DE2155026C3 - Schaltungsanordnung zur Schaltung eines Niederfrequenzkondensatormikrofons - Google Patents

Description

3 . 4

dete Zeitkonstante gleich oder größer ist als die der gleich sein. Die Membran 7 liegt an Masse bzw. am unteren Grenzfrequenz des Übertragungsbereiches Bezugspotential der Schaltung. Die Schallwelle, ist entsprechende Zeitkonstante. Bei Erfüllung dieser wieder mit 14 symbolisiert. Wenn diese entsprechend Voraussetzung wird die Wand'erschaltung nach dem der Beschreibung zu F i g. 1 die Membranen 7 und 8 Prinzip der konstanten Ladung betrieben. 5 nach rechts auslenkt, wird die Kapazität 7.1 größer Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand von und die Kapazität 8.1 kleiner. Die mittlere Elek-Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt trode9 ist wieder über einen sehr hochohmigen Fig. 1 die Zusammenschaltung eines symmetri- Widerstand 4 an die Gleichspannungsquelle gelegt, sehen Wandlers mit einem unsymmetrischen Vsrstär- deren anderer Pol an Masse oder an einen anderen kereingang, io zweckentsprechenden Punkt der Schaltung gelegt ist. Fig.2 eine Schaltungsanordnung mit einem abge- Die Bezeichnungen 5, 6, 6.1 entsprechen der Beänderten symmetrischen Wandler, Schreibung zu Fig. 1. Durch Verkleinern der Kapa-Fig.3 Schaltungsanordnung mit einem symmetri- zität des Mikrofons erhält der Feldeffekttransistor 6 sehen Wandler mit Elektretmembranen. auch in dieser Anordnung eine verdoppelte Steuerin Fig. 1 wird das Grundprinzip der Schaltungs- 15 spannung, wodurch ebenfalls die Ersat?!autstärke des anordnung dargestellt. In diesem Beispiel besteht der Mikrofons wesentlich verbessert wird. Die an Masse Doppelwandler aus der Membran 1 als mittlere EIek- liegende Membran 7 bringt wieder die erforderliche trade und zwei schalldurchlässigen Gegenelektro- statische Abschirmung des Wandlers,
den 2 und 3. Deren Schalldurchlaßöffnungen sind Die F i g. 3 zeigt eine Abwandlung des Schaltungsmil 2.1 und 3.1 bezeichnet. Die Kapazitäten 1.1 und ao beispiels entsprechend der Fig. 2 und der zugehöri-1.2 zwischen der Membran 1 und den Gegenelektro- gen Beschreibung. Die Membranen 7 und 8 sind den 2 und 3 sollen bei Schalldruck Null gleich oder Elektretmembranen, die in Richtung zur mittleren angenähert gleich sein. Eine mit dem Pfeil 14 symbo- Elektrode 9 jeweils die gleiche Polung der Elektretilisierte Schallwelle drückt z. B. die Membran 1 nach sierung aufweisen. Diese Elektretisierung 7.2 und 8.2 rechts. Die Kapazität 1.1 wird dabei verkleinert und as ersetzt die in dem Beispie! der Fig. 2 genannte die Kapazität 1.2 vergrößert. Die Membran 1 liegt Gleichspannun^squelle zur Polarisierung der Mcmdabei über dem sehr hochohmigen Widerstand 4 an bran. Die mittlere Elektrode 9 ist in diesem Beispiel einer Gleichspannungsquelle, deren anderer Pol an völlig isoliert dargestellt. Sie kann ebenfalls über Masse oder an einen anderen zweckentsprechenden einen sehr hochohmigen Widerstand (gestrichelt einPunkt geschaltet ist. Durch die Vergrößerung der 30 gezeichnet) an das Bezugspotential gelegt werden; es Kapazität 1.2 wird dem Verstärkereingang, beispiels- genügt aber der Isolationswidersland der mcihaniweise dem Gate 6.1 des Feldeffekttransistors 6, eine sehen Halterung.

gegenüber den bisher bekannten Schaltungsanord- Vorteilhafterweise kann auch die mittlere Eleknungen doppelt so hohe Steuerspannung zugeführt, ttode 9 mit einer zusätzlichen Elektretisierung verseda die Kapazitäten des Doppelwandlers in Serie ge- 35 hen werden, deren Polung entgegengesetzt der nach schalet sind. In der deutschen Patentschrift 856 615 innen weisenden Pole der Elektretmembranen ist. sind die Wandlcrkapazitäten dagegen wechselstrom- Durch den Einsatz eines derart ausgebildeten Dopmäßig parallel geschaltet. Durch die Scrienschaltung pchvandlers in der erfindungsgemäßen Schaltungsander Kapazitäten wird die Ersatzlautstärke des Mikro- Ordnung wird eine besonders hohe Ersatzlautstärke fons wesentlich verbessert. Zweckmäßig kann das 40 erzielt.

