EP1122977B1

EP1122977B1 - Mikrofon

Info

Publication number: EP1122977B1
Application number: EP01100976A
Authority: EP
Inventors: Klaus Roderner
Original assignee: Paragon AG
Current assignee: Paragon AG
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2021-01-17
Also published as: EP1122977A2; DE50111474D1; DE10004408C1; EP1122977A3; ATE346474T1; US20010012374A1; US6643380B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikrofonmodul mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Aus der DE 43 10 793 A1 ist ein Körperschallmikrofon zum Einbauen in einen Helm (Motorrad, Feuerwehr etc.) bekannt, bei welchem ein flacher Grundkörper mittels eines Klettverschlusses an der Innenseite des Helms befestigt werden kann und das Mikrofon in einem auf der gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers befindlichen Gummibalg angeordnet ist, so daß es beim Aufsetzen des Helmes gegen den Kopf gedrückt wird und den beim Sprechen zur Schädeldecke geleiteten Körperschall aufnimmt. Der flache Grundkörper enthält ferner eine Leiterplatte mit einem Mikrofonverstärker.
Ferner ist aus der DE 195 45 760 C1 ein digitales Hörgerät bekannt, bei welchem der Mikrofonverstärker innerhalb des Hörgerätegehäuses von einer eigenen Abschirmung umgeben ist, in der auch ein A/D-Wandler vorgesehen ist, so daß der komplette analoge Eingangsteil des Hörgerätes gegen elektromagnetische Einstreuungen abgeschirmt ist.
Für verschiedene Anwendungszwecke, wie Freisprechanlagen bei Autotelefonen, Sprechfunksystemen, Personenrufanlagen etc. verwendet man Mikrofonmodule, bei denen die Mikrofonkapsel unmittelbar mit einem Vorverstärker zusammengebaut ist, damit die schwachen Mikrofonsignale möglichst wenig durch eingestreute Störungen beeinträchtigt werden, welche die Verständlichkeit verschlechtern. Der Vorverstärker ist auf einer Schaltungsplatine realisiert, an der die Mikrofonkapsel über eine Gummihalterung befestigt ist, und zur Abschirmung des Verstärkers werden beiderseits auf die Platine Abschirmhauben aufgesetzt, welche sowohl die Bauelemente auf der einen Seite wie auch die gedruckten Leiterbahnen auf der anderen Seite gegen Störungen aus der Umgebung abschirmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Mikrofonmodul hinsichtlich seiner Abschirmung gegen Störeinstreuungen weiter zu verbessern mit der Möglichkeit, die Richtcharakteristik des Mikrofons beizubehalten, wenn nicht zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Durch die Ausnutzung der Platinenkaschierung als Abschirmung anstatt zur Ausbildung der Leiterbahnen erübrigt sich eine eigene Abschirmung der Kaschierungsseite der Platine, so daß nur die Bestückungsseite, auf der auch die Verbindungsleiter vorgesehen sind, abgeschirmt zu werden braucht. Die Erfindung sieht hierzu eine Halbschale oder Wanne vor, deren Ränder mit der Platinenkaschierung rundum verlötet werden, so daß man eine gegen Störeinstreuungen absolut dichte Verbindung erhält. Die auf der Rückseite halbseitig metallisierte Mikrofonkapsel läßt sich ohne weiteres in diese Wanne einpassen, wobei ihr Metallgehäuse einen durchgehenden Kontakt mit der Abschirmwanne bildet, der beim Einsetzen des Moduls in ein Gehäuse durch Druck von außen noch intensiviert wird. Die rückseitige Metallisierung der Mikrofonkapsel läßt sich ebenfalls einfach mit der Metallkaschierung der Platine verlöten, womit einerseits das Mikrofon an der Platine befestigt und andererseits auch hier eine gute Abschirmung zwischen Mikrofonkapsel und Platine erreicht wird.
Zur Erzielung einer bestimmten Richtwirkung, die bei derartigen Mikrofonen erforderlich ist, sind in der Rückwand der Mikrofonkapsel Öffnungen ausgebildet, über welche der Schalldruck auf der Membranrückseite im Sinne der gewünschten Richtcharakteristik beeinflußt werden kann. Sieht man am Rand der Platine, an dem diese mit der Mikrofonkapsel verbunden (verlötet) ist, an den Stellen, wo sich die Kapselöffnungen befinden, entsprechende Ausnehmungen vor, dann wird die Richtwirkung der Mikrofonkapsel nicht beeinträchtigt, sondern läßt sich sogar noch verbessern. Im Sinne der gewünschten Richtwirkung wird in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung die Mikrofonkapsel schräg an der Platine befestigt, so daß also die Längsachse der Mikrofonkapsel einen Winkel mit der Platinenfläche bildet. Ein Winkel von 22° hat sich hier als besonders günstig erwiesen.
Die Erfindung sei im folgenden anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Mikrofonmoduls; und
Fig. 2: eine Schnittansicht längs der Linie II-II durch das Mikrofonmodul nach Fig. 1.

