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Die
Erfindung betrifft einen Mikrofonkoppler für eine Sprachkommunikationsvorrichtung,
insbesondere einen Koppler, der einen Luftkanal von der Außenseite
der Vorrichtung zu einem in der Vorrichtung befindlichen Mikrofon
vorsieht.
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In
einer Sprachkommunikationsvorrichtung müssen ein Mikrofon und ein Lautsprecher
vorgesehen sein, um einem Benutzer das Versenden und Empfangen von
Tonsignalen mit einer anderen von einer anderen Person verwendeten
kompatiblen Vorrichtung zu ermöglichen.
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Bei
einem typischen Telefon ist ein Handapparat vorgesehen, der eine
Ausbildungsform mit zwei Wandlern ist, z. B. einem Mikrofon und
einem Lautsprecher, die in einem Verhältnis mit angemessenem Abstand
positioniert sind. Indessen haben tragbare Kommunikationsvorrichtungen
wie Mobiltelefone immer kleinere Formfaktoren. Das Anordnen von Wandlern
in einem Mobiltelefon ist eine schwierige Aufgabe, weil es für die Wandler
an möglichen
Stellen Platzeinschränkungen
gibt und in bestimmten begrenzten Räumen die Stelle eines Wandlers
wie eines Mikrofons ausreichend vor einer von anderen Vorrichtungen
innerhalb des Telefons erzeugten Signalstörung isoliert sein muss.
US5937361 offenbart ein
abgeschirmtes Mikrofon in einem Telefon, wobei eine dehnbare Elastomerdichtung
eine Abschirmung vorsieht, die das Mikrofon vor im Telefon erzeugten störenden Signalen
isoliert.
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ALLGEMEINES
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Es
besteht die Erfordernis einer Anordnung, die solche Schwierigkeiten
beim Stand der Technik angeht. In einem ersten Aspekt ist eine Kommunikationsvorrichtung
vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst Folgendes: eine gedruckte Leiterplatte
mit einem leitenden Pad; ein Mikrofon mit einem elektrischen Kontakt;
ein metallisches Gehäuse,
das einen HF-Schirm vorsieht, wobei das Gehäuse ausgebildet ist, um das
Mikrofon auf der gedruckten Leiterplatte abzudecken, und einen Durchlass
aufweist, damit Schall das Mikrofon erreicht; und eine Abdeckung, die
ausgebildet ist, um die gedruckte Leiterplatte und das Gehäuse zu umschließen, wobei
die Abdeckung einen von einer Menge von Wänden abgegrenzten internen
Hohlraum aufweist, wobei der Hohlraum zur Aufnahme des Gehäuses ausgebildet
ist, um das Gehäuse über dem
Mikrofon in der Position zu halten, und wobei die Abdeckung ausgebildet
ist, um das Gehäuse
zu drücken
um das Gehäuse
[sic] zur gedruckten Leiterplatte hin zu drücken, sodass das Mikrofon auf
der gedruckten Leiterplatte befestigt wird und der Kontakt des Mikrofons
gegen das leitende Pad gedrückt
wird.
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In
der Vorrichtung kann die Menge von Wänden mit einem metallisierten
Werkstoff beschichtet sein.
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Die
Vorrichtung kann des Weiteren Folgendes umfassen: eine HF-Dichtung,
die ausgebildet ist, um eine untere Kante des HF-Schirmgehäuses und die
gedruckte Leiterplatte zu berühren.
Die Dichtung kann sich zwischen der gedruckten Leiterplatte und dem
Schirmgehäuse
befinden und kann elektrisch leitend sein. In der gedruckten Leiterplatte
kann ein elektrischer Anschluss vorgesehen sein, der die HF-Dichtung
berührt,
um einen Massepfad für
das HF-Schirmgehäuse
zu schließen,
der durch die Dichtung zum Massepfad verläuft.
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Die
Vorrichtung kann des Weiteren eine Mikrofonmanschette umfassen,
die angebracht ist, um das Mikrofon abzudecken. Eine Dichtung kann
zwischen dem HF-Schirmgehäuse und
der inneren Oberfläche
des internen Hohlraums vorgesehen sein.
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Alternativ
kann die Mikrofonmanschette angebracht sein, um das RF-Schirmgehäuse abzudecken,
wobei in diesem Fall eine Dichtung zwischen der Oberfläche des
Mikrofons und der Decke des HF-Schirmgehäuses vorgesehen sein kann.
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Die
Vorrichtung kann des Weiteren einen Helmholtz-Hohlraum umfassen,
der sich in einem unmittelbar unter der Abdeckung abgegrenzten Raum befindet.
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Die
Vorrichtung kann des Weiteren eine Antenne umfassen, die sich zumindest
teilweise innerhalb der Abdeckung befindet. In der Vorrichtung kann die
Abdeckung des Weiteren einen von einer Menge von Wänden abgegrenzten
internen Hohlraum aufweisen, wo zur Aufnahme des Schirmgehäuses der Hohlraum
ausgebildet ist.
