КОНДЕНСАТОРНЫЙ МИКРОФОН Российский патент 1995 года по МПК H04R19/00 

Изобретение относится к технике электрической связи, в частности к электрическим преобразователям, и может быть использовано для записи и передачи звука.

Известны конденсаторные микрофоны, неподвижные электроды которых снабжены сквозными и глухими осевыми полостями, размещенными по всей поверхности электрода (патенты ФРГ N 2042351, 2042352, 2134661, 2149192 и патент Франции N 1440546).

Однако эти полости уменьшают активную площадь электрода, а следовательно, емкость капсюля конденсаторного микрофона, что отрицательно сказывается на чувствительности устройства.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является конденсаторный микрофон (Нидерландов N 177879. 1972), содержащий корпус, мембрану, выполняющую функцию подвижного электрода, неподвижный электрод, основа которого выполнена из пластмассы или подобного изоляционного материала. Внутри этой основы размещена микросхема и контактные детали, а торцовая поверхность имеет металлизированный слой, являющийся собственно электродом. В основе электрода выполнены полости цилиндрической формы параллельно оси электрода, увеличивающие объем подмембранного пространства. Эти полости, размещенные по всей поверхности электрода, уменьшают емкость капсюля и его чувствительность.

Сущностью изобретения является то, что в конденсаторном микрофоне, содержащем корпус с акустическим входом, мембрану, представляющую собой подвижный электрод, неподвижный электрод, имеющий основу и торцовую металлизированную поверхность, размещенные в основе неподвижного электрода микросхему и контактные детали, а также осевые полости для увеличения подмембранного объема, указанные полости выполнены в виде каналов по периферии основы неподвижного электрода, открытых со стороны корпуса.

При таком исполнении с выносом полостей за пределы неподвижного электрода подмембранный объем увеличивается, а активная поверхность электрода не уменьшается. Кроме того, такое исполнение особенно важно при уменьшении габаритов микрофона.

На фиг.1,2 представлены варианты исполнения конденсаторного микрофона.

Конденсаторный микрофон содержит металлический корпус 1 с акустическим входом 2, неподвижный электрод, имеющий основу 3 цилиндрической формы, выполненную из пластмассы или другого изоляционного материала, обрабатывающего прессованием или литья под давлением и допускающим шлифование. В основе 3 электрода размещаются (при заливке или прессовании) усилительно-согласующая микросхема 4 и контактные детали 5. Торец основы шлифуется под плоскость и покрывается некоррозирующим металлом, являющимся собственно неподвижным электродом 6, имеющим электрический контакт с контактной деталью 5. Между корпусом 1 микрофона и основой 3 неподвижного электрода имеются осевые полости 7, открытые с торца. Указанные полости могут быть выполнены в виде каналов 8 по периферии основы 3, открытых со стороны корпуса 1. Полости могут быть сквозными и несквозными, в зависимости от диаграмм направленности микрофона. На торце основы 3 установлена через калиброванное разделительное кольцо 10 металлизированная полимерная мембрана 11, которая наклеена токопроводящим клеем на металлическое кольцо-раму 12, контактирующее с металлическим корпусом 1. В результате осевые полости 7 (или 8) оказываются замкнутыми с выходом в подмембранную полость 13.

Конденсаторный микрофон работает следующим образом.

Под воздействием звукового давления мембрана 11 колеблется с частотой звука. Поскольку подмембранная полость 13 соединена с осевыми полостями 7 (8), то общий объем подмембранного пространства оказывается достаточным, чтобы обеспечивать необходимую податливость этой полости, повышая тем самым чувствительность и улучшая работу микрофона в низкочастотной части диапазона.

Амплитуда колебаний мембраны 11 аналогична амплитуде звуковых колебаний, однако при этом амплитуда колебаний центральной части мембраны максимальная, тогда как амплитуда периферийной части по мере приближения к кольцам 10 и 12 уменьшается до нуля. Так как периферийная часть мембраны имеет амплитуду колебаний, близкую к нулю, то емкость, образованная между неподвижной частью мембраны (между кольцами 10 и 12) и периферией неподвижного электрода 6 является паразитной, в силу чего периферийную часть торца основы 3 не металлизируют.

Поэтому на изменение емкости капсюля при работе микрофона оказывает основное влияние центральная часть мембраны. Рабочая емкость капсюля зависит от активной площади поверхности неподвижного электрода, а так как полости расположены за пределами неподвижного электрода, то это не уменьшает активной площади поверхности электрода.

Чувствительность микрофона увеличивается и потому, что с выносом полостей 7 (8) за пределы электрода увеличивается изменение емкости капсюля при неизменном уровне звукового давления.

Далее звуковой сигнал преобразуется в электрический обычным порядком с помощью усилительно-согласующей микросхемы 4.

Расположение осевых полостей 7 (8) за пределами неподвижного электрода особенно сказывается при уменьшении габаритов микрофона, когда площадь металлизированной поверхности (неподвижного электрода) мала сама по себе, и всякое дополнительное уменьшение ее сказывается на чувствительности.

Использование: в технике электрической связи - для записи и передачи звука. Сущность изобретения: конденсаторный микрофон содержит корпус с акустическим входом и мембрану, которая выполняет функцию подвижного электрода. Неподвижный электрод имеет основу, внутри которой размещены микросхемы и контактные детали. Торцовую поверхность основы металлизируют. Металлизация представляет собой собственно неподвижный электрод. За пределами металлизации (неподвижного электрода), например по периферии основы, расположены осевые полости для увелечения подмембранного пространства. 2 ил.

КОНДЕНСАТОРНЫЙ МИКРОФОН, содержащий корпус с акустическим входом, мембрану, представляющую собой подвижный электрод, неподвижный электрод, имеющий основу и торцевую металлизированную поверхность, размещенные в основе неподвижного электрода микросхему и контактную детали, а также осевые полости для увеличения подмембранного объема, отличающийся тем, что осевые полости выполнены в виде каналов по периферии основы неподвижного электрода, открытых со стороны корпуса.