CN102291661A - 抗电磁干扰电容式麦克风 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗电磁干扰电容式麦克风，其所包括的传声器具有一个外壳，在所述外壳的开口一侧设置有一个电路板，所述电路板朝向所述外壳外侧的一面设置有输出信号的第一接线端子和第二接线端子，所述外壳中依次设置有膜环、振膜、垫片和腔体，所述腔体中设置有一个极板体和一个屏蔽体，所述电路板内侧设置有至少一个场效应管和一个滤波电容；所述屏蔽体由呈凹槽状的金属制成，所述场效应管和所述电容设置位于所述屏蔽体的内部。本发明在麦克风的传声器的外壳的内部设置了一个专门用于罩住场效应管等元件的屏蔽体，从而无需在外壳外部设置额外的部件来屏蔽电磁干扰，并且无需对电路板上的元件做出调整，工艺简单，易于制造，成本低廉。

Description

抗电磁干扰电容式麦克风

技术领域

本发明涉及一种电容式麦克风，尤其是一种可屏蔽手机信号等电磁干扰的抗电磁干扰电容式麦克风。

背景技术

通常应用于会议系统等设备中的麦克风一般包括底座、咪管、传声器以及网头等，其中的核心部件为负责将声音信号转换为电信号的传声器。一般应用于会议系统中的传声器大多为电容式传声器，其从声音输入端一侧依次包括防尘布、外壳、膜环、振膜、垫片、极板、腔体和电路板，腔体中设置有与极板和电路板电接触的铜环，电路板上设置有场效应管等元件。

其中，防尘布用于覆盖外壳上的声孔，以允许声音通过声孔进入传声器，同时防止灰尘通过声孔落到振膜上，防止外部物体刺破振膜。外壳通常由金属制成，用于将传声器的其它部件封装在外壳之中。振膜绷紧粘在膜环上，其与极板构成了一个可变电容器。垫片设置在振膜和极板之间，用于使振膜和极板构成的电容之间保持一定的距离，并为振膜振动提供一个空间，从而改变电容量。极板通过铜环与电路板上的场效应管的栅极电连接。腔体由非金属制成，用于使极板、铜环以及电路板之间的连接电路与外壳隔离，以防止极板与外壳短路。电路板一方面用于承载各种电子元件，另一方面也作为封闭外壳的端板，将传声器中的所有部件封闭在外壳内部。电路板朝向外侧的一面设置有输出信号的接线端子。

现有的麦克风的抗干扰能力较差，其主要体现在电容式传声器抗手机信号等电磁干扰的能力较弱，CN 101466060A中给出了一种抑制传声器噪音的技术解决方案，其采用低噪音芯片取代通常采用的场效应管，其屏蔽的实际上是场效应管本身的噪音，这种技术解决方案的缺陷是成本较高。

CN 201479337U中给出了另一种解决方案，即在场效应管的源极和漏极之间并联一个滤除射频干扰的输出电容，并在栅极和源极之间并联了一个反馈电容。该技术解决方案是通过电子的方式去抑制或者滤除干扰，然而对干扰源没有采取有效的物理屏蔽措施，也就是说，若电磁干扰通过外壳上的声孔、电路板等进入外壳内部对电路板上的电子元件、尤其是场效应管进行干扰，则这些干扰信号同样会被场效应管进行放大，通过电容滤波的方式很难达到最佳的抗干扰效果。

CN 200969680Y提出了一种屏蔽电磁干扰的技术方案，即在传声器的声孔一侧的外壳内部设置一个金属屏蔽网。由于为了使声音通过声孔到达振膜，置于声孔和振膜之间的金属屏蔽网势必受到极大的限制，例如其孔径大小及密度会对传声器的音频特性造成影响，在现有传声器音频特性相对成熟的基础上，附加金属屏蔽网后可能会造成什么样的影响是难以预料的，因而对于批量生产不利，测试成本很高，改型困难。

