Резонаторный микрофон Советский патент 1978 года по МПК H04R19/04 

1

Изобретение относится к акустике, а именно к высокочувствительным преобразователям акустических колебаний в электрический сигнал.

Известны конденсаторные микрофоны, в которых повышение чувствительности обеспечивается уменьшением зазора между мембраной и неподвижным электродом jlj.

Однако уменьшение зазора ограничено возможностью соприкосновения меМбраны и неподвижного электрода, а также необходимым снижением напряжения смещения для предотвраш,ения пробоя между ними.

Известен также конденсаторный миркофон, соде,ржаш,ий корпус, центральный электрод, мембрану из металлизированной пленки, зажимные кольца, изолятор и прижимную гайку .{2.

В таком микрофоне повышение чувствительности ограничено минимальным зазором между мембраной и центральным стержнем, а так же снижением добротности контура генератора из-за значительной собственной емкости капсюля, наличия изоляторов соединительных проводников между капсюлем и ВЧ-генератором с повышением частоты генератора.

Цель изобретения - повышение чувствительности и добротности в диапазоне СВЧ.

Для этого микрофон выполнен в виде объемного СВЧ-резонатора, одной из стенок которого является мембрана. На чертеже изображен резонаторный

микрофон. Он состоит из корпуса 1, центрального стержня 2, мембраны 3 из металлизированной пленки, зажимных колец 4, петли 5 связи с СВЧ-генерато.ром и проходного изолятора 6.

Центральный стержень 2 соединен с корпусом 1 резьбой. Это позволяет регулировкой зазора между мембраной 3 и центральным стержнем 2 подстраивать резонансную частоту резонатора. Резонансная частота

резонатора определяется геометрическими размерами D, d, h. А, причем в определенных пределах наблюдается линейная зависимость .резонансной частоты от этих размеров.

Работа резонаторного микрофона происходит следующим образом.

При действии акустических колебаний на мембрану 3 происходит изменение зазора А, а следовательно, и изменение ,резонансной частоты резонатора. При включении резонатора в качестве контура СВЧ-генератора с изменением частоты резонатора будет происходить аналогичное изменение частоты СВЧ-генератора. То есть акустические колебания, действующие на мембрану 3, преобразуются в СВЧ-ЧМ-сигнал. В качестве СВЧ-генератора может использоваться диод Ганна, туннельный диод, клистрон, СВЧ-транзистор.

Микрофон обладает очень высокой чувствительностью и добротностью в диапазоне СВЧ.

На частоте 1500 мГц при .размерах резонатора /) 50 мм, й( 20 мм, мм, А 2,5 мм -чувствительность преобразования (по изменению зазора Л) составит 150 кГц на микрон. То есть при изменении зазора на 1 микрон девиация частоты составит 150 кГц.

Добротность объемного резонатора высока, и на частотах (10... ) Гц составляет величину . При таком значении добротности достаточно изменения зазора на несколько микрон для выделения НЧ-сигнала из ЧМ-колебаний на выходе устройства.

Влияние воздушного потока в зазоре на

частотную характеристику микрофона п

области акустических колебаний невелико,

так как величина зазора может быть выбрана большой (более 1 мм).

Формула изобретения

Резонаторный микрофон, содержащий корпус, центральный стержень, мембрану из металлизированной пленки, зажимные кольца, отличаюшийся тем, что, с целью повыщения чувствительности и добротности в диапазоне СВЧ, микрофон выполнен в виде СВЧ-резонатора, одной из стенок которого является мембрана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Англии № 1219561, кл. Н 04R 1/28, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 3401 Н 04R 19/04, 1972.