи и с   тем, что в нем чувствительный элемент выполнен из пьезокомпозиционного материала со св зностью 3-3, одна из фаз которого  вл етс  газообразной средой, а воспринимающий давление упругий элемент выполнен в виде оболочки из диэлектрического материала, охватывающей всю поверхность чувствительного элемента без зазора, причем толщина оболочки d удовлетвор ет соотношению .

-Sk/Em Lk, где Ek - модуль Юнга пъезокерамики;

Em - модуль Юнга материала оболочки;

Sk площадь сечени  чувствительного элемента плоскостью перпендикул рной направлению пол ризации;

Lk - периметр сечени  чувствительного элемента плоскостью, перпендикул рной направлению пол ризации,

2. Микрофон по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что часть внешней поверхности оболочки св зана с введенным основанием.

Фиг. 1

Фиг-j