DE2119911B2

DE2119911B2 - Elektroakustischer Wandler, insbe sondere Mikrofon fur Fernsprechanlagen

Info

Publication number: DE2119911B2
Application number: DE2119911A
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. 8034 Germering Beil; Erwin Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Martin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-04-23
Filing date: 1971-04-23
Publication date: 1973-11-15
Also published as: FR2134023A2; ZA722575B; GB1350023A; FR2134023B2; IT1018506B; US3798392A; DE2119911A1; BE782498R; SE367752B; LU65209A1; BG20417A4

Description

Gegenstand der Hauptanmeldung 1 961217 ist ein elektroakustischer Wandler, insbesondere Mikrofon für Fernsprechanlagen, mit einer auf Biegung beanspruchten, in ihrem Randbereich elastisch eingespannten Membran, wobei zur Einsapnnung der Membran Lagerkörper vorgesehen sind, deren geometrische Gestalt unter Berücksichtigung ihrer Materialeigenschaften (Elastizitätsmodul, spezifische Dichte) derart ausgebildet ist, daß sich innerhalb des zur elektroakustischen Übertragung bestimmten Freuauenzbereiches außer der durch die Schwinsunasmode ().() gekennzeichneten Grundsehwingimg der Membran wenigstens eine der durch Knoicnkreisc gekennzeichneten Teilschwingung höherer Ordnung, insbesondere die der Schwingungsmode 0.1 entsprechende Teilschwingung ausbildet.

Bei elektroakustischen Wandlern besteht allgemein der Wunsch, durch eine Einstell- und RegulicriTu^- lichkeit einen bestimmten Frequenzgang des Wandlers zu erzielen. So ist es durch die schweizerische Pa-

•i tentschrift 463 576 bekannt, eine Membran und eine Wandlerabdeckung gemeinsam gegenüber einem Wandleraehäuse zu verdrehen, so daß sich dadurch die Membran verspannen läßt und somit ein bestimmter Frequenzgang einstellbar ist. Es ist weiterhin durch

die I¹SA.-Patentschrift \ 757 938 bekannt, am Wandlerboden einen scheibenförmigen Körper vorzusehen, der in das Wandlergehäuse einschraubbar ist. Je nach Einschraubtiefe kann somit ein gewisses Resonanzvolumen und damit ein bestimmter Frequenzgang eingestellt werden.

Durch diese bekannten Wandler ist es jedoch unmöglich, einen Frequenzgang zu erzielen, der dem Frequenzgang des Wandlers der eingangs erwähnten Gattung entspricht.

Es ist Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, das Schwingungsverhalten der Membran im Rahmen des obenerwähnten Frequenzbandes auf einfache Weise zu korrigieren bzw so einzustellen, daß ein bestimmtes, den jeweiligen Anforderungen entsprechendes Verhalten erzielt wird.

Erreicht wird der Zweck dadurch, daß der zur Einspannung der Membran dienende Lagerkorper auf zumindest einer Seite der Membran an einer krcisförmigen Fläche anliegt, deren innerer Durchmesser größer ist als der innere Durchmesser des Lagerkörpers.

Es hat sich gezeigt, dal.· auf diese Weise die Einspannung der Membran so beeinflußt werden kann, daß das Frequenzband des Wandlers die jeweils gewünschten Verhältnisse aufweist. Die Einspannungsverhältnisse lassen sich durch die Wahl der Größe'des inneren Durchmessers der Auflagefläche so regeln, daß bei unverändertem Lagerkorper und unveränderter Membran sehr unterschiedliche Schwingungsverhalten der Membran im Rahmen des geforderten Frequenzverlaufes einstellbar sind. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, über etwaige Korrekturen des Frequenzverlaufes hinaus unterschiedliche Schwingungsverhalten, die den jweils vorliegenden Verhältnissen angepaßt sind, zu erhalten.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die kreisringförmige Fläche von einem auswechselbar in dem Wandlergehäuse untergebrachten Körper gebildet sein.

Somit wird es auf einfache Weise ermöglicht, das Schwingungsverhalten den jeweils geforderten Verhältnissen anzupassen, indem man den im Wandlergehäuse untergebrachten Körper gegen einen anderen mit einem anderen inneren Durchmesser austauscht. Es ist für den Aufbau des Wandlers weiterhin von Vorteil, wenn die kreisringförmige Fläche von einem flanschartigen Ansatz eines im wesentlichen scheibenförmigen und parallel zur Membran angeordneten Körpers gebildet ist.

Eine derartige Ausgestaltung erlaubt es, auf einfache Weise eine weitere Beeinflussung des Schwingungsvcrhaltens zu erreichen.

So kann man den scheibenförmigen Körper beispielsweise mit zumindest einem Durchbruch versehen, wodurch man die beiderseits des Körpers liegenden Volumina wahlweise miteinander akustisch koppeln kann.

Der scheibenförmige Körper kann aber zumindest einen Hohlraum enthalten, der mit dem Rückraum der Membran über zumindest eine Öffnung in Verbindung steht, wodurch ein Helrnholtzresonator gebildet wird.

