[0001] Die Erfindung betrifft ein Mikrofonmodul mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmalen.
[0002] 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.
[0003] Ferner ist aus der DE 195 45 760 Cl 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
[0007] 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.
[0008] 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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] 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.
1. 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).
2. 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.
3. 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.
4. Mikrofonmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofonkapsel (2) schräg zur Platine (4) mit gegenüber deren Ebene geneigter
Mittelachse angeordnet ist.
5. 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.