Электроакустический преобразователь

 

Использование: в электроакустике. Сущность изобретения: преобразователь содержит пъезокерамический элемент в форме диска, выпуклую мембрану, периферийная часть которой ориентирована вдоль плоскости пъезокерамического элемента, а кромка соединена с кромкой пъезокерамического элемента, держатель и основание. Пъезокерамический элемент выполнен в виде пластины и закреплен на держателе с возможностью радиальной деформации, в основании и центральных частях пъезокерамического элемента и держателя выполнены совмещенные между собой отверстия. 3 ил.

Изобретение относится к электроакустике и может быть использовано для излучения и приема звуковых колебаний.

Известен пьезоэлектрический излучатель, содержащий мембрану, соединенную с пьезокерамическим элементом в форме диска. Мембрана жестко соединена по всей плоскости с пьезокерамическим элементом и имеет на краях упругую опору в виде борта.

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции, а также повышенное рабочее напряжение и энергопотребление.

Известен электроакустический преобразователь, содержащий пьезокерамический элемент в форме диска, выпуклую мембрану, закрепленную по краю на пьезокерамическом элементе, держатель и основание, причем в центральных частях держателя и пьезоэлемента выполнены совмещенные между собой сквозные отверстия.

Данный преобразователь выбран в качестве прототипа.

Его недостатками являются сложная конструкция, большая высота и неравномерная частотная характеристика.

Техническим результатом использования изобретения является устранение этих недостатков.

Это достигается за счет того, что пьезокерамический элемент выполнен в виде пластины и закреплен на держателе с возможностью радиальной деформации, периферийная часть мембраны ориентирована вдоль плоскости пьезокерамического элемента, а ее кромка соединена с кромкой пьезокерамического элемента, причем в основании выполнено сквозное отверстие, совмещенное с отверстиями в держателе и пьезокерамическом элементе.

На фиг. 1 изображен преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - поперечное сечение; на фиг. 3 - преобразователь в действии.

Преобразователь содержит пьезокерамический элемент в форме диска 1, с одной стороны которого закреплена своей кромкой мембpана 2, выполненная, например, из бронзовой фольги. Мембране 2 предварительно придана выпуклая форма, так что между мембраной 2 и пьезокерамическим элементом 1 образован воздушный зазор 3. Пьезокерамический излучатель закреплен на основании 4 с помощью держателя 5, расположенного в центральной части пьезокерамического элемента 1. В пьезокерамическом элементе 1, держателе 5 и основании 4 выполнено отверстие 6. Электроды 7 пьезокерамического элемента 1 соединены электрически гибкими проводниками 8 с источником электрических колебаний. Толщина мембраны 2 меньше толщины элемента 1.

Действие преобразователя в режиме излучения основано на обратном пьезоэлектрическом эффекте. При подаче переменного напряжения происходит радиальная деформация пьезокерамического элемента 1 и колебания связанной с ним мембраны 2, что вызывает преобразование электрических колебаний в звуковые. Отверстие 6 служит для выравнивания статического давления и демпфирования основных колебаний мембpаны 2 и пьезокерамического элемента 1, обеспечивая более равномерную амплитудно-частотную характеристику. Устройство может быть использовано также для приема звуковых колебаний (микрофон). Прослушивать звук можно через отверстие 6 (телефон) или со стороны колеблющейся мембраны 2 (громкоговоритель).

На фиг. 3 для пояснения действия устройства приведены два крайних положения мембраны 2, возникающих при подаче на пьезокерамический элемент 1 напряжений противоположной полярности.

В случае растягивающей радиальной деформации пьезокерамического элемента 1 происходит прижатие мембраны 2 к пьезокерамическому элементу 1, уменьшение объема под зазором 3 и соответственно появление избыточного давления в области отверстия 6. С наружной стороны мембраны 2 при этом образуется область разряжения. В случае сжимающей радиальной деформации пьезокерамического элемента 1 происходит перемещение мембраны 2 в противоположную сторону, что приводит к увеличению зазора 3, объема воздуха под зазором 3 и появлению пониженного давления в области слухового отверстия 6. При переменном электрическом сигнале возникают звуковые колебания как в области слухового отверстия 6, так и вблизи колеблющейся мембраны 2.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий пьезокерамический элемент в форме диска, выпуклую мембрану, закрепленную по краю на пьезокерамическом элементе, держатель и основание, причем в центральных частях держателя и пьезокерамического элемента выполнены совмещенные между собой сквозные отверстия, отличающийся тем, что пьезокерамический элемент выполнен в виде пластины и закреплен на держателе с возможностью радиальной деформации, периферийная часть мембраны ориентирована вдоль плоскости пьезокерамического элемента, а ее кромка соединена с кромкой пьезокерамического элемента, причем в основании выполнено сквозное отверстие, совмещенное с отверстиями в держателе и пьезокерамическом элементе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3