Brevet FR2517160A1 — publié le 19830527

ia présente invention concerne les systèmes acousti- ques et elle porte en particulier sur des transducteurs à élec- tret destinés à donner une réponse directionnelleo On peut utiliser des réseaux acoustiques comprenant un ensemble de microphones discrets pour produire des caracté- ristiques de réponse directionnelle,comme il est indiqué dans la demande de brevet FR 80 26 672 Il est cependant nécessaire que chaque microphone d'un tel réseau soit placé avec précision au moment de la fabrication du réseau Une mise en place impré- cise des microphones par rapport aux positions désirées entraine une dégradation notable de la caractéristique de réponse du ré- seaue Les problèmes précités concernant une mise en place imprécise des microphones au moment de la fabrication d'un ré- seau acoustique, sont éliminés par l'utilisation d'un seul transducteur à électret en bande La caractéristique de réponse que fournit le transducteur à électret comprend un lobe princi- pal et un ensemble de lobes secondaires situés au-dessous d'un seuil prédéterminé, de façon très similaire au réseau de micro- phones décrit ci-dessus. Conformément au mode de réalisation de l'invention considéré à titre d'exemple, un transducteur à électret comprend une plaque arrière et une membrane à électret séparées par un ensemble de tiges dont les hauteurs varient conformément à une relation prédéterminée,sur la longueur du transducteur à élec- tret On fait ainsi varier l'épaisseur de l'espace d'air réel entre la membrane à électret et la plaque arrière En tout point sur le transducteur à électret, les hauteurs des tiges sont uni- formes sur la largeur du transducteur à électret Selon une va- riante, on peut remplacer les tiges par des nervures qui s'éten- dent dans la direction de la largeur de la plaque arrière La membrane à électret comprend une couche de métal et une couche de polymère qui est chargée de façon électrostatique Une cou- che de métal est déposée sur la surface de la plaque arrière qui fait face à la membrane à électreto La sensibilité du transducteur à électret en un point quelconque de celui-ci est inversement proportionnelle à la hauteur des tiges ou des nervures précitées en ce point. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on fait varier l'épaisseur de la plaque arrière précitée corfor- mément à une relation prédéterminée On fait ainsi varier l'épaissemr de l'espace d'air réel La sensibilité du trans- ducteur à électret en un point quelconque de celui-ci varie en fonction inverse de l'épaisseur de la plaque arrière précitée. Ia réponse résultante du transducteur à électret est fortement directionnelle et elle comprend un lobe principal et un ensem- ble de lobes secondaires inférieurs à un niveau de seuil. Selon encore un autre mode de réalisation de l'in- vention, la membrane à électret précitée est fixée à la surfa- m Etallisée de la plaque arrière et une seconde membrane est suspendue au-dessus de la membrane à électret, en étant suppor- tée au point de vue structural par des éléments isolants La distance entre la seconde membrane et la membrane à électret varie sur la longueur du transducteur conformément à une rela- tion prédéterminée La réponse résultante est fortement direc- tionnelle et comprend ul lobe principal et un ensemble de lo- bes secondaires inférieurs à un niveau de seuil. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation et en se référant azux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 montre un transducteur à électret à l'état démonté; La figure 2 montre une plaque arrière métallisée sé- lectivement qui est utilisée dans le transducteur à électret de la figure 1; La figure 3 montre une vue isométrique d'une partie du transducteur à électret de la figure 1 à l'état assemblé; Ia figure 4 montre une représentation agrandie du contact entre la membrane à électret et la plaque arrière dans le transducteur à électret de la figure 1; La figure 5 montre unme caractéristique de réponse du transducteur à électret de la figure 3; ia figure 6 montre un mode de réalisation différent du transducteur à électret de la figure 1; La figure 7 montre un transducteur à électret et est utile pour distinguer un espace d'air réel d'un espace d'air effectif; Les figures 8, 9 et 10 montrent des modes de réali- sation de transd-ct Leurs à électret obtenus en faisant varier l'espace d'air réel; Les figures 11, 12 et 13 montrent des modes de réa- lisation de transdc au teurs a électret obtenus en faisant varier l'espace d'air effectif 37 es figuz-es 14 et 15 montre-nt des modes de réalisa_o-on d'un t ransducz eur à électret obten-us en faisant varier l'érisseur de la membrane à électret; et Les figu-es 16, 17 et 18 montrent des distributions ^e c:arges électrostaticues sur la surface de polymère de la 2 C me On va maintenant considérer la figure 1 I qui montre