Brevet FR2579053A1 — publié le 19860919

La présente invention se rapporte à un transducteur acousto-électrique notamment pour microphone différentiel. On connait, dans l'état de la technique, des microphones différentiels. Cependant, du fait de leurs applications, et plus particulièrement les applications où ils peuvent ëtre soumis à des conditions d'utilisation extrêmement sévères. en raison notamment de 1 humidité ambiante, des microphones doivent posséder certaines qualités, notamment d'étanchéité, ce qui rend leur structure relativement complexe et coûteuse à réaliser. Ainsi, par exemple, il serait intéressant d'utiliser des microphones différentiels dans des cabines téléphoniques ou des endroits dans lesquels le bruit ambiant est relativement élevé. Ceci n'était pas, pour le moment, envisageable en raison des coûts de fabrication et de la structure de tels microphones différentiels qui n'est pas adaptée à une fabrication en grande série. Le but de la présente invention est de proposer un microphone différentiel de conception simple donc peu coûteuse, mais qui remplisse les conditions imposées pour une utilisation dans des endroits où le bruit ambiant est élevé et où il peut être soumis à des conditions d'utilisation extrémement sévères. A cet effet, 1 invention a pour objet un transducteur acousto-électrique à membrane comprenant un élément transducteur associé à ladite membrane, caractérisé en ce que l'élément transducteur est constitué par une pastille céramique piézo-électrique fixée sur le fond de la membrane par l'intermédiaire d'un support conducteur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple. sur lequel: - la Fig. 1 est une vue en coupe partielle d'un microphone différentiel comportant un transducteur acousto-électrique selon l'invention; et - la Fig. 2 est un schéma d'un circuit électronique entrant dans la constitution d'un microphone différentiel comportant un transducteur acousto-électrique selon l'invention. Comme on l'a représenté sur la Figure 1, un transducteur acoustique selon l'invention est disposé dans un boitier cylindrique 1 comportant un couvercle la dont la partie supérieure est percée d'une série de trous 2 destinés au passage des ondes acoustiques engendrées par un interlocuteur et un bruit ambiant. Sur les surfaces périphériques de ce couvercle la sont ménagées des fentes 3, destinées au passage des ondes acoustiques engendrées par le bruit ambiant. Le couvercle la comporte un rebord annulaire 4 faisant saillie vers l'extérieur. Ce rebord 4 prend appui sur un rebord annulaire 5 d'un organe support 6 comportant quatre bras supports 7 régulièrement disposés sur une circonférence et dont les extrémités sont agencées de façon à recevoir et à maintenir en position une membrane 8. Cette membrane 8 peut. par exemple. être en polycarbonate ce qui permet de grandes déformations de la membrane. La membrane 8 se présente sous la forme d'un élément tronconique dont l'extrémité supérieure présente un rebord annulaire 8a venant coopérer avec les extrémités des bras supports 7. Cette membrane comporte également un fond plat 8b dans lequel est percé un trou 9. Un organe de protection classique circulaire 10 est disposé entre la partie supérieure du couvercle la et l'extrémité supérieure de la membrane 8. La membrane 8 est disposée dans un logement supérieur du boitier 1, définit par une paroi transversale 11 de l'organe support 6. Une pastille céramique 12, à effet piézoélectrique, est fixée par tout moyen approprié conducteur de l'électricité, sur un support conducteur 13. Cet ensemble, constitué de la pastille céramique 12 et du support 13, est par exemple un ensemble du type PXE52 vendu par la Société RTC. Le support 13 est collé sur le fond 8b de la membrane 8 au moyen de toute colle appropriée, par exemple une colle U.V., que l'on place dans le trou 9 pratiqué dans ledit fond, en regard du support 13. Le support 13 et la pastille céramique 12 sont maintenus en position sous l'action combinée du collage du support 13 sur le fond 8b. de la membrane et de l'épaulement d'un évidement lla, pratiqué au centre de la paroi transversale 11, dans lequel sont disposes ce support et cette pastille. Le support 13 vient en butee contre cet épaulement de façon à assurer une étanchéité entre les logements définis dans le boitier 1, par la paroi transversale 11. L'une des surfaces de la pastille céramique 12 est reliée a une borne d une plaque de circuit imprimé 14, disposée dans le logement inférieur définit par la paroi transversale 11 dans ie boitier 1. Sur cette plaque 14 est disposé un circuit électro- nique de traitement du signal issu de la pastille 12. Une surface du support 13 est également reliée à cette plaque de circuit imprimé. Cette plaque de circuit imprimé 14 est supportée par un organe 15 constituant le fond du boitier 1. Deux fils 16 et 17 assurent la liaison entre le circuit extérieur (non représenté) et la plaque de circuit imprimé 14 et sont soudés à des cosses de raccordement 18 disposes sur le fond 15 de ce boitier. La pastille céramique à effet piézo-électrique 12 est représente sous forme de schéma équivalent sur la Figure 2, par un condensateur 20 dont les bornes sont reliées aux points F et G. Un pont de diodes constitué par les diodes 22, 23,24.25 permet l'utili- sation indifférente à la polarité du microphone. Les points 8 et D de ce pont sont reliés à un circuit extérieur (non représenté) par les fils 16 et 17 représentés sur la Fig.1. Une résistance 25 est connectée en parallèle aux bornes d'entrée F et G du circuit électronique 20. L'une des bornes de cette résistance 25 est reliée à la grille d'un transistor à effet de champ 26 dont la source est reliée à travers une résistance 27, au point A du pont de diodes précité. Le drain du transistor a effet de champ 26 est reliée a la masse à travers un condensateur 28 et au point C du pont de diodes précité à travers une résistance 29. La source de ce transistor est également reliée à une borne d'un condensateur 30 dont l'autre borne est reliée