另外，CN 201839434U中公开了一种技术解决方案，即在传声器的电路板一侧的外壳外部加装了一个可屏蔽电磁干扰的屏蔽单元，用以防止电磁干扰通过电路板进入外壳内部，然而该技术方案却没有对声孔一侧的电磁干扰进行屏蔽，并且加装屏蔽单元会增大传声器的体积，工艺也相对复杂，实用性较差。类似的，CN 101924976A也公开了一种技术解决方案，其在传声器的电路板一侧的外壳内部加装了一个可屏蔽电磁干扰的铁氧体片，用于将场效应管尽量与电路板一侧隔离开来。但是这种方案需要将场效应管远离电路板设置，还要考虑场效应管与电路板的连接方式问题，工艺复杂，成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种抗电磁干扰电容式麦克风，以减少或避免前面所提到的问题。

具体来说，本发明提供了一种抗电磁干扰电容式麦克风，其能够通过物理屏蔽的方式将传声器电路板上的电子元件与外界进行充分的隔离，并且减少了传声器的部件数量，简化了设计。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种抗电磁干扰电容式麦克风，包括底座、咪管、传声器以及网头，所述传声器具有一个外壳，在所述外壳的开口一侧设置有一个电路板，所述电路板朝向所述外壳外侧的一面设置有输出信号的第一接线端子和第二接线端子，所述外壳中依次设置有膜环、振膜、垫片和腔体，所述腔体中设置有一个极板体和一个屏蔽体，所述电路板内侧设置有至少一个场效应管和一个滤波电容；所述屏蔽体由呈凹槽状的金属制成，所述场效应管和所述电容设置位于所述屏蔽体的内部。

优选地，所述极板体由呈凹槽状的金属制成，包括一体冲压成型的极板和极板环。

优选地，所述屏蔽体包括一体冲压成型的屏蔽板和屏蔽环，所述屏蔽体和所述极板体的结构相同。

优选地，所述屏蔽体和所述极板体叠加起来的高度大于所述腔体的高度。

优选地，所述极板体的高度小于所述腔体的高度。

优选地，所述场效应管的源极连接所述第一接线端子、漏极连接所述第二接线端子，所述滤波电容并联在所述场效应管的源极和漏极之间。

优选地，所述滤波电容的容量值为900-2200pF，优选900-1200pF，更优选1000pF。

优选地，所述第一接线端子和第二接线端子之间的电压为0.5-9V，优选为0.8-8V。

优选地，所述第一接线端子和所述第二接线端子设置位于所述屏蔽体的覆盖范围外，所述电路板外侧除去所述第一接线端子和所述第二接线端子的位置之外全部覆盖屏蔽铜箔。

优选地，所述第一接线端子设置位于所述屏蔽体的覆盖范围外，所述电路板外侧除去所述第一接线端子的位置之外全部覆盖屏蔽铜箔。

本发明在麦克风的传声器的外壳的内部设置了一个专门用于罩住场效应管等元件的屏蔽体，从而无需在外壳外部设置额外的部件来屏蔽电磁干扰，并且加装的屏蔽体与极板体的结构相同，简化了设计，并且无需对电路板上的元件做出调整，工艺简单，易于制造，成本低廉。

并且，在本发明中，还进一步在电路板内侧的场效应管和滤波电容等元件可以完全被内侧的屏蔽体和电路板外侧的屏蔽铜箔所覆盖屏蔽，从而可以通过物理屏蔽的方式将传声器电路板上的电子元件与外界进行充分的隔离。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的抗电磁干扰电容式麦克风的分解透视图；