un trasneducteur à electret avec ses éléments constitutifs sé- parés On voit une membrane à électret 10 comprenant deuz ccuches: zae ccuche surérieure de métal i 2 et une coucbe in- 2 férie-ure de poymère 14 consistant en une résine synthétique (telle cue la maeière de la marcue:EP TFL Oi?) la ccuche de oli-mère 14 est charsée de façon électrcstaticue a une valeur zrédéterminée Dans u-e application, la charge électrostatique est urniforme sur la région chargée et est de -275 + 3 volts. Dans cette application, la couche de métal 12 mesure environ nm d'épaisseur et la couche de polymère mesure environ micrcns d'épaisseur De plus, dans l'application précitée, la membrane à électret mesure 21,5 cm de longueur et 2,5 cm de largeur. I La surface à nu de la couche de polymère 14 de la membrane à électret 10 précitée est en contact direct avec la surface rugueuse 16 d'une plaque arrière 18 qui est métallisée sélectivement La métallisation sélective est obtenue par dé- È't d'une couch'e ( 20) de métal sur la surface naturellement rugueuse 16 de la plaque arrière 18, de façon cue la largeur, wi, de la couche de métal varie sur la longueur de la plaque srière 18 conformément à la relation: vij, i-4,1)i'/2 l W L /2, V/ w = K, L L L 21 avec: J 1 = fornction de Bessel de -remière espèce; j = (1)i/2; = lrln Er + (r 2-i)1/23 O r = raport 'a, litude du lobe prinrcical par rat-ort a- ni eau de seuil des lobes seccndair-es dans la caract,érisîique de réponse, c_ or décrira ci-arès en relation aa-ec la figure 5 = dis-tance normalisée de 'ir orte cuel point s-ur la olacque arrière a partir du centre de cette derniè- re; et TL = distace normalisée sur la plaque arrière au-delà de laquelle la largeur de la couche de métal est unle constante, K. c une desité de charge consane, des espaces d'air cons- tantzs et ue écaisseur de memcrane constante, la sensibilité ^u ra scteur à électret en n'im orte cuel ooirt su sa lon- Ueun est directe er t proportcnrmeli e à la largeur de la cou- che de métal 20 s-ur la tlaq e arti ère du 18 en ce point. Selon une variante, la couch^e 12 de la membrane à électret 10 ré citée est métallisée sêlectivement de façon que la largeur de la couche de métal varie sur la longueux de la ambrane à électret 10 conformémenu aux relations ( 1) et ( 2) crécitées Dans ce mode de réalisation de l'invention, la sur- face de métal 20 de la placue arrière 18 a une largeur unifor- me sur toute la longueur de la plaque arrière 18 Pour une densité de charge constante, des espaces d'air constants et une épaisseur de membrane constante, la sensibilité du trans- ducteur à électret en n'importe quel point sur sa longueur est directement proportionrnelle à la largeur de la couche de 2 5 1 7 1 6 O -t Ial 1 2 ,,7 E la me "rec 7 e électret 10 en ce Po Jnt La caracté- de est î dentique à la c r e C t, -1 ris-ique de r onse préc Jte, représentée sur -la figure Or-, c o N S î d r e r a b r _î èv, e r- e na 'L j gur e 5 Q ui m o N tre la caract-éristicue de rézorse globale du 'Transducteur à électret à 5067 _Hz La c Practristîoue de réDonse déter-r -i ée expérimen- ale Lent, comprend -jy, robe rine-epai JC et un ensemble de lobes secondaires 32 34, 36, 38, 40, chacun d'eux se trouvant Dra- O tîcue: -Lic-nî-I a 30 d_'; -_u-desscus du i-ric-:Pal 30 -crécité on reut obtenir _;,a_-tres corI'îg-jrations de lobes seccndaires pour frécuences Ce-c- endanî-: dans cas le ou les 1 cbes lcrt a-Li se-,,i 1 35 ou al, -A-essous de ce derniers la carc-IÈ-__î_-t,-ir, ue de 5 - le éor-e On utilise L L LI e rp,=t encore ilan-plitude du -1 c',-e 30 et le seuil , des ser COI'm'e-Dr'es,cela-ma- e -e i-,,di-uée daa-les relations et ( 2) pour la cc,-c-,e de -ergeu:, Ce r CI brî_zîenc-nt la figure 2 0 ui M Ort Ire vue rien de la arrière 15-7de la -igu- re La lur-f Lace rug-, euse 16 précitée de la Plaque a-rrière 18 est consti-Il-,,,Wee -i,,ar a (-cache de métal 20, déposée par évapora- ou par un a, L,27,e - rcceue approprie sur la surface 16 de la Dlac-,;e La -11 acue arrière '16 peut ë,-Lre en matliè- re pour de oj 7,7-e-n 4 Lt'rav, ersée Dar des trous, ou en -orne e de de la couche de métal 20 est définie Dar les re Izt_îc-_rs et ( 2) précitées; des points situés sur la de la co-,_che de métal 20, équidistants du centre et situés de part et du centre, la largeur de la couche de métal est la dlune longueur normalise prédé- terminée, l,, de la de métal 20 la largeur der-eure une constan Le, K à c'-,-, acue extrémité de la couche de métal 20. En retournant à la figure 1, on voit aulune broche de métal 24, en contact avec la couche de métal 20 sur la sur- face 16 de la plaque arr J_re 18 constitue un conducteux élec- trique positif allant vers un connecteur (non représenté) De 2 5 1 7 1 6 O fa ç cn laire un 25, ira con a c avec la c O -,xche d e M é t a 11 ( 1 2 \j d e 1 a c; N e 'à élec-tret c c N S t u e un cc'n"-uc-,eur électri cue (ou de