Brevet FR2100905A1 — publié le 19720324

L'invention concerne un transducteur électrostatique-électro-acoustique, et plus particulièrement un perfectionnement aux transducteurs électrostatiques-électro-acoustiques utilisant un électret. Jusqu'à présent, il existait deux types de transducteurs 5 électrostatiques-électro-acoustiques utilisant un électret, se distinguant grossièrement l'un de l'autre par leur fabrication. Ces deux types sont les suivants : (1) un transducteur utilisant 1'électret comme pellicule vibrante dans la structure, et 10 (2) un transducteur utilisant 1'électret comme électrode fixe. Plus spécialement dans ce dernier exemple, l'épaisseur de 1'électret doit être suffisamment grande pour obtenir une charge et une stabilité suffisantes, et, l'électret n'étant pas utilisé comme pellicule vibrante, mais comme électrode fixe, les caractéristiques mécaniques et acoustiques de 15 celui-ci n'ont pas à être considérées, et par conséquent, n'importe quel électret peut être choisi. L'invention a donc pour objet un transducteur électrostatique-électno-acaustiquenouveau et perfectionné,de caractéristiques excellentes, utilisant l'électret,non seulement comme pellicule vibrante, mais encore comme électrode 20 fixe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortir ont de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue en perspective de la structure fonda-25 mentale, représentant le transducteur électrostatique-électro-acoustique conforme à un mode préféré de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en plan d'un type de transducteur électrostatique-électro-acoustique, par exemple un haut-parleur électrostatique, d'un mode préféré de réalisation de l'invention, et représentant son principe; 30 - la figure 3 est une vue en plan d'un transducteur électro- statique-électro-acoustique du type push-pull, par exemple un haut-parleur électrostatique, d'un mode préféré de réalisation de l'invention, et représentant son principe. Sur la figure 1, un électret 111 et une contre-électrode 112 35 fixée à cet électret composent une électrode fixe 11, et un électret 121 et une contre-électrode 1222 fixée à cet électret composent une pellicule vibrante 12. 71 25767 2 • 2J 00905 Les électrets 111 et 121 sont placés face à face, et espacés l'un de l'autre d'une distance convenable. Le facteur de force "A" de ce transducteur électrostatique-électro-acoustique peut-être obtenu par l'équation suivante (les unités employées étant les unités électrostatiques c.g.s.) : 4 TT Co^ - M ) A = (1) Do So Co = 4 TT Do de do de~ Do = £el to tel de^ Mi = ~~2 CT el Ce2 de2 M2 = — or e2 £e2 ou do, de^,de2,so représentés sur la figure 1, désignent : do : la largeur de l'entrefer, de : l'épaisseur de l'électret 111, âe^ : l'épaisseur de l'électret 121, So : la surface des parties placées face à face, en outre, £ el, £e2, g- el, $r e2 désignent : £ el : la constante diélectrique de l'électret 111, 6e2 : la constante diélectrique de l'électret 121, Q-el : la charge par unité de surface de l'électret 111, Çf-e2 : la charge par unité de surface de l'électret 121. 71 25767 3 2100905 Dans l'équation (1), et sont ajoutés, dans le cas où ils sont de signes opposés. C'est-à-dire que, lorsque les électrets 111 et 121 sont placés de façon que les surfaces en regard aient des charges de signes opposés, le facteur de force "A" prend sa valeur maximale. 5 La figure 2 représente le principe du mode préféré de réalisation du haut-parleur de type électrostatique conforme à l'invention. L'électrode fixe 11 est composée de l'électret 111 et de la contre-électrode 112. Des trous 113 sont pratiqués pour le rayonnement acoustique. En outre, la pellicule vibrante 12 est composée de l'électret 121, en forme de pellicule, et de la contre-10 électrode 122, également en forme de pellicule, et fixée à cet électret. L'électrode fixe 11 et la pellicule!vibrante 12 sont maintenues par des éléments 13 et 14, en matériau isolant. Une borne de l'enroulement secondaire du transformateur élévateur 15 est reliée à la contre-électrode 112 de l'électrode fixe 11, et l'autre borne est reliée à la contre-électrode 122 de la pellicule 15 vibrante 12. L'enroulement primaire du transformateur élévateur 15 est relié à une source de signaux 16. Lorsqu'un signal alternatif provenant de la source 16 est appliqué au transformateur élévateur 15, les contre-électrodes 112 et 122 se chargent selon des signes opposés. Les deux électrets 111 et 121 sont tout d'abord placés 20 de façon que les surfaces en regard soient chargées selon des signes opposés, comme représenté sur la figure 2. De cette façon, la force de traction électrostatique se produit durant chaque demi-cycle du signal, et la pellicule 12 vibre. La figure 3 représente le fonctionnement fondamental d'un haut-25 parleur électrostatique push-pull conforme à l'invention. Sur la figure 3, des références identiques se rapportent à des éléments similaires à ceux de la figure 2, mais une électrode fixe 17 est ajoutée. Cette électrode 17 est composée d'un électret 171 et d'une contre-électrode 172 fixée à cet électret, et comporte de nombreux trous 173 qui laissent passer le 30 rayonnement acoustique. Une borne de l'enroulement secondaire du transformateur élévateur 15 est reliée aux deux électrodes 112 et 172, et l'autre borne est reliée à la contre-électrode 122 et à la pellicule vibrante 12. Lorsqu'un signal alternatif provenant de la source 16 est appliqué au transformateur élévateur 15, les contre-électrodes 112 et 172 sont 35 chargées de façon opposée à la contre-électrode 122. Trois électrets 111, 121 et 171 sont placés de façon que leurs surfaces en regard soient chargées avec des signes opposés, comme représenté sur la figure 3. De cette façon, les charges 71 25767 4 2100905 sur les surfaces des électrets 111 et 121 décroissent, et celles des électrets 171 et 121 croissent durant un demi-cycle du signal. Puis, durant le demi-cycle suivant de ce signal, les charges de surfaces des électrets 111 et 121 croissent, et celles des électrets 171 et 121 décroissent. 5 Ce procédé se répète cycliquement, et la pellicule 12 vibre. La présente invention, telle que décrite ci-dessus, apporte de nombreux perfectionnements par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. Tout d'abord, dans cette invention, l'électrode fixe et la pellicule vibrante constituent l'électret, et la sensibilité de tension est supérieure. Ensuite, 10 si cette sensibilité croit, le rapport d'enroulement du transformateur élévateur peut être faible. Par conséquent, ce transformateur peut être de dimension réduite, léger, et d'un faible coût de fabrication. Dans le cas où la tension de la source de signal est suffisamment élevée, le transformateur élévateur peut être supprimé, et cette source 15 peut être reliée directement aux contre-électrodes. Bien que l'invention ait été représentée et décrite en référence à un mode préféré de réalisation de haut—parleurs, il est bien entendu que les spécialistes pourront apporter diverses modifications dans la forme et les détails, par exemple en l'appliquant à un microphone, sans s'écarter de l'esprit de l'invention. 71 25767 5 2100905 REVENDICATIONS 1. Transducteur éleetrostatique-électro-acoustique, caractérisé en ce qu'il comporte une électrode fixe et une pellicule vibrante constituant les électrets, et ces électrets sont placés face à face, les surfaces en regard étant chargées par des charges dont les signes sont opposés. 2. Transducteur électrostatique-électro-acoustique, caractérisé en ce qu'il comporte deux électrodes fixes et une pellicule vibrante placée entre ces électrodes, ces électrodes et cette pellicule vibrante constituant les électrets, et ces électrets étant placés face à face, de manière que leurs surfaces en regard soient chargées avec des signes opposés.