JPS58145293A - 安定化された圧電受信機 - Google Patents
安定化された圧電受信機Info
- Publication number
- JPS58145293A JPS58145293A JP57223143A JP22314382A JPS58145293A JP S58145293 A JPS58145293 A JP S58145293A JP 57223143 A JP57223143 A JP 57223143A JP 22314382 A JP22314382 A JP 22314382A JP S58145293 A JPS58145293 A JP S58145293A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- conductive regions
- transducer
- pair
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
- G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
- G01H11/08—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気−音場信号トランスジューサに関し、詳し
くいうと、圧電性ぎりマーを使用しかつ音響出力を安定
化するための構成を有するトランスジュー貨に関する。
くいうと、圧電性ぎりマーを使用しかつ音響出力を安定
化するための構成を有するトランスジュー貨に関する。
周知のように、ポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤＦまたはＰ
ＶＦＩ ）はすぐれた圧電特性を有するポリ！−である
。特別に用意されたＰＶＤＦは米国特奸−５，７９２，
２０４号に教示されているように電気−音響トランスジ
ューサを得るために使用できる。
ＶＦＩ ）はすぐれた圧電特性を有するポリ！−である
。特別に用意されたＰＶＤＦは米国特奸−５，７９２，
２０４号に教示されているように電気−音響トランスジ
ューサを得るために使用できる。
このようなトランスジューサの感度は人間の環境と関連
した温度範囲にわたって変化することがＩＩＩＩＩＮさ
れており（例えば、ダブリュー・ディー・フラッグおよ
びエヌ・ダブリュー・テスターの論文「圧電性がリマー
ホイルを使用する電話トランスジューす」エレクトリカ
ル・コミュニケ子ジョン第５２巻１９７７年参照）、そ
してこれら変化はある最大温度を越えないならば、反復
可能である。緻大温度を越えると、感度の変化は非可逆
性となり、時間に依存するようになる（例えば、１９７
７年のアコウスチック・ソ賃エテイ・オプ・アメリカの
第９４回大会で提出されたジエイ・エム・パワーズの論
文「圧電性ポリマーのニージングレーに関する温度の影
響」参照）。
した温度範囲にわたって変化することがＩＩＩＩＩＮさ
れており（例えば、ダブリュー・ディー・フラッグおよ
びエヌ・ダブリュー・テスターの論文「圧電性がリマー
ホイルを使用する電話トランスジューす」エレクトリカ
ル・コミュニケ子ジョン第５２巻１９７７年参照）、そ
してこれら変化はある最大温度を越えないならば、反復
可能である。緻大温度を越えると、感度の変化は非可逆
性となり、時間に依存するようになる（例えば、１９７
７年のアコウスチック・ソ賃エテイ・オプ・アメリカの
第９４回大会で提出されたジエイ・エム・パワーズの論
文「圧電性ポリマーのニージングレーに関する温度の影
響」参照）。
パッシブホイルが圧電性にされる極性化プロセスは臨界
的であり、例えば電話応用装置用の大量生麩されるトラ
ンスジューサに適当である±２ｄＢより良好な反復可能
性に適していない。
的であり、例えば電話応用装置用の大量生麩されるトラ
ンスジューサに適当である±２ｄＢより良好な反復可能
性に適していない。
ＰＶＤＦのような圧電性ポリマーホイルを使用するトラ