masse', anant, vers le Con- necte-ur e S L a uz acc"Isticues C Ui arrive-nu -ur le Iec-r:et _-,rêci- o N t c c -rnr e rS e N a a ux o_r ère électrioue. a P 4 s Iada-cIe dans ilc,,'ice 26 élé-en' de sruc-jz-e 2,8 e r 'aiton da-s -jne P-p l Jcat Jon. C d e S ié S -u o r e r 1 a I u e arrière 18 Ta e,--rane Zi PC- rett I 10 e St s-,;,rerrosée-la 18, de -Flacon cue de 14 de le _e M',-;rane à é-iecre-'10 cc,-" e- direct, a 7,e c la rugueuse S Éte 1 'O d e _le arr ère ' Z 7 C 27 4 29 M la -c 2 s: ec- En' a qu es contre les censés 4 e 47 7 d e e S Iruc e 28 L L 7 E e 2 e _ 41 -U 2EE %- r 5771 12 C-_ et i o r46- 4-2 ai arts de serrage 42 e-, en --aceDe ar c sî_ laire, d es plaouet- es 501 e -LI d e 7 j ' S d e fi xa on C' 56 riai Ge Ment les exr-e 17, 5 c de la nem amie à élect-ret, 10 cancre de si Lor't, de struc- ture 28. 4-ilec-U e-L' asse blé :eut 9-ure su Duo: 7 é -,rerticaleent e_ Elisser _ 7 da-r F lum r, - -5 -_iédes-i Ia 1 (-i-o rp -,Bèz e Une c e c e t u-7, '-re f-nd rar e Z é m î t ê 57 o -c 5; 9 o z a r e S d euz e _I-u é f S 5 7 e t 5 01 Da N s le é le c -Cre -o eut etre placé sur u_ Dans cnacc; e cas le tra c-saucteur à élec- -LreL'-1 est p, o S ï, 'LI on-né dlune -,elje oue le lobe roeinci-pal, "O de la 5, cc-,; --re en-r 2 lacement visé. Ir f,-;gu e 3 no-,,itre une -,rue isonétrique d'une partie du -Urp isduc-te-i;z à électret assemblé On utilise les m 9 mes ré- fférences cue sur les 'Ligures 1 et 2 pour faciliter l'identifi- 3-11 cation. On va nalintenant considérer la 'Ligure 4 oui montre une représentation agrandie du contact entre la membrane à É-jectret 10 et la plaque arrière 18 de la figure 1 La couche de polymère 14 de la membrane à électret 10 est en contact direct avec la surface rugueuse 16 de la plaque arrière 18. Du fait de la rugosité naturelle de la surface 16 de la pla- cue arièrie 18, il y a sur celle-ci plusieurs arêtes naturel- les qui établissent un contact direct avec la membrane 10, ce Qui emnêche un mouvement résonnant dans la membrane 10 préci- tée Il est nécessaire dlenpécher;on mouvement résonnart pour éviter des pics spectraux dans la caractéristique de réponse en frécuence du transducteur à électreto La surface inégale 16 établit l'espace d'air nécessaire entre la plaque arrière 18 et la membrane à électret 10. On va maintenant considérer la figure 6 qui repré- sente N autre ode de réalisat onr de l'invention La membra- ne à é&ec-ret 10, comnprenaant la couche de ool-mère 1 L et la coche de al 12, est en contact direct avec la placue ar- r ir e 15, compena: -une surface rugueuse étallisée 16 En oulre, la c dcc e de tal 12 es' e contact direct avec la couc'e mé-allisée 16 Le couce de oymre 14 est c- argée de eaóor: électrostati ue a u niveau de ten-sion présélectiornée 0 - Ulne seconde membrar e 66, comprenant une couche de étal 68 et une couche de polym-ère 70, est suspendue au-des- s'as de la membrane à électret 10 o Au ioint de vue structurel, de-x ertre-c-ises d'ext-rémité isolées 62 et 64 séparent la ccu:che de ool,\re 70 de la seconde membrane 66 par rapp ort à la cc-uc-e de polymère 14 de la embra e à 'lectret 10 Deux -.arianes sont pcssib Cles, consistant à faire varier soit la _e _r des couches de m-étal 16 et 12, soit la largeur de la ccuche de éal 68, cnoréent a-u elations ( 1) et ( 2) pré- ci.tées, tout en mainzenant constante la largeur des couches de métal restantes, sur la totalité de la longueur des couches. Dans chaque cas, la caractéristique de réponse obtenue est pratiquement la meme cue la caractéristique de réponse préci- tée: un lobe prirncipal et un ensemble de lobes secondaires à un niveau de seuil prédéterminé, 'ou au-dessous de ce niveau, comme sur la figure 5 considérée précédemment. Comme indiqué précédemment, la sensibilité du trans- ducteur à électret en n'importe quel point sur sa longueur est directement proportionnrmelle à la largeur de la couche de métal variable du Transducteur à électret en ce point La largeur de la couche de mét-al variable d-u traneducteur à électret est donnée conf ormîément à l'1 invention par les relations ( 1) et ( 2) précitées La sensibilité v (x) du transducteur à n'importe quelle di-stance du centre du trarnsducteur à électret, sur la longue-ar de ce dernier est donnée Dar la relation 4 îTr(ro S,,) (x) S IM,0 (x pisereffectiv 7 e de l'es-cace d'ai- enviagéeci-atrès de façon plus complè- S., (x) = epasseuir réelle de il'esi Dace d'air, eiv-i- sagée ci-après de façon plus coaplète w(x) = larseur de la couche de étal, donnéepa les relations ( 1) et, ( 2) précitées pression at Imospthériqute k aire de la surface tiane 16 du transduc- Ue U r à élec-tret sur la figure 2, envisa- gée ci-dessus 4 *= -C wté ee a branie à électret, = pritivtéde l'air; et S(x) =épaisseur de la membrane à électret. On calcule de façgon théorique la caractéristique de réponse -précitée par la relation R (G) i i T 4 (x) % 3 % ( 4) dans