Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 2

Notice: Use of undefined constant DOCUMENT_ROOT - assumed 'DOCUMENT_ROOT' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 5

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 5

Notice: Use of undefined constant DOCUMENT_ROOT - assumed 'DOCUMENT_ROOT' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 11

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 11

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Undefined variable: flag in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Undefined variable: adsense7 in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 39

Notice: Undefined variable: adsense6 in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 40
Микрофон пьезоэлектрический. Водонепроницаемый. Пьезоэлектрический. Миниатюрный. МЭМС-микрофон VM1000 от Vesper

Пьезоэлектрический микрофон работает благодаря... Микрофон пьезоэлектрический


Водонепроницаемый. Пьезоэлектрический. Миниатюрный. МЭМС-микрофон VM1000 от Vesper

Разработчики уже более 20 лет используют МЭМС-микрофоны в самых разных электронных устройствах: камерах, телефонах, смартфонах, ноутбуках, планшетах и т. д. Причины такой популярности достаточно очевидны: миниатюрность, малое потребление и низкая стоимость. Однако есть у МЭМС-микрофонов и слабые места. Одним из главных их недостатков является низкая устойчивость к воздействию пыли и влаги. Компания Vesper смогла решить эту проблему за счет использования принципиально новой пьезоэлектрической структуры. Новые МЭМС-микрофоны VM1000 обладают рейтингом защиты IP68 и даже способны выдерживать погружение на глубину до 15 метров.

VM1000 – пьезоэлектрический МЭМС-микрофон с рейтингом пылевлагозащиты IP68

Рис. 1. VM1000 – пьезоэлектрический МЭМС-микрофон с рейтингом пылевлагозащиты IP68

Современные МЭМС-микрофоны отличаются минимальным потреблением, высокой чувствительностью и малыми габаритами. Всего этого удалось достичь за счет применения самых совершенных кремниевых технологий. Тем не менее, не смотря на современный внешний вид, по принципу действия МЭМС-микрофоны абсолютно не отличаются от своих предков – мембранных емкостных микрофонов, которые используются уже более ста лет.

Традиционный емкостной МЭМС-микрофон представляет собой воздушный конденсатор, в качестве одной из обкладок которого выступает жесткое основание (рис. 2). Вторая обкладка имеет вид подвижной мембраны, выращиваемой с помощью МЭМС-технологий.

Конструкция традиционного емкостного МЭМС-микрофона

Рис. 2. Конструкция традиционного емкостного МЭМС-микрофона

При воздействии звуковых волн мембрана колеблется, вследствие чего емкость системы изменяется (рис. 3). Как видно, такая конструкция подразумевает ограниченную деформацию мембраны во время колебаний. С одной стороны, это вызвано ограничением гибкости самой структуры. С другой стороны, воздух, проникая под мембрану, создает дополнительное давление, тем самым противодействуя внешним звуковым волнам. Ограничение колебаний приводит к двум негативным последствием: к снижению чувствительности и к низкой устойчивости к воздействию пыли и влаги.

Принцип работы многослойного емкостного МЭМС-микрофона

Рис. 3. Принцип работы многослойного емкостного МЭМС-микрофона

Использование многослойной структуры с воздушными зазорами также приводит к снижению защиты от пыли и влаги (рис. 3). В течение эксплуатации пространство между неподвижной частью и мембраной забивается пылью, что блокирует колебания. При попадании влаги дело обстоит еще хуже. Пока вода находится в микрофоне, движение мембраны затруднено. При высыхании жидкости начинают действовать силы натяжения, которые деформируют мембрану и притягивают ее к неподвижному основанию. Это может растянуть или даже вывести ее из строя.

Причины поломки многослойных емкостных МЭМС-микрофонов

Рис. 4. Причины поломки многослойных емкостных МЭМС-микрофонов

Чтобы сохранить работоспособность емкостного МЭМС-датчика традиционного микрофона, приходится идти на ухищрения и создавать различные защитные покрытия и слои. Как результат — чувствительность неизбежно падает, а стоимость изготовления возрастает.