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In
weiteren Aspekten sind verschiedene Kombinationen von Mengen und
Teilmengen der obigen Aspekte vorgesehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorangehenden und andere Aspekte der Erfindung werden anhand der
folgenden Beschreibung bestimmter Ausführungsformen davon und der beigefügten Zeichnungen
offensichtlicher, welche nur beispielhaft die Prinzipien der Erfindung
veranschaulichen. Die Zeichnungen, in denen gleiche Elemente gleiche
Bezugszahlen aufweisen (und wobei einzelne Elemente einmalige alphabetische
Suffixe tragen), haben folgende Bedeutung:
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung, die verschiedene
Ausführungsformen
der Erfindung einbezieht;
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2 ist
ein Blockdiagramm interner Bauteile der Kommunikationsvorrichtung
von 1, einschließlich
eines Mikrofons und eines Mikrofonkopplers;
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3 ist
eine perspektivische Explosionsdraufsicht von Aspekten des Mikrofonkopplers
und umgebender Bauteile einer ersten Ausführungsform bezogen auf die
Vorrichtung von 1;
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4 ist
eine abgeschnittene perspektivische Explosionsuntenansicht von Aspekten
des Mikrofonkopplers und seiner umgebenden Bauteile der ersten Implementierung
der Vorrichtung von 2;
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5 ist
eine seitliche Querschnittsansicht des Mikrofons und seiner umgebenden
Bauteile der Implementierung von 2;
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6 ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines Mikrofons und seiner umgebenden
Bauteile einer zweiten Ausführungsform
bezogen auf die Vorrichtung von 1; und
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7 ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines Mikrofons und seiner umgebenden
Bauteile einer dritten Ausführungsform
bezogen auf die Vorrichtung von 1.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein
Teil der Beschreibung dieses Patentdokuments enthält Inhalt,
der urheberrechtlich geschützt
ist. Der Urheberrechtsinhaber hat keinen Einwand gegen die Fax-Vervielfältigung
des Patentdokuments oder der Patentoffenbarung, da es in der Patentakte
oder den -unterlagen des Patent- und Markenamtes erscheint, behält sich
jedoch jegliche Urheberrechte vor.
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Die
nachstehende Beschreibung und die darin beschriebenen Ausführungsformen
sind zur Veranschaulichung eines Beispiels oder von Beispielen bestimmter
Ausführungsformen
der Prinzipien der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Diese Beispiele sind
zu Zwecken der Erläuterung
und nicht Einschränkung
dieser Prinzipien und der Erfindung vorgesehen. In der nachstehenden
Beschreibung sind gleiche Teile in der Beschreibung und den Zeichnungen
durchweg mit entsprechend gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet.
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1 veranschaulicht
schematisch eine handgehaltene mobile Kommunikationsvorrichtung 10 und
deren Bauteile, einschließlich
einer Abdeckung 12, einer Eingabevorrichtung (z. B. Tastatur 14A oder
Daumenrad 14B) und einer Ausgabevorrichtung (einer Anzeige 16),
welche vorzugsweise eine graphische Flüssigkristallanzeige (Liquid
Crystal Display, LCD) ist, obwohl andere Arten von Ausgabevorrichtungen
alternativ genutzt werden können.
In der Regel ist die Abdeckung 12 eine ausgeformte Polykarbonatstruktur
und kann über
bekannte Kunststoffformtechniken geformt werden. Um den Zusammenbau
der Vorrichtung 10 zu unterstützen, umfasst die Abdeckung 12 in
der Regel zwei oder mehr Teile, die in einer angepassten Anordnung
zusammenpassen, um die internen Vorrichtungen zu umschließen und
eine äußere Ummantelung
für die
Vorrichtung 10 zu bilden. Beispielsweise kann die Abdeckung 12 eine
obere Abdeckung (12A) und eine untere Abdeckung (12B)
umfassen. Die Abdeckung 12 kann physisch für die Vorrichtung 10 vertikal
verlängert
sein oder kann andere Größen und
Formen annehmen (einschließlich
Aufklapp-Abdeckungsdesigns). Da die Vorrichtung 10 eine
Kommunikationsvorrichtung ist, verfügt sie über einen Lautsprecher 110 und
ein Mikrofon 112 als Bauteile, die von elektronischen Schaltungen
und Software innerhalb der Vorrichtung 10 verbunden und
gesteuert werden, um eine akustische Kommunikationsendschnittstelle
zu von der Vorrichtung 10 empfangenen Kommunikationen,
wie einem Telefonanruf, bereitzustellen.
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Unter
Bezugnahme auf 2 sind die Bedienelemente der
Vorrichtung 10 gezeigt. Ein zentrales Datenverarbeitungselement
in der Vorrichtung 10 ist ein Mikroprozessor 18,
welcher als zwischen der Tastatur 14A, dem Daumenrad 14B,
der Anzeige 16 und einer Reihe weiterer interner Vorrichtungen
gekoppelt gezeigt ist. Für
die Zwecke der Beschreibung bezieht sich der Begriff Tastaturfeld
und Tastatur auf sowohl die äußeren mechanischen,
exponierten Tastenelemente als auch die darunter liegenden Schalt- und Aktivierungselemente
(z. B. Elastomere, Hauben und Kontaktbereiche). Der Mikroprozessor 18 steuert den
Betrieb der Anzeige 16 sowie den Gesamtbetrieb der Vorrichtung 10 als
Reaktion auf die Betätigung der
Tasten auf der Tastatur 14A oder des Daumenrads 14B durch
einen Benutzer. Beispielhafte Mikroprozessoren, die für den Mikroprozessor 18 verwendet
werden können,
sind Mikroprozessoren der Reihe Data 950 (Marke) und der Mikroprozessor
der Reihe 6200, beide erhältlich
von der Intel Corporation.