laquelle: 1 = longueur du tranaducteur à électret, du centre jusqu'à une extrémité; -1 lonueur du ra:dte à électret du centre 1 uoàl'autre extrémité 4 () =sensibilité du tran:sdu,-cteur à électret à ue dis:ance cuelconque x à partir de son centre k =ncmbre dl onde acocsstione;et R(e) =ré:onse du -trarisducteu-r à électretl pour un angl Ie quelconque e définri par l'angle entre e or- de acousticue 'irncidente et la surface du transducteur. Er-, retcurnant à_ la figurie on nt que la caracté- ristcuede, réno-nse rée 11 lement mesré est renrêsnéenr e linscontinues 30 32 40 Lacaacisou de réï-Onse corres:ondnte 1 ée e fao hoiu,rla relation S( 4) es r r és e nt,ée en rinilés Comme '-iue la relation ( 3) ci-dessus, la sensi- bl:édu 'tra-nsduct eu _ 7 Tctre est tie:e: Dn roportion- n:elle à la largeur de la coch e r::,àl'éraisseur de le. memanc-à électret, à 'aisu de l'espace d'air eff'-ect-if e:, à la dsrbto scat Liale de c Iiarge, c'est -à-dire à la- charge clctosatqu sr la meymbrane à élect(ret La sensibi- lité du transducteuar à électret est également inversement -pro- -cortionnelle à l'épaisse-cr de iles-iace d'air réel îs en aan:varier un car lex S paramèetres réiscorf ormément à la relation ( 1 î) préciée, o N o bt-i L Je nt-L la caractéristique de reconse désirée, rréetes-ur la fiue 5. On va mitnn con-sidére ' la -fig-ure 7 qi repré s e nte uon dicstfutie la cmeenondes termes -er - tionnés précédemment espace d'air réel et' espace d'air ef- fectif. Une plaque arriere 72 ayant une é'paisseur uniforme, t, repose sur un rebord 74 u-siné dans un cylindre 78 de rayon r 0, à une distance h O de la surface inférieure 80 de ce der- nier La plaque arrière 78 est perforée paer un ensemble d'ou- vertures 82 ayant chaciune un diamètre hi Une membrane à élec- tret 84, d'épaisseur S, repose au sommet du cylindre 78, à uane distance S de la surface supérieure de la plaque arrière 72. Du fait du poids de la membrane à électret 84 et du fait des vtios prourzes arz li sona o-i arrive larra: 4 1:-,ï src e de l a z:rae 4 rra:otàla plaque ar- riere 72 crsercer a c e se S va -iatiors isignfats L'e 251 ace d'-air r Z rel corre s-on-d au volume d 'air E 6 1 entre la aebaeà 4 e:e 54 t e t la ccuarèe 72-1 Com-e In LI cué crcéJé_e'nen-t au,; fait ou',I il i I a ouuedéformation insi gnifiate de la mem"rane à le ct r et t S aiseu ou la crotondeurde i'lescpace d'air réel, S t est I Pratîqueme-nt, Ccns- -tne 7-Teszalrce î ar réel affecte le co*reetéiect-ricue IC du 57 jstèmePlsla t-eriàfec-re 8 e Stroh de: cisearrière 72, fs le signal de sort-Je p i par la zezra à aelectret 84 es- élevé. aca 7 L 'vÉ_ac d'i effci ds la sore d S l ey-e ô'a l de -ertcz'es 52 et de l'est-a c 'a 4 r E 6 i'-eaisse-ci o" la e-ciocde ci e 1 ' esca;ce d'i tecfest,Cnc 4 e -car -la ra-, ::Lon O 4 a ans lacuelle -;D -o f c dur atB air dar:s la cavit 6 é n -c o M re d c -e r e S 8 '2 tre de ca"etsc 82 t _iacseur de la pau arrière 72; _ = rayon cc 12 r 8 et S, = ér-,seur-, de iles-cace d'1 a-ir réel. L'espace d'air effectlif affecte le cccreetmé- cani-ue du tranaducteur à électret Plus l'esrace da ir effec- -tif' est granid, plus la déviation de la m-embrane à élect Iret, 84, rour la mame pression acoustique incidente sur elle, est élevée, Ainsi, l'espace d'air effectif détermin:e la raideur mécanicue du transducteur à électret) mais n'affecte pas les propriétés électriques de ce transducteur O Bien que la figure 7 montre un cylindre 88 pour expliquer la significat-ion des termes espace d'air réel et i 11 espace d'air effectif', les mêmes principes s'appliquent au transducteur à% electret rectiligne de la figure 1. On va maintenant considérer la figure 8 qui montre un transducteur à électret fabriqué en faisant varier l'épais- seur de l'espace d'air réel sur la longueur de ce transducteur. Lia variation précitée de l'épaisseur de l'espace d'air réel est obtenue par l'utilisation d'un ensemble de tiges 90 desti- nées à séparer la membrane à électret 92 par rapport à la pla- que arrière 94 lies tiges de l'ensemble de tiges 90-ont des hauteurs hp sur la longueur du transducteur à électret qui sont déterminées par les relations: et hp = Kr 1 ' ( 7) dans lesquelles: w(x) désigne la relation ( 1) précitée, et K désigne la relation ( 2) précitée, Ainsi, la sensibilité en n'importe quel point le long du trans- ducteur à électret est inversement proportionnelle à la hauteur des tiges en ce point A n'importe quel point sur la plaque arrière 94, les tiges ont la même hauteur sur la largeur de la plaque arrière 94 en ce point Selon une variante, les tiges sont remplacées par des nervures de hauteur constante qui sont dirigées dans le sens de la largeur de la plaque arrière O Dans le cas général, le distance d entre la membrane à électret 92 et la plaque arrière 94 en un point quelconque sur la membrane à électret est définie par la relation: d ( 3 rV(i 2 h'/2 1) = -) / 12 