Компания Vesper предлагает свое решение перечисленных проблем в виде принципиально новой пьезоэлектрической конструкции микрофона (рис. 5). В ней роль мембраны выполняют четыре треугольных пьезоэлектрических лепестка, образующих квадрат. При этом каждый из лепестков закреплен только одной стороной, а другие стороны могут свободно перемещаться.

Структура пьезоэлектрического МЭМС-микрофона от Vesper

Рис. 5. Структура пьезоэлектрического МЭМС-микрофона от Vesper

Действие звуковых волн вызывает перемещение пьезоэлектрических лепестков, из-за чего возникает деформация, которая напрямую преобразуется в электрический сигнал (рис. 6). Не сложно заметить, что предложенная конструкция оказывается однослойной, так как нет необходимости иметь жесткую обкладку, как в традиционном емкостном МЭМС-микрофоне.

Принцип работы пьезоэлектрического МЭМС-микрофона

Рис. 6. Принцип работы пьезоэлектрического МЭМС-микрофона

Однослойная структура дает несколько преимуществ. Во-первых, в ней отсутствует эффект противодействия звуковой волне, наблюдаемый в емкостном микрофоне при попадании воздуха в полость между обкладками, что позволяет пьезоэлектрическим МЭМС-микрофонам достигать очень высокой звуковой чувствительности. Во-вторых, такая конструкция имеет высокую защиту от воздействия пыли и влаги (рис. 7). Даже если грязь начнет скапливаться на лепестках, они, тем не менее, будут колебаться, а не заклинят. Первый серийный образец МЭМС-микрофона VM1000 от Vesper имеет уровень пыле- и влагозащиты IP68. По заявлениям разработчиков он способен в течение семи дней выдерживать погружение до 15 метров в соленую или мыльную воду.

Накопление грязи и влаги не приводят к неисправности пьезоэлектрических МЭМС-микрофонов

Рис. 7. Накопление грязи и влаги не приводят к неисправности пьезоэлектрических МЭМС-микрофонов

VM1000 — первый в мире пьезоэлектрический МЭМС-микрофон. Этот датчик кроме непосредственно акустического сенсора включает в себя цепи нормирования и выходные буферы (рис. 8). Таким образом, VM1000 предоставляет пользователю готовый аналоговый сигнал для последующей обработки силами цифрового сигнального процессора или микроконтроллера. Чувствительность VM1000 составляет -32 дБ, гармонические искажения 0,1%, а соотношение сигнал-шум SNR64 дБ.

Увеличенное изображение пьезоэлектрического МЭМС-микрофона VM1000 от Vesper

Рис. 8. Увеличенное изображение пьезоэлектрического МЭМС-микрофона VM1000 от Vesper

Ключевыми преимуществами пьезоэлектрических МЭМС-микрофонов VM1000 над своими емкостными коллегами являются:

  • высокий рейтинг защиты от пыли и влаги;
  • низкое потребление;
  • малые габариты.

Остановимся на каждом из пунктов подробнее. Как уже было сказано выше, разработчики из компании Vesper заявляют о возможности работы датчика даже на глубине до 15 метров, однако вряд ли такие экстремальные условия возникнут в потребительской электронике. Гораздо более распространенным «аварийным» случаем, например, для смартфона, станет нечаянно пролитый на него стакан воды. И такие ситуации для VM1000 не являются проблемой, что показала наглядная видеодемонстрация.

В этом ролике автор видео последовательно испытывает микрофоны VM1000 “на прочность”. Сначала его помещают на дно чашки с водой (рис. 9). При этом микрофон продолжает работать и фиксирует звук «трения о воду».

Тестирование пьезоэлектрического МЭМС-микрофона VM1000. Опыт 1

Рис. 9. Тестирование пьезоэлектрического МЭМС-микрофона VM1000. Опыт 1

Во втором эксперименте используется емкость с водой. На одну из ее стенок прикреплен динамик, который воспроизводит музыкальный файл (рис. 10). Из-за плохой звукопроницаемости воды звука не слышно. Однако как только микрофон VM1000 помещается в воду, мы начинаем слышать музыку.

Тестирование пьезоэлектрического МЭМС-микрофона VM1000. Опыт 2

Рис. 10. Тестирование пьезоэлектрического МЭМС-микрофона VM1000. Опыт 2

В третьем опыте микрофон VM1000 помещают в банку с газировкой (рис. 11), при этом отлично слышно шипение пузырьков газа.

