DE1437486B2

DE1437486B2 - ELECTROACOUSTIC CONVERTER

Info

Publication number: DE1437486B2
Application number: DE19631437486
Authority: DE
Inventors: Gerhard Martin Murray Hill West James Edward Plainfield NJ Sessler (V St A )
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1961-08-07
Filing date: 1963-04-30
Publication date: 1971-05-19
Also published as: GB1033001A; US3118022A; DE1437486A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler auf elektrostatischer Grundlage mit einer als Schwingmembran ausgebildeten Elektrode und wenigstens einer Gegenelektrode, bei dem im Luftspalt zwischen Membranelektrode und Gegenelektrode eine Mehrzahl dünner, aus dielektrischem Material bestehender, unter Einschluß unregelmäßig verteilter Lufttaschen dicht übereinandergeschichteter Folien als schwingungsfähiges Dielektrikum angeordnet sind, nach Patent 1 190 040.The invention relates to an electroacoustic transducer on an electrostatic basis with an as Vibrating membrane formed electrode and at least one counter electrode, in which in the air gap a plurality of thin dielectric material between the membrane electrode and the counter electrode existing, including irregularly distributed air pockets tightly stacked foils are arranged as a vibratory dielectric, according to patent 1 190 040.

Das Hauptpatent geht aus von einem elektrostatischen Wandler, bei dem eine als Membran dienende, dünne flexible Schicht aus leitendem Material am Umfange gegenüber einer im wesentlichen ebenen Oberfläche einer leitenden Hinterplatte zur Bildung eines gleichförmigen Luftspaltes angeordnet ist, elektrische Anschlüsse an der Membran und der Hinterplatte vorgesehen sind und im Luftspalt ein diesen teilweise auffüllendes Dielektrikum angeordnet ist. Es löst die Aufgabe auch bei großen Schwingungsamplituden, Berührungen zwischen der Membran und der Hinterplatte und die dadurch entstehenden harmonischen Verzerrungen zweiter und höherer Ordnung unter gleichzeitiger Erzielung eines höheren Wirkungsgrades und einer höheren Empfindlichkeit des Wandlers zu verhindern. Mit Hilfe der dielektrischen Hilfs- oder Zwischenschichten ist der Luftspalt zwischen der äußeren leitenden Schicht und der Hinterplatte durch eine Vielzahl von Zwischenluftspalten von sehr unregelmäßiger Form ersetzt, so daß große Signalchwankungen, die gewöhnlich für eine unmittelbare Berührung der äußeren metallisierten Schicht mit der Hinterplatte ausreichen, lediglich eine Berührung zwischen zwei benachbarten Schichten, jedoch nicht eine feste Berührung von vorn nach hinten bewirken können, da die Hilfsschichten, die für die verschiedenen Luftspalte verantwortlich sind, im wesentlichen nicht zusammendrückbar und doch nachgiebig sind.The main patent is based on an electrostatic transducer, in which a membrane serving as a thin flexible layer of conductive material on the circumference compared to a substantially flat one Surface of a conductive back plate is arranged to form a uniform air gap, electrical Connections are provided on the membrane and the rear plate and these are in the air gap partially filling dielectric is arranged. It solves the task even with large vibration amplitudes, Contact between the membrane and the back plate and the resulting harmonic Distortions of the second and higher order while at the same time achieving a higher degree of efficiency and a higher sensitivity of the transducer. With the help of the dielectric Auxiliary or intermediate layers is the air gap between the outer conductive layer and the back plate replaced by a multitude of intermediate air gaps of very irregular shape, so that large Signal fluctuations, usually for an immediate contact with the outer metallized Layer with the back plate is sufficient, only one contact between two adjacent layers, however, cannot cause a firm front-to-back contact, since the auxiliary layers that are responsible for responsible for the various air gaps, and yet essentially non-compressible are compliant.

