EP0104457A2 - Piezoelektrischer Wandler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wandlerplatte für elektroakustische Wandler, die aus einer Trägerplatte und einer darauf aufgebrachten Keramikschiebe besteht. Aufgabe ist es, die Wandlerplatte trotz der erforderlichen unterschiedlichen Spannungsübertragungsfaktoren so zu dimensionieren, daß dieselbe Platte für Mikrofon, Fernhörer und piezoelektrischen Tonruf verwendet werden kann. Folgende Maße gelten vorzugsweise: Durchmesser der Wandlerplatte (⊘2) 43 mm, Durchmesser der Keramik (⊘1) 30 mm Dicke der Wandlerplatte (d) 150 µm und Dicke der Keramik (1) 90 µm. Anwendbar in der Fernmeldetechnik.

Description

• Die Erfindung betrifft eine mit einer piezoelektrischen Keramikschicht versehenen Wandlerplatte für elektroakustische Wandler.
• Wandlerplatten sind aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. Es wird in diesem Zusammenhang DE-OS 31 07 344, DE-OS 31 07 293, DE-OS 30 07 834, DE-OS 30 05 708, DE-OS 30 07 808, DE-PS 19 61 217 verwiesen, bei welchen das Wandlerelement zwischen Lagerkörpern eingespannt gehalten ist.
• Piezoelektrische Wandler gehören zur Gruppe der reversiblen Wandler, d.h. sie können elektrisch angeregt werden und geben dann Schall ab oder umgekehrt. Diese Wandler sind demnach vielseitig einsetzbar. So können sie in Sprechkapseln, Hörkapseln oder als Tonruf bei Fernsprechanlagen Verwendung finden. Je nach seiner Anwendung muß der Wandler speziell an die Erfordernisse beispielsweise eines Mikrofons angepaßt werden, d.h. es muß unter Umständen ein Verstärker vorgesehen sein oder es müssen die Resonatorräume sowie Schallführungskanäle speziell auf den jeweiligen Wandlertyp abgestimmt werden.
• Aus wirtschaftlichen Gründen ist es erstrebenswert, den Teileaufwand für die jeweiligen Wandlertypen auf ein Minimum zu begrenzen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine aus einer Trägerplatte und einer piezoelektrischen Schicht bestehende Wandlerplatte so auszubilden, daß die verschiedenen Wandlerfunktionen, nämlich Mikrofon, Fernhörer und Tonruf mit ein und derselben Wandlerplatte realisiert werden können.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Durchmesser der Wandlerplatte im Bereich zwischen 40 und 45 mm liegt und vorzugsweise 43 mm beträgt, daß der Keramikdurchmesser im Bereich zwischen 25 und 35 mm liegt und vorzugsweise 30 mm beträgt, daß die Dicke der Wandlerplatte zwischen 100 und 250 pm liegt und vorzugsweise 150 um beträgt und daß die Dicke der Keramik zwischen 50 und 150 µm, vorzugsweise 90 um beträgt.
• Die Grenzen der Bemessung sind gegeben durch den für Schallsender erforderlichen, hohen Spannungsübertragrungsfaktor. Eine weitere Grenze ist durch die Verarbeitbarkeit der Platten wie auch durch deren Frequenzgangsbedingungen gegeben. So dürfen die Dicke der Keramik und die Dicke der Wandlerplatte einen minimalen Wert nicht unterschreiten. Aber auch nach oben sind Grenzen gesetzt. Die obere Grenze für den Durchmesser der Keramik ist durch die Fertigungsmöglichkeit dünner Keramikscheiben begrenzt. Der maximale Durchmesser für die Trägerplatte ist durch den maximal möglichen Kapseldurchmesser bestimmt.
• Bei Verwendung der Wandler als Fernhörer ist eine Wandlerkapazität von etwa 200 nF oder mehr erforderlich, um den erforderlichen Spannungs-Übertragungsfaktor im Fernsprecher zu erreichen, da damit der Fernhörer an die Fernsprechschaltung angepaßt ist.
• Dies kann man durch eine sehr dünne Keramikscheibe und eine mittlere Dielektrizitätskonstante erreichen.
• Um jedoch gemäß der gestellten Aufgabe das gleiche Wandlerelement für alle Anwendungsfälle zu verwenden, ist es vorteilhaft, eine mittlere Keramikdicke von etwa 100 pm sowie eine Dielektrizitätskonstante der Keramik von größer/ gleich 3000 für alle Anwendungsfälle zu wählen.
• Durch die Erfindung ist es nunmehr gelungen, eine mit gleichen geometrischen Eigenschaften versehene Wandlerplatte bei Mikrofon, Fernhörer und Tonruf einzusetzen, obwohl diese Wandler jeweils einen unterschiedlichen Spannungsübertragungsfaktor erfordern.
• Im folgenden sei die Erfindung anhand von zwei Figuren näher erläutert.
• Es zeigen
• Fig. 1 eine Wandlerplatte im Querschnitt und
• Fig. 2 die Wandlerplatte in Draufsicht.
• Die in den Figuren gezeigte Wandlerplatte besteht aus einer Trägerplatte 1 aus einer Aluminium-Legierung oder Messing sowie einer Piezokeramikplatte 3, die mit der Trägerplatte 1 durch eine Klebeschicht 2 verbunden ist. Die Klebeschicht 2 kann aus einer relativ dicken Schicht bestehen, die ganzflächig über der Trägerplatte verteilt ist. Im vorliegenden Fall besteht die Klebeschicht 2 jedoch aus einer relativ dünnen Schicht, die nur unter der Keramikplatte aufgebracht ist und eine vernachlässigbare Stärke aufweist.
• Folgende Abmessungen werden für das Wandlerelement angegeben.

  

Claims (2)

1. Mit einer piezoelektrischen Keramikschicht versehene Wandlerplatte für elektroakustische Wandler,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Durchmesser der Wandlerplatte (0₂) im Bereich zwischen 40 und 45 mm liegt und vorzugsweise 43 mm beträgt,

daß der Keramikdurchmesser (Ø₁) im Bereich zwischen 25 und 35 mm liegt und vorzugsweise 30 mm beträgt,

daß die Dicke der Wandlerplatte (d) zwischen 100 und 250 um liegt und vorzugsweise 150 µm beträgt

und daß die Dicke der Keramik (1) zwischen 50 und 150 µm liegt und vorzugsweise 90 um beträgt.

2. Wandlerplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke (1) der Keramik etwa 100 µm beträgt, wobei die Dielektrizitätskonstante der Keramik größer/gleich 3000 ist.

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