DE10215219A1 - Kondensator in Steckverbindung - Google Patents

Abstract

Bei der Wiedergabe von Gesprächen in Freisprecheinrichtungen von Fahrzeugen kommt es durch äußere Einflüsse zu akustisch wahrnehmbaren und störenden Geräuschen, insbesondere einem Brummen. Dieses störende Geräusch kann durch den Einsatz eines Kondensators beseitigt werden, wobei hier erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß der Kondensator von einer Steckverbindung zwischen einem Koaxialkabel und einer Komponente der Anlage gebildet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beseitigen eines akustisch wahrnehmbaren Geräusches gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
• Es sind mit Hochfrequenz, insbesondere im Megahertz- oder im Gigahertz-Bereich, betriebene Anlagen bekannt, bei denen akustisch wahrnehmbare und störende Geräusche auftreten. Bei einer solchen Anlage handelt es sich beispielsweise um eine Freisprecheinrichtung für ein mobiles Telefon in einem Kraftfahrzeug. Bei einer solchen Freisprecheinrichtung werden die ankommenden Signale über eine Antenne empfangen und einer Steuereinheit der Freisprecheinrichtung zugeführt, an der das Mobiltelefon angeschlossen ist. Die Verbindung zwischen der Antenne und der Steuereinheit, ggf. unter Zwischenschaltung weiterer Komponenten der Anlage, erfolgt über Koaxialkabel. An der Steuereinheit selber sind in bekannter Weise ein Lautsprecher sowie ein Mikrofon angeschlossen, wobei die ankommenden Signale (Telefongespräche) über den Lautsprecher wiedergegeben werden. Bei dieser Wiedergabe kommt es zu akustisch wahrnehmbaren und störenden Geräuschen in Form von Brummen, insbesondere im Bereich von etwa 50 Hertz.
• Es ist schon bekannt, dieses störende Geräusch durch den Einsatz eines Kondensators zu beseitigen. Zu diesem Zweck wird das Koaxialkabel zwischen zwei Komponenten der Anlage vollständig aufgetrennt, abisoliert (d. h. Innen- und Außenleiter freigelegt) und die freigelegten Enden auf einer Platine verlötet. Dabei ist die Platine so ausgestaltet, daß der Innenleiter durchgeschleift wird und zwischen die aufgetrennten Bereiche des Außenleiters ein Kondensator als zusätzliches Bauteil geschaltet wird. Anschließend erfolgt eine Ummantelung der Platine und der Enden des Koaxialkabels, um diesen Bereich vor äußeren Einflüssen wie zum Beispiel Feuchtigkeit und Schmutzpartikeln zu schützen. Eine solche Vorgehensweise hat viele Nachteile. Zum einen ist es erforderlich, daß zunächst der Außenleiter (Abschirmung) des Koaxialkabels freigelegt werden muß. Dazu muß der Außenmantel des Koaxialkabels im Endbereich entfernt werden. Anschließend muß ein Teil der freigelegten Abschirmung entfernt werden, um die Kunststoffummantelung, die den Innenleiter des Koaxialkabels umgibt, ablängen zu können, um somit den Endbereich des Innenleiters kontaktieren zu können. Insgesamt ist also eine dreistufige Abisolierung des Endes des Koaxialkabels erforderlich, um dieses mit der Platine und dem Kondensator verlöten zu können. Anschließend muß die Bestückung der Platine mit dem Kondensator und die Verlötung der Kabelenden auf der Platine erfolgen. Dies stellt einen weiteren Arbeitsschritt dar. Abschließend ist noch die Ummantelung dieser Anordnung erforderlich, wobei dies einen zusätzlichen Arbeitsschritt darstellt und dieser Bereich aufgrund seiner Größe ein Hindernis beim Verlegen des Koaxialkabels innerhalb des Fahrzeuges darstellt. Außerdem werden durch diese asymmetrische Anordnung Störfelder erzeugt, die den gewünschten Effekt verringern. Weiterhin sind die zusätzlichen Kontaktstellen (insbesondere die Lötstellen) beim Betrieb im Fahrzeug gerade durch die dort herrschenden Vibrationen und Temperaturschwankungen fehleranfällig, so daß es zu einer Kontaktunterbrechung kommen kann.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderten Nachteile wirksam zu beseitigen.
• Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Kondensator von einer Steckverbindung zwischen einem Koaxialkabel und einer Komponente der Anlage gebildet ist. Dadurch wird einerseits vermieden, daß das Koaxialkabel in seinem Verlauf aufgetrennt und wieder zusammengefügt werden muß. Andererseits entfällt ein zusätzliches Bauteil in Form des Kondensators, da dieser durch die Steckverbindung selber gebildet wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Steckverbindung, die die Kondensatorwirkung übernimmt, vorkonfektionierbar ist und somit vor dem Einbau in das Fahrzeug geprüft werden kann. Damit verringert sich deutlich die Fehlerquote nach dem Einbau der Anlage in das Fahrzeug. Ebenfalls ist von Vorteil, daß bei einem rotationssymmetrischen Aufbau der Steckverbindung keine Störfelder entstehen können und somit die volle Kondensatorwirkung zur Verfügung steht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Steckverbindung mit dem Kondensator an derjenigen Komponente zum Einsatz kommen kann, wo die erforderliche Einbausituation (auf insbesondere Einbauraum) zur Verfügung steht und aus hochfrequenztechnischer Sicht die Wirkung des Kondensators am Besten ist. Hierbei ist insbesondere an den Einsatz der Steckverbindung mit Kondensator im Eingangsbereich der Steuereinheit der Freisprecheinrichtung zu denken, wobei aber auch andere Stellen innerhalb der mit Hochfrequenz betriebenen Anlage in Betracht kommen können. Je nach Ausgestaltung der Anlage kann auch mehr als eine Steckverbindung mit einem Kondensator zum Einsatz kommen.
• In Weiterbildung der Erfindung weist die Steckverbindung einen Stecker (oder eine Buchse, wobei im folgenden von einem Stecker ausgegangen wird) auf, wobei ein Crimp- Kontakt des Steckers einen Außenmantel des Koaxialkabels zumindest teilweise durchstößt oder mit diesem in Anlage kommt und somit zumindest in einem Befestigungsbereich den Kondensator bildet. Aufgrund dieser Anordnung ist eine lediglich zweistufige Abisolierung des Endes des Koaxialkabels erforderlich, da der Crimp-Kontakt des Steckers sowohl die mechanische als auch die kapazitive Verbindung zu dem Ende des Koaxialkabels herstellt. Durch die Überlappung des Crimp-Kontaktes des Steckers und dem Außenmantel des Kabels entsteht in Verbindung mit der Abschirmung des Koaxialkabels der Kondensator. Somit kann auf einfache Art und Weise durch einen einfachen Befestigungsschritt, ohne daß ein zusätzliches Bauteil erforderlich ist, der Kondensator innerhalb der Steckverbindung realisiert werden. Dies hat darüber hinaus den Vorteil, daß diese Steckverbindung gar nicht oder nur unwesentlich größer baut als die bisher zum Einsatz kommenden Steckverbindungen. Ein direkter metallischer Kontakt zwischen dem Außenmantel (Schirm) und dem Außenleiter des HF-Steckers muß dabei vermieden werden. Das Verbinden des Innenleiters des Koaxialkabels mit einem entsprechenden Leiter innerhalb des Steckers sei vollständigkeitshalber noch erwähnt.
• In Weiterbildung der Erfindung ist durch die Länge des Befestigungsbereiches die Kapazität des Kondensators einstellbar. Hierdurch bietet sich die Möglichkeit, durch entsprechende Wahl der Länge des Befestigungsbereiches den Wert der Kapazität zu variieren, so daß ein optimaler Wert zur Beseitigung des akustisch wahrnehmbaren und störenden Geräusches eingestellt werden kann. Alternativ oder ergänzend dazu kann der Wert der Kapazität auch durch die Kraft, die für den Crimp-Vorgang aufgebracht werden muß, eingestellt werden.
• In Weiterbildung der Erfindung ist auf einem Innenleiter des Koaxialkabels eine ein Dielektrikum bildende Hülse angeordnet. Zu diesem Zweck wird der Innenleiter des Koaxialkabels freigelegt und eine elektrisch nicht leitfähige Hülse aufgeschoben, wobei diese Hülse innerhalb des Befestigungsbereiches des Steckers angeordnet ist. Auf diese Art und Weise kann ebenfalls der Wert der Kapazität des Kondensators eingestellt werden. Außerdem wird dadurch der direkte Kontakt zwischen dem Schirm des Koaxialkabels und dem Stecker (allgemein der Steckverbindung) verhindert.