Figur 1 zeigt eine Mikrofonkapsel 2, die am Ende einer Verstärkerplatine 4 sitzt. Ferner erkennt man eine als Phantom gezeichnete Abschirmwanne 6, welche die untere Seite der Platine 4 mit den Bauelementen 8 und die untere Hälfte der Mikrofonkapsel 2 umschließt. Ein Anschlußkabel 10 führt von der Platine zu einer nachgeordneten, hier nicht dargestellten Schaltung, in welcher die Mikrofonsignale verarbeitet werden.
Auf der in den Figuren nach oben weisenden Fläche ist die Platine 4 mit einer durchgängigen Metallkaschierung 12 versehen, welche hier nicht wie üblich zur Ausbildung der Leiterbahnen benutzt wird, die im vorliegenden Falle auf der gegenüberliegenden Bestückungsseite verlaufen. Vielmehr bildet die Kaschierung, die gewöhnlich aus Kupfer besteht, eine geschlossene Fläche, welche die elektrische Schaltung der Verstärkerplatine nach oben abschirmt. Die Abschirmung nach unten erfolgt durch die Abschirmwanne 6, welche die Bauelement 8 und die dazwischen verlaufenden Leiter umschließt.
Die Mikrofonkapsel 2 ist auf ihrer Rückseite halbseitig ebenfalls in Form einer Abschirmung 14 metallisiert, die in den Figuren ebenso wie die Kupferkaschierung 12 kreuzschraffiert dargestellt ist. Die Orientierung der Mikrofonkapsel 2 gegenüber der Platine 4 erfolgt so, daß an der Seitenkante der Platine, an welcher die Mikrofonkapsel 2 anliegt, die beiden Kaschierungen 12 und 14 miteinander verlötet werden können, womit einerseits die Mikrofonkapsel an der Platine befestigt wird und andererseits die Abschirmung durch die Platinenkaschierung 12 sich in der Mikrofonkapselkaschierung 14 fortsetzt. Wie die Figuren zeigen, sitzt die Mikrofonkapsel 2 etwas schräg an der Platine 4, was in noch zu erläuternder Weise mit der Richtcharakteristik des Mikrofons zusammenhängt.
Die Abschirmwanne 6 ist auf der in Fig. 1 rechten Seite durch eine Endplatte 16 verschlossen, die beispielsweise mit der Wanne 6 verlötet sein kann. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Mikrofonkapsel 2 in die Wanne 6 so eingepaßt, daß ihre Rundung unten genau mit dem runden Querschnitt der Wanne übereinstimmt und eine durchgehende Berührung des metallischen Kapselgehäuses mit der Blechwanne unter Kontaktgabe erfolgt. Wenn der dargestellte Modul nach Fertigstellung in ein beispielsweise aus Plastikmaterial bestehendes Gehäuse eingesetzt wird, dann drückt dieses von außen gegen die Berührungslinie zwischen Abschirmwanne und Mikrofonkapselkante, so daß hier keine Verlötung mit der Gehäusekapsel notwendig ist, was auch wegen der beim Löten erfolgenden Erwärmung der Gehäusekapsel zu Beschädigungen der Mikrofonmembran führen würde.
Die Lötverbindung zwischen der Metallkaschierung 12 der Platine 4 und der metallisierten Abschirmung 14 der Mikrofonkapsel 2 ist in Fig. 1 als Lötnaht 18 dargestellt, während die Lötverbindungen der Platinenränder mit der Abschirmwanne 6 als Lötnähte 20 bezeichnet sind. Durch diese Lötnähte sowie die Berührung des unteren Randes der Mikrofonkapsel mit der Abschirmwanne 6 erfolgt in Verbindung mit der Abschirmung 14 auf der Mikrofonrückseite und deren Metallkapsel, an welche sich unten wiederum die Abschirmwanne 6 anschließt, eine störeinstreudichte Abschirmung der Verstärkerschaltung auf der Platine, so daß auch schwache Mikrofonsignale störungsfrei an die nachfolgende Schaltung weitergegeben werden.
Auf der Rückseite der Mikrofonkapsel befinden sich zwei Schalldrucköffnungen 22, die einen gezielten Ausgleich des Schalldrucks bei den Membranbewegungen erlauben, so daß sich eine z.B. nierenförmige Richtcharakteristik ergibt. Die Erfindung sieht zwei mit diesen Öffnungen 22 korrespondierende, beispielsweise halbkreisförmige Ausnehmungen 24 an der mit der Mikrofonkapsel 2 verlötenden Kante der Verstärkerplatine 4 vor, durch welche eine Verbindung der Öffnungen 22 mit der Umgebung hergestellt wird, so daß die Richtcharakteristik des Mikrofons auch bei angesetzter Verstärkerplatine 2 und Abschirmwanne 6 erhalten bleibt, bzw. sogar noch verbessert werden kann. Zur Erzielung dieser Richtcharakteristik ist außerdem die Mikrofonkapsel 2 schräg an die Platine angesetzt, wobei die Mittelachse der Mikrofonkapsel 2 mit der Ebene der Platine 4 im speziellen Fall einen Winkel von 22° bildet.