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Neben
dem Mikroprozessor 18 werden schematisch weitere interne
Vorrichtungen der Vorrichtung 10 gezeigt. Diese Vorrichtungen
sind: ein Kommunikationsuntersystem 100, ein Nahbereichskommunikationsuntersystem 102,
eine Menge von E/A-Hilfsvorrichtungen 106, ein serieller
Port 108, ein Lautsprecher 110 und ein Mikrofon 112.
Der Speicher für
die Vorrichtung 10 ist in einem Flash-Speicher 116 und
einem Random Access Memory (RAM) 118 vorgesehen. Die internen
Vorrichtungen sind innerhalb einer Abdeckung 12 umschlossen
und sind in der Regel entweder auf einer gedruckten Leiterplatte
montiert, an einem inneren Teil der Abdeckung befestigt oder durch
sonstige Mittel innerhalb der Abdeckung 12 aufgehängt. Das
Hochfrequenz-(HF-)Schirmgehäuse 120 sieht
eine schützende
Kammer für
das Mikrofon 112 vor fremden HF-Signalen vor.
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Die
Vorrichtung 10 ist vorzugsweise eine wechselseitige Hochfrequenz-(HF-)Kommunikationsvorrichtung
mit Sprach- und Datenkommunikationsfähigkeiten. Darüber hinaus
verfügt
die Vorrichtung 10 vorzugsweise über die Fähigkeit zum Kommunizieren mit
anderen Computersystemen über
das Internet.
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Die
vom Mikroprozessor 18 ausgeführte Betriebssystemsoftware
wird vorzugsweise in einem computerlesbaren Medium wie einem Flash-Speicher 116 gespeichert,
kann aber in anderen Arten von Speichervorrichtungen wie einem Read
Only Memory (ROM) oder ähnlichen
Speicherelement gespeichert sein. Darüber hinaus können Systemsoftware,
bestimmte Vorrichtungsapplikationen oder Teile davon vorübergehend
in einen flüchtigen
Speicher wie ein RAM 118 geladen werden. Von der mobilen Vorrichtung
her empfangene Kommunikationssignale können ebenfalls im RAM 118 gespeichert
werden.
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Der
Mikroprozessor 18 ermöglicht
neben seinen Betriebssystemfunktionen die Ausführung von Software-Applikationen
in der Vorrichtung 10. Eine Menge von Software-Applikationen,
die grundlegende Vorrichtungsabläufe
steuern, wie ein Sprachkommunikationsmodul 130A und ein
Datenkommunikationsmodul 130B, kann während der Herstellung in der Vorrichtung 10 installiert
oder hinterher heruntergeladen werden. Ein Zellenanpassungsmodul 130C kann ebenfalls
während
der Herstellung in der Vorrichtung 10 installiert werden.
Auch können
weitere Software-Module, veranschaulicht als ein weiteres Software-Modul 130N,
das zum Beispiel eine Personal-Information-Manager-(PIM-)Applikation sein kann, während der
Herstellung installiert oder hinterher in die Vorrichtung 10 heruntergeladen
werden. Die PIM-Applikation ist vorzugsweise zum Organisieren und
Verwalten von Datenelementen wie E-Mail-Nachrichten, Kalenderereignissen, Voice-Mail-Nachrichten,
Terminen und Aufgabenelementen fähig.
Die PIM-Applikation ist auch vorzugsweise zum Versenden und Empfangen
von Datenelementen über
ein drahtloses Netz 140 fähig.
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Die
Kommunikationsfunktionen, einschließlich Daten- und Sprachkommunikationen,
werden über
ein Kommunikationsuntersystem 100 und möglicherweise über das
Nahbereichskommunikationsuntersystem 102 durchgeführt. Das
Kommunikationsuntersystem 100 umfasst einen Empfänger 150, einen
Sender 152 und eine oder mehr Antennen, veranschaulicht
als Empfangsantenne 154 und Sendeantenne 156 (welche
in der Regel in einer einzelnen Antenne kombiniert sind). Darüber hinaus
enthält
das Kommunikationsuntersystem 100 auch ein Verarbeitungsmodul
wie einen digitalen Signalprozessor (DSP) 158 und Lokaloszillatoren
(LOs) 160. Die bestimmte Bauform und Implementierung des
Kommunikationsuntersystems 100 ist vom Kommunikationsnetz
abhängig,
in dem die Vorrichtung 10 betrieben werden soll. Beispielsweise
kann das Kommunikationsuntersystem 100 der Vorrichtung 10 ausgeführt sein,
um mit den mobilen Datenkommunikationsnetzen Mobitex (Marke), DataTAC
(Marke) oder General Packet Radio Service (GPRS) betrieben zu werden, und
auch ausgeführt
sein, um mit einem einer Vielzahl von Sprachkommunikationsnetzen
wie Advanced Mobile Phone Service (AMPS), Time Division Multiple
Access (TDMA), Code Division Multiple Access CDMA, Personal Communication
Service (PCS), Global System for Mobile Communication (GSM) etc.
betrieben zu werden. Andere Arten von Daten- und Sprachnetzen, sowohl
getrennten als auch integrierten, können mit der Vorrichtung 10 ebenfalls
genutzt werden. Es versteht sich, dass einige über das Untersystem 100 empfangene
und gesendete Signale Störsignale
zu anderen Bauteilen in der Vorrichtung 10, wie dem Mikrofon 112,
schaffen können.