Weiterhin ist es möglich. d;Mi der Hohlraum durch zumindest einen Durchbruc mit dem den Korper umgebenden Aulk-nraum in Verbindung s'ehr. wodurch eine w<_ iteie Möglichkeit zur Beeinflussung des akustischen Verhaltens des Wandlers gebildet wird.

Im folgenden sei die Erfindung an Hand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 ein Piczomikrofon im Schnitt, bei dem der Lagerkörper für die Membran erfindungsgemüß an einer kreisringförmigen Flache anliegt,

Fig. 2 und 3 zwei verschiedene Ausführungsformen von scheibenförmigen Körpern, deren kreisringförmige Auflageflächen von einem flanschartigen Ansatz einer Scheibe gebildet werden.

Das in Fig. 1 dargestellte Piezomikrofon weist als aktives Element eine mit einer piezokeramischcn Schicht 1 versehene Membran 2 auf, die in einem ringförmigen elastischen Lagerkörper 3 aus Silikonkautschuk eingespannt gehalten ist. Zusammen mit einem diesen Lagerkörper 3 umgebenden Ring 4 liegen die Bauteile 3 und 4 auf einem mit flanschartigem Ansatz 5 versehenen kreisringförmigen Körper 6 an.

der als Scheibe mit zwei Durchbrüuhen 7 und 8 ausgebildet ist. Die mit flanschartigem Ansatz 5 versehene Scheibe 6 besteht aus Isolierstoff. Die so dargestellte Anordnung ist von einer Abdeckung 9 und einem Gchause 10 umgeben, das an seinem unteren Ende in einen Isolierstoffkörper 11 eingreift. Der Isolierstoffk' rper 11 ist von einem Mittelkontakt durchstoßen. Die elektrischen A -ehlüsse sind der übersichtlichen Darstellung weszen nicht in die Abbildung aufgenommen worden, da sie vom Einzelfall abhängen, beispielsweise von der Unterbringung eines Verstärkers im Kapselgehäuse.

Deutlich erkennbar hingegen ist das wesentliche Merkmal der Erfindung. Der innere Durchmesser p.

lies elastischen Lagerkörpers ist stets kleiner als der innere Durchmesser ρ, der mit flanschartigem Ansatz versehenen Scheibe 6.

Dadurch kann in entscheidendem Maße das Schwingungsverhalten der Membran beeinflußt werden. so daß man das den Bedürfnissen entsprechende Frequenzverhalten des Wandlers jederzeit einstellen kann.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausfiihrungsform einer Scheibe 13 mit flanschartigem Ansatz 14, der einen inneren Durchmesser y·. aufweist. Im Scheibenkörper ist ein Hohlraum 15 untergebracht, der mit dem Membranrückraum über einen Durchbruch 16 in Verbindung steht, so daß ein Helmholtzresonator gebildet wird.

In der Scheibe 17 nach Fig. 3 ist wiederum ein Hohlraum 18 untergebracht, der hier durch zwei Durchbrüche 19 und 20 mit dem sie umgebenden Raum in Verbindung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektroakustischer Wandler, insbesondere Mikrofon für Fernsprechanlagen, mit einer auf Biegung beanspruchten, in ihrem Randbereich elastisch eingespannten Membran, wobei zur Einspannung der Membran Lagerkörper vorgesehen sind, deren geometrische Gestalt unter Berücksichtigung ihrer Materialeigenschaften (Elasti/.itäismodul. spezifische Dichte) derart ausgebildet ist, daß sich innerhalb des zur elektroakustischen Übertragung bestimmten Frequenzbereiches außer der durch die Schwingungsmode 90 gekennzeichneten Hrundschwingung der Membran wenigstens eine der durch Knotenkreise gekennzeichneten Teilschwingungen höherer Ordnung, insbesondere die der Schwingungsmode (),i entsprechende Teilschwingung ausbildet, nach Hauptanmeldung 1961217. dadurch gekennzeichnet, daß der zur Einspannung der Membran (2) dienende Lagerkörper (1) auf zumindest einer Seite der Membran an einer kreisringförmigen Fläche (5, 14, 21) anliegt, deren innerer Durchmesser ρ, größer ist als der innere Durchmesse- (J₁ des Lagerkörpers.

2. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringförmige Fläche von 'unern auswechselbar in dem Wandlergehäuse untergebrachten Körper (6, 13, 17) gebildet ist.

3. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringförmige Fläche von einem flanschartigen Ansatz eines im wesentlichen scheibenförmigen and parallel zur Membran angeordneten Körpers (6, 13, 17) gebildet ist.

4. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Körper mit zumindest einem Durchbruch (7, 8) versehen ist.

5. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Körper zumindest einen Hohlraum (15) enthält, der mit dem Rückraum der Membran über zumindest eine Öffnung (16) in Verbindung steht.

6. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum durch zumindest einen Durchbruch (20) mit dem den Körper umgebenden Außenraum in Verbindung steht.