Es ist bereits ein aus Membran, festem Dielektrikum und Gegenelektrode aufgebautes elektrostatisches Mikrofon mit auf der Gegenelektrode aufliegendem folienförmigen Dielektrikum aus einem Polyphenylchlorid oder einem ähnlichen Kunststoff mit etwa gleichen isolierenden und dielektrischen Eigenschaften bekannt, bei dem auf dem lose aufliegenden Dielektrikum auch die schwingungsfähige Elektrode ungespannt lose aufliegt und das ohne äußere Gleichvorspannung betrieben wird (deutsche Patentschrift 864 696).It is already an electrostatic made up of a membrane, solid dielectric and counter electrode Microphone with a film-shaped dielectric on top of the counter-electrode Polyphenyl chloride or a similar plastic with about the same insulating and dielectric Properties known, in which the dielectric which is able to vibrate on the loosely lying dielectric is also known Electrode rests loosely without tension and which is operated without external DC bias (German Patent 864,696).

Bei einem anderen bekannten elektroakustischen Wandler (französische Patentschrift 994 075) ist eine einschichtige Membran vorgesehen, die elektrostatisch aufladbar ist und die zwischen zwei Metallplatten angeordnet ist. In another known electroacoustic transducer (French patent specification 994 075) is a single-layer membrane provided, which is electrostatically chargeable and which is arranged between two metal plates.

Auch die Verwendung eines Elektrets in Form einer unbeweglichen Scheibe in elektrostatischen Wandlern ist bereits bekannt (britische Patentschrift 438 672), jedoch besteht dort die verwendete Membran lediglich aus einer einzigen Schicht.Also the use of an electret in the form of an immovable disk in electrostatic Converters are already known (British Patent 438 672), but there is the one used Membrane only consists of a single layer.

Alle diese bekannten elektroakustischen Wandler mit einschichtigen Membranen weisen aber die Nachteile auf, die zu beseitigen schon mit zur Aufgabe des Hauptpatentes gehörte.However, all these known electroacoustic transducers with single-layer membranes have the disadvantages on which to eliminate was already part of the task of the main patent.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines ohne äußere Vorspannungsquelle betreibbaren, verzerrungsarmen und darüber hinaus noch robusten Wandlers hoher Empfindlichkeit der eingangs genannten Art.The object of the present invention is to provide an operable without an external bias source, low-distortion and also robust converter with high sensitivity of the input mentioned Art.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Folien aus vorpolarisiertem Elektretmaterial bestehen und die Membranelektrode zwischen den Folien liegt.The solution according to the invention consists in that the foils consist of pre-polarized electret material and the membrane electrode lies between the foils.

Ein solcher Wandler vereinigt in sich die vorteilhaftesten Merkmale und entspricht praktisch den Idealvorstellungen sowohl hinsichtlich seiner Empfindlichkeit als auch hinsichtlich seines Wirkungsgrades. Auch die Fertigung ist verhältnismäßig einfach. Außerdem läßt sich der erfindungsgemäße Wandler ohne äußere Gleichvorspannungsquelle im Gegentakt betreiben, so daß er auch hinsichtlich des elektrischen Schaltungsaufwandes besonders vorteilhaft ist.Such a converter combines the most advantageous features and practically corresponds to Ideal ideas both in terms of its sensitivity and its efficiency. Manufacturing is also relatively simple. In addition, the inventive Operate converter without an external DC bias voltage source in push-pull, so that it is also with regard to the electrical circuit complexity is particularly advantageous.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Verwendung einer Mehrzahl von Elektretschichten die Polarisation gleichmäßiger ist, weil sich zufällige Schwankungen derselben in den einzelnen Schichten ausgleichen. Darüber hinaus ist die Polarisation stärker und beständiger als bei einem einschichtigen Elektretkörper vergleichbarer Gesamtdicke, der überdies zur Einfrierung eines vergleichbaren Polarisationsgrades wesentlich höhere Spannungen, d. h. einen ungleich höheren Aufwand bei der Herstellung erfordert.Another advantage is that by using a plurality of electret layers the polarization is more uniform because there are random fluctuations in the same in the individual layers balance. In addition, the polarization is stronger and more stable than a single layer Electret body of comparable overall thickness, which moreover freezes a comparable degree of polarization much higher voltages, d. H. a disproportionately higher cost of manufacture requires.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die leitenden Elektroden mit einer Vielzahl von im Abstand angeordneten Löchern perforiert und in gegenseitigem Abstand voneinander gehalten sind, wobei sich die Löcher beider Elektroden annähernd fluchtend gegenüberliegen.In a further embodiment of the invention it is provided that the conductive electrodes with a plurality perforated by spaced holes and held at a mutual distance from one another are, with the holes of both electrodes almost aligned opposite each other.