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Die
Netzzugriffsanforderungen variieren abhängig von der Art des Kommunikationssystems,
das mit der Vorrichtung 10 kommunizieren kann. Beispielsweise
erfordert die Registrierung einer mobilen Vorrichtung in den Netzen
Mobitex (Marke) und DataTAC (Marke) die Verwendung einer eindeutigen
individuellen Geheimnummer (Personal Identification Number, PIN),
die mit jeder Vorrichtung assoziiert ist. In GPRS- Netzen wird der Netzzugriff
hingegen mit einem Teilnehmer oder Benutzer einer Vorrichtung assoziiert.
Eine GPRS-Vorrichtung erfordert daher ein Teilnehmeridentifizierungsmodul,
das üblicherweise als
eine Subscriber-Identity-Module-(SIM-)Karte
bezeichnet wird, um in einem GPRS-Netz betrieben zu werden.
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Sobald
die erforderlichen Netzregistrierungs- oder -aktivierungsvorgänge abgeschlossen
worden sind, kann die Vorrichtung 10 Kommunikationssignale über das
Kommunikationsnetz 140 versenden und empfangen. Vom Kommunikationsnetz 140 über die Empfangsantenne 154 empfangene
Signale werden an den Empfänger 150 weitergeleitet,
welcher eine Signalverstärkung,
Frequenzabwärtsmischung,
Filterung, Kanalauswahl etc. vorsieht und auch eine Analog/Digital-Wandlung
vorsehen kann. Die Analog/Digital-Wandlung empfangener Signale lässt zu,
dass der DSP 158 komplexere Kommunikationsfunktionen wie
eine Signaldemodulation und -decodierung durchführt. In einer ähnlichen
Weise werden an das Netz 140 zu sendende Signale vom DSP 158 verarbeitet
(z. B. moduliert und codiert) und anschließend an den Sender 152 zur
Digital/Analog-wandlung, Frequenzaufwärtsmischung, Filterung, Verstärkung und Sendung
an das Kommunikationsnetz 140 (oder -netze) über die
Sendeantenne 156 übermittelt.
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Neben
der Verarbeitung von Kommunikationssignalen sieht der DSP 158 die
Steuerung des Empfängers 150 und
des Senders 152 vor. Beispielsweise können auf die Kommunikationssignale
im Empfänger 150 und
Sender 152 angewendete Gewinne über im DSP 158 implementierte
Steuerungsalgorithmen für
automatischen Gewinn adaptiv gesteuert werden.
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In
einem Datenkommunikationsmodus wird ein empfangenes Signal wie ein
Textnachrichten- oder Webseiten-Download vom Kommunikationsuntersystem 100 verarbeitet
und in den Mikroprozessor 18 eingegeben. Das empfangene
Signal wird anschließend
vom Mikroprozessor 18 für
eine Ausgabe an die Anzeige 16 oder alternativ an einige
andere E/A-Hilfsvorrichtungen 106 weiter verarbeitet. Ein Vorrichtungsbenutzer
kann auch Datenelemente wie E-Mail-Nachrichten unter Verwendung
einer Tastatur (eines Tastaturfelds) 14A, eines Daumenrads 14B und/oder
einer anderen E/A-Hilfsvorrichtung 106 wie eines Touchpad,
eines Wippschalters oder einer anderen Art einer Eingabevorrichtung
verfassen. Die verfassten Datenelemente können anschließend über das
Kommunikationsnetz 140 über
das Kommunikationsuntersystem 100 gesendet werden.
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In
einem Sprachkommunikationsmodus ist der Gesamtbetrieb der Vorrichtung 10 im
Wesentlichen ähnlich
dem Datenkommunikationsmodus, außer dass empfangene Signale
an einen Lautsprecher 110 ausgegeben werden und empfangene
Tonsignale an ein Mikrofon 112 zur weiteren Umsetzung in
ein elektrisches Signal und weiteren Verarbeitung von der Vorrichtung 10 übermittelt
werden. Das Mikrofon 112 ist vorzugsweise ein Elektret-Kondensator-Mikrofon
(Electret Condenser Microphone, ECM), es kann jedoch eine beliebige
Mikrofonart verwendet werden, welche an der gedruckten Leiterplatte 104 (gezeigt
in 3) montiert werden kann, einschließlich eines
siliziumbasierten Wandlers.
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Das
Nahbereichskommunikationsuntersystem 102 ermöglicht die
Kommunikation zwischen der Vorrichtung 10 und anderen nahen
Systemen oder Vorrichtungen, die nicht unbedingt ähnliche
Vorrichtungen sein müssen.
Beispielsweise kann das Nahbereichskommunikationsuntersystem eine
Infrarotvorrichtung und verbundene Schaltungen und Bauteile oder
ein Kommunikationsmodul von Bluetooth (Marke) umfassen, um die Kommunikation
mit Systemen und Vorrichtungen mit ähnlichen Möglichkeiten vorzusehen.
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Mit
Strom versorgt wird die gesamte Elektronik der mobilen handgehaltenen
Kommunikationsvorrichtung von der Stromquelle 170. Bevorzugt
enthält
die Stromquelle 170 eine oder mehr Batterien. Noch bevorzugter
ist die Stromquelle 170 ein Einzelbatteriesatz, besonders
ein Akkumulator. Der Stromschalter 172 sieht einen getrennten
Ein/Aus-Schalter für
die Vorrichtung 10 vor.