• Das bedeutet, daß der Wert des Kondensators in besonders vorteilhafter Weise durch das zwischen den Kontakten verwendete Dielektrikum (insbesondere das Mantelmaterial des Koaxialkabels) und die Länge des Crimpbereiches sowie die eingesetzte Crimpkraft einstellbar ist. Dabei ist darauf zu achten, daß der Wert des Kondensators so zu wählen ist, daß die akustisch wahrnehmbaren und störenden Geräusche unterdrückt werden. Dies hängt insbesondere von allen Eigenschaften der mit Hochfrequenz betriebenden Anlage ab, wobei eine maßgebliche Größe die Frequenz bzw. der Frequenzbereich ist, mit dem die Anlage betrieben wird. Vorzugsweise sollte der Betrag des Widerstandes des Kondensators, der von der Frequenz abhängig ist, sehr klein sein, also vorzugsweise weniger als 10 Ohm betragen und insbesondere unter dem Wert von 1 Ohm liegen. Auf jeden Fall muß ein direkter Kontakt des Schirmes des Koaxialkabels mit dem Außenleiterkontakt des HF-Steckverbinders vermieden werden, da ein solcher Kontakt den Kondensator kurzschließen und damit unwirksam machen würde.
• In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bilden eine Kunststoffummantelung und eine Abschirmung des Koaxialkabels eine Abstufung. Durch diese Abstufung ist gewährleistet, daß nach der Abisolierung kein elektrischer Kontakt zwischen dem Innenleiter und der Abschirmung bzw. den beteiligten Bereichen des Steckers entstehen kann, um hochfrequente Störungen durch diese elektrische Verbindung zu vermeiden.
• Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen, auf die diese jedoch nicht beschränkt ist, im folgenden erläutert und anhand der Figuren dargestellt.
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine erste Steckverbindung mit einem Kondensator,
• Fig. 2 eine Steckverbindung mit einer Abstufung,
• Fig. 3 eine Steckverbindung mit einem Dielektrikum.
• Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steckverbindung, wobei durch die Verbindung zwischen einem Stecker S und einem Ende eines Koaxialkabels K der Kondensator bzw. die kapazitive Wirkung integriert ist. Das Koaxialkabel K besteht in an sich bekannter Weise aus einem Innenleiter 1, der mit einer Kunststoffummantelung 2 versehen ist. Rotationssymmetrisch ist darum eine Abschirmung 3 (Drahtgeflecht bzw. Außenleiter) angeordnet, worüber wiederum ein Außenmantel 4 aus Kunststoff zum Schutz vor äußeren Einflüssen sich befindet. Auf diesem nur teilweise dargestellten Ende des Koaxialkabels K wird der ebenfalls nur teilweise dargestellte Stecker S angeordnet, der ebenfalls in an sich bekannter Weise eine Kontaktierungshülse 5 zur Aufnahme des Innenleiters 1 aufweist. Um die elektrisch leitende Kontaktierungshülse 5 ist eine Isolierung 6 angebracht, wobei rotationssymmetrisch darum ein Crimp-Kontakt 7 angeordnet ist. Dieser Crimp-Kontakt ist derart ausgebildet, daß er in einem Befestigungsbereich 8 den Außenmantel 4 des Koaxialkabels K umgibt. Die Fig. 1 zeigt die Steckverbindung, nachdem der Innenleiter 1 durch gerades Abschneiden (Entfernen) des Endbereiches der Kunststoffummantelung 2, der Abschirmung 3 sowie des Außenmantels 4 freigelegt worden ist. Damit ist lediglich ein einstufiger Abisolierungsvorgang erforderlich. Das derart vorbereitete Ende des Koaxialkabels 1 wird in den Stecker S eingeführt und durch geeignete Maßnahmen der Innenleiter 1 mit der Kontaktierungshülse 5 elektrisch verbunden. Weiterhin wird in dem Befestigungsbereich 8 der Crimp-Vorgang durchgeführt, wobei bei diesem Crimp-Vorgang der Crimp-Kontakt 7 den Außenmantel 4 zumindest teilweise durchstößt bzw. mit diesem in Anlage kommt, wodurch dadurch die mechanische Verbindung zwischen dem Stecker S und dem Koaxialkabel K hergestellt ist. Durch die Überlappung des elektrisch leitenden Crimp- Kontaktes 7 mit der Abschirmung 3 in dem Befestigungsbereich 8, der insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wird gleichzeitig die kapazitive Wirkung erzielt und somit ein Kondensator realisiert. Es kann noch daran gedacht werden, zumindest den Befestigungsbereich 8 oder Bereiche darüber hinaus mit einer zusätzlichen Schutzschicht oder einem Gehäuse zu versehen.