Тестирование пьезоэлектрического МЭМС-микрофона VM1000. Опыт 3

Рис. 11. Тестирование пьезоэлектрического МЭМС-микрофона VM1000. Опыт 3

Кроме впечатляющей живучести нового пьезоэлектрического МЭМС-микрофона VM1000 можно отметить его низкое потребление, которое составляет 145 мкА и широкий диапазон напряжений питания от 1,8 В. С такими показателями VM1000 без проблем найдет применение в любом мобильном приложении.

Еще одним достоинством VM1000 являются его миниатюрные габариты: микрофон выпускается в 6-выводном корпусе: 3,76 x 2,95 x 1,1 мм (рис. 12).

Габаритные размеры пьезоэлектрического МЭМС-микрофона VM1000

Рис. 12. Габаритные размеры пьезоэлектрического МЭМС-микрофона VM1000

Можно предположить, что основными областями применения для пьезоэлектрического МЭМС-микрофона VM1000 станут мобильные приложения (смартфоны, планшеты, гарнитура), игровые устройства, системы голосового управления и т. д.

Характеристики пьезоэлектрического МЭМС-микрофона VM1000:

  • чувствительность: -38 дБ;
  • соотношение сигнал-шум SNR: 64 дБ;
  • гармонические искажения THD: 0,1%;
  • выходной импеданс: 200 Ом;
  • напряжение питания: 1,8…3,6 В;
  • типовой ток потребления: 145 мкА;
  • диапазон рабочих температур: -40…+85 °C;
  • рейтинг защиты: IP68, в течение семи дней выдерживает погружение до 15 метров в соленой или мыльной воде;
  • корпус: 6-выводной 3,76 x2,95 x1,1 мм.

О компании

Vesper – американская компания, специализирующаяся на разработке пьезоэлектрических МЭМС-микрофонов. Микрофон VM1000 от Vesper стал первым пьезоэлектрическим микрофоном с защитой от пыли и влаги с рейтингом IP68.

www.terraelectronica.ru

пьезоэлектрический микрофон - это... Что такое пьезоэлектрический микрофон?

 пьезоэлектрический микрофон

 

пьезоэлектрический микрофонпьезомикрофон —[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.]

Тематики

  • электротехника, основные понятия

Синонимы

  • пьезомикрофон

EN

  • crystal microphone
  • piezoelectric microphone

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

  • пьезоэлектрический метод
  • пьезоэлектрический микрофон телефонного аппарата

Смотреть что такое "пьезоэлектрический микрофон" в других словарях:

  • пьезоэлектрический микрофон — pjezoelektrinis mikrofonas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. piezoelectric microphone vok. piezoelektrisches Mikrophon, n rus. пьезоэлектрический микрофон, m pranc. microphone piézo électrique, m …   Fizikos terminų žodynas

  • пьезоэлектрический микрофон телефонного аппарата — Микрофон телефонного аппарата, действие которого основано на возникновении ЭДС на поверхностях пьезоэлемента, связанного с мембраной, при воздействии на нее звуковых колебаний. [ГОСТ 19472 88] Тематики телефонные сети …   Справочник технического переводчика

  • Пьезоэлектрический микрофон телефонного аппарата — 345 . Пьезоэлектрический микрофон телефонного аппарата Микрофон телефонного аппарата, действие которого основано на возникновении ЭДС на поверхностях пьезоэлемента, связанного с мембраной, при воздействии на нее звуковых колебаний Источник: ГОСТ… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Пьезоэлектрический микрофон телефонного аппарата — 1. Микрофон телефонного аппарата, действие которого основано на возникновении ЭДС на поверхностях пьезоэлемента, связанного с мембраной, при воздействии на нее звуковых колебаний Употребляется в документе: ГОСТ 19472 88 Система автоматизированной …   Телекоммуникационный словарь

  • МИКРОФОН — устройство, преобразующее звуковые колебания в электрические сигналы для их усиления или передачи на расстояние. Основными его показателями являются чувствительность и рабочий диапазон частот. М. различных видов применяются в телефонных аппаратах …   Большая политехническая энциклопедия