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Die 3, 4 und 5 liefern
weitere Einzelheiten zu Aspekten der Abdeckung 12 und der internen
Vorrichtungen der Vorrichtung 10. Für die Zwecke der Veranschaulichung
sind Bezugnahmen auf die vordere Seite, hintere Seite, linke Seite,
rechte Seite und das obere und untere Ende unter Verwendung der
Orientierungsmarkierungen im Verhältnis zur gedruckten Leiterplatte 104,
wie in 4 gezeigt, gegeben. Darin ist die vordere Seite
der gedruckten Leiterplatte die nach vorne gerichtete Seite mit
der daran montierten Anzeige 16. Es versteht sich, dass
der Begriff „oberes" austauschbar für die „vordere" Seite und das „obere" Ende der Vorrichtung 10 verwendet
werden kann und ähnlich
dass der Begriff „untere" austauschbar für „hintere" Seite und das „untere" Ende der Vorrichtung 10 verwendet
werden kann. Die relativen Positionen gehen aus dem Kontext der
Verwendung der Begriffe hervor. Diese Bezugnahmen stellen relative
die Position betreffende Bezugnahmen für Bauteile nur der Zweckdienlichkeit halber
dar und sind nicht einschränkend
gedacht, es sei denn es wird anderweitig angemerkt.
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Die
gedruckte Leiterplatte 104 stellt eine Trägerplatte
zum Montieren und Tragen der internen Vorrichtungen auf sowohl deren
oberen als auch unteren Seite bereit und sieht eine elektrische
Schaltung für
die Vorrichtungen vor, wie von Ätzungen
in den Kunststoff- und Kupferschichten definiert. Demzufolge können Vorrichtungen
dichter darauf gepackt werden, wodurch sie die Größe der gedruckten
Leiterplatte 104 reduziert. Die gedruckte Leiterplatte 104 ist
in der Abdeckung 12, in der Regel über Schrauben, fest montierbar.
Die gedruckte Leiterplatte 104 ist eine allgemein ebene
Sandwichplatte aus Schichten aus Kunststoff (oder FR4) und Kupfer.
Das Mikrofon 112 wird allgemein als rechteckige Ummantelung mit
einer Öffnung 122 auf
ihrer Oberseite gezeigt, die zulässt,
dass akustische Umgebungssignale dadurch empfangen und verarbeitet
und von ihren internen Bauteilen in ein elektrisches Signal umgesetzt
werden. In der Regel sind mindestens zwei elektrische Kontakte für das Mikrofon 112 vorhanden,
welche sich allgemein auf der unterer Seite von dessen Ummantelung
befinden. Entsprechende Kontaktpads befinden sich auf der gedruckten
Leiterplatte 104, um in die Kontakte getrennt einzugreifen
und eine elektrische Schaltung zu schließen, die von anderen Elementen
in der Vorrichtung 10 verwendet werden kann. In anderen
Ausführungsformen
kann ein Mikrofon 112 mit einem zylinderförmigen Gehäuse implementiert
sein.
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Bestimmte
physische und betriebsbedingte Einschränkungen können sich auf die Stelle der
Vorrichtungen auf der gedruckten Leiterplatte 104 und auf
ihre Platzierung auf einer bestimmten Seite davon auswirken. Beispielsweise
weist eine herkömmliche
gewerbliche äußere Bauform
einer Vorrichtung 10 Tastaturfelder auf ihrer oben befindlichen
Oberfläche
auf und erfordert dadurch, dass die auf das Tastaturfeld bezogenen
elektrischen Bauteile auf der Oberseite der gedruckten Leiterplatte 104 platziert werden.
Ebenso kann das Mikrofon 112 anfällig für Störsignale von den Antennen 154 und/oder 156 sein.
Demzufolge ist das Mikrofon 112 bevorzugt so weit wie möglich von
den Antennen 154 und 156 entfernt zu positionieren.
In einer Ausführungsanordnung
befindet sich mindestens eine der Antennen 154 und 156 unten
an der gedruckten Leiterplatte 104 im unteren Teil der
Vorrichtung 10. Um die Isolierung des Mikrofons 112 vor
einer Störung
von solchen Antennen 154 und/oder der Antenne 156 zu
unterstützen,
befindet sich das Mikrofon 112 so weit wie möglich von
diesen Antennen entfernt; jedoch können Bauform- und Platzeinschränkungen
erzwingen, dass das Mikrofon 112 näher an diesen Antennen platziert
wird als bevorzugt (zumindest aus Gründen der HF-Störung).
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Um
die Abschirmung des Mikrofons 112 weiter zu unterstützen, ist
ein Hochfrequenz-(HF-)Schirmgehäuse 120 zur
Abdeckung des Mikrofons 112 auf der gedruckten Leiterplatte 104 vorgesehen.