Eine Schaltung mit einer Wechselstrom-Signalquelle für den erfindungsgemäßen Wandler ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromsignale der einen Polarität der einen leitenden Elektrode und die Signale der entgegengesetzten Polarität der anderen leitenden Elektrode zugeführt werden, und daß der dünne leitende Film der Membran auf einem Signal-Nullpunkt zwischen dem ersten und dem entgegengesetzten Signal-Potential gehalten ist.A circuit with an alternating current signal source for the converter according to the invention is thereby characterized in that the alternating current signals of one polarity of one conductive electrode and the signals of opposite polarity are applied to the other conductive electrode, and that the thin conductive film of the membrane on a signal zero point between the first and the opposite Signal potential is held.

An Hand der Zeichnungen wird nun im folgenden die Erfindung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention will now be explained in more detail below with reference to the drawings. In the drawings shows

Fig. 1 einen auseinandergenommenen Kondensator-Kopfhörer, 1 shows a disassembled condenser headphone,

Fig. 2 einen zusammengebauten Kondensator-Kopfhörer im Querschnitt,2 shows an assembled condenser headphone in cross section,

F i g. 3 in stark vergrößertem Maßstab einen Teilquerschnitt der Membranschichten und der Elektroden, F i g. 3 a partial cross-section of the membrane layers and the electrodes on a greatly enlarged scale,

F i g. 4 ein Schaltschema.F i g. 4 a circuit diagram.

Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Kondensator-Kopfhörer bildet die Membran 10 das schwingende Element des Wandlers. Die Membran 10 besteht aus einer Anzahl von einzelnen Schichten, die von vorpolarisierten, dünnen Folien aus dielektrischem Material gebildet sind und aus einer Anzahl von leitenden Schichten, die dazwischen angeordnet sind. Vorzugsweise sind zwei der dünnen Folien jeweils auf der einen Seite z. B. mit einer dünnen Aluminiumschicht metallisiert. Es genügt jedoch, wenn nur eine metallisierte Folie vorhanden ist. Es wurde festgestellt, daß dünne Filme aus plastischem Material, z. B. Polyäthylenterephthalat, das handelsüblich als Mylar bekannt ist, ausreichend sind. Die metallisierten MyI arschichten werden mit den Folien zusammen-In the case of the FIG. 1 and 2, the diaphragm 10 forms the condenser headphones vibrating element of the transducer. The membrane 10 consists of a number of individual layers that are formed by pre-polarized, thin sheets of dielectric material and of a number of conductive layers interposed therebetween. Preferably there are two of the thin foils each on the one hand z. B. metallized with a thin layer of aluminum. However, it is sufficient if only a metallized film is present. It has been found that thin films of plastic material, z. B. polyethylene terephthalate, known commercially as Mylar, are sufficient. The metallized MyI arschichten are combined with the foils

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gebaut, wobei zwei zusätzliche nicht metallisierte elektrisch mit einem Klemmstück 24 verbunden wer-Mylarschichten auf jeder Seite der metallisierten den, das auf dem isolierenden Ring 23 angebracht ist, Schichten angeordnet werden, die die Membran ver- und zwar mit Hilfe einer Verlängerung oder eines vollständigen. Wie später beschrieben wird, werden Fortsatzes 27 der Membran eines isolierten Leiters die verschiedenen Schichten durch Adhäsion mitein- 5 od. dgl., der um die Außenfläche des Klemmrings 11 ander verbunden. Die gesamte so gebildete Membran- gewickelt ist.built, with two additional non-metallized electrically connected with a clamping piece 24 wer-Mylar layers are arranged on each side of the metallized, which is attached to the insulating ring 23, which connect the membrane with the help of an extension or a complete . As will be described later, the extension 27 of the membrane of an insulated conductor, the various layers are connected by adhesion with one another or the like around the outer surface of the clamping ring 11 . The entire membrane thus formed is wound.