2517160 tin mr +(r 2 _ 1)1/23 r = rapport de l'amplitude du lobe principal au niveau de seuil des lobes secondaires, = distance normalisée de n'importe quel point sur la plaque arrière, par rapport au centre de la plaque arrière; et L = Longueur normalisée de la plaque arrière au-delà de laquelle la distance d est une constante, K. La plaque arrière 94 comporte, sur sa surface 96 faisant face à la membrane à électret 92, une couche de métal mince de même largeur que la plaque arrière Selon une varian- te, la plaque arrière est entièrement en métal La membrane à électret 92 comporte une couche de métal 91 et une couche de polymère 98, chargéede façon électrostatique La couche de polymère 98 fait face à la plaque arrière Un conducteur néga- tif 97 partant de la surface de métal 91 de la membrane à électret 92 et un conducteur positif 99 partant de la surface de métal 96 de la plaque arrière 94 se terminent au niveau d'un connecteur 100. La figure 9 montre une vue isométrique d'une partie du transducteur à électret de la figure 8, montrant les détails des tiges 90 sur la plaque arrière 94, avec une partie de la 17 1 6 O 1 3 me brar-e là élect-ret 92 arrachée. Dans un autre ode de réalisation de l,invention, la couche de leetal 9, de la -iem-brane à électret 92 est fixée sur la couche de métal de la plaque arr-J'ere 906, de façon que les d'ew: couches de métal soient en contact direct Une seconde (nom est suspendue au-dessus de la mem- brane à éIecUret 012, et les deux Mem-braries sont séparées Dar les tiges -010 urécitées. On va maïr-tenant considérer la figure '10 qui repré- ser_- 1 e un autre mode de réalisation d ûransd-c-C"eur à élec- Ure-:9-1 ob-flen-, er faî varier épaisseur -le JL e ez-Dace dl air. réel L'épaisseur de l'espace d'air racel entre la e bra-,ie à électret 102 et la fendue arrîre ', 04 est, obtentue en 'a-Lsan-'t, a -_ f e r 1 i S S e-jr d e la u e a ri L r e e -; e dant t 1 àDai S_ se-cz de enbrane a 102 cons-Lante sur toute lar les '1-;au-e,,7-,,-s P-e 11senble de 'i- a-es r du Le;_r é__C LI t, 7 n Si Fes l C'7 -our la E N F_ e c 'L r e t CP Ji 1 _ î S S e d e la -ol, a c u e a rr i èr e 'i O 4 L .7 ar e siu la longueur du transducteur a én Lec- r L' conformément relcUîons ( 6 e-C ( 71) précitées, c'est-à-dire crie la sen- sib-41-ité d, 1 ransduc+ 1 ejr à 1 ectret en 'importe quel po-int de cellel e 2 t, 12 'l Ver Se_E,nt -pronortlio =-elle à Il épaisseur de la ::Placée en, ce _a face 1 O de la arr-f -aie 04 est revé bue E r; C C __ e d e C"-,i SI sur la lar Ee-,u, de la _e al une -u _rr r est e-ri - MétalLa électret 102 co 7- O rend deu-Y coue es: une cc-ocl e de métal 101 et, une couche de poly- ère 112 c'rangée de électrostatiq-ae Un conducteur neu- ure (ou de _-sse) 111, tartant de la surface de métal 101 de la r-,er-br-ane 'a électret, 102, et -on ccnducteur positif 113 par- tant de la surface de 7 Eretal 110 de la ula-,ue arrière 104 se ter-inent au niveau, d'un connecteur 114. Selon une variar -be, la couche de métal 101 de la me-brane à électre-IL1 102 est fixée à la surface de métal 110 de la plaque arrière 104 de fagon que les deux couches de mé- tal soient- en, cornac direct Une seconde membrane (non repré- 1-1 __ 14 2 5 1 7 1 6 O est suc-en 7 ue au-dess-,;s de la -Abatte arrière 04 Cet- te seec-r-de est, surzortge Uar les t Jges 108 Précitées car chacue t-r Fjrisjic-te-mr à élec tr e t, repressentlé sur les ét 10 la réponse obtbenue est pratiquement la -ere à le caracté r i S t cue c Le réponse de la, figure 5, Ei 6 e On va considérer les figures 11, 12 et ami -1 ois Yrc-des deRéalisation d-stiricts de Lra,_-_sd-; cie-crs à électret, ob-i L-lei,iis c 12 aque en faisant, va- de l'essence ôlaîr Dar-,chacu-ri des -olis Doctes de précités, e SL s-,L u_-e p-a-ue arzi 2 ?e, similaire celle des à éIect L,-et des f J'-,7 res 1 et 4-en,;- sagés ci-dessus -u _fn-_ft que s a 1 arrière ou ne écrira cue cet -L-e S la f 2 Eur e 1 e a r r e c N -:-c ria-e ec ret 21 -crécitée es,,ose à Jrec en il sur 1;-rS -ur f a C eC S 1 a t -cie 1 1 e ent 2 C r -,; g", e -j se e -_r S e r;D Il e e t r c, u S 1 2 O d e C' e sort iper- _q jusqulà dans, surf ce l 1 de 1 l acue ari-4 ère li 1 6 fai t celle la eLbra_-;e à électret i 2 i ci e Q_ -U -:lacèe -recte-e-_rît Sur la S - La c e 1 p a ses e ur -î e S c, c e d'1 a î r è e e S C a t J c -2 t c N a n e -Je la a r r e li li C i-e-,-or- 0 e -ni-écéd è a S se _e e s-a ce dl air f est I di i-ec-,e-e,-i-il propor- *Lionnelle à la des tr cu S 1 En les des - 1 rous 120 pré- -710 cités ilézaisse-cr de lles-ace d'air e'-eec-if es' do-n-née par t, _ L t, LI 1 es rel ations ( 1) et ( 2) précitées La sensibi', 1 J -tlé, A (x), à rlîmportue quel point le long du transducteur à électret, est Droportio-rz_-e 11 e _c, li é-,-aisse-Lir de l'espace d'air e, e'ecti'L à ce mo 4 a -ntt lka sensibilité, est donnée par la 71.15 relation ( 3) préci 4 e la caractéristique