Claims

Mikrofonmodul mit einer Mikrofonkapsel, einer einen Vorverstärker enthaltenden Schaltungsplatine, an deren einer Seitenkante die Mikrofonkapsel befestigt ist, und mit einer Abschirmung für die Schaltungsplatine,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsplatine (4) nur auf einer Seite Bauelemente (8) und deren Verbindungsleiter enthält, während ihre andere Seite mit einer durchgehenden Metallkaschierung (12) versehen ist, und daß die Abschirmung in Form einer zumindest einseitig abgeschlossenen Wanne (6) aus Abschirmblech ausgebildet und so über der Bestückungsseite der Platine (4) angeordnet ist, daß die gegenüberliegende Wannenseite durch die Mikrofonkapsel (2) verschlossen wird, und daß die Abschirmwanne (6) an ihrem Rand mit der Kaschierung (12) der Platine (4) störeinstreuungsdicht verlötet ist (Lötnähte 18, 20).
Mikrofonmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (6) einen der Form der Mikrofonkapsel (2) angepaßt gekrümmten Querschnitt hat, in den die Mikrofonkapsel an einem Ende der Wanne unter Kontaktgabe mit ihrer Metallkapsel eingepaßt ist, und daß die Wanne an ihrem anderen Ende mit einer Endplatte (16) entsprechender Kantenkrümmung verschlossen ist.
Mikrofonmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die runde Mikrofonkapsel (2) auf ihrer Rückseite zur Hälfte mit einer metallischen Abschirmung (14) kaschiert und an eine Kante der Platine (4) angesetzt ist, längs welcher die Metallkaschierungen (12,14) von Platine und Mikrofonkapsel miteinander verlötet sind.
Mikrofonmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofonkapsel (2) schräg zur Platine (4) mit gegenüber deren Ebene geneigter Mittelachse angeordnet ist.
Mikrofonmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofonkapsel (2) an ihrer Rückseite die Richtwirkung bestimmende Schalldrucköffnungen (22) aufweist, und daß an der Verbindungskante der Platine (4) mit der Mikrofonkapsel (2) diesen Schalldrucköffnungen (22) entsprechende Ausnehmungen (24) ausgebildet sind.