  • МИКРОФОН — (от микро... и ...фон) устройство для преобразования звуковых колебаний в электрические в телефонных аппаратах, устройствах звукозаписи, системах радиовещания. Основные типы: угольный, электродинамический, электростатический, пьезоэлектрический… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Микрофон — В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из за отсутствия сносок …   Википедия

  • пьезоэлектрический — 35 пьезоэлектрический [магнитострикционный] электропривод Электропривод, в котором преобразование электрической энергии в механическую осуществляется устройствами на основе пьезоэлектрического [магнитострикционного] эффекта Источник: ГОСТ Р 50369 …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • МИКРОФОН — (от микро... и ...фон) преобразователь звуковых колебаний в электрические. Различают М. порошковые угольные, электродинамич., электретные, электромагнитные, конденсатр.рные и пьезоэлектрические. Применяется М. в телефонии, телевидении,… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • микрофон — а; м. [от греч. mikros малый и phōnē звук, голос] Прибор, преобразующий звуковые колебания в электрические для последующей передачи на какое л. расстояние. Говорить в м. М. магнитофона. М. телефонной трубки. ◁ Микрофонный, ая, ое. М ая трубка. М… …   Энциклопедический словарь

technical_translator_dictionary.academic.ru

Пьезоэлектрический микрофон

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

625l

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

М. Кл. Н 04r 17/02

Заявлено 05.Х.1970 (№ 1480192/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Иииистров

СССР

УДК 621.395.614(088.8) Опубликовано 13.Х11.1972. Бюллетень № 2 за 1973

Дата опубликования описания 13.11.1973

Авторы изобретения

М. М. Некрасов, Л. Г. Гультяева, А. А. През и Г. М. Злогодух

Заявитель

Киевский ордена Ленина Политехнический институт им. 50-летия

Октября

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МИКРОФОН

Изобретение относится к области акустики, а именно к пьезоэлектрическим приемникам звукового давления.

Известен пьезоэлектрический микрофон, состоящий из пьезоэлектрического элемента, мембраны и корпуса, в котором пьезоэлектрический элемент выполнен в виде биморфной пластины с антипараллельной поляризацией ее половин.

Чувствительность такого микрофона по давлению пропорциональна отношению пьезомодуля к диэлектрической проницаемости и вели/3 чине — (где L — длина, а — толщина пьезоэлеа мента), которая определяет величину механической трансформации.

Для увеличения чувствительности такие микрофоны приходится делать очень тонкими, что значительно уменьшает их механическую прочность и усложняет технологию изготовления.

В то же время резонансная частота системы (а 1 („— ) уменьшается, и на величину отпоLN ) ,3 шения — существует определенное ограничение.

Целью настоящего изобретения является создание пьезоэлектрического микрофона, лишенного этих недостатков и позволяющего, увеличив чувствительность, в значительных пределах варьировать выходной емкостью. Поставленная цель достигается тем, что в обеих половинах биморфной пьезоэлектрической пластины направления поляризации выбраны параллельно плоскости соприкосновения этик половин пластины, а электроды нанесены перпендикулярно плоскости соприкосновения.

На фиг. 1 изображен общий вид пьезоэлектрического микрофона; на фиг. 2 — микрофон

10 в двух проекциях.

С металлическим корпусом 1 соединен биморфный пьезоэлемент 2, который одновременно играет роль мембраны и электромеханического преобразователя микрофона. К боковым

15 электродам пьезоэлемента 2 припаяны металлические выводы 3, выполненные таким образом, что они при сохранении герметичности конструкции не ограничивают амплитуду колбаний мембраны.

20 Электромеханический преобразователь представляет собой биморфный пьезокерамический элемент, состоящий из двух склеенных пластин, поляризованных параллельно (указано стрелками), при этом с целью повышения

25 чувствительности и облегчения электрического согласования пьезоэлемента с регистрирующим устройством направление поляризации в пластине выбрано napaллсльным плоскости соприкосновения обеих половин пьезоэлемента, ЗО а электроды 4 нанесены на перпендикулярные

362514 поляризации и плоскости соприкосновения торцовые поверхности.

Для обеспечения подвижности пьезоэлемента между каждой его боковой поверхностью и стенками корпуса оставлен зазор 5, герметически закрытый достаточно гибкими выводами 8.