schicht ist somit polarisiert, d. h., sie zeigt eine per- Der gesamte Aufbau wird vorzugsweise in einlayer is thus polarized, i.e. i.e., it shows a per- The entire structure is preferably in one

manente elektrostatische Ladung. Außengehäuse 19 eingeschlossen, das aus einem ge-permanent electrostatic charge. Enclosed outer housing 19, which consists of a

Die Membran 10 wird am Umfang durch zwei eigneten plastischen Material besteht und an seiner Klemmteile oder Ringe 11 und 12 gehalten. Diese io Vorderfläche mit einem Flansch od. dgl. versehen ist, können aus Aluminium bestehen. In der Praxis ist im um den Klemmring 12 (und den gesamten Aufbau) Ring 11 ein konvexer Vorsprung 13 ausgebildet, der zu halten. Ferner kann das Gehäuse 19 an seinem in eine entsprechende konkave Rille 14 im Klemm- hinteren Teil mit einem Innengewinde versehen sein, ring 12 paßt. Diese Anordnung hat sich als hin- um einen Haltering 28 aufzunehmen. Der Haltering reichend erwiesen, um eine ausreichend hohe mecha- 15 28 hält den gesamten Aufbau in seiner Lage, indem nische Spannung für die verschiedenen Schichten der er ihn gegen den Vorderflansch des Gehäuses 19 Membran zu liefern. Der Rand der Membran wird drückt.The membrane 10 is made up of two suitable plastic materials on the circumference and is held on its clamping parts or rings 11 and 12 . This front surface is provided with a flange or the like, can be made of aluminum. In practice, a convex projection 13 is formed around the clamping ring 12 (and the entire structure) ring 11 , which is to be held. Furthermore, the housing 19 can be provided with an internal thread at its in a corresponding concave groove 14 in the clamping rear part, ring 12 fits. This arrangement has to accommodate a retaining ring 28. The retaining ring proved sufficient to provide a sufficiently high mechanical 15 28 holds the entire structure in its position by adding niche tension for the various layers of it to supply it against the front flange of the housing 19 membrane. The edge of the membrane is pressed.

somit in einem straffen glatten Zustand gehalten. Es F i g. 3 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch diethus kept in a taut, smooth state. It F i g. 3 shows an enlarged section through

können auf Wunsch selbstverständlich besser aus- beiden perforierten Scheiben 15 und 16 und die vielgebildete Befestigungsmittel verwendet werden. Die 20 schichtige vorpolarisierte Membran 10. In der Dar-Klemmringe 11 und 12 halten ferner die Halteringe stellung sind vier polarisierte Schichten aus dünnem 25 und 26, welche die leitenden Platten 15 und 16 dielektrischem Material angegeben. Dünne Filme gegen die Membran drücken. Bei diesem Aufbau ist (0,006 mm) aus Mylar sind ausreichend. Die inneren die Spannung der Membran unabhängig von der Lage Schichten 101 und 102 sind an ihren "gegenüberder anderen Elemente des Übertragers. 25 liegenden Oberflächen mit dünnen Schichten ausIf desired, it is of course better to use both perforated disks 15 and 16 and the many different fastening means. The 20-layer pre-polarized membrane 10. In the Dar-clamping rings 11 and 12 also hold the retaining rings position are four polarized layers of thin 25 and 26, which the conductive plates 15 and 16 specified dielectric material. Press thin films against the membrane. In this construction, Mylar (0.006mm) are sufficient. The inner tension of the membrane independent of the layer layers 101 and 102 are made up of thin layers on their "opposite the other elements of the transducer. 25" surfaces