图2显示的是图1所示抗电磁干扰电容式麦克风中的传声器的正面立体示意图；

图3显示的是图2所示传声器的反面立体示意图；

图4显示的是图2、3所示传声器的横截面视图；

图5显示的是图2、3所示传声器的分解透视图；

图6显示的是本发明的抗电磁干扰电容式麦克风的电路原理图；

图7显示的是根据本发明的一个具体实施例的电路板外侧的一种布线图；

图8表示的是图7所示实施例的各部件的位置关系的部分剖视立体示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的抗电磁干扰电容式麦克风的分解透视图，如图所示，该抗电磁干扰电容式麦克风总体上以标记A表示(以下简称麦克风A)，图示麦克风A为一种可用于会议系统等设备中的麦克风，其包括底座A1、咪管A2、传声器A3以及网头A4。

图2显示的是图1所示抗电磁干扰电容式麦克风中的传声器A3的正面立体示意图，其具有一个外壳2，外壳2由金属制成，外壳2顶部具有至少一个声孔21(如图2中虚线所示)，声孔外侧粘有一层防尘布1。图3显示的是图2所示传声器的反面立体示意图，即在外壳2的开口一侧设置有一个电路板9，电路板9朝向外壳2外侧的一面设置有输出信号的第一接线端子91和第二接线端子92。

图4显示的是图2、3所示传声器的横截面视图，图5显示的是图2、3所示传声器的分解透视图。如图4、5所示，从声音输入端一侧，即声孔21的一侧，根据本实施例的传声器的外壳2中依次设置有膜环3、振膜4、垫片5、腔体6。腔体6中设置有极板体7和屏蔽体8。极板体7抵靠垫片5；屏蔽体8一侧与极板体7电接触，另一侧与电路板9上的相应电路电接触。电路板9朝向外壳2内侧的一面设置有场效应管93和滤波电容94等元件。

振膜4绷紧粘在膜环3上，其与极板体7构成了一个可变电容器。垫片5设置在振膜4和极板体7之间，用于使振膜4和极板体7构成的电容之间保持一定的距离，并为振膜4振动提供一个空间，从而可在声音通过声孔2使振膜4震动的时候改变电容量。腔体6由非金属制成，用于使极板体7和屏蔽体8以及电路板9之间的连接电路与外壳2隔离，以防止极板体7以及屏蔽体8与外壳2短路。

本发明的抗电磁干扰电容式麦克风的电路原理参见图6，由膜环3、振膜4、垫片5和极板体7共同构成了可变电容器100。可变电容器100一端通过线路200与场效应管93的栅极连接，线路200由相互电接触的极板体7、屏蔽体8以及电路板9上的相应电路构成，这些电路为电路板9上朝向外壳2内侧的铜箔刻蚀而成的金属布线。可变电容器100另一端通过线路300与效应管93的漏极连接，线路300由与膜环3电接触的外壳2以及电路板上的相应电路构成，这些电路为电路板9上朝向外壳2外侧的铜箔刻蚀而成的金属布线。

场效应管93的源极连接电路板9上的第一接线端子91，漏极连接第二接线端子92，在源极和漏极之间并联着滤波电容94。第一接线端子91和第二接线端子92可以通过导线分别连接电源和负载，以将电信号输出。

其中，为了达到较好的屏蔽效果，与场效应管93的漏极连接的第二接线端子92可以接地。为避免与第一接线端子91和第二接线端子92连接的导线受到电磁干扰影响最后的抗干扰效果，在一个具体实施例中，这些连接导线均设置于中空的金属咪管A2中(如图1所示)，且咪管A2以及金属网头A4均接地；进一步的，还可以在连接第一接线端子91和第二接线端子92的导线外侧缠绕金属屏蔽线，以彻底消除电磁干扰信号对连接导线的干扰。

在本发明中，为了更好的获得抗电磁干扰的效果，在一个具体实施例中，滤波电容94的容量值为900-2200pF，优选900-1200pF，更优选1000pF。为了避免电源噪声以及对杂波的放大问题，在电源的选择方面，本发明优选施加在第一接线端子91和第二接线端子92之间的电压为0.5-9V，更优选0.8-8V。