Таким образом, предлагаемый пьезоэлектрический микрофон содержит биморфный пьезоэлемент, поляризованный параллельно соприкасающимся друг с другом плоским поверхностям обеих половин пластины. Такая конструкция микрофона позволяет увеличить чувстb вительность в — раз, (где b — ширина) при одинаковых общих размерах пьезоэлемента за счет того, что в новой конструкции можно в сравнительно более широких пределах варьировать шириной. Так как b )) а, то на обкладках пьезоэлемента под действием давления возникает электрический сигнал, значительно больший, чем в известной конструкции с теми же размерами. Кроме того, чувствительно„ib предлагаемого микрофона пропорциональна пьезоэлектрическому модулю d», который вносит максимальный вклад в изгибные колебания пластин, в то время как в известных конструкциях амплитуда изгибных колебаний пропорциональна пьезомодулю, который для пье5 зокерамики в 2 — 3 раза меньше, чем d».

С другой стороны, предлагаемая конструкция позволяет создавать секционированные образцы в виде набора склееных пластин, в то время как секционирование в известной конст10 рукции приводит к конструктивным осложнениям и к пони>кению толщины.

Предмет изобретения

Пьезоэлектрический микрофон, содержащий

15 корпус, мембрану и пьезоэлектрический элемент, выполненный в виде биморфной пластины с антипараллельной поляризацией ее половин, и электроды, расположенные перпендикулярно поляризации, отличающийся тем, что, 20 с целью увеличения чувствительности, в пьезоэлектрическом элементе направление поляризации параллельно плоскости соприкосновения половин биморфной пластины, а электроды выполнены перпендикулярными плоскости сопри25 косновения.,362514

А-А — А

Редактор В. Зивтынь

Заказ 251/16 Изд. № 1038 Тираж 404 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССЕ-

Москва, Ж-35, Раув|сная наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

,Риг. 2 I A

Составитель Н. Парасенчикова

Текред Е. Борисова

Корректоры: Л. Кириллова и T. Запорожец

Пьезоэлектрический микрофон Пьезоэлектрический микрофон Пьезоэлектрический микрофон 

www.findpatent.ru

пьезоэлектрический микрофон — с русского на английский

См. также в других словарях:

  • пьезоэлектрический микрофон — пьезомикрофон — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы пьезомикрофон EN crystal… …   Справочник технического переводчика

  • пьезоэлектрический микрофон — pjezoelektrinis mikrofonas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. piezoelectric microphone vok. piezoelektrisches Mikrophon, n rus. пьезоэлектрический микрофон, m pranc. microphone piézo électrique, m …   Fizikos terminų žodynas

  • пьезоэлектрический микрофон телефонного аппарата — Микрофон телефонного аппарата, действие которого основано на возникновении ЭДС на поверхностях пьезоэлемента, связанного с мембраной, при воздействии на нее звуковых колебаний. [ГОСТ 19472 88] Тематики телефонные сети …   Справочник технического переводчика

  • Пьезоэлектрический микрофон телефонного аппарата — 345 . Пьезоэлектрический микрофон телефонного аппарата Микрофон телефонного аппарата, действие которого основано на возникновении ЭДС на поверхностях пьезоэлемента, связанного с мембраной, при воздействии на нее звуковых колебаний Источник: ГОСТ… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Пьезоэлектрический микрофон телефонного аппарата — 1. Микрофон телефонного аппарата, действие которого основано на возникновении ЭДС на поверхностях пьезоэлемента, связанного с мембраной, при воздействии на нее звуковых колебаний Употребляется в документе: ГОСТ 19472 88 Система автоматизированной …   Телекоммуникационный словарь

  • МИКРОФОН — устройство, преобразующее звуковые колебания в электрические сигналы для их усиления или передачи на расстояние. Основными его показателями являются чувствительность и рабочий диапазон частот. М. различных видов применяются в телефонных аппаратах …   Большая политехническая энциклопедия

  • МИКРОФОН — (от микро... и ...фон) устройство для преобразования звуковых колебаний в электрические в телефонных аппаратах, устройствах звукозаписи, системах радиовещания. Основные типы: угольный, электродинамический, электростатический, пьезоэлектрический… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Микрофон — В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из за отсутствия сносок …   Википедия