ンスジューサの固有の簡易さおよび材料が比較的安価で
あることは安価なトランスジューサが製造できることを
示唆している。しかしながら、温度、エージングおよび
製造プロセスのＭｌｌ［とじて変化する感度の８ｍが最
小にされない限り、圧電性ポリマーホイルの利用範囲は
制限されること）二なる。
ンスジューサの固有の簡易さおよび材料が比較的安価で
あることは安価なトランスジューサが製造できることを
示唆している。しかしながら、温度、エージングおよび
製造プロセスのＭｌｌ［とじて変化する感度の８ｍが最
小にされない限り、圧電性ポリマーホイルの利用範囲は
制限されること）二なる。
上記点に鑑み、本発明は許容可能な安定性および定めら
れた特性を有する安価な圧電性ポリマーホイルトランス
ジューサを提供するものである。
れた特性を有する安価な圧電性ポリマーホイルトランス
ジューサを提供するものである。
本発明ベニよれば、ポリ弗化ビニリデンよりつくられた
圧電性フィルムまたはダイヤフラムより構成され、該フ
ィルムの全ｍｓが固定された音響トランスジューサが提
供される。上記フィルムの両面のそれぞれに２つの電極
が配置される。第１の重合した財の電極は入力増巾器に
接続され、該増巾器に信号電圧が、供給されたときにフ
ィルムが駆動されて対応する振動運動を生じさせるよう
にな □っている。第２の重合する対の電極は補償回
路を介して上記増巾器に接続され、増巾器の応答を変更
するようになっている。このような応答の変更はトラン
スジューサの全体の安定性を受は入れることのできる公
差内にする。
圧電性フィルムまたはダイヤフラムより構成され、該フ
ィルムの全ｍｓが固定された音響トランスジューサが提
供される。上記フィルムの両面のそれぞれに２つの電極
が配置される。第１の重合した財の電極は入力増巾器に
接続され、該増巾器に信号電圧が、供給されたときにフ
ィルムが駆動されて対応する振動運動を生じさせるよう
にな □っている。第２の重合する対の電極は補償回
路を介して上記増巾器に接続され、増巾器の応答を変更
するようになっている。このような応答の変更はトラン
スジューサの全体の安定性を受は入れることのできる公
差内にする。
以下、鰯付図向を参照して本発明の好ましい実施例につ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
嬉１図において、１は圧電性ポリマーホイルダイヤフラ
ム、２はトランスジューサの＃部ハウジング、３はトラ
ンスジューサの後部ハウジング、４はトランスジューサ
の周波数応答を定めるために使用される制御キャビティ
をそれぞれ示す。５は第２の制御キャビティであり、こ
の第２の制御キャビティ５はダイヤフラム１に静圧を供
給してダイヤフラム１を凸面形状にさせるための手段を
含むことが好ましい。ダイヤフラム１に凸面形状を取ら
せる練機は例えば米国特許ｍ４０６４．３７５号に開−
示されているので説明を省略するが、本実施例ではダイ
ヤスラムの凸面形状を得るのに真空ではない圧力が使用
できる。４１図の制御キャビティ４および５の一方また
は両方がトランスジューすの周波数応答を変更するため
に！ルチキャビテイとして実施できる。米国特許第４７
９４２０４号は第１図４二示されているようなトランス
ジューサの基本的変更例の動作および構成を教示してい
る。
ム、２はトランスジューサの＃部ハウジング、３はトラ
ンスジューサの後部ハウジング、４はトランスジューサ
の周波数応答を定めるために使用される制御キャビティ
をそれぞれ示す。５は第２の制御キャビティであり、こ
の第２の制御キャビティ５はダイヤフラム１に静圧を供
給してダイヤフラム１を凸面形状にさせるための手段を
含むことが好ましい。ダイヤフラム１に凸面形状を取ら
せる練機は例えば米国特許ｍ４０６４．３７５号に開−
示されているので説明を省略するが、本実施例ではダイ
ヤスラムの凸面形状を得るのに真空ではない圧力が使用
できる。４１図の制御キャビティ４および５の一方また
は両方がトランスジューすの周波数応答を変更するため
