Микрофон

)5 Н 04 В 9/08 Е ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4378285/10 (22) 07,12,87 (46) 15,04.91. Бюл. М 14 (72) Б.Б.Сахаров (53) 621.396.623 (088,8) (56) Горелик Д.О., Сахаров Б,Б, Оптико-акустический эффект в физико-химических измерениях. Комитет стандартов при СМ СССР. М., 1969. с. 77 - 80,Авторское свидетельство СССР М 1300661, кл. Н 04 Р 9/08, 1985. (54) МИКРОФОН (57) Изобретение относится к технике связи, электроакустике, Цель изобретения - повышение точности, что обеспечивае гся за счет расширения низкочастотного диапазона оаботы, и повышение общей чувстви 1 ельности вихретокового (электродинамического) микрофона путем уменьшения демпфирующих воздействий. Микрофон содержит корпус 1, крышку 2, упругую мембрану 3 с изолироЮ ванным неферромагнитным токопроводящим диском 4, автогенератор 8, подключенную к автогенератору 8 плоскую спиралевидную катушку 7 индуктивности, закрепленную на диэлектрической пластине 5, Новым в устройстве является то, что в упругой мембране 3 на поверхности ее цен- тральной части, вводимой в высокочастотное поле плоской спиралевидной катушки 7 индуктивности, устанавливается токоп роводящий, неферромагнитный и электрически изолированный диск, причем величина зазора между токопроводящим диском 4 и плоскостью спиралевидной катушки 7 индуктивности определяется по величине полного сопротивления колебательного контура, а диэлектрическая пластина 5 вы- Я полнена в виде газопроницаемой решетки с центральным отверстием 6, равным диаметру внутреннего витка плоской спиралевидной катушки 7 индуктивности, 1 ил,10 20 Изобретение относится к технике связи, электроакустике, а также может быть использовано в измерительной технике для регистрации звуковых колебаний низкой и инфранизкой частоты.Цель изобретения - повышение точности за счет расширения низкочастотного диапазона работы и повышение общей чувствительности микрофона за счет уменьшения демпфирующих воздействий на мембрану, устранения паразитных электрических связей между мембраной и плоской спиралевидной катушкой индуктивности и определения оптимальных соотношений размерое элементов микрофона,На чертеже изображен микрофон, разрез.Микрофон содержит корпус 1, защитную крышку 2, упругую мембрану 3 с электрически изолированным токопроводящим центром (диском) 4, газопроницаемую диэлектрическую пластину 5 с центральным отверстием 6, плоскую спиралевидную катушку 7 индуктивности и автогенератор 8.Устройство работает следующим образом.Акустическое давление Р воздействует на упругую мембрану 3 с изолированным токопроводящим диском 4 через решетчатую крышку 2. Подача питания и сьем сигнала осуществляется через выводы автогенератора 8, Подключенная к автогенератору 8 плоская спиралевидная катушка 7 индуктивности,. имея собственную индуктивностьь, и емкость С образуют колебательный контур 1 Сь обладающий полным сопротивлением Е. Введение токопроводящего электрически изолированного центра 4 мембраны 3 в окружающее индуктивность 7 поле высокой частоты снижает ее индуктивность1 и полное сопротивление 2 до остаточныхзначенийЫ - 1 ост-о остчто приводит к возрастанию частоты колебаний автогенератора 8 и снижению амплитуды генерируемого высокочастотного напряжения.