  • пьезоэлектрический — 35 пьезоэлектрический [магнитострикционный] электропривод Электропривод, в котором преобразование электрической энергии в механическую осуществляется устройствами на основе пьезоэлектрического [магнитострикционного] эффекта Источник: ГОСТ Р 50369 …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • МИКРОФОН — (от микро... и ...фон) преобразователь звуковых колебаний в электрические. Различают М. порошковые угольные, электродинамич., электретные, электромагнитные, конденсатр.рные и пьезоэлектрические. Применяется М. в телефонии, телевидении,… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • микрофон — а; м. [от греч. mikros малый и phōnē звук, голос] Прибор, преобразующий звуковые колебания в электрические для последующей передачи на какое л. расстояние. Говорить в м. М. магнитофона. М. телефонной трубки. ◁ Микрофонный, ая, ое. М ая трубка. М… …   Энциклопедический словарь

translate.academic.ru

Пьезоэлектрический микрофон

„„Я „„1816342 А3 ность изобретения: пьезоэлектрический микрофон содержит чувствительный элемент из пьезокомпозиционного материала связностью 3-3, одна из фаз которого является газообразной средой, и оболочку, охва-тывающую без зазора всю поверхность чувствительного элемента. Оболочка выполнена из диэлектрического материала. Приводится формула; связывающая толщину стенки оболочки с упругими константами материалов оболочки, чувствительного элемента и геометрическими размерами чувствительного элемента. Микрофон также содержит основание, связанное с частью внешней поверхности оболочки. 1 з,п. ф-лы, 3 ил.

Lk — периметр сечения чувствительного элемента плоскостью, перпендикулярной направлению поляризации, а также при сохранении указанных отлиювй чий в том, что микрофон содержит основа- © ние, с которым связана часть внешней поверхности оболочки. ос

Изобретение направлено на создание () пьезоэлектрического микрофона с удовпет- ф ворительной равномерностью амплитудночастотной характеристики, что позволяет использовать его в бытовой технике, а также при сохранении его характеристик, на обеспечение надежного крепления в быто- Ch) вой аппаратуре, например в магнитофоне или в телефоне, В указанной конструкции наличие механической связи между упругим элементом и участком чувствительного элемента приводит к механическим резонансам, обуславливающим существенную неравномерность амплитудно-частотной характеристики, не1816342 зависимо от выбора конструкции чувствительного элемента и материала, из которого он сделан. Преобразовать эту связь в рамках известной конструкции не представляется возможным, Изобретение поясняется фиг. 1-3.

Микрофон состоит из чувствительного элемента 1, оболочки 2 и основания 3.

Микрофон работает следующим образом, Давление воспринимается оболочкой, охватывающей всю поверхность чувствительного элемента, что исключает механические резонансы.

Давление. воспринимаемое оболочкой, передается на чувствительный элемент, в результате чего он деформируется в направлении поляризации, а на его электродах появляется заряд. Наличие оболочки исключает проникновение звуковой волны внутрь пор чувствительного элемента и тем самым исключает компенсацию заряда зарядами, обусловленными поперечным пьезоэффектом. Так как газообразное.наполнение пор чувствительного элемента обладает большой сжимаемостью, воздействие волны на боковую поверхность чувствительного элемента также не приводит к появлению компенсирующих зарядов.

Толщина стенки оболочки должна быть таковой, чтобы ее жесткость не увеличивала жесткость чувствительного элемента и не снижала тем самым его чувствительность.

Чувствительный элемент. состоящий из пьезокомпозиционного материала со связностью 3-3, реализован выжиганием органических наполнителей. Оболочка выполнена нанесением на чувствительный элемент виксинта. Сборка микрофона произведена в атмосфере (воздухе). При этом была достигнута неравномерность амплитудно-частотной характеристики не более 4 дб.

; Неравномерность амплитудно-частотной характеристики в вариантах конструкции микрофона фиг. 2, 3 также составила нв более 4 дБ.

В конструкции пьезоэлектрического микрофона, представленной на фиг, 1, звуковая волна воздействует на всю наружную поверхность оболочки 2, которая передает воздействие на чувствительный элемент 1, и на нем возникает напряжение, пропорциональное давлению звуковой волны.