• Fig. 2 zeigt die Ausgestaltung der Steckverbindung, bei der zumindest die Kunststoffummantelung 2 und die Abschirmung 3 des Kabels K der Abstufung bilden. Damit ist gewährleistet, daß sich zwischen dem Innenleiter 1 und der Abschirmung 3 noch ein größerer Bereich der Kunststoffummantelung 2 befindet, so daß keine elektrische Verbindung zwischen dem Innenleiter 1 und der Abschirmung 3 erfolgen kann. Diese könnte gerade dann entstehen, wenn die Abschirmung 3 ein Drahtgeflecht ist und einzelne Drähtchen dieses Geflechtes nicht sauber abgetrennt worden sind. Bei dieser Ausgestaltung kann auch daran gedacht werden, daß die Kontaktierungshülse 5 sowie deren Isolierung 6 ebenfalls eine korrespondierende Abstufung bilden, um somit eine höhere mechanische Stabilität zu erzielen, d. h., daß die Isolierung 6 beispielsweise über die Kunststoffummantelung 2 in Richtung des Koaxialkabels K gezogen wird. Hierbei handelt es sich also lediglich um eine zweistufige Abisolierung.
• Fig. 3 zeigt die Steckverbindung, bei der auf dem Innenleiter 1 eine Hülse 9 angeordnet ist. Diese Hülse 9 bildet ein Dielektrikum, wobei die Kapazität des Kondensators durch die Länge des Befestigungsbereiches 8 und die Länge der Hülse 9 einstellbar ist. Weiterhin kann die Kapazität durch entsprechende Materialwahl der Hülse 9 eingestellt werden. Ebenso hat der Durchmesser der Hülse 9, der nicht unbedingt den Außendurchmessers des Außenmantels 4 aufweisen muß und somit auch kleiner oder größer sein kann, ebenfalls eine Wirkung auf die Kapazität des Kondensators.
• Durch die aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material bestehende Hülse 9 wird außerdem der Kontakt zwischen der Abschirmung 3 und dem Steckverbinder verhindert. Durch eine gestufte Ausbildung der Hülse 9 (d. h. an der breiteren Stelle bis auf den Innenleiter 1 und dann dünnwandiger bis über den Kabelmantel reichend) sowie eine entsprechende Länge und Materialwahl kann ebenfalls die Kapazität des Kondensators eingestellt werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Beseitigen eines akustisch wahrnehmbaren Geräusches bei mit Hochfrequenz betriebenen Anlagen, insbesondere einer Freisprecheinrichtung für ein Mobiltelefon in einem Kraftfahrzeug, wobei das Geräusch durch Einsatz eines Kondensators beseitigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator von einer Steckverbindung zwischen einem Koaxialkabel und einer Komponente der Anlage gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindung einen Stecker (S) oder eine Buchse aufweist, wobei ein Crimp-Kontakt (7) des Steckers (S) einen Außenmantel (4) des Koaxialkabels (K) zumindest teilweise durchstößt oder mit diesem in Anlage kommt und somit zumindest in einem Befestigungsbereich (8) den Kondensator bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Länge des Befestigungsbereiches (8) die Kapazität des Kondensators einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Crimp- Kraft die Kapazität des Kondensators einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Innenleiter (1) des Koaxialkabels (K) eine ein Dielektrikum bildende Hülse (9) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der betragsmäßige Widerstand des Kondensators in Abhängigkeit von dem Hochfrequenzbereich klein ist, vorzugsweise unter 10 Ohm liegt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kunststoffummantelung (2) und eine Abschirmung (3) des Koaxialkabels (K) eine Abstufung bilden.

8. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außenleiter des Koaxialkabels aufgetrennt und ein Kondensator eingefügt wird, dessen innere Elektrode durch den Außenmantel und dessen äußere Elektrode durch die Steckverbindung gebildet ist.