Gate 6.1 über einen sehr hochohmigen Widerstand 5, Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung beispielsweise an Masse oder an einen anderen zweck- weist unter Beibehaltung der Vorteile des hochlincaentsprechenden Punkt der Verstärkerschaltung ge- ren Doppclwandlers eine wesentlich verbesserte Erlegt werden. Wird das Mikrofon z. B. so aufgebaut, satzlautstärke auf, da durch die Serienschaltu"g der daß in der an Masse liegenden Gegenelektrode 2 die 45 Wandlerkapazitäten gegenüber den bekannten Schal-SchaUeinlaßöffnungen des Mikrofons angeordnet lungsanordnungcn eine doppelt so hohe Steuerspansind, so bildet diese Gegenelektrode die statische Ab- nung an dem nachgeschalteien Verslärku eingang schirmung des Wandlers. auftritt. Ein weiterer Vorteil liegt im Einsatz einfa-Die Fig. 2 zeigt das Prinzip eines äquivalenten eher Verstärker mit unsymmetrischem Eingang und Beispiels. In diesem Beispiel besteht der Doppcl- 50 der Ableitung der Polarisationsvorspannung von wandler aus einer sehr gut schalldurchlässigcn mittle- einer mit einem Pol auf dem Bezugspotential liegenren Elektrode 9 mit den öffnungen 9.1. Die Kapazi- den Gleichspannungsquclle. Da die vordere Elektäten 7.1 und 8.1 zwischen den Membranen 7 bzw. 8, trode mit dem Bezugspotential (Masse) verbunden den Gegenelektroden, und der mittleren Elektrode 9 ist. können in der Schaltungsanordnung einfach konsollen bei Schalldruck Null gleich oder angenähert 55 struierte Doppelwandler eingesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Vorteile konnten sie sich nicht durchsetzen, weil es Patentansprüche: bisher keine brauchbare Schaltungsanordnung gab, sie in einfacher Weise störungsfrei an einen Nieder-

1. Schaltungsanordnung zur Schaltung eines frequenzverstärkereingang zu schalten.
Niederfrequenzkondensatormikrofons hoher Li- 5 Die deutsche Patentschrift 856 615 sieht eine nearität mit einem aus einer mittleren Elektrode Schallungsanordnung der eingangs genannten Art und zwei beiderseits derselben angeordneten Ge- vor, bei der (vgl. zum Beispiel Abb.3 und 5 dieser genelektroden gebildeten elektroakustischen Patentschrift) ein zwischen zwei Gegenelektroden Doppelwandler in den Eingangskreis eines dem von einer Gleichspannungsquelle erzeugtes elektri-Mikrofon nachgeschalteten Verstärkers mit auf io sches Feld von der schwingenden Membran, die bei ein Bezugspotential bezogenem unsymmetrischem kleinem Schalldruck in der Mitte des Feldes steht, Eingang, dadurch gekennzeichnet, »abgetastet« wird. Das elektrische Feld bildet dabei daß die eine Gegenelektrode des Wandlers an gewissermaßen zwei Zweige einer Brückenanordden Eingang des Verstärkers, die andere Gegen- nung. Die beiden anderen Zweige werden durch zwei elektrode an das Bezugspotential und die mittlere 15 gleiche Widerstände gebildet. Die Brücke wird von Elektrode über einen sehr hochohmigen Wider- der das elektrische Feld aufbauenden Spannung gestand auf ein Gleichspannungspotential gelegt ist, speist. Zwischen dem Symmetrierpunkt der Widcrdesseu Höhe durch die Art des Doppelwandlers stände und der Membran steht das Nutzsignal, wenn bestimmt ist. " die Membran aus ihrer Mittelstellung ausgelenkt

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch Γ mit 20 wird und damit die Symmetrie der Brücke gestört einem Mikrofon mit einer Membran als mittlere wird. Der Nachteil dieser vorbekannten Schaltungs-Elektrode, die zwischen zwei schalldurchlässigcn anordnung besteht darin, daß die Batterie zur Spei-Gegenelektroden angeordnet ist, dadurch gekenn- sung der Brücke ihren Bezugspunkt nicht in dem der zeichnet, daß die Membran (1) an einen Pol einer sonstigen Schaltung hat. Die Brückenspeisespannung Gleichspannungsquelle gelegt ist, deren anderer as kann somit nicht ohne weiteres aus der Betriebs-Pol am Bezugspotential der Schaltung liegt spannung der Schaltung abgeleitet werden.