Die Elemente 15 und 16 bestehen vorzugsweise aus leitendem Material, vorzugsweise Aluminium, überMetall, z. B. aus Messingscheiben. Bei dem dar- zogen. Eine geeignete metallisierte Folie ist handelsgestellten Übertrager haben sie einen Durchmesser üblich erhältlich. Die äußeren Schichten 105 und 106 von etwa 36 mm und eine Dicke von etwa 1 mm. sind nicht metallisiert. In der Praxis werden die ver-Jede Platte ist mit einer Vielzahl von kleinen Löchern 30 schiedenen Schichten zusammengebaut, indem sie so perforiert, wobei die beiden Scheiben so angeordnet dicht wie möglich zusammengebracht werden, um sind, daß die Löcher der beiden Platten in einer Linie das Einschließen von großen Luftblasen zu vermeiliegen. In der Praxis hat sich ergeben, daß etwa den. Unter normalen Herstellungsbedingungen wer-200 Löcher ausreichen, die jeweils einen Durchmesser den ohne spezielle Anstrengungen dennoch sehr kleine von etwa weniger als 1 mm aufweisen. Dies entspricht 35 Luftblasen zwischen den angrenzenden Folien eineiner leitenden Platte mit einer offenen Fläche von geschlossen. Dies ist durch die immer vorhandenen etwa 10 bis 15%. Die Größe und die Anzahl der Unregelmäßigkeiten der verschiedenen Oberflächen Löcher, d. h. das Verhältnis der offenen zur geschlos- bedingt. Somit werden zwischen den einzelnen Schichsenen Fläche kann geändert werden, um den Um- ten der Membran und zwischen den äußeren Filmen Wandlungswirkungsgrad zu ändern und in gewissem 40 und den angrenzenden leitenden Platten unregelmäßig Maße die Erzeugung von Verzerrungs-Komponenten geformte Luftschichten gebildet. Tatsächlich ist der höherer Ordnung zu begrenzen. In den Klemmringen gewöhnlich ausgebildete einzige Spalt zwischen der 11 und 12 sind Vorkehrungen getroffen, um zu ver- leitenden Membranschicht und den festen Platten hindern, daß die perforierten Platten 15 und 16 sich durch eine Vielzahl von Luftspalten ersetzt. Die Gedrehen, wenn sie einmal ausgerichtet sind. Für diesen 45 samtdicke dieser Luftspalte ist gleichmäßiger als die Zweck können (nicht dargestellte) Keile od. dgl. be- Dicke einer einzigen Schicht, so daß Punkte vermienutzt werden. den werden, wo die Membran unter dem Einfluß vonElements 15 and 16 are preferably made of conductive material, preferably aluminum, over metal, e.g. B. made of brass disks. With the pawn. A suitable metallized film is commercially available transformers, they have a diameter that is customary. The outer layers 105 and 106 of about 36 mm and a thickness of about 1 mm. are not metallized. In practice the various layers are assembled with a plurality of small holes 30 by perforating them so that the two disks are arranged as closely as possible so that the holes of the two plates are in line avoiding the inclusion of large air bubbles. In practice it has been found that about the. Under normal manufacturing conditions, 200 holes are sufficient, each of which has a diameter which, without any special effort, is very small of about less than 1 mm. This corresponds to 35 air bubbles between the adjacent foils of a conductive plate with an open area of closed. This is due to the around 10 to 15% that is always present. The size and number of irregularities in the various surface holes, ie the ratio of open to closed. Thus, the area between the individual layers can be changed to change the circumference of the membrane and between the outer films conversion efficiency and to some extent and the adjacent conductive plates irregularly formed the generation of distortion components shaped air layers. Indeed, the higher order is to be limited. The single gap usually formed in the clamping rings between FIGS. 11 and 12 , provisions are made to prevent the conductive membrane layer and the solid plates from being replaced by a plurality of air gaps between the perforated plates 15 and 16. The twist once they are aligned. For this 45 total thickness of this air gap is more uniform than the purpose can (not shown) wedges or the like. Be thickness of a single layer, so that points are used. den be where the membrane is under the influence of

Der Abstand der Halteringe 25 und 26 und damit großen Signalausschlägen die festen Platten berührt, der beiden perforierten Scheiben 15 und 16 wird Hierdurch entsteht ein höherer Wirkungsgrad und durch zwei Stellringe 17 und 18 geregelt, die in die 50 eine geringere Verzerrung.The distance between the retaining rings 25 and 26 and thus large signal deflections touches the fixed plates, the two perforated disks 15 and 16 is.