de réponse est cal- culée, de façon t-héorique, par la relation ( 4) précitée La rézonse calculée -par la relation 4) et la réponse réellement -esurée sont prau_iou-en-e-nt similaireswoz caractéristiques de rézonse représer Lt-es sur la Iigure 5, en-visag=e ci 1-dessus. La figure 12 _montre uÄne membrane à élec- et 123 et une pie cue arrière 122 comprenant, un ensemb:fle d' ouvert-ures 124- oui perforent cette plaque, et, ces élé-ents sont utiles à la réalisation d'un autre transducteuoe à Zélecret Les diamètres des ouvertures varient de facon anc le vcúme d'air dans les ouvertures varie directement en proportiïon des relations ( 1) et ( 2) précitées, c'est-à-dire que l'épzaisseur de l'espace d'air effective -varie directement en proportion des relations 1 O ( 1) et' ( 2) préitées. la -figure 1 5 re- résentle une -embrane à èélectret 127 et,,ne -* 1 acue arri ère 126 Comprenant un ensemble d'1 ouvertures iî 28 de m-êne d-iaèture oui perforent la:au arrière '126 On raz -ari-rl Iéa-isseur d e 1 ' esoace dl__ir_ ef 2 fectif en faisant ze r la d er:,s it d es o ve r,ure Lf 12 iceet e-n u Orciortion e S r ea o N ( 1) et ( 2) précitées. a,-s um aure mode ce raiton(non rezrés-enté) de il, anleue 'e srpa ce dairciefn C Li_ varie sur la l Ca ner au t 1 r uc S t er a I e:ec:r et la co u c: e d e m ét 1 al d e la aea électre t est r-lacoee encntt direct avec la dsce ca de la lce arrière he seconde Membrane est suscecue n-cesus e la renmoreanze a électret 1213 125 ou 127, aooree ud des é 11 ém-ents tels ele ée_-e-r-nt S 62 et 64 re Dsntssr a-ve E as trois for- m es distinctes de ce Mccc 7 de rêeaasaisn on -fait varier i Se, dc, l'esrece d'lair c'ec-:i cm aisant -vavi er le d JIm:-,re la i-ensi Lt é ou la -:cfnd 7 ries -rcu-s dans la -plaque arracre, comme il esît représenté l-z -es figau'es 11, 12 et 13. Selon une vjariant e, les trous des figures 11, 12 et 15 sont rezzlacés tar des rainuz-es (non re-résentées) donit la largeur, la -densité ou la urcf Londe-ar varie conforméent aux relations ( 1) et ( 2) Ces rainures s' étendent parallèlement à la largeur de la plaque arrière. La figure 14 m on-tre un transducteur à électret cerm- prenant une plaque arrière 130 d'épaisseur uniformne et une membrane à électret 132 dont l'épaisscur varie directement en propor-t Lio-n des relations ( 1) et ( 2) précitées La membrane à électret 132 comprend une couche de polymère 156 et une couche de Métai 142 suer-osée sur la couche de Dol-mère La couche de -roly-mbre 1526 commpor-Ie -ure sr'Lace plan e 134 oui est di-'rec- terent, supoer Dosée sur une surface naturellement rugueu'se 138 ce la Plaque arrière 130 La surface 138 de la plraque arrière 51 50 port-e un reéeetconsistant er une couche de étlmin- ce 137 t Tn conducteur neutre (ou de masse) 1355 Partant de la couche de métal 142 et uon conducteur positif 131 partant de la cou che de métal sur la surface 1518 de la plaque arrière 130 se terminent au niveau d'un cornnecteur 140. La s-ensibilitlé, Vi(x), du trndcerà électret ce la -figure 14, donnée par la relatio'i ( 3) précitlée, est en n' im-Porte cuel oitdirect-er-ent prop- or'tionn-eelle léaisu de la mebrane a élec-t-ret I 132 en ce coint Lra réponse calculée de fapon àhoiu pa rtir de la relation ( 4) prctee la =or e -'esurée son u-ate et, celles indli c-jées prles caracéristquesde reconse -de la iur,envisagée ci ie s- fa zi ue montre unr aut Lre -moce ce rélston c le L-'r 77 enfo dn lcel éaisseur de la membrane à élecuret 54 varie sur la longueu du transducoteur conf Tc rm-énent' aux -e'Latio, ( 1) et ( 2) a couche de nétlal 158 de la -em-bran-e à élect'lret( 154 est en contact direct avec la surface de métal 1,52, de la -laq Ue arrière 150 Lipiou t)de la plaque arrière 150 est déemn ar les relations t = i w(x) ( 9) Une seconde 1 errn 68, Compreaint, une couche de Meétai 167 et unle cou;che de polymère 1 '70, est suspendue au-des- sus de la m emizrane à élect-ret 154, en étant supportée par des élmnsisolants 16 E 2 eît 164 I La distance entre la seconde mnembranie 168 et la sur Pace de polymère de la membrane à élec- r'et 156 est pratiquement constante sur toutle la long 12 eur et la largeur du tlransductleur à électoret Un conducteur électri- cue neutre (ou de masse> 153 est fixé sur la surface de métal 167 de la seconde membrane 168 et un conducteur positif 155 est fixé sur les couches de métal 158 et 152 qui sont en con- tact' Les conducteurs électriques 153 et 155 se terminent au niveau d'un connecteur 166. 