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Herkömmliche
Mikrofone weisen typischerweise ein gestrecktes, im Wesentlichen
zylindrisches Gehäuse
auf. Hierbei können
diese Mikrofone modular aufgebaut sein, wobei an einem Ende ein XLR-Anschluss
zum Auskoppeln des elektrischen Signals und am anderen Ende der
Mikrofonkopf für
die elektroakustische Wandlung von Schall in elektrische Signale
angeordnet sein kann.
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Die
für die
elektroakustische Wandlung des Schalls sowie für eine Steuerung und eine Signalverarbeitung
benötigten
elektrischen Schaltungen werden typischerweise auf einer Leiterplatte
angeordnet, welche sich entlang der Mikrofonachse bzw. der Achse
des zylindrischen Gehäuses
erstreckt. Somit wird die Mikrofonkapsel an einem Ende der Leiterplatte und
ein Anschluss für
einen XLR-Stecker an dem anderen Ende der Leiterplatte angeordnet.
Es sei darauf hingewiesen, dass eine derartige Anordnung einen relativ
großen
Platzbedarf aufweist.
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Die
elektronischen Bauteile werden typischerweise auf der Leiterplatte
automatisch bestückt und
gelötet.
Dies erfolgt insbesondere, um die benötigten Kosten zu reduzieren.
Weder die Mikrofonkapsel noch der XLR-Stecker können jedoch automatisch bestückt werden,
sondern die Mikrofonkapsel und der XLR-Stecker müssen über feine und empfindliche
elektrische Drähte
an die Leiterplatte angeschlossen werden, wobei dies typischerweise
von Hand erfolgt. Diese Handarbeit stellt einen hohen Kostenfaktor
dar und kann eine Fehleranfälligkeit
bewirken. Bedingt durch die große
Empfindlichkeit der elektrischen Schaltungen auf der Leiterplatte
und bedingt durch Störsignale,
welche von außen über den XLR-Stecker in das Mikrofon
gelangen, stellt ein von Hand Verlegen und Verlöten der empfindlichen Drähte ein
hohes Risiko dar. Um den Anforderungen der genormten elektromagnetischen
Verträglichkeit
gerecht zu werden, müssen
ferner ein geschirmtes Gehäuse
sowie mehrstufige elektrische Filter vorgesehen werden.
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EP 1 303 164 A2 zeigt
ein Mikrofon mit einer Leiterplatte mit einem starren und einem
flexiblen Abschnitt.
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US 2002/0034312 A1 zeigt
ein Mikrofon mit einer Leiterplatte, welche einen starren Abschnitt
und einen flexiblen Abschnitt aufweist.
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Es
ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mikrofon vorzusehen,
welches einen geringeren Platzbedarf für die benötigten elektrischen Komponenten
und eine geringere Störanfälligkeit
gegenüber
Störsignalen
aufweist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Mikrofon gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Somit
wird ein Mikrofon mit einem Mikrofongehäuse, einer Mikrofonkapsel und
einer Leiterplatte vorgesehen. Auf der Leiterplatte werden elektrische Schaltungen
zur Signalverarbeitung der von der Mikrofonkapsel aufgezeichneten
Signale vorgesehen. Die Leiterplatte weist mindestens einen ersten
starren Abschnitt und mindestens einen zweiten flexiblen Abschnitt
auf. Der erste starre Abschnitt weist eine mehrlagige Leiterplatte
auf, welche radial zur Mikrofonachse angeordnet ist und eine Mittellage
aus einer leitenden Beschichtung aufweist, die sich über den gesamten
ersten starren Abschnitt erstreckt. Die Mittellage wird mittels
Durchkontaktierungen mit den metallisierten Flächen im Gehäuse verbunden.