に！ルチキャビテイとして実施できる。米国特許第４７
９４２０４号は第１図４二示されているようなトランス
ジューサの基本的変更例の動作および構成を教示してい
る。
本発明は同じホイルダイヤフラムで駆動素子と感知素子
の両方を実現することおよび最終のトランスジューサの
安定性がダイヤフラムの圧電特性の変化の受は入れるこ
とのできる関数となるようにダイヤスラムを増巾器およ
び回路網と相互接続することに関する。第２図はダイヤ
フラム上の２対の能動素子の一実施例を示す。
の両方を実現することおよび最終のトランスジューサの
安定性がダイヤフラムの圧電特性の変化の受は入れるこ
とのできる関数となるようにダイヤスラムを増巾器およ
び回路網と相互接続することに関する。第２図はダイヤ
フラム上の２対の能動素子の一実施例を示す。
栖２図において、１は前記した圧電性ポリマーホイルダ
イヤフラムであり、６および６′はｖｉＪ様の面積の導
電性物質（例えば、アルミニウム）であり、これらはト
ランスジューサの包囲された容積内にありかつ駆動素子
を構成する。７および７′は導電性物質６および６′に
信号を供給する接続手段、８および８′はトランスジュ
ーサの包囲された容積内にあり、かつ感知素子を構成す
る同様の面積の導電性物質、９および９′はこれら物質
８および８′に信号を供給する接続手段をそれぞれ示す
。
イヤフラムであり、６および６′はｖｉＪ様の面積の導
電性物質（例えば、アルミニウム）であり、これらはト
ランスジューサの包囲された容積内にありかつ駆動素子
を構成する。７および７′は導電性物質６および６′に
信号を供給する接続手段、８および８′はトランスジュ
ーサの包囲された容積内にあり、かつ感知素子を構成す
る同様の面積の導電性物質、９および９′はこれら物質
８および８′に信号を供給する接続手段をそれぞれ示す
。
譲２図に示す形式のダイヤフラムが第１図に例示した構
成において使用されると、接続手段７および７′に電圧
を供給することにより圧電性駆動素子のトランスジュー
サ作用によりダイヤフラムに歪み（変形）が生じる。こ
の歪みはダイヤフラム全体に機械的に結合され、従って
圧電性感知素子８および８′のトランスジューサ作用に
より接続手段９および９′に電圧が現われる。２つの素
子間に歪みが直接機械的に結合されることに加えて、画
素子に共通であるトランスジューサのキャビティ４およ
び５による音響的結合が生じる。
成において使用されると、接続手段７および７′に電圧
を供給することにより圧電性駆動素子のトランスジュー
サ作用によりダイヤフラムに歪み（変形）が生じる。こ
の歪みはダイヤフラム全体に機械的に結合され、従って
圧電性感知素子８および８′のトランスジューサ作用に
より接続手段９および９′に電圧が現われる。２つの素
子間に歪みが直接機械的に結合されることに加えて、画
素子に共通であるトランスジューサのキャビティ４およ
び５による音響的結合が生じる。
ダイヤフラムの圧電感度がＮｄＡの量だけ減少したもの
とみなすと、駆動素子接続手段７および７′に供給され
る与えられた電圧に対して、機械的−みおよびその結果
の音圧もまたζ感知素子の感度と同様に、ＮｄＢだけ減
少し、従って感知素子接続手段（９および９′）に発生
される電圧の全体の減少は２ＮｄＢである。
とみなすと、駆動素子接続手段７および７′に供給され
る与えられた電圧に対して、機械的−みおよびその結果
の音圧もまたζ感知素子の感度と同様に、ＮｄＢだけ減
少し、従って感知素子接続手段（９および９′）に発生
される電圧の全体の減少は２ＮｄＢである。
感知素子に発生される電圧を駆動素子に供給される電圧
を変更するように使用することによって、このフィード
バックを実行するように提供された電子回路の形式に依
存する、トランスジューす感度のダイヤフラムの圧電感
度に対する依存度を零にするまたは減少することが可能
である。
を変更するように使用することによって、このフィード
バックを実行するように提供された電子回路の形式に依
存する、トランスジューす感度のダイヤフラムの圧電感