在本发明中，为了在物理上对电路板9上的电子元件、例如场效应管93、电容94等进行屏蔽，在电路板9内侧中部设置有屏蔽体8，如图4、5所示。屏蔽体8由呈凹槽状的金属制成，包括一体冲压成型的屏蔽板81和屏蔽环82，屏蔽体8的开口一侧将电路板9上的场效应管93、电容94等元件罩住。屏蔽环82通过电路板9内侧表面的金属布线与场效应管93的栅极电连接，从而使得场效应管93、电容94等完全设置位于屏蔽体8的内部。

另外，在本发明中还设置了极板体7，极板体7也由呈凹槽状的金属制成，包括一体冲压成型的极板71和极板环72。极板环72与屏蔽板81电接触。本发明的极板体7乃是将现有技术中的极板和铜环变成了一个整体结构，使通常为分体设计的两个部件变成了一个部件，减少了传声器中的部件数量，简化了设计，另外，极板体7的整体结构还能减少现有技术中极板和铜环之间的接触电阻，克服了极板和铜环由于制造误差或者变形而形成的缝隙，从而避免了电磁信号通过这些缝隙进入传声器内部对电路板9上的元件形成干扰。

另外，在一个具体实施例中，可以使屏蔽体8和极板体7的结构完全相同，这样一来，制造的时候可以采用相同的设备和模具冲压成型，而且冲压成型的半成品具有完全的互换性，制造和加工成本低廉，便于组装。

另外，如图4所示，为便于屏蔽体8和极板体7安装配合在腔体6中不至于晃动，也就是要使屏蔽体8和极板体7能够在腔体6中顶住电路板9，在一个具体实施例中，屏蔽体8和极板体7叠加起来的高度优选要大于腔体6的高度，并且，极板体7的高度优选要小于腔体6的高度，这样当极板体7装入腔体6中之后会低于腔体6，使得腔体6高出极板体7的部分仍然能够对屏蔽体8起到定位的作用，从而能使屏蔽体8能够定位设置于电路板9的中部。当然，若屏蔽体8和极板体7具有相同的结构，则屏蔽体8的高度优选也小于腔体6的高度。

上述实施例中，在传声器的外壳的内部设置了一个专门用于罩住场效应管等元件的屏蔽体，从而无需在外壳外部设置额外的部件来屏蔽电磁干扰，并且加装的屏蔽体与极板体的结构相同，简化了设计，并且无需对电路板上的元件做出调整，工艺简单，易于制造，成本低廉。

进一步的，上述实施例是在外壳2内部对电路板9内侧进行屏蔽，为进一步对电路板9外侧也进行屏蔽，在图7中给出了根据本发明的一个具体实施例的电路板外侧的一种布线图，图8表示的是图7所示实施例的各部件的位置关系的部分剖视立体示意图。如图7、8所示，图中虚线部分表示的是屏蔽体8在电路板9内侧的投影位置，优选地，电路板9内侧的场效应管93和滤波电容94等元件(图7中同样以虚线表示，图8中省略了)设置位于屏蔽体8的覆盖范围内，而电路板9外侧的第一接线端子91和第二接线端子92设置位于屏蔽体8的覆盖范围外，这样一来，就可以在电路板9外侧除去第一接线端子91和第二接线端子92的位置之外全部覆盖屏蔽铜箔400，如图8所示。

通过上述这种布置，这样一来，在电路板9内侧的场效应管93和滤波电容94等元件可以完全被内侧的屏蔽体8和电路板9外侧的屏蔽铜箔400所覆盖屏蔽，从而可以通过物理屏蔽的方式将传声器电路板上的电子元件与外界进行充分的隔离。