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Durch
die Ausgestaltung der Leiterplatte mit den flexiblen Abschnitten
kann die Leiterplatte gefaltet werden, so dass der Platzbedarf dieser
Leiterplatte reduziert werden kann.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der erste starre Abschnitt
der Leiterplatte an seiner einen Seite eine metallisierte Fläche als Leiterplattenmasse
auf.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft den Gedanken, ein Mikrofon mit einer
gefalteten Leiterplattenanordnung vorzusehen. Die Leiterplatte weist
somit mindestens einen ersten starren Abschnitt und mindestens einen
zweiten flexiblen Abschnitt auf. Die Leiterplatte wird somit als
eine Starrflex-Leiterplatte ausgestaltet. Auf dem ersten Abschnitt,
d. h. dem starren Abschnitt, werden die elektrischen Bauteile gelötet. Die
flexiblen Abschnitte, d. h. die zweiten Abschnitte, dienen dabei
dazu, die Verbindung zwischen den starren Teilen der Leiterplatte
herzustellen.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ausführungsbeispiele
und Vorteile der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher
erläutert.
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1 zeigt
eine schematische Ansicht eines Mikrofons gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, und
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2 zeigt
eine Schnittansicht durch ein Mikrofon gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt
eine schematische Schnittansicht eines Mikrofons gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Das Mikrofon gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
weist ein Mikrofongehäuse 20 auf, welches
vorzugsweise aus Metall ist. An einem ersten Ende des Mikrofons
ist ein Gewindering 40 vorgesehen, mit welchem ein Kontakt
zwischen einer Leiterplattenmasse und dem Gehäuse hergestellt werden kann.
In dem Mikrofongehäuse 40 wird
eine Leiterplatte 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen.
Diese Leiterplatte weist erste starre Abschnitte 31 und
zweite flexible Abschnitte 32 auf. Dabei werden vorzugsweise
auf den ersten starren Abschnitten 31 Bauelemente bzw.
elektrische Schaltungen vorgesehen. Die zweiten flexiblen Abschnitte dienen
vorzugsweise dazu, zwei erste starre Abschnitte 31 miteinander
zu verbinden.
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Dadurch,
dass zwischen zwei ersten starren Abschnitten 31 der Leiterplatte
ein flexibler zweiter Abschnitt 32 angeordnet wird, kann
die Leiterplatte 30 als eine Starrflex-Leiterplatte ausgestaltet
werden, so dass die Leiterplatte innerhalb des Mikrofongehäuses 20 gefaltet
werden kann. Innerhalb des Mikrofongehäuses 20 kann ein Chassis 25 (vorzugsweise
aus Kunststoff) vorgesehen werden, welches unter anderem dazu dient,
die Starrflex-Leiterplatte zu halten bzw. zu befestigen und eine
Isolierung zwischen der Leiterplatte 30 und dem Gehäuse 20 vorzusehen.
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Auf
den ersten starren Abschnitten 31 der Leiterplatte können elektrische
und elektronische Bauelemente auf beiden Seiten des ersten starren Abschnitts 31 angeordnet
werden. Um die erste und zweite Seite des ersten starren Abschnitts 31 miteinander
verbinden zu können,
können
Durchkontaktierungen 70 vorgesehen werden.
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Um
sicherzustellen, dass die Leiterplatte möglichst platzsparend zusammengefaltet
werden kann, werden die elektrischen Bauelemente 100 beispielsweise
in Bauelemente mit einer hohen Bauhöhe 101 und in Bauelemente 102 mit
einer geringen Bauhöhe
unterteilt. Bei der Anordnung der elektrischen Bauelemente 100, 102 sollte
darauf geachtet werden, dass in einem gefalteten Zustand Bauelemente 101 mit
einer hohen Bauhöhe
Bauelementen 102 mit einer geringen Bauhöhe gegenüberliegen.
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Die
ersten starren Abschnitte 31 der Leiterplatte 30 können auf
einer Seite mit einer Leiterplattenmasse 60 versehen sein.
Hierbei kann die Leiterplattenmasse 60 über eine Durchkontaktierung 70 mit
dem Gewindering 40 elektrisch gekoppelt werden, so dass
die Leiterplattenmasse elektrisch mit dem Mikrofongehäuse 40 gekoppelt
wird.