1 7 2 5 1 7 1 6 O s ensf -,4 cl es îl à -d (x) d, u t ransduct eur k électret de la fig-,1 re 15, ex-Dr J"_ée car la relation ( 3) pré- -ci -, è e, en,Il im,porte poi-,itt, sur la longueur du -It-Iransdue- ze-; r à electret, est direc-ba-nent, Pro-portionrelle à l'épais- sel,; r de la -r-e-brane à électret 'i 54 en ce ncoin-bl la carac-'Cé- de réponse es-V pra-iquement celle re Dré- s__-tée sur la figure -Do On, obtient un autre mode de réalisation duc- trans- -iczeuz a élect Ire' en faisant vc_rier la cchargé élec-ros r ti- Ue, Par c'es proceedés connus, sur la couc 1-_îe de polymère 14 d e I a m Crane à élec- ret 10 de la Pizc-re 4, envisagée précé- de_ ent, en dî-_ec-e des rendions li) -a ( 2) pré -_î-èesCependart, la de la de _i Atal, sur la a-rr eme-; rconstan- e ce-e ar-__J er ee-J au a r e r e r -t-c-_ 1 er -ejr de la co-cc'-, e -re -_Eetal 2 o Z, cite la de Sc' c% c e l a N e e O ilec- avec a e comme le e 7 e la 6, et -,lace une seconde 66 au- de la électret, làa sensibilité, V (X), du élec ret donnée par la re Jîtion précitée, en toint, du tz-ansd-L 7 cte-,;_, est d -i -_ C C tement, -0 ro- à la en ce point La ré- C S EC 7,-,a scenseurà e î a E Z 7 c est -ora- -.er:; e cui es' si,_î-1cireà'1 cars c Réponse fi 'P- la r e5, se 1; 7i C c 7 _ e indic-aé rrécé,_e=ent, o-r sévit z-Cur c ' arger de aon élecû- oslat-ic-ce une _-embrane à élec- 3 C -Un 'Iel procédé est décrit dans article intitulé 111:esearch in Electrets -par Sessier et j-E West, Iié 'e Pho :D -car la Soc ty of Scientists and 'Engineers, LI-ne Second International Conférence on Electrophotography, pages 162-166 ( 1974). La figure 16 représente une de charge électrostatiaue sur la surface de polymère 14 d'une membrane à électret 10 de la figure 1 La charge électrostatique est réuartie uniformémenit-I sur toute la largeur de la surface 14 2 5 1 7 1 6 O a e N r ae 47 lectretCependantl, 1a ens-Lt de charge la de l nz Sbra- ne a -ze'jecret conformé-ment ( 1) et ( 2) p écitges E n out-1-e la sensibilité du,-ran-sduc-,eur à en i,-Dorte cuel de cel-ai- cj es directe-ent propc-rtionnelle à la c'-Yiar,-e élec'-os-ati- s= la ne br-a e é-, ec-,ret en ce point De - 1 us, conçue 111 dicue la relavion ( 4) c-L-dessus, ia caractéristique de pnr-se reprtsen-vz s-ar la fe'igare 5 en-r sagc-e rl.-e,,d de la sensibilité:u à electret ic - Ua fig 7 are 17 ontre -une s-o 2,-nace de polyz re t-elle la de -Comique 'L de la électret IO de la c argée de çor électroz- -ec' 'o c'7 e-,, sapc e la ciarge-'-arle n e-j d e la S c e e 14 Ce, argeur -U e S ( 2) r e C e d e a ec S- 2 G "a ue n e c o -J -,à c -id d c c -ca S a- -ec ' a Coc polymère la ca ac-ueris Ticc-e de réponse octe-r-ue est la T Lluey_-,e -c e Str 'o e ci,erge d'cri-e e.: re-la-nor r, ec -)-s f'-g-j es 1 et 17 Co, icerne des 2 5:'-anzes de a S cas, on e la S t _n c -r'Cz ua Lîue J r e, e Da p ' e e a N ge c r e -L'e a ff -J ze -,a 1 ectrostatique c c te u e o nt, e S t d o nn-é' e par la relation da-ns laquelle densité de charge, permi du polymère éo = perrni Ltivité de l'aîr environnant,, dl = profondeur de la charge électrostatique, d =éuatisseur de la couche de polymère, et V = + e sion électrostatioue. On va maintenant considérer la f Ligu-re 18 qui montre encore un autre procédé pour charger la surface de polymère considérée urécédemmeiit de la membrane à électret Co-me sur la figure 17, une charge 6 lectrostatique négative comprise dans uane région sélectionnée varie sur la longueur de la couche de pol=-mère conf -ormément aux relations ( 1) et ( 2) précitées Ce- pendant, contrairement à la figure 17, sur la figure 18 les espaces de la surface de polymère oui n' étaient pas chargés sont mainteniant chargés positivement On charge la sur-face de polymère avec à la 'Lois des charges négatives et des charges ositives da-ns le but, de for-er unie f O ronti ère net-tement, défi- n-ie en _tre l es deux r geo L 'argesz la seséen rrose dul fait cu'elzle déeeted directement de la charge élec- :s a Gule -n ce -oit La renees-t fortem-ent directionnel- e c-accte on l'a 1 c:eoéédmeta ellationu avec la :iue 5, elle ccm;ren un obe icia et un ensemb-le de lo- 2: O de ecnare uoesm d'un seuil oééetoxé Dans trodis d'es odes de r, éalisation î)récéden_-_ts dans iesc-mels on fait varier la largeur de métal, onai vaie 11 e 2,,ace d'air réel ou, on fait vairl'escace d'air ef'fectif, on sau re mmiacer la Dmerfcmrane à ecrtarue ersea , l est aoncue ue polarisation__ cont-in-ue isau. :iem O -ecsr;ecr élec-trostatique surz lamera, on ui alce N er aec -'ne rclarisation cont-i-nu^e tr-Yove- na.n-: c'une sc-ccce de telnsion cniu externe On peut en ou- tire uo t'iliser de-xmeorne distinctes un m emrae coancre- linan uone couche de méta D e-t une couche de polymbre, ou une membrne enièrement an, métal Cepenidant L-, lorsqu'on utilise uone membrane comprenant unie couche de polymère et une couche de métal, la couche de métal doit être placée du 'coté de la o)lacue arrière. Le plus, la membrane ne doit 10 pas être placée direc- tem-ent sur la placue arrière La mlem-brane doit au contraire être suspendue sur la plaque arrière, comme par l'utilisation d'entretoises isolanites t-elles que les éléments 62, 64 sur la ixe 6. Les conducteurs oefl zartent de la couche de M&tal de laerr et de la ccuche de,ntal de la m 1 acue arrière