à une résistance 31 qui est reliée à la masse à travers un condensateur 32. Cette résistance 31 est également reliée directement à la base d'un transistor NPN 33 et au collecteur dudit transistor 33 a travers une résistance 34. L'émetteur de ce transistor 33 est relié au point A du pont de diodes précité à travers une re sistance 35 Le collecteur du transistor 33 est également relié au point A du pont de diodes précité à travers un condensateur 36 et à une borne d'une résistance 37 dont l'autre borne est reliée à une borne d'un condensateur 38. L'autre borne de ce condensateur est reliée d'une part, à la base d'un transistor NPN 39 et d'autre part, au collecteur de ce transistor 39 par une résistance 40. L'émetteur de ce transistor 39 est relié au point A du pont de diodes précité à travers une résistance 41. Le collecteur du transistor 33 est relié à un point E à travers une résistance 42. Ce point E est relié d'une part à travers une résistance 43 au collecteur du transistor 39 'et d'autre part, à une résistance 44 reliée à-la masse à travers un condensateur 45 et au point C du pont de diodes précité à travers une résistance 46. Le collecteur du transistor 39 est relié au point A du pont de diodes précité à travers un condensateur 47. Ce collecteur est également relié à une borne d'une résistance 48 dont l'autre borne est reliée à une borne d'un condensateur 49. L'autre borne de ce condensateur est reliée d'une part. a la base d' u n transistor NPN 50 et d'autre part, au collecteur de ce transistor à travers une resistance 51. Le collecteur de ce transistor 50 est relié au point C du pont de diodes precité. L'emetteur du transistor 50 est relié à travers une résistance 52 au point A du pont de diodes précité. Une diode ZENER 53 branchée entre les points C et A du pont de diodes assure la protection du dispositif. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Lorsqu'un interlocuteur parle devant les trous 2 ménagés dans l'extrémité supérieure du couvercle la du boitier 1 du microphone. la membrane 8 est soumise à des micro-déplacements. engendrés par les ondes acoustiques. qui se répercutent sur la pastille céramique 12 à travers le support 13. Le bruit ambiant qui vient s'ajouter à la parole est compensé par la structure du microphone. En effet. ce bruit ambiant est appliqué de part et d'autre de la membrane 8. c'est-à-dire sur sa surface en regard des trous 2 ménagés dans la partie d'extrémité du couvercle la, et sur sa surface en regard des fentes 3 ménagée dans les surfaces périphériques du couvercle la. Ceci crée un effet de compensation entre la partie supérieure et la partie inférieure de la membrane, et diminue ainsi le bruit ambiant traduit par la pastille céramique 12. Le signal issu de la pastille céramique 12 et du support 13 est ensuite traité sur la plaque de circuit imprimé. Le circuit comporte une première partie constituée par le transistor a effet de champ 26 et les composants qui lui sont associés, assurant une adaptation d'impédance, en transformant l lmpé- dance de la pastille céramique qui est de l'ordre de quelques MJL en K+tL , Le transistor 33. ainsi que les composants qui lui sont associés, assurent une préamplification du signal. Les condensateurs 32 et 36 assurent, quant à eux. une correction de la bande passante afin de corriger l'effet de résonance de la pastille. Le signal est ensuite appliqué à un amplificateur constitué par le transistor 39 et les composants qui lui sont associés. L'étage de sortie est constitué, quant à lui. par le transistor 50. Les résistances 29, 44 et 46 et les con densateurS 28 et 45 assurent un découplage de façon classique du signal issu de la pastille céramique 12 et du signal d alimentation provenant du pont de diodes et des fils 15 et 17. Il va de soi que bien que le mode de réalisation décrit concerne un microphone différentiel, les principales dispositions du transducteur faisant l'objet de l'invention sont également applicables à un haut-parleur. REVENDICATIONS 1. Transducteur acousto-électrique à membrane comprenant un élément transducteur associé à ladite membrane (8) caractérisé en ce que l élément transducteur est constitué par une pastille céramique (12) à effet piézo-électrique fixee sur le fond (8b) de la membrane par l'intermédiaire d'un support conducteur (13). 2. Transducteur acousto-électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fixation du support t13) sur le fond de la membrane est assurée par collage. 3. Transducteur acousto-électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un trou (9) destiné à recevoir de la colle, est percé dans le fond (8b) de la membrane (8), -en regard du support (13). 4. Transducteur acousto-électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est disposé dans un évidement central (lia) ménagé dans une paroi transversale (11) d un organe support (6) entrant dans la constitution d'un boitier (1). cette paroi transversale définissant un logement supérieur de boitier dans lequel est disposée la membrane (8) et un logement inférieur de boitier dans lequel est disposée une plaque de circuit imprimé (t4) comportant un circuit de traitement du signal recueilli aux bornes de la pastille (12). 5. Transducteur acousto-électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'évidement central (lia) comporte un épaulement contre lequel le support (13) vient en butée de façon à assurer une étanchéité entre les logements supérieurs et lnfé- rieurs du boitier (1). 6. Transducteur acousto-électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les surfaces périphériques du couvercle (la) du boitier (1), disposées en regard de la membrane (8), comportent des passages (3) régulièrement espacés, pour les ondes acoustiques. 7. Transducteur acousto-électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la membrane (8) est constituée de polycarbonate. 8. Microphone différentiel caractérisé en ce qu'il comporte un transducteur acousto-électrique tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications précédentes.