Innenfläche der Klemmringe 11 und 12 eingeschraubt Die verschiedenen Schichten der Membran 101, Inner surface of the clamping rings 11 and 12 screwed in The various layers of the membrane 101,

sind. Die zur genauen Ausrichtung der axialen Lage 102,105 und 106 erhalten eine permanente elektroder Scheiben notwendige Rückstellkraft wird durch statische Ladung, d. h., sie werden polarisiert, und zwei elastische Teile 20 und 21 geliefert, die in Nuten zwar vorzugsweise vor ihrem Zusammenbau zu einer zwischen den Klemmringen 11 und 12 und den Halte- 55 einheitlichen Membrananordnung, indem sie in einem ringen 25 und 26 angeordnet sind. Gummiringe haben Spalt zwischen zwei Elektroden einem hohen elektrisich als zufriedenstellend erwiesen. sehen Feld ausgesetzt werden. Es wurde festgestellt,are. The restoring force required for the precise alignment of the axial position 102, 105 and 106 is provided by a permanent electrical or disks, which is a static charge, ie they are polarized, and two elastic parts 20 and 21 are supplied, which are in grooves preferably before their assembly to one between the clamping rings 11 and 12 and the retaining 55 unitary membrane arrangement in that they are arranged in a ring 25 and 26. Rubber rings have shown a high electrical gap between two electrodes to be satisfactory. see box being exposed. It was determined,

Die verschiedenen Elemente des Übertragers wer- daß zufriedenstellende Elektret-Folien dadurch herden unabhängig voneinander erregt. So kann die per- gestellt werden können, daß die Elektroden in einem forierte Scheibe 15 über die am Klemmring 11 an- 60 Abstand von etwa 3 mm angeordnet werden und daß gebrachte Klemme 22 mit einer äußeren Schaltung eine Gleichspannung von etwa 3500 Volt angewandt verbunden werden. In gleicher Weise kann ein elek- wird. Wenn diese Spannung an die Elektroden antrischer Anschluß zur perforierten Scheibe 16 mit gelegt und die Folie zwischen den Platten angeordnet Hilfe eines Drahts hergestellt werden, der die Scheibe wird, wird die Folientemperatur auf etwa 120° C 16 mit einem Klemmstück 29 verbindet, das an einem 65 (Formierungs-Temperatur) erhöht und etwa 15 Minuan der Oberfläche des Klemmrings 11 befestigten ten lang konstant gehalten. Während die angelegte isolierenden Ring 23 angebracht ist. Die Mitteischich- Spannung konstant gehalten wird, wird die Temperaten der Membran 10 aus metallischer Folie können tür dann allmählich auf Raumtemperatur erniedrigt.The various elements of the transmitter are excited independently of one another so that satisfactory electret foils are produced. Thus, it can be arranged that the electrodes are arranged in a forged disc 15 at a distance of about 3 mm on the clamping ring 11 and that the clamp 22 is connected to an external circuit using a direct voltage of about 3500 volts . In the same way, an elec- If this voltage is applied to the electrodes antrischer connection to the perforated disc 16 with and the foil is arranged between the plates with the help of a wire, which becomes the disc, the foil temperature is connected to about 120 ° C 16 with a clamping piece 29 which is attached to a 65 (formation temperature) increased and held constant for about 15 Minuan of the surface of the clamping ring 11 attached th long. While the applied insulating ring 23 is attached. The central voltage is kept constant, the temperature of the membrane 10 made of metallic foil can then gradually be lowered to room temperature.

