Elektroakustischer Wandler

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler mit einer an ihrem Randbereich mit Hilfe von Lagerkörpem eingespannten auf Biegung beanspruchten mit einer piezoelektrischen Schicht versehenen Wandlerplatte, die in dem zur Übertragung bestimmten Frequenzgang neben der der Grundschwingung der Wandlerplatte entsprechende Resonanzspitze (0/0) auch Teilschwingungen höherer Ordnung, insbesondere die durch die erste unterteilte durch die Schwingungsmode (0, 1) durch einen Knotenkreis gekennzeichnete vierte Teilschwingung ausbildet. Es ist Aufgabe der Erfindung, die durch die vierte Teilschwingung hervorgerufene Empfindlichkeitsüberhöhung durch konstruktiv einfache Mittel zu dämpfen. Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die piezoelektrische Schicht so bemessen ist, daß sich der Knotenkreis der vierten Teilschwingung sich innerhalb der Piezoschicht ausbildet. Anwendbar bei Piezomikrofonen der Fernsprechtechnik.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler mit einer an ihrem Randbereich mit Hilfe von zwei Lagerkörpern eingespannten auf Biegung beanspruchten mit einer piezoelektrischen Schicht versehenen Wandlerplatte, die in dem, zur Übertragung bestimmten Frequenzgang neben der der Grundschwingung der Wandlerplatte entsprechende Resonanzspitze (0/0) auch Teilschwingungen höherer Ordnung, insbesondere die durch die erste unterteilte durch die Schwiagungsmode (0,1) durch einen Knotenkreis gekennzeichnete vierten Teilschwingung ausbildet.

[0002] Ein derartiger Wandler ist durch die DE-PS 1 961 217 bekannt. Bei dieser Patentschrift werden sowohl Grundschwingung als auch die Teilschwingung höherer Ordnung, insbesondere die durch einen Knotenkreis gekennzeichnete Teilschwingung vierter Ordnung in den zur Ubertragung bestimmten Frequenzbereich des Wandlers verlagert, um einen möglichst hohen Übertragungsfaktor zu erzielen.

[0003] Dies kann entweder durch die Wandlerplatte selbst erzielt werden oder bei vorgegebener Wandlerplatte durch deren Einspannung, insbesondere deren Einspannung im Randbereich.

[0004] Die beiden erwähnten Schwingungsformen treten auf und werden durch entsprechende Maßnahmen am Wandler wieder soweit gedämpft, daß sich im Übertragungsbereich ein ausgeglichener, annähernd stetig zu höheren Frequenzen ansteigender Übertragungsfaktor einstellt. Dabei wird die Grundresonanz durch bekannte Absorptionsresonatoren gedämpft, die Teilschwingung vierter Ordnung kann u.a. durch besondere Ausgestaltung der Lagerkörper gedämpft werden.

[0005] Weiterhin kann diese Teilschwingung durch Dämpfungsstoffe gedämpft werden, z.B. durch eine in die Wandlerfassung eingeklebte Dämpfungsseide.

[0006] -Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg zu weisen, wie die durch die vierte Teilschwingung hervorgerufene Empfindlichkeitsüberhöhung-durch konstruktiv einfache Mittel gedämpft werden kann.

[0007] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die piezoelektrische Schicht so bemessen ist, daß sich der Knotenkreis der vierten Teilschwingung innerhalb der Piezoschicht ausbildet.

[0008] Damit können eine besondere Ausgestaltung der Lagerkörper und/oder zusätzliche Dämpfungsstoffe entfallen. Je mehr der Knotenkreis in den mit der Piezoschicht versehene Bereich liegt, desto mehr kann die Überhöhung abgebaut werden.

[0009] Vorteilhaft ist es, wenn die Piezoschicht kreissymmetrisch ausgebildet ist und beidseitig mit je einer radialsymmetrischen Elektrode versehen ist.

[0010] Dadurch kann die Überhöhung weiter abgebaut werden.

[0011] Günstigen Einfluß auf den Abbau der Empfindlichkeitsüberhöhung haben eine quadratische, hexagonale, pentagonale oder oktogonale Form der Piezoschicht.

[0012] Die vierte Teilschwingung mit einem Knotenkreis entspricht z.B. bei quadratischer Form der Piezoschicht der fünften Teilschwingung. Der Durchmesser des Knotenkreises ist dabei kleiner als bei einer radialsymmetrischen Piezoschicht, so daß mit kleineren und damit kostengünstigeren Piezoschichten derselbe Effekt gemäß der Erfindung erzielt werden kann.

[0013] Als weiterer Vorteil dieser Schichten ist der bei der Herstellung der Scheiben geringer anfallende Verschnitt erwähnenswert.

[0014] Im folgenden sei die Erfindung anhand einer Abbildung näher erläutert. Diese Abbildung zeigt eine Wandlerplatte 1, die aus Aluminium besteht und einen Durchmesser 2R von 43 mm und 250µm Dicke aufweist. Die Wandlerplatte ist mit einer kreisförmigen Piezoschicht 2(Radius R, 150 µm Dicke) versehen, die radialsymmetrisch auf dieser Wandlerglatte angeordnet ist. Die dieser Schicht 2 beidseitig zugeordneten Elektroden sind aus zeichnerischen Gründen nicht gezeigt. Ebenfalls nicht gezeigt ist die Lagerung der Wandlerplatte, die aber in dem hier geschilderten Fall in einem Silikonring oder zwischen zwei Silikonringen gelagert ist. Wie die graphische Darstellung nun zeigt, weist die viertel Teilschwingung mehrere Nulldurchgänge auf, und zwar in der Einspannung 3,4 und am Knotenkreis 5, der einen Radius von R aufweist. Es ist aus dieser Darstellung völlig einleutend, daß die Überhöhung der Empfindlichkeit (Amplitude W) integriert über die schwingende Fläche desto mehr abgebaut werden kann, je mehr der Knotendurchmesser in den Bereich der Piezoschicht 2 verlegt ist.

Ansprüche

1. Elektroakustischer Wandler mit einer an ihrem Randbereich mit Hilfe von Lagerkörpern eingespannten auf Biegung beanspruchten mit einer piezoelektrischen Schicht versehenen Wandlerplatte, die in dem zur Übertragung bestimmten Frequenzgang neben der der Grundschwinguag der Wandlerplatte entsprechende Resonanzspitze (0/0) auch Teilschwingungen höherer Ordnung, insbesondere die durch die erste unterteilte durch die Schwingungsmode (0,1) durch einen. Knotenkreis gekennzeichnete vierte Teilschwingung ausbildet, dadurch gekennzeichnet , daß die piezoelektrische Schicht so bemessen ist, daß sich der Knotenkreis der vierten Teilschwingung sich innerhalb der Piezoschicht ausbildet.

2. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 1, d a - durch gekennzeichnet , daß die Piezoschicht kreissymmetrisch ausgebildet ist und beidseitig mit je einer radialsymmetrischen Elektrode versehen ist.

3. Elektroakustischer Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Piezoschicht quadratische hexagonale, pentagonale oder oktogonale Form aufweist.

Zeichnung