Das Schirmgehäuse 120 sieht
einen elektromagnetischen Schirm vor, um das Mikrofon 112 vor
einer elektromagnetischen Störung
zu isolieren. Diese Störung
kann von empfangenen und von entweder Antenne 154 oder 156 erzeugten
Signalen ausgehen. Das Schirmgehäuse 120 hat
eine Öffnung 204 darin,
um zuzulassen, dass Tonsignale in den Durchlass 126 eintreten,
um schließlich
in das Schirmgehäuse 120 einzutreten
und an das Mikrofon 112 übermittelt zu werden. Die Größe und Form
der Öffnung 204 können ausgeführt sein,
um die akustischen und Abschirmungsanforderungen wie erforderlich
zu erfüllen.
Insbesondere sollte die Größe ausreichend
gering sein, um immer noch eine effektive HF-Abschirmung vorzusehen,
jedoch ausreichend groß,
damit akustische Signale in dessen Innenraum dringen können, um
das Mikrofon 112 zu erreichen. In einer Ausführungsform
ist die Öffnung 204 rund und
hat einen Durchmesser von ungefähr
1 bis 2 mm. Das Schirmgehäuse 120 ist
vorzugsweise aus Metall hergestellt und ist zur vollkommenen Umschließung des
Mikrofons 112 bis auf die Öffnung 204, wenn das Mikrofon 112 auf
der gedruckten Leiterplatte 104 montiert ist, ausgeführt. In
der Ausführungsform weist
es eine Dicke von ungefähr
0,2 mm auf, obwohl andere Dicken verwendet werden können. Das Schirmgehäuse 120 hat
eine rechteckige Form, aber es kann eine beliebige geeignete Form
verwendet werden, die das Mikrofon 112 abdecken kann. An
der unteren Kante des Schirmgehäuses 120 kann
ein sich seitlich erstreckender Flansch vorgesehen sein, um hinsichtlich
der Platzierungstoleranz und eines zuverlässigeren elektrischen Kontakts
einen größeren Dichtungsbereich
zu schaffen. Die Mikrofonmanschette 206 ist als Abstandsstück zwischen
dem Schirmgehäuse 120 und
dem Mikrofon 112 vorgesehen. Sie ist aus einem kompressiblen,
nicht leitenden Werkstoff wie Gummi hergestellt und ist eine allgemein
dünne Deckschicht,
die ausgebildet ist, um den Körper
des Mikrofons 112 ausreichend abzudecken, um den Kontakt
zwischen dem Mikrofon 112 und dem Schirmgehäuse 120 zu
verhindern oder zu erschweren. Die Manschette 206 muss
nicht unbedingt alle Kontaktstellen zwischen dem Mikrofon 112 und
dem Schirmgehäuse 120 abdecken.
Die Manschette 206 sieht auch eine akustische Abdichtung
und Vibrationsisolierung für
das Mikrofon 112 vor. Die Manschette 206 verfügt über eine Öffnung 208 auf
ihrer oben befindlichen Oberfläche,
welche in ungefährer Ausrichtung
zu den Öffnungen 204 und 122 ist
und dadurch zulässt,
dass jegliche Umgebungsschallsignale durch die Manschette 204 dringen
und das Mikrofon 112 erreichen. Die verschiedenen Öffnungen können so
ausgebildet und groß sein,
dass eine Platzierung des externen Ports vom Mikrofon selbst entfernt
möglich
ist, um die Mikrofonplatzierung bezüglich der Antennenstelle und
der resultierenden HF-Störung
weiter zu verbessern, vorausgesetzt es ist ein klarer Weg vorgesehen,
damit der Umgebungsschall das Mikrofon 112 erreichen kann.
Dies kann auch Flexibilität
hinsichtlich der Stelle und der Größe des externen Lochs 126 in
der Abdeckung 12 vorsehen.
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In
der Ausführungsform
kann das Mikrofon 112 an der gedruckten Leiterplatte 104 angelötet oder
befestigt sein. In anderen Ausführungsformen kann
das Mikrofon 112 mittels einer Formschlüssigkeit der Manschette 206,
des Gehäuses 120 und
der Elemente der Abdeckung 12A in der Position auf der gedruckten
Leiterplatte 104 gehalten werden. Auf der gedruckten Leiterplatte 104 ist
eine HF-Dichtung 210 auf ihrer Oberfläche vorgesehen und umgibt die
Ortsgrundfläche
des Mikrofons 112 auf der gedruckten Leiterplatte 104.
Sie grenzt einen Umkreis um die Grundfläche ab, die an der von der
unteren Kante des Schirmgehäuses 120 definierten
Grenzlinie ausgerichtet ist. Demzufolge ruht das Schirmgehäuse 120 auf
der Dichtung 210, wenn es in der Position ist. Um eine
HF-Abdichtung bereitzustellen, ist die Dichtung 210 vorzugsweise
leitend und kann demzufolge aus einem leitenden Werkstoff wie GS
8000 hergestellt sein. Die gedruckte Leiterplatte 104 kann
mindestens ein exponiertes Kontaktpad unter dem Umkreis der Dichtung 210 aufweisen,
um einen elektrischen Anschluss mit der Dichtung 210 und
dem Schirmgehäuse 120 zu
einer elektrischen Schaltung auf der gedruckten Leiterplatte 104 herzustellen.
Die Schaltung kann einfach ein Anschluss an eine innere Masseplatte
auf der gedruckten Leiterplatte 104 sein, um die Abschirmung
zu unterstützen.