В варианте конструкции пьезоэлектрического микрофона, представленном на фиг, 2,звуковая волна воздействует нв поверхность оболочки 2. перпендикулярную направлению поляризации, которая передает воздействие на поверхность чувствительноro элемента 1. На его противоположную поверхность через оболочку со стороны основания 3 действует реакция опоры на передаваемое чувствительным элементом давление звуковой волны. При этом давление звуковой волны действует и на боковую поверхность оболочки, которая, в свою очередь, передает это давление на поверхность основания, прилегающую к поверхности

1О оболочки. Со стороны основания мембрана передает на чувствительный, элемент реак-. цию опары. Таким образом, чувствительный элемент испытывает всестороннее сжатие, и на нем возникает напряжение, пропорци15 ональное давлению звуковой волны.

В варианте конструкции пьезоэлектрического микрофона, представленном на фиг,3, звуковая ьолна воздействует на поверхности оболочки 2. перпендикулярные

20 направлению поляризации. которые передают воздействие на поверхность чувствительного элемента 1. Давление звуковой волны на поверхность оболочки, охватывающей боковые стенки чувствительного эле- мента, передается на поверхность основайия 3, прилегающую к поверхности мембраны, Со стороны основания оболочка передает на чувствительный элемент реакцию опоры. Таким образом, чувствительный

30 элемент испытывает всестороннее сжатие, и на нем возникает напряжение; пропорциональное давлению звуковой волны.

Формула изобретения

35 1. Пьезоэлектрический микрофон, содержащий чувствительный элемент и воспринимающий давление упругий элемент, о тл и ч а ю шийся тем, что в нем чувствительный элемент выполнен иэ пьезокомпо40 зиционного материала со связностью 3-3, одна из фаз которого является газообразной средой, а воспринимающий давление упругий элемент выполнен в виде оболочки иэ диэлектрического материала, охватываю45 щей всю поверхность чувствительного элемента без зазора, причем толщина оболочки

d удовлетворяет соотношению

d

50 Е® — модуль |Онга материала оболочки;

$к — площадь сечения чувствительного элемента плоскостью, перпендикулярной направлению поляризации;

Lk — периметр сечения чувствительного

55 элемента плоскостью, перпендикулярной направлению поляризации.

2. Микрофон по и 1, о т л и ч а ю щ и й-. с я тем, что часть внешней поверхности оболочки связана с введенным основанием.

1816342

Составитель M.Ïàíàéîò

Редактор Техред М.Моргентал КоРРектоР M.Петрова

Заказ 1652 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Пьезоэлектрический микрофон Пьезоэлектрический микрофон Пьезоэлектрический микрофон 

www.findpatent.ru

Пьезоэлектрический микрофон работает благодаря...

Опубликовано: 28.07.2014 10:29 

Пьезоэлектрический микрофон

Эта модель микрофона была изобретена советскими учеными С.Н. Ржевкиным и А.И. Яковлевым в 1925 году. При помощи этого микрофона, преобразованного в гидрофон, были записаны сверхнизкочастотные звуки, издаваемые жителями морских глубин.

Пьезоэлектрический микрофон работает благодаря особым свойствам его пьезоэлемента – кристалла. В чем же проявляется пьезоэлектрический эффект? Некоторые кристаллы при их деформации или изменении формы на своей поверхности создают электрические заряды, величина которых пропорциональна деформирующей силе. В микрофоне к кристаллу прикреплена диафрагма, в которую ударяют звуковые волны, в результате этого на кристалле возникают напряжения, изменяющиеся в соответствии с изменением звукового давления. В микрофонах чаще всего используют искусственно выращенные кристаллы сегнетовой соли, так как она обладает высоким пьезоэлектрическим эффектом. Основной элемент этих микрофонов – специально вырезанные пластины этого кристалла. Кристалл очень хрупкий – даже от малейшей трещинки начинает рассыпаться, или может испортиться, если микрофон полежит на солнце. Во избежание подобного кристалл покрывают защитным слоем лака.