peu- vent tre ernués a-r vaud oa m:eent au conniectleur. Atreentdit la zclar-i-té des coriducteurs n'a pas d'i-por-tance. Il -va de soi cue de -nombreuses modifications reuvent 8-tre a-zort 4 es auc discos-i't-if décrits et, r eprése-ynt-é, sans sortir du cadre;de livrin REVENDICATIONS 1 Transducteur acoustique comprenant une membrane à électret et une plaque arrière rev Ctue d'un métal, caracté- risé en ce que la membrane à électret ( 92) est pratiquement parallèle la plaque arrière ( 94) sur la largeur de la mem- brane à électret en n'importe quel point sur la longueur de la membrane à électret, la distance entre la membrane à élec- tret ( 92) et la plaque arrière ( 94) est déterminée par la longueur de la membrane à électret conformément à une relation prédéterminée, et la sensibilité du transducteur acoustique en n'importe quel point sur la membrane à électret est inver- sement proportionnelle à la distance en ce point entre la mem- brane à électret et la plaque arrière, de façon à produire un diagramme de réponse directionnel comprenant un lobe principal et un ensemble de lobes secondaires qui sont pratiquement à un niveau de seuil prédétermriné. 2 Transducteur acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance, d, entre la membrane à élec- tret ( 92) et la plaque arrière ( 94) en n'importe quel point sur la membrane à électret est définie par la relation: d ' (( 13 _ f-l/i ', I) = (-1)1/2 V = ln lr +(r 2 _ 1)1/2 l r = rapport de l'amplitude du lobe principal au niveau de seuil des lobes secondaires, = distance normalisée de n'importe quel point sur la plaque arrière, par rapport au centre de la plaque arrière; et L = longueur normalisée de la plaque arrière au-delà de laquelle la distance d est une constante, K. 3 Transduoteur acoustique selon l'une qzuelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la distance entre la membrane à électret ( 92) et la plaque arrière ( 94) est ob- tenue en superposant un ensemble de tiges ( 90) sur la plaque arrière, pour supporter la membrane à électret, les hauteurs des tiges variant conformément à la distance sur la longueur de la plaque arrière. 4 Transducteur acoustique selon l'une quelconque des revendications l ou 2, caractérisé en ce que la distance entre la membrane à électret ( 92) et la plaque arrière est obtenue en superposant la membrane à électret sur un ensemble de ner- vures formées sur la plaque arrière pour supporter la membrane à électret, les hauteurs des nervures variant conformément à la distance sur la longueur de la plaque arrière, et la surface supérieure des nervures étant parallèle aux surfaces de la pla- que arrière. 5 Transducteur acoustique selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la plaque arrière a une épaisseur uniforme sur sa longueur. 6 Transducteur acoustique selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'épaisseur de la plaque arrière varie. 7 Transducteur acoustique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de trous ( 120) dans la plaque arrière ( 116), et le volume de l'air contenu dans les trous de la plaque arrière est uniforme sur la longueur et la largeur de la plaque arrière. 8 Transducteur acoustique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la plaque arrière comporte des rainures qui sont parallèles à la largeur de la plaque arrière, et le volume d'air dans les rainures est uniforme sur la longueur de la plaque arrière. 9 Transducteur acoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la membrane à élec- tret ( 92) comprend une couche de métal ( 91) et une couche de polymère ( 98), et la couche de métal comme la couche de polymè- re ont une forme rectangulaire. Transducteur acoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la membrane à électret ( 92) est chargée de façon électrostatique à une valeur prédéterminée. 11 Transducteur acoustique selon la revendication 1, dans lequel la plaque arrière est rev 9 tue d'un métal et la mem- brane à électret est fixée à la plaque arrière de façon que la couche de métal de la membrane à électret soit placée face au revêtement métallique de la plaque arrière, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde membrane ( 168) comprenant une couche de polymère ( 170) et une couche de métal ( 167), la seconde membrane est suspendue au-dessus de la membrane à électret ( 154) et la distance entre la seconde membrane ( 168) et la memibrane à électret ( 154) sur la longueur de la membrane à électret ( 154) est conforme à une relation prédéterminée; et la sensibilité du transducteur acoustique en n'importe quel point sur la mem- brane à électret est inversement proportionnelle à la distance en ce point-entre la membrane à électret et la seconde membrane. 12 Transducteur acoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la membrane à électret est chargée en permanence par une polarisation à cou- rant continu.