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Im
Innenraum der Abdeckung 12A fallen die Wände 124 vertikal
nach innen gerichtet von der Innenraumdecke der Abdeckung 12A ab,
um den internen Hohlraum 214 abzugrenzen, der ausgebildet
ist, um genau um einen Teil (oder sogar die Gesamtheit) des HF-Schirms 120 zu
passen und um die Ausrichtung des Gehäuses 120 über dem
Mikrofon 112 zu unterstützen.
In der vorliegenden Ausführungsform sind
vier Wände 124 vorhanden,
die sich auf jeder Seite eines rechteckigen Mikrofons 112 befinden.
In anderen Ausführungsformen
können
andere Anordnungen von Größe und Anzahl
von Wänden
(z. B. zwei oder drei Wände)
vorgesehen sein. Auch wenn sie in der gezeigten Ausführungsform
verbunden sind, sind sie unter Umständen nicht unbedingt verbunden.
In anderen Ausführungsformen
können Eckabschnitte
vorgesehen sein, die von der Innendecke abfallen. Die Öffnung 126 in
der Abdeckung 12A auf der Oberfläche des Hohlraums 214 lässt zu,
dass hörbare
Signale von der Außenumgebung
der Vorrichtung 10 in dessen Innenraum und das Mikrofon 112 eintreten.
Es versteht sich, dass andere physische wandähnliche Strukturen in der Abdeckung 12A und/oder
gedruckten Leiterplatte 104 vorgesehen sein können, um
das Schirmgehäuse 120 um
das Mikrofon 112 auszurichten. Um die Abschirmung des Mikrofons 112 vor
ungewollten HF-Signalen zu unterstützen, kann die exponierte Hohlraumoberfläche mit einem
metallisierten Werkstoff beschichtet sein.
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Um
die jeweiligen Bauteile zusammenzubauen, wird das Mikrofon 112 in
seine endgültige
Position gebracht, indem seine Anschlüsse an den entsprechenden Pads
auf der gedruckten Leiterplatte 104 ausgerichtet werden.
Wie oben bemerkt, ist das Mikrofon 112 in der Regel nicht
an die gedruckte Leiterplatte 104 gelötet. Die Manschette 206 ist über dem
Mikrofon 112 angebracht. Anschließend wird das Schirmgehäuse 120 über der
Manschette 206 angebracht. Das Schirmgehäuse 120,
die Manschette 206 und das Mikrofon 112 können im
Ganzen oder teilweise vor der Einführung auf der gedruckten Leiterplatte 104 montiert
werden. Sobald die Abdeckung 12A in der Position angebracht
wird, wenn die Abdeckung 12B über der gedruckten Leiterplatte 104 ist, berührt der
interne Hohlraum 214 die oben befindliche Oberfläche des
Schirmgehäuses 120.
Die Größe und Formen
der gedruckten Leiterplatte 104, der Abdeckungen 12A and 12B,
des Schirmgehäuses 120, der
Manschette 206, der Dichtung 210 und des Mikrofons 112 sind
so definiert, dass die Abdeckung 12A nach innen gerichtet
auf das Schirmgehäuse 120 drückt, welches
die Manschette 206 zusammendrückt, die einen nach innen gerichteten
Druck auf das Mikrofon 112 ausübt und dadurch eine nach innen
gerichtete Formschlüssigkeit
für das
Mikrofon 112 auf die gedruckte Leiterplatte 104 in
dessen vorgesehene Position um dessen Kontaktpads schafft. Ein Befestigungsmittel
wie eine Schraube 128 sieht einen festen Bindungsmechanismus
vor, um die Abdeckung 12A und 12B zusammengeschlossen
zu halten, wobei alle Elemente angemessen innerhalb, in der Position,
befestigt sind. Alternativ kann eine Menge ineinandergreifender
Sperrvorrichtungen und Haken zwischen den Abdeckungen 12A und 12B und der
gedruckten Leiterplatte 104 vorgesehen sein, um eine Schnappverschlussanordnung
der Stücke
bereitzustellen. Obwohl sie nicht gezeigt sind, befinden sich die
Antennen 154 und 156 in der Regel an einem Ende
der gedruckten Leiterplatte 104.
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Wie
in 5 gezeigt, ist die seitliche Ausdehnung der Dichtung 210 breit
genug, um die untere Kante des Schirmgehäuses 120, einschließlich seines
unteren Flansches, zu tragen. Die Wände 124 sind positioniert,
um relativ fest über
das Schirmgehäuse 120 zu
passen und sich so zu erstrecken, so dass sie gegen die oben befindliche
Oberfläche
des exponierten unteren Flansches des Gehäuses 120 stoßen. Es
versteht sich, dass die physische Grenzfläche zwischen Elementen in anderen
Ausführungsformen
verschiedene Formen und Passstücke
haben kann. Wenn alle Elemente montiert sind, sind alle Öffnungen 126, 204 und 208 in
ungefährer
Ausrichtung und lassen zu, dass hörbare Signale von der Außenseite
der Vorrichtung 10 zum Mikrofon 112 befördert werden.