Хотя такие микрофоны относительно дешевые, они прихотливы и невысокого качества. Из-за механики процесса передачи звука на пластину кристалла звуковая частотная характеристика получалась нелинейной. Но есть и высококачественные пьезоэлектрические микрофоны. В них сама кристаллическая пластина является мембраной, таким образом, удается избежать потери качества звука при передаче колебания звуковой волны. И такие безмембранные пьезомикрофоны использовались в измерительных устройствах – шумомерах.

На практике пьезомикрофоны не дотягивают до акустических и эксплуатационных требований, предъявляемых к профессиональным микрофонам на студиях звукозаписи. Но благодаря их небольшой стоимости, простоте устройства и небольшим размерам, их применяют в любительской аппаратуре.

studiointerval.ru

Пьезоэлектрический микрофон

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

32675l

Совз Соввтокик юоанолистнчоских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 27.V.1970 (№ 1442233/26-9) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 19.1.1972. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 14.111.1972

М. Кл. Н 04r 17/02

Катеитет по долее изобретений и открытий при Совете Министров

GOOP

УДК 621 395 614(088 8) Лвторы изобретения

М. М. Некрасов, Л. Г. Гультяева, А. А. През и Г. М. Злогодух

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции

Заявитель

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МИКРОФОН

Изобретение относится к радиотехнике.

Известны пьезоэлектрические микрофоны, состоящие из корпуса, мембраны и квадратной биморфной пьезоэлектрической пластины, закрепленной в трех углах (четвертый связан с мембраной). Повышение их чувствительности связано с уменьшением толщины пластины (и ее прочности) и сужением рабочего диапазона частот. Известны также микрофоны с пьезоэлементами с отверстием внутри пластины, но они не обладают необходимой широкополоспостью.

Цель изобретения — повышение чувствительности и расширение рабочего диапазона частот. Достигается она тем, что пьезоэлектрический элемент предлагаемого микрофона вьгполнен в виде биморфной рамки с тремя жестко закрепленными и одним свободным концом, На фиг. 1 показана схема жесткого крепления рамки пьезоэлектрического элемента; на фиг. 2 — схема крепления рамки, допускающего вращение стороны рамки вокруг оси.

Пьезоэлектрический элемент микрофона представляет собой рамку, склеенную для повышения чувствительности из двух половин 1 и 2 (например, из пьезокерамики), поляризованных навстречу друг другу. Электроды нанесены на плоско-параллельные грани пластин перпендикулярно поляризации.

Пьезоэлектрический элемент работает следующим образом.

Когда колебания мембраны микрофона воздействуют на незакрепленный угол рамки (сила воздействия обозначена на чертежах как F), в рамке возникают не только изгибные, но н

10 крутильные колебания (вызванные появлением крутящих моментов M). Направление этих моментов различно (оно показано на чертежах стрелками) при различных способах крепления рамки: жестком (фиг. 1) и допускаю15 щем вращение стороны рамки вокруг осн А—

В (фиг. 2). Крутильные колебания отбирают часть энергии, идущей на изгибные колебания рамки; когда пластина не имеет отверстия, колебания только нзгибные. Тем самым повы20 шается результирующая резонансная частота изгибных колебаний пьезоэлектрического элемента. Собственную частоту крутильных колебаний пьезоэлемента выбирают в любом случае выше предельной верхней частоты ра25 бочего диапазона.

Варьируя величину отверстия и способы крепления, можно согласовать механико-akyстическую часть микрофона с пьезоэлектричес30 ким элементом.

326751

Предмет изобретения ление

Фиг 8

Составитель И. Мишустин

Техред Е. Борисова

Корректор Е. Зимина

Редактор Б. Федотов

Заказ 521/4 Изд. № 98 Тираж 448 Подписное

1.1НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4j5

Типография, пр. Сапунова, 2

Пьезоэлектрический микрофон, содержащий корпус, мембрану и пьезоэлектрический элемент в виде биморфной пластины с параллельной или встречной поляризацией ее половин, с электродами, перпендикулярными направлению поляризации, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения рабочего диапазона частоты, пьезоэлектрический элемент выполнен в виде рамки с

5 тремя закрепленными и одним свободным углами. репление аауегающее раасеюае сычуг еы AB

Пьезоэлектрический микрофон Пьезоэлектрический микрофон 

www.findpatent.ru