度に対する依存度を零にするまたは減少することが可能
である。
第３図は受信機（電圧−音響トランスジューす）として
使用されるトランスジューサを安定化するフィードバッ
クを実施する近似の装置を示す。音響出力Ｓは駆動素子
に供給される電圧Ｖｘにある定数に１を掛けたものに関
係する（ ８＝に、・ＶＸ）。
使用されるトランスジューサを安定化するフィードバッ
クを実施する近似の装置を示す。音響出力Ｓは駆動素子
に供給される電圧Ｖｘにある定数に１を掛けたものに関
係する（ ８＝に、・ＶＸ）。
感知素子に発生した電圧■アは音響出力Ｓに他のある定
数に、を掛けたものに関係する（Ｖア＝に、・Ｓ）。こ
こでに１およびに３はダイヤフラムの物理的構成の関数
であり、かつまた、ダイヤフラムの圧電特性の関数であ
る。
数に、を掛けたものに関係する（Ｖア＝に、・Ｓ）。こ
こでに１およびに３はダイヤフラムの物理的構成の関数
であり、かつまた、ダイヤフラムの圧電特性の関数であ
る。
増中器の動作条件は次の関係を与える。
ｖｘおよびｖ、を代入すると
となり、８／Ｖ は
８ ２に１
となる。これをポリマーダイヤフラム定数に１およびに
８の変化によって表現し、かつに１＝ＢＫ１’、Ｋ、
： ＢＫ、’とおくと、 Ｖ 、 １ ＋に１’・Ｋ、’ １＋Ｂ”となる
。ここで、Ｋ１′はすべてのトランスジューサのに、の
平均値であり、またに、／はすべてのトランスジューサ
のに３の平均値である。
８の変化によって表現し、かつに１＝ＢＫ１’、Ｋ、
： ＢＫ、’とおくと、 Ｖ 、 １ ＋に１’・Ｋ、’ １＋Ｂ”となる
。ここで、Ｋ１′はすべてのトランスジューサのに、の
平均値であり、またに、／はすべてのトランスジューサ
のに３の平均値である。
トランスジューサ感度の変化対ダイヤフラムの圧電感度
の変化の関係が同じく対数的に示される。
の変化の関係が同じく対数的に示される。
これは第４図に実線で示されており、第４図の森林は安
定化されてないトランスジューサの対応するプロットを
示す。第４図から本発明のトランスジューサがいかに安
定しているかが分る。
定化されてないトランスジューサの対応するプロットを
示す。第４図から本発明のトランスジューサがいかに安
定しているかが分る。
かくして、圧電性ホイルトランスジューサの安定性に有
益な改良を与える安定化手段を−えたトランスジューサ
が本発明によって提供されたことが理解できる。なお、
第５図は達成できるトランスジュー賃公差とホイルの圧
電パラメータについての許、容公差との関係を示す。
益な改良を与える安定化手段を−えたトランスジューサ
が本発明によって提供されたことが理解できる。なお、
第５図は達成できるトランスジュー賃公差とホイルの圧
電パラメータについての許、容公差との関係を示す。
第１図は圧電性ホイルを有するトランスジューサハウジ
ングの断面図、第２図は圧電性フィルムおよび導電性領
域の配電状態を示す平面図、１７ＩＡ５図は導電性領域
が電気的に相互接続できるｍ様を示す回路接続図、第４
図は安定化手段を其−するトランスジューサと具−しな
いトランスジューサの全体のレスポンスを示す特性図、
１８５図は達成可能なトランスジューす公差対圧電パラ
メータの許容公差の関係を示す特性図である。
ングの断面図、第２図は圧電性フィルムおよび導電性領
域の配電状態を示す平面図、１７ＩＡ５図は導電性領域
が電気的に相互接続できるｍ様を示す回路接続図、第４
図は安定化手段を其−するトランスジューサと具−しな
いトランスジューサの全体のレスポンスを示す特性図、
１８５図は達成可能なトランスジューす公差対圧電パラ
メータの許容公差の関係を示す特性図である。
１：圧電性ｌリマーホイルダイヤフラム４１５：制御キ
ャビテイ ６、６’ ：駆動素子導電性物質 ７．７’ ：駆動素子縁続手段 ８、８’ ：感知素子導電性Ｉ＃質 ？、 ？’ ：感知素子接続手段 一一ゝ＼ 同 倉 橋 −□ ＦＩＧ、 Ｉ ＦＩＧ、 ２ Ｌ ＦＩＧ、３ Ｉｓ ｎ ｒ＝蜜叡ル１ｄｌｉｌン ＦＩＧ、 ４ ＦＩＧ、 ５ 手続補正書（方式） ％式％ 事件の表示 昭和５７年 特願第２２５１４５号発明の