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Der
erste starre Abschnitt 31 der Leiterplatte kann ebenfalls
Schleifkontakte 50 zum Anschluss eines Mikrofonmoduls aufweisen.
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2 zeigt
eine Schnittansicht eines Mikrofons gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Das Mikrofon weist ein Gehäuse 20 mit
einer Leiterplatte 30, einen Gewindering 40, Mikrofonkontakte 50,
eine Massefläche 60,
eine Durchkontaktierung 70, eine weitere elektrische Kontaktierung 80 und
einen elektrischen Kontakt 90 zwischen der Massefläche 60 und
dem Gewindering 40 auf.
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Die
Leiterplatte 30 weist dabei vorzugsweise mindestens einen
starren und mindestens einen flexiblen Abschnitt 31, 32 auf.
Somit kann die Leiterplatte beispielsweise als eine Starrflex-Leiterplatte
ausgestaltet sein. In einem derartigen Fall werden elektrische Bauteile 100 des
Mikrofons auf dem starren Abschnitt 31 gelötet und
der flexible Abschnitt dient dazu, Verbindungen zwischen den starren
Teilen bzw. Abschnitten der Leiterplatte vorzusehen.
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Ein
erster starrer Abschnitt 31 der Leiterplatte 30 kann
radial zur Mikrofonachse angeordnet sein. Dieser Abschnitt 31 der
Leiterplatte 30 weist auf seiner einen Seite eine elektrisch
leitfähige
Beschichtung, d. h. eine Massefläche 60,
auf, welche über
den elektrischen Kontakt 80 oder über die Durchkontaktierung 70 und
den elektrischen Kontakt 90 leitend mit dem Gewindering 40 verbunden
sein kann. Die Verbindung zwischen der Massefläche 60 und dem Gewindering 40 kann
beispielsweise mittels einer Verschraubung erfolgen, welche den
ersten Teil 31 der Leiterplatte 30 gegen eine
Gehäusefläche drückt. Alternativ
bzw. zusätzlich
dazu kann eine federnde Metalllasche vorgesehen werden, welche an
ihrer einen Seite auf der Leiterplatte gelötet wird und an ihrer anderen
Seite von innen das Gehäuse
berührt.
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Die
Fläche 60 erstreckt
sich vorzugsweise über
die gesamte Rückfläche des
ersten Abschnitts 31 der Leiterplatte 30. Somit
kann eine gute Abschirmwirkung erreicht werden.
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Auf
der anderen Seite des ersten Abschnitts 31 der Leiterplatte 30 werden
Mikrofonkontakte 50 vorgesehen, welche als Signalanschlüsse für das Mikrofon
bzw. das Mikrofonmodul dienen. Das Mikrofon bzw. der Mikrofonkopf
kann zur Kontaktierunge beispielsweise Kupferschleifbahnen (vergoldet)
aufweisen.
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Vorzugsweise
werden auf der nach innen gewandten Seite der Leiterplatte elektrische
Filtereinheiten wie beispielsweise Kondensatoren gelötet. Diese
können
beispielsweise eine sogenannte T- oder π-Filterschaltung darstellen.
Um eine möglichst kostengünstige Montage
zu realisieren, werden diese Bauteile als Surface Mounted Device
SMD automatisch bestückt.
Ferner können
diese Filterschaltungen sehr klein und sehr effizient implementiert werden.
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Zur
Signalführung
in bzw. durch die Leiterplatte können
beispielsweise Durchkontaktierungen 70 vorgesehen werden.