Таким образом, воспринимаемое упругой мембраной с токопроводящим электрическим изолированным центром 4 акустическое давление преобразуется в изменение частоты и амплитуды колебаний автогенераторэ 8. Для снижения демпфирования и расширения частотного диапазона микрофона диэлектрическая пластина 5 и установленная на ней плоская спиралевидная катушка 7 индуктивности выполнены в виде газопроницаемой решетки с централь 25 30 35 40 45 50 55 ным отверстием 6, диаметр которого равен диаметру внутреннего витка спиралееидной индуктивности 7, При этом диаметр внешнего витка 0, плоской спиралевидной катушки индуктивности определяет габаритные размеры токопроводящего электрически изолированного неферромагнитного диска 4 на поверхности упругой мембраны3, а толщина диска 4 Ь определяется соотношением Ь = (3-5) д,где д - глубина проникновения высокочастотного тока в тело диска: где в - частота тока автогенератора в плоской катушке, Гц;р - отнесительнэя магнитная проницаемость материала диска;у - удельная проводимость материала диска;,ио - магнитная постоянная, равная в системе СИ 4 п 10 Гн(м,При увеличении диаметра центрального отверстия 6 больше, чем диаметр внутреннего витка Оон индуктивности 7, уменьшается ее механическая жесткость, а при уменьшении диаметра увеличивается демпфирующее воздействие на мембрану.При увеличении габаритов токопроводящей площадки 4 мембраны 3 увеличивается паразитная емкостная составляющая См и чувствительность микрофона снижается, а уменьшение диаметра площадки до величины, меньшей диаметра внешнего витка Оан спиралевидной катушки индуктивности, снижает экранный эффект, э также чувствительность микрофона. Выбор толщины Ь неферромагнитного металла токопроводящей изолированной площадки е пределах отчошения Ь = (3 - 5) д от глубины д проникновения высокочастотного тока обеспечивает минимальную массу мембраны при максимальной чувствительности микрофона, Величина зазора и между токо- проводящей площадкой мембраны и плоскостью спиралевидной катушки индуктивности определяется величиной Е" - остаточным полным сопротивлением колебательного контура эвтогенератора, которое определяется отношением;ост: ф 2 05);огде Е - начальное полное сопротивление колебательного контура со спиралевидной плоской катушкой индуктивности.При уменьшении зазора Ь до величины, при которой остаточное полное сопротивлениеа колебательного контура 2" станет1642596 Составитель М.Жука Техред М.Моргентал Редактор Е.Копч орректор В.Гирняк аз 1152 Тираж 386 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 меньше 0,22 О, работа генератора становится неустойчивой и возможен срыв генерации, а при увеличении зазора и, соответствующему величине остаточного полного сопротивления колебательного 5 контура, выше 0,5 Е чувствительность микрофона падает.При мембране из фторпласта толщиной 5 мкм с диаметром 16 мм, диаметром токо- проводящей части, равной диаметру внеш него витка катушки Овн = 10 мм и диаметром отверстия пластины, равным диаметру внутреннего витка катушки Овн = 2 мм, частоте генератора 24 МГц и напряжении питания 30 В получена чувствительность по давле нию 240 МВ/бар, что в 5-8 раз превышает чувствительность известных промышленных микрофонов на частоте 5 Гц. Формула изобретения 20 Микрофон, содержащий корпус с защитной крышкой, установленную в корпусе диэлектрическую пластину, плоскую спиральную катушку индуктивности, размещенную на обращенной к защитной крышке 25 стороне диэлектрической пластины и подключенную к автогенератору, и упругую мембрану, установленную в корпусе параллельно диэлектрической пластине с зазором относительно катушки индуктивности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен диск иэ электропроводного неферромагнитного материала, закрепленный на обращенной к спиральной катушке стороне мембраны и электрически изолированный от мембраны, при этом в центре и по периферии диэлектрической пластины выполнены сквозные отверстия, причем диаметр центрального отверстия равен диаметру внутреннего витка спиральной катушки индуктивности, а диаметр О и толщина Ь диска удовлетворяют условию О = (1,0-1,1) Овн где Оан - диаметр внешнего витка спиралевидной катушки;Ь =(3 - 5) 2 Лдрро где и - частота тока автогенератора;р - относительная магнитная проницаемость материала диска;у - удельная проводимость материала диска;фо - магнитная постоянная,