事实上，由于与外壳2连接的第二接线端子92是通过屏蔽铜箔400来形成电连接的，因而第二接线端子92可以位于屏蔽铜箔400的任何位置(不一定非要设置位于屏蔽体8的覆盖范围外)，而不会在屏蔽铜箔400上形成可供电磁干扰信号通过的空隙。此时，只需要将与场效应管93的源极电连接的第一接线端子91设置位于屏蔽体8的覆盖范围外即可，因为为避免第一接线端子91和第二接线端子92短接，第一接线端子91所在的位置必须与屏蔽铜箔400形成断路部分401，该断路部分401有可能会形成电磁干扰信号穿过的通道，因此将第一接线端子91设置位于屏蔽体8的覆盖范围外可避免这种可能性。当然，考虑到焊接的需要，可能需要在第二接线端子92所在的位置设置焊接孔，为避免操作失误形成空隙，优选还是将第一接线端子91和第二接线端子92均设置位于屏蔽体8的覆盖范围外更为稳妥。

本发明在麦克风的传声器的外壳的内部设置了一个专门用于罩住场效应管等元件的屏蔽体，从而无需在外壳外部设置额外的部件来屏蔽电磁干扰，并且加装的屏蔽体与极板体的结构相同，简化了设计，并且无需对电路板上的元件做出调整，工艺简单，易于制造，成本低廉。

并且，在本发明中，还进一步在电路板内侧的场效应管和滤波电容等元件可以完全被内侧的屏蔽体和电路板外侧的屏蔽铜箔所覆盖屏蔽，从而可以通过物理屏蔽的方式将传声器电路板上的电子元件与外界进行充分的隔离。

本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种抗电磁干扰电容式麦克风，包括底座、咪管、传声器以及网头，所述传声器具有一个外壳，在所述外壳的开口一侧设置有一个电路板，所述电路板朝向所述外壳外侧的一面设置有输出信号的第一接线端子和第二接线端子，所述外壳中依次设置有膜环、振膜、垫片和腔体，其特征在于，所述腔体中设置有一个极板体和一个屏蔽体，所述电路板内侧设置有至少一个场效应管和一个滤波电容；所述屏蔽体由呈凹槽状的金属制成，所述场效应管和所述电容设置位于所述屏蔽体的内部。

2.根据权利要求1所述的抗电磁干扰电容式麦克风，其特征在于，所述极板体由呈凹槽状的金属制成，包括一体冲压成型的极板和极板环。

3.根据权利要求2述的抗电磁干扰电容式麦克风，其特征在于，所述屏蔽体包括一体冲压成型的屏蔽板和屏蔽环，所述屏蔽体和所述极板体的结构相同。

4.根据权利要求3所述的抗电磁干扰电容式麦克风，其特征在于，所述屏蔽体和所述极板体叠加起来的高度大于所述腔体的高度。

5.根据权利要求4所述的抗电磁干扰电容式麦克风，其特征在于，所述极板体的高度小于所述腔体的高度。

6.根据权利要求1所述的抗电磁干扰电容式麦克风，其特征在于，所述场效应管的源极连接所述第一接线端子、漏极连接所述第二接线端子，所述滤波电容并联在所述场效应管的源极和漏极之间。

7.根据权利要求6所述的抗电磁干扰电容式麦克风，其特征在于，所述滤波电容的容量值为900-2200pF，优选900-1200pF，更优选1000pF。

8.根据权利要求7所述的抗电磁干扰电容式麦克风，其特征在于，所述第一接线端子和第二接线端子之间的电压为0.5-9V，优选为0.8-8V。

9.根据权利要求6-8之一所述的抗电磁干扰电容式麦克风，其特征在于，所述第一接线端子和所述第二接线端子设置位于所述屏蔽体的覆盖范围外，所述电路板外侧除去所述第一接线端子和所述第二接线端子的位置之外全部覆盖屏蔽铜箔。

10.根据权利要求6-8之一所述的抗电磁干扰电容式麦克风，其特征在于，所述第一接线端子设置位于所述屏蔽体的覆盖范围外，所述电路板外侧除去所述第一接线端子的位置之外全部覆盖屏蔽铜箔。

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