名称 安定化された圧電受信機 補正をする者 事件との関係 特許出願人名称
ジ−ティーイー・アテア・エヌ・ヴイー代理人 補正の対象 補正の内容 別紙の通り 明細書の浄書（内容に変更なし）
ャビテイ ６、６’ ：駆動素子導電性物質 ７．７’ ：駆動素子縁続手段 ８、８’ ：感知素子導電性Ｉ＃質 ？、 ？’ ：感知素子接続手段 一一ゝ＼ 同 倉 橋 −□ ＦＩＧ、 Ｉ ＦＩＧ、 ２ Ｌ ＦＩＧ、３ Ｉｓ ｎ ｒ＝蜜叡ル１ｄｌｉｌン ＦＩＧ、 ４ ＦＩＧ、 ５ 手続補正書（方式） ％式％ 事件の表示 昭和５７年 特願第２２５１４５号発明の
名称 安定化された圧電受信機 補正をする者 事件との関係 特許出願人名称
ジ−ティーイー・アテア・エヌ・ヴイー代理人 補正の対象 補正の内容 別紙の通り 明細書の浄書（内容に変更なし）
Claims (1)
- （１）圧電特性を有する〆リマーフイルムの振動可能な
ダイヤフラムと、 該ダイヤフラムの対向する表面に重合するように配置さ
れた第１の一対の導電性領域と、該第１の一対の導電性
領域から離れて前記ダイヤフラムの対向する表面に重合
するように配置された＠２の一対の導電性領域と、 前記導電性領域のそれぞれに対する別個の電極と、 １つの反転入力、１つの非反転入力および１つの出力を
含む増巾器と、 該増巾器出力を前記第１の一対の導電性領域に対する前
記電極に接続する第１の手段と、前記反転入力を前記ａ
１１およびＷＮ２の対の導電性領域に対する前記電極６
二接続する第２の手段とを具備し 前記増巾器は前記非反転入力に電気信号が印加されたと
きに作動されて前記第１の一対の４電性領域を駆動し、
前記ダイヤフラムを刺激して対応する青畳振動を生じさ
せ、 前記亀２の一対の導電性領域は対応する電気信号を発生
するよう（二作動され、前記第２の手段を通じて前記増
巾器の出力レベルを！１１１Ｍ４Ｉすることを特徴とす
る電気−ｉｔ畳トランスジューＯ
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US33324081A | 1981-12-21 | 1981-12-21 | |
| US333240 | 1981-12-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58145293A true JPS58145293A (ja) | 1983-08-30 |
Family
ID=23301951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57223143A Pending JPS58145293A (ja) | 1981-12-21 | 1982-12-21 | 安定化された圧電受信機 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58145293A (ja) |
| BE (1) | BE895398A (ja) |
| IT (1) | IT1205621B (ja) |
-
1982
- 1982-12-20 BE BE2/59963A patent/BE895398A/nl not_active IP Right Cessation
- 1982-12-20 IT IT24859/82A patent/IT1205621B/it active
- 1982-12-21 JP JP57223143A patent/JPS58145293A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1205621B (it) | 1989-03-23 |
| IT8224859A0 (it) | 1982-12-20 |
| BE895398A (nl) | 1983-04-15 |
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