Электретный преобразователь

(51) 5 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАН ЗОБРЕТЕНИ АТЕН(54) ЭЛЕКТРЕТНЫЙ П (57) Использование: в э при изготовлении ги акустической эмиссии волн и других преобра изобретения: размеще лированные от него эле друг относительно дру ющимся от периферии ская диафрагма, вве электретной пластиной пусе с возможностью р ретная пластина выпал 1 ил. л, %47 титут народного х коо, Н,С.Бром, А,Ав и В,И.Красильщи зяйс Иванов,кова Электреты, М.: М 1983,правочник по устик М 3778561, кл. Н 04 й Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении гиС,рофонов. датчиков акустической эмиссии, звукоснимателей, вибродатчиков, измерителей акустических шумов, кнопочных переключателей, датчиков ударных волн и других электромеханических и электроакустлческих преобразователей.Известны злектромеханические и электроакустические преобразователи, содержащие электрет. В таких преобразователях . одна сторона электрета покрыта металлом и контактирует с корпусом (экраном). а вторая сторона электризована и отделена от центрального электрода слабаупругим диэлектриком или воздухом.В электроакустических преобразователях в качества электрета и одновременно мембраны служит тонкая полимерная пленка, изготовленная, например. из тефлона, которая закреплена па краям на прямоугольной или круглой опорной рамке и отделена от электрода воздушным зазором. Толщина воздушного зазора равна толщине диэлектрической прокладки, распалэгаемой по периметрумежду рамкой и электро-. дом, Металлическая пластина, использумая в качестве электрода,"содержит звуковые отверстия диаметром 0,5-1 мм. соединяющие зазор с воздушной полостью пад электродом, В результате за счет уменьшения упругости воздушного зазора понижается резонансная частота преобразователя и соответственно увеличивается его чувствительность в диапазоне звуковьк частот, Конструкция преобразователя с натянутой на рамку электретной мембраной имеет существенный недостаток, связанный с пониженной чувствительностью, обусловленной тем, что под действием звуковых волн колеблется только центральная часть мембраны, в то время как периферийные ее участки остаются почти неподвижными. Как известно, чувствительность электростатического преобразователя зависит от изменения емкости конденсатора, т,е, от амплитуды колее10 15 бания мембраны. Недостаток также заключается в том, что при больших уровнях звуковых сигналов мембрана залипает на электроде, в результате чего преобразователь полностью теряет свою работоспособность,Известны технические решения, свободные от этого недостатка. В качестве прототипа, выбрано одно из них. Это устройство электретного микрофона, содержащее сопланарно расположенные неподвижные электроды и подвижный электретный чувствительный элемент, размещенный между ними, причем зазор между электродами максимален в центре и уменьшается к периферии за счет того, что электроды выполнены вогнутыми, чтобы совпадать с профилем диафрагмы электрета при работе микрофона. Широкий динамический и частотный диапазоны достигаются за счет неравномерного зазора между электродами, жестко и сопланарно установленными, Недостаток данного технического решения заключается в том, что его конструкция не приспособлена для регулировки АЧХ,Цель изобретения - обеспечение предела частотного диапазона электретного преобразователя, возможность регулировки АЧХ.Поставле ная цель достигается тем, что в электретном преобразователе, содержащем упругую электретную мембрану, расположенную на неподвижном, изолированном от корпуса, перфорированном электроде. причем, зазор между электретом и электродом максимален в центре и уменьшается к периферии, мембрана изогнута в форме купола за счет биморфности ее структуры и закреплена по краям, а корпус имеет на боковой поверхности резьбу и наворачиваемую по ней до упора с мембраной металлическую диафрагму. 1Сущность изобретения заключается в том, что в конструкции микрофона введены элементы, позволяющие осуществлять регулировку АЧХ: взамен одного из неподвижных электродов введена подвижная металлическая диафрагма. расположенная над мембраной и закрепленная на корпусе резьбовым соединением; взамен плоской, неметаллизированной, закрепленной по краям мембраны введена изогнутая в форме купола за счет биморфности ее структуры и не закрепленная по краям мембрана, прижатая между диафрагмой и неподвижным, перфорированным электродом,Регупирозку АЧХ производили следующим образом. 