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Zum
Schutz gegen Störsignale
können
die Leiterplatten mehrlagig ausgestaltet sein, wobei mindestens
drei voneinander isolierte Metallkaschierungen bzw. Metalllagen
vorgesehen werden können. Hierbei
kann beispielsweise die mittlere Metallkaschierung bzw. Metalllage
die benötigte
elektrische Abschirmfläche
darstellen. Vorzugsweise wird diese elektrische Abschirmfläche nur
durch die Durchkontaktierungen 70, nicht jedoch durch die
Filterelemente unterbrochen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht
werden, dass die Filterbauteile an einer gegenüberliegenden Kaschierung bzw.
Lage angeordnet sind. Diese Kaschierung bzw. Lage kann durch eine dünne Schicht
von der Abschirmfläche
isoliert. Diese dünne
Schicht kann wenige Zehntel Millimeter stark ausgestaltet sein und
kann beispielsweise mittels einer Kapton-Folie implementiert werden.
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Somit
kann ein effektiver Schutz gegen elektromagnetische Störungen für die Signalverarbeitung der
Signale des Mikrofons und für
die elektrischen Filterelemente vorgesehen werden.
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Wie
bereits vorstehend angeführt,
weisen die Leiterplatten mindestens einen starren Abschnitt auf.
Wenn jedoch zwei starre Abschnitt vorgesehen sind, so können diese
Abschnitte durch flexible Abschnitte miteinander verbunden werden.
Damit kann eine gefaltete oder faltbar ausgestaltete Leiterplatte vorgesehen
werden. Hierbei kann die Leiterplatte derart gefaltet werden, dass
sich die auf der Leiterplatte befindlichen elektrischen Bauelemente
nicht berühren.
Die elektrischen Bauteile werden derart angeordnet, dass Bauteile
mit einer großen
Bau höhe 101 nach
dem Falten der Leiterplatte im Bereich von Bauteilen 102 mit
einer geringen Bauhöhe
angeordnet sind. Somit kann eine platzsparende Ausgestaltung der
Leiterplatte vorgesehen werden.
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Die
flexiblen Abschnitte der Starrflex-Leiterplatten werden vorzugsweise
zur Signalführung
zwischen den verschiedenen starren Abschnitten der Leiterplatte
verwendet.
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Der
starre und/oder flexible Abschnitt der Leiterplatte kann als eine
mehrlagige Leiterplatte ausgestaltet sein, wobei die Mittellage
eine leitende Beschichtung aufweisen kann und als Leiterplattenmasse
dienen kann. Die elektrisch leitende Mittellage des ersten Abschnitts
kann mittels einer mehrlagigen flexiblen Leiterplatte gebildet werden,
welche im Verbund mit der starren Leiterplatte steht.
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Die
elektrisch leitende Mittellage des ersten Abschnitts kann mittels
der Durchkontaktierungen 70 mit den metallisierten Flächen im
bzw. am Gehäuse gekoppelt
bzw. verbunden werden.
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Elektrische
Filterbausteine, welche auf einer Seite des ersten starren Abschnitts
der Leiterplatte vorgesehen sind, können über der elektrisch leitenden
Mittellage angeordnet werden.
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Elektrische
Bauteile, welche auf der flexiblen Leiterplatte in dem Bereich angeordnet
sind, der mit der ersten radial zur Mikrofonachse angeordneten Leiterplatte
einen flächigen
Verbund eingeht, können auf
der nach innen weisenden Seite über
der elektrisch leitenden Innenlage angeordnet sein und mit den nach
außen
weisenden Mikrofonkontakten mittels Durchkontaktierungen verbunden
sein.
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Die
ersten starren Abschnitte 31 der Leiterplatte 30 können wie
bereits oben beschrieben mehrlagig ausgestaltet sein, wobei eine
Lage als Leiterplattenmasse 60 ausgestaltet ist, wobei
eine Kapton-Folie über
der Leiterplattenmasse 60 angeordnet sein kann und über der
Kapton-Folie können
Leiterbahnen der Leiterplatte sowie elektrische und elektronische
Bauteile angeordnet sein. Mittels der Kapton-Folie können die
Leiterbahnen und die Leiterplattenmasse 60 voneinander
isoliert werden.