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Unter
Bezugnahme auf 6 ist eine weitere Ausführungsform
gezeigt, in der eine zusätzliche Dichtung 130(2) zwischen
der Oberseite des HF-Schirmgehäuses 120(2) und
der inneren Oberfläche
des internen Hohlraums 214 vorgesehen ist. Die Grundfläche der
Dichtung 130(2) ist zur Aufweisung einer größeren offenen
Fläche
für deren Öffnung 132 als
die entsprechenden Öffnungen
für die
anderen Elemente ausgebildet. Demzufolge können die Form und Größe der Öffnung 132 verschiedenartig
sein, um verschiedene Helmholtz-Resonatoren durch den von den seitlichen
Kanten der Öffnung 132,
die Unterseite der Innenraumabdeckung der Abdeckung 12A(2) und
der Oberseite des Schirmgehäuses 120(2) begrenzten
Raum vorzusehen. Eine Verwendung des Resonators besteht darin, eine
Vorverzerrung für
durch die Öffnung 132 empfangene
Hochfrequenzsignale vorzusehen. Für Berechnungszwecke können eine
oder beide der anderen Öffnungen
als Teil des Resonators betrachtet werden. Um das Anbringen von
Elementen in einer Position zu unterstützen, können die Ober- und Unterseite
der Dichtung 130 ein darauf aufgebrachtes Haftmittel aufweisen, um
deren Aufklebung auf ihren Nachbarn zu unterstützen. Die Dichtung 210(2) ist
zur Ausrichtung auf die gerade Unterseite des Schirmgehäuses 120(2) ausgebildet.
Die Wände 124(2) erstrecken
sich nicht vollständig
nach innen, dass sie gegen entweder die gedruckte Leiterplatte 104 oder
die HF-Dichtung 210(2) stoßen. In anderen Ausführungsformen
können
für die
sich unterscheidenden Elemente andere Formen definiert werden.
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Es
versteht sich, dass in anderen Ausführungsformen ein oder mehr
der obigen Bauteile in ihren Größen und
Formen abgewandelt werden können,
um bestimmte betriebsbedingte Anforderungen zu erfüllen. Auch
kann die Reihenfolge der Anordnung der Bauteile abgewandelt werden.
Beispielsweise ist unter Bezugnahme auf 7 eine weitere Ausführungsform
gezeigt, in der das HF-Schirmgehäuse 120(3) unterhalb
der Manschette 206(3) platziert ist. Die Dichtung 130(3) befindet
sich zwischen der oben befindlichen Oberfläche des Mikrofons 112 und
der Decke des HF-Schirmgehäuses 120(3).
Der interne Hohlraum 214(3) ist abgegrenzt, um zusätzliche
Abstandsstücke 132 im äußeren Umkreis
seines Bereichs aufzuweisen, um zusätzlichen Raum im Hohlraum 214(3) unterhalb
der Abdeckung 12A bereitzustellen. Der Hohlraum 214(3) grenzt
einen Helmholtz-Hohlraum in einer ähnlichen Weise wie oben beschrieben
ab.
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Es
versteht sich, dass ein Merkmal der Ausführungsformen ein System ist,
welches zulässt, dass
Mikrofone auf einer gedruckten Leiterplatte montiert werden und
von HF-Signalen abgeschirmt sind, ohne die Mikrofone unbedingt auf
die gedruckte Leiterplatte löten
zu müssen.
Es wird nach innen gerichtet vorgespannt oder von einer Befestigung
in der Position gehalten. Wie bemerkt, besteht ein Verfahren des
Befestigens des Schirms auf der gedruckten Leiterplatte in der Nutzung
einer Formschlüssigkeit zwischen
der gedruckten Leiterplatte und der Abdeckung der Vorrichtung. Jedoch
können
in anderen Ausführungsformen
andere Vorrichtungen oder Techniken verwendet werden, um eine nach
innen gerichtete Friktion oder einen nach innen gerichteten Druck
auf den Schirm auszuüben.
Beispielsweise kann ein HF-Schirmgehäuse mit Sperrvorrichtungen oder
Aufnahmebehältnissen
für Sperrvorrichtungen vorgesehen
sein, die in entsprechende Elemente auf der gedruckten Leiterplatte
oder der unteren Abdeckung eingreifen, um den Schirm in der Position
zu befestigen. Auch kann der Schirm mit in der gedruckten Leiterplatte
befestigten Schrauben nach unten gehalten werden. Es versteht sich,
dass es weitere lötfreie
Befestigungstechniken gibt, welche verwendet werden könnten.
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In
anderen Ausführungsformen
können
ein Mikrofon und ein Schirm auf der Hinterseite einer gedruckten
Leiterplatte der Vorrichtung 10 platziert werden. Darin
ist eine hintere Abdeckung für
die Vorrichtung 10 mit einem zweckdienlichen internen Hohlraum
(ähnlich
dem oben beschriebenen) vorgesehen, um einen nach innen gerichteten,
nach oben gerichteten Druck auf das Schirmgehäuse auszuüben, um es gegen die gedruckte
Leiterplatte und das Mikrofon zu drücken, um das Mikrofon in der
Position zu halten. Es ist ersichtlich, dass solche Ausführungsformen
in einer ähnlichen
Weise wie die oben beschriebenen Ausführungsformen betrieben werden, bis
auf die Platzierung jeweiliger Bauteile auf der Hinterseite der
gedruckten Leiterplatte und das Vorsehen von Montage- und Ausrichtungsmerkmalen
in der hinteren Abdeckung für
die Vorrichtung 10.
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Obwohl
die Erfindung in Bezug auf bestimmte spezifische Ausführungsformen
beschrieben worden ist, sind verschiedene Abwandlungen davon für Fachleute
ersichtlich, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie in den
beigefügten
Ansprüchen
skizziert.