Als Ergebnis erhält der Film eine Polarisation, die dem Äquivalent von etwa 200 Volt einer von außen angelegten Gleichspannung entspricht. Wenn auch in bezug auf den exakten Mechanismus der elektrostatischen Polarisation von dielektrischen Materialien verschiedene Theorien bestehen, so kann man doch annehmen, daß der Mechanismus der Polarisation in der Bildung einer ionischen Raumladung innerhalb des Dielektrikums bei der Formierungs-Temperatur besteht. Diese Polarisation wird eingefroren, wenn die Raumtemperatur wiederhergestellt wird. Die Rückbildungszeit der Polarisation ist sehr groß. Für eine Mylar-Folie von 0,006 mm wurden Lebensdauern in der Größenordnung von mehreren hundert Jahren extrapoliert. In der Praxis haben in der oben beschriebenen Weise hergestellte Folien nach Monaten der Verwendung keine merkbare Verschlechterung gezeigt.As a result, the film acquires a polarization that is the equivalent of about 200 volts one from the outside applied DC voltage. Albeit in terms of the exact mechanism of the electrostatic Polarization of dielectric materials there are different theories, one can assume that the mechanism of polarization results in the formation of an ionic space charge within of the dielectric at the formation temperature. This polarization is frozen when the room temperature is restored. The recovery time of the polarization is very long. For a mylar sheet of 0.006 mm were lifetimes extrapolated on the order of several hundred years. In practice have in the above films produced in the manner described showed no noticeable deterioration after months of use shown.

Wenn auch der Gegentakt-Ubertrager der Erfindung allein dadurch erregt werden kann, daß Signalspannungen mit entgegengesetzter Polarität an die festen Übertrager-Elemente 15 und 16 angelegt werden und daß die leitende Membran auf einem Potential gehalten wird, das symmetrisch zwischen den beiden Signalspannungen liegt, so hat man doch festgestellt, daß Hersttellungsabweichungen u. dgl. dadurch kompensiert werden können, daß der Übertrager in einer symmetrischen Schaltung erregt wird. Eine geeignete Anordnung ist in F i g. 4 dargestellt. Eine Wechselstrom-Signalenergie, die z.B. von der Programm-Signalquelle 40 ausgeht, wird mit Hilfe des Transformators 41 den festen leitenden Elektroden 15 und 16 des Übertragers in der üblichen Gegentakt-Anordnung zugeführt. Die leitende Membran 10 ist mit dem elektrischen Mittelpunkt oder Signal-Nullpunkt des symmetrischen Systems mit Hilfe von Ausgleichsimpedanzen, z. B. der Kondensatoren 42 und 43 verbunden. Selbstverständlich können auch andere Impedanz-Elemente zum Ausgleich der mechanischen Asymmetrie des Systems und zur ausreichenden Versorgung der Membran 10 benutzt werden. Die genauen Werte der Impedanzen hängen selbstverständlich von dem jeweiligen Aufbau ab und können von Einheit zu Einheit sich ändern. Bei der dargestellten Anordnung hat man festgestellt, daß Kapazitätwerte in der Größenordnung von 0,002 ± 0,005 Mikrofarad zur Erzielung des gewünschten Grades an Symmetrie ausreichend sind. Bei einer Signalspannung an den Ubertragerklemmen von etwa 36 Volt ist ein Ausgangsschalldruck von 100 db SPL typisch. Bei einem angelegten Signal von 12VoIt wurde ein Pegel von 90 db SPL erzielt. Wegen des sehr hohen ohmschen Widerstandes des Übertragers in der Größenordnung von Megohm ist der Leitungsverbrauch außerordentlich niedrig, in der Größenordnung von 0,1 Milliwatt. Weiterhin hat sich die Frequenzkurve bei einer typischen Einheit als im wesentlichen flach innerhalb 3 db von 30 bis 11 000 Hz erwiesen. Es wurde eine außerordentlich niedrige harmonische Verzerrung beobachtet, wobei die Impulswiedergabe hervorragend ist. Weiterhin ist die Stabilität des Systems verhältnismäßig gut, nachdem die anfängliche Oberflächen-Ladung der Folie verschwunden ist. Dies geschieht normalerweise auf natürlichem Wege und ohne zusätzliche Arbeitsgänge innerhalb weniger Tage nach der Polarisation.Even if the push-pull transformer of the invention can be excited solely by the fact that signal voltages are applied to the fixed transmitter elements 15 and 16 with opposite polarity and that the conductive membrane is maintained at a potential symmetrical between the two If there is signal voltage, it has nevertheless been found that manufacturing deviations and the like are caused by this can be compensated that the transformer is excited in a symmetrical circuit. A suitable arrangement is shown in FIG. 4 shown. An alternating current signal energy, e.g. Program signal source 40 runs out, with the help of the transformer 41 the fixed conductive electrodes 15 and 16 of the transformer in the usual push-pull arrangement. The conductive membrane 10 is with the electrical midpoint or signal zero point of the symmetrical system Using equalization impedances, e.g. B. the capacitors 42 and 43 connected. Of course you can also other impedance elements to compensate for the mechanical asymmetry of the system and to sufficient supply of the membrane 10 can be used. The exact values of the impedances depend of course on the respective structure and can change from unit to unit. In the It has been found that capacitance values in the order of magnitude of 0.002 ± 0.005 microfarads are sufficient to achieve the desired degree of symmetry. At a Signal voltage at the transformer terminals of about 36 volts is an output sound pressure of 100 db SPL typical. With an applied signal of 12VoIt, a level of 90 db SPL was achieved. Because of the very high ohmic resistance of the transformer in the order of megohms, the line consumption is extremely low, in the order of magnitude of 0.1 milliwatts. Furthermore, with a typical unit, the frequency curve has turned out to be im Proven to be essentially flat within 3 db of 30 to 11,000 Hz. It turned out to be extraordinary low harmonic distortion was observed, with impulse response being excellent. Furthermore is the stability of the system is relatively good after the initial surface charge of the film disappeared. This usually happens naturally and without any additional work within a few days of polarization.