20 25 30 35 40 45 50 Путем наворачивания по резьбе диафрагмы прижимали мембрану к неподвижному электроду. В результате изменялась вогнутость мембраны и величина зазора между ней и неподвижным электродом см, чертеж), Возможен и другой вариант - мембрана выпуклой стороной обращена в сторону неподвижного электрода, т,е. опирается краями на диафрагму. В этом случае при наворачивании диафрагмы изменялась величина зазора между мембраной и диафрагмой. При этом металлизированная сторона мембраны касалась неподвижного электрода, Как в первом, так и во втором случае за счет изменения величины зазора и размеров активных зон происходило смещение резонансной частоты преобразователя и соответственно изменялась его АЧХ. В первом случае, кроме того, наряду с изменением величины зазора существенное влияние на АЧХ оказывала жесткость мембраны вследствие того, что купол мембраны упирался в центр диафрагмы, Регулировке АЧХ способствовало также наличие незакрепленной по краям мембраны в отличие от прототипа, где мембрана закреплена по контуру, Использование незакрепленной мембраны позволяло регулировать зазор в узкой периферийной активной зоне злектрета - при наворачивании диафрагмы снижался купол мембраны; расширялись ее края, соответственно уменьшался угол каса-, ния между мембраной и электродом (или диафрагмой).На чертеже изображен предлагаемый преобразователь.Электретная пластина 1 из тефлона Ф 4 МБ сформирована в виде купола, покрыта слоем серебра 2,и электризована в коронном разряде со стороны вогнутой поверхности 3. Пластина 1 приведена в упругосжатое состояние металлической диафрагмой 4, которая связана с металлическим корпусом 5 резьбовым соединением. Величина прогиба пластины, определяемая тол-,. щиной воздушного зазора в центре пластины, находится в пределах 5-20 мкм и регулируется путем наворачивания диафрагмы на корпус. В свободном состоянии величина прогиба пластины составляет несколько десятков микрон, Центральный металлический электрод 6, содержащий одно или несколько звуковых отверстий, закреплен и изолирован от кбрпуса 5 с помощью диэлектрической втулки 7 из оргстекла Электрический контакт центрального сигнального провода с электродом 6 создается пружиной 8, металлической втулкой 9 и штырем 10, изолированным от металлического корпуса разьема 11 (СР) с помощью фто/ 9 Составитель С.Макароваедактор Т.Шагова ТехредМ,Моргентал Корректор И,Ш каз 4530 ВНИИПИ Г Тираж арственного комитета по 113035, Москва. Жизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 ропластовой втулки 12, В электретном преобразователе мембрана имеет форму купола и представляет собой биморфную металл-полимерную структуру. Вогнутость мембраны появляется после наплавления и последующего ее снятия с металлизированной слюдяной поверхности. В отсутствии давления со стороны диафрагмы мембрана находится в максимально-вогнутом состоянии за счет влйяния перенесенного со слюды металлического покрытия (серебра), Путем наворачивания по резьбе диафрагмы создается давление на мембрану и она приходит в упруго. сжатое состояние аналогично пружине. Под давлением диафрагмы купол снижается, края расширяются и уменьшается вогнутость мембраны, однако, после снятия давления со стороны диафрагмы путем отворачивания ее по резьбе мембрана восстанавливает за счет упругости свою первоначальную форму. Таким образом, регулировку вогнутости мембраны и степени ее упруго-сжатого состояния осу ществляют наворачиванием по резьбе ди- .афрагмы, а конструктивным признаком, 5 характеризующим упруго-сжатое состояние,является наличие упора между мембраной и диафрагмой.Формула изобретения Электретный преобразователь. содер жащий размещенные в корпусе и изолированные от него упругую электретную пластину и электрод, установленные друг относительно друга с зазором, изменяющимся от периферии к центру. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью обеспечениярегулировки предела частотного диапазона, в него введена металлическая диафрагма, введенная в контакт с электретной пластиной, установленная на корпусе с возможно стью регулировки, а электретная пластинавыполнена чащеобразной.. Подписноезобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Раушская наб., 4/5