(Fig. 1). In der deutschen Offenlegungsschrift 1 937 857 ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 mit ein symmetrischer Wandler in einfacher Bauweise für einem Mikrofon mit einer schalldurchlässigen den Einsatz in Hochfrequenzkondensator-Mikrofomittleren Elektrode, die von zwei Membranen als 30 nen beschrieben. In dieser Schrift wird jedoch keine Gegenelektroden eingeschlossen ist, dadurch ge- Anweisung gegeben, wie ein solcher Wandler in einer kennzeichnet, daß die schalldurchlässige mittlere Niederfrequenzschaltung eingesetzt werden könnte.
Elektrode (9) an einen Pol einer Gleichspan- In einer weiteren deutschen Oftenlegungsschrift, nungsquelle gelegt ist, deren anderer Pol am Be- der deutschen Offenlegungsschrift 1 930 676, werden zugspotential der Schaltung liegt (F i g. 2). 35 Einzelheiten eines einem Schallempfänger nachgc-

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 mit schalteten Verstärkers beschrieben. Diese Vcreinem Mikrofon mit einer schalldurchlässigen Stärkerschaltung läßt jedoch nicht erkennen, wie ein mittleren Elektrode, die von zwei Elektrctmem- symmetrischer Wandler unter Beibehaltung des hubranen als Gegenelektroden eingesCTilossen ist, hen Linearitälsverhalten an einen solchen Verstärker dadurch gekennzeichnet, daß die Elektretmem- 40 mit unsymmetrischem Eingang angekoppelt werden branen(7,8) auf ihren Innenseiten gleiche Po- kann. Auch der deutschen Auslegeschrifl 1 252 258, lung der Elektretisierung aufweisen, und daß die ist keine Anweisung zu entnehmen, wie ein symmeschalldurchlässige mittlere Elektrode (9) an das irischer Wandler beschaltet wird. Hier ist lediglich Bezugspotential gelegt oder aber überhaupt nicht die Kombination eines kapazitiven Wandlers mit an ein Potential angeschlossen ist (Fig. 3). 45 einem Halbleiterbauelement beschrieben, wobei

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, da- dieses in integrierter Bauweise Bestandteil des kapazidurch gekennzeichnet, daß die schalldurchlässigc ti\en Wandlers ist.

mittlere Elektrode (9) eine Elektretisierung auf- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsan-

wcist, deren Polung entgegengesetzt der Polung Ordnung für einen symmetrischen Wandler mit hoher der Elektretmcmbranen ist. 50 Linearität anzugeben, wobei bei Anwendung eines

unsymmetrischen Verstärkers eine hohe Störfreiheit und eine Verbesserung der Ersatzlaulstärke gegen-

über bekannten Schaltungsanordnungen erzielt werden. Die aus der deutschen Patentschrift 856 615 be-55 kannten und oben angeführten Nachteile sollen be-Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung seitigt werden.

zur Schaltung eines Niederfrequenzkondensatormi- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gc-

krofons hoher Linearität mit einem aus einer mittle- löst, daß die eine Gegenelektrode des Wandlers an ren Elektrode und zwei beiderseits derselben an- den Eingang des Verstärkers, die andere Gegenclekgeordnelen Gegcnelcktroden gebildeten elektroaku- 60 trode an das Bezugspotential und die mittlere Elekstischcn Doppclwandler in den Eingangskreis eines trode über einen sehr hochohmigen Widerstand auf dem Mikrofon nuchgcschaltetcn Verstärkers mit auf ein Glcichspannungspotential gelegt ist, dessen Höhe ein Bezugspotential bezogenem unsymmetrischem durch die Art des Doppelwandlers bestimmt ist. Eingang. Zweckmäßige Ausgestaltungen dieser ErCiIKlUHg sind

Wandler symmetrischer Bauart haben, bedingt 65 den Untcranspriichen zu entnehmen,
durch ihre Konstruktion, sehr geringe nichtlineare Der Widerstand muß bezüglich seines Wider-

Verzerrungen {k,,). Sie sir; J ζ. B. durch die deutsche standswertes so hochohmig bemessen sein, daß die Patentschrift 856 615 bekanntgeworden. Trotz dieser aus der Wundlerkapazität und dem Widerstand gcbil-