Dem Fachmann wird es ohne weiteres einleuchten, daß das oben an Hand eines elektrostatischen Kopfhörers beschriebene Prinzip in gleicher Weise auf andere Ubertragerelemente anwendbar ist. Zum Bei-It will be readily apparent to those skilled in the art that the above is based on electrostatic headphones The principle described is applicable in the same way to other transfer elements. In addition

. spiel kann allein dadurch, daß die körperliche Größe der Vorder- und Gegenplatten und der vielschichtigen Elektret-Magnet heraufgesetzt und der Übertrager in geeigneter Weise in einer Schallwand angeordnet wird, in einem großen Frequenzband gearbeitet werden, so daß die Einrichtung als Lautsprecher benutzt werden kann. Bei der geschlossenen Kopplung, die im allgemeinen mit dem Betrieb als Kopfhörer verbunden ist, läßt sich jedoch eine beträchtlich bessere Wiedergabe bei niedrigeren Frequenzen erzielen. Infolgedessen ist bei der Anwendung im freien Feld ein Betrieb als Hochtonlautsprecher zu erwarten. Ferner kann der Mechanismus zur Halterung'der verschiedenen aktiven Elemente innerhalb des Umfangs der Erfindung wesentlich geändert werden.. play can only be achieved by the physical size of the front and counter plates and the multi-layered Electret magnet raised and the transmitter arranged in a suitable manner in a baffle will be operated in a wide frequency band so that the device is used as a loudspeaker can be. In the case of the closed coupling, which is generally associated with the operation as headphones however, considerably better reproduction can be obtained at lower frequencies. Consequently operation as a tweeter is to be expected when used in the open field. Further the mechanism for holding the various active elements within the scope of the Invention can be changed significantly.

Claims

Patent claims:

1. Electroacoustic transducer on an electrostatic basis with a vibrating membrane formed electrode and at least one counter electrode, in which in the air gap between Membrane electrode and counter electrode a plurality of thin, made of dielectric material, including irregularly distributed air pockets closely stacked one on top of the other Foils are arranged as a vibratory dielectric, according to patent 1190 040, thereby characterized in that the foils consist of prepolarized electret material and the Membrane electrode lies between the foils.

2. Converter according to claim 1, characterized in that the conductive holding parts with a A plurality of spaced apart holes are perforated and that means are provided to keep these parts spaced apart, with the holes roughly in line with each other.

3. Circuit for the converter according to claim 1, consisting of an alternating current signal source, characterized in that first means are provided for carrying the alternating current signals with a first polarity to apply to one of the conductive holding parts and signals to the opposite Polarity to the other of the conductive holding parts, furthermore second means connected to the first means are interconnected so that the thin conductive film is on a signal zero point between the first and the opposite signal potential is held.

1 sheet of drawings