专利名称：用于移动电子设备中的麦克风的电磁屏蔽和声学腔的制作方法
技术领域：
本公开涉及移动电子设备领域，更具体地，涉及音频系统的电磁屏蔽和音频性能以及其相关方法。
背景技术：
当前，由于世界上越来越多的人采用移动通信设备来用于个人通信和商务通信， 诸如蜂窝电话(包括智能电话和所谓的超级电话)的移动通信设备的流行度持续增长。这种移动通信设备使得用户可以几乎在其所到达的任何位置发出和接听电话呼叫。随着在移动通信设备内并入的技术的进步，这些设备的功能也进步了。除了基本的电话呼叫能力外， 很多移动通信设备还提供了很多先进的特征。这些特征包括例如经由蜂窝数据网络(例如，3G、4G)或者可用的无线局域网(WLAN)热点的无线互联网浏览、无线电子邮件、日程安排、地址簿、任务列表、计算器、文字处理、电子数据表等。此外，更先进的移动通信设备具有运行应用(称之为“apps”)的能力，所述应用向该设备提供特定功能。将这种应用(典型地，免费或者低费用的)从互联网上下载并安装到设备上。移动通信设备的功能增加也正在驱动对更易于且更方便用户携带的越来越小的设备的需求。这将缩小设备内的内部电路板和电气/电子组件的物理大小的压力带给了移动通信设备设计者。这使得将很多组件更接近地放置在一起，特别是诸如天线等射频(RF) 组件、麦克风组件、RF功率放大器等。这增加了设备中的各种电子组件将会遭受到电磁干扰(EMI)的可能性，该电磁干扰来自于设备中的RF组件和子系统和/或外部源。例如，安装在内表面的麦克风可以收集直接来自于RF功率放大器或者来自于天线辐射能量的传导能量。在突发传输方案(例如，全球移动通信系统(GSM))中，这种对来自功率放大器和天线的传导/近场辐射能量的非期望接收可能特别成问题。在一些移动无线通信设备中，其他干扰的EMI信号源包括液晶显示器(IXD)、微处理器或者中央处理单元(CPU)、时钟产生器电路等，这些源辐射RF能量，很可能干扰未屏蔽的组件，从而使设备性能退化。当将所传导和所辐射的干扰RF能量耦合到移动通信设备使得针对上行链路和下行链路，音频穿透(break though)测试均告失败时，可能发生其他问题。即使键盘电路也可能潜在地引起非期望的EMI问题。例如，由于任意的键盘电路所形成的结果回路，从微处理器或CPU经由键盘发出的频谱谐波的EMI常常使得RF接收机灵敏度退化。在一些情况下，强的RF能量(例如，从无线装置经由天线传输的功率)通过键盘的KeyHn和Key-Out线路干扰或者耦合到移动通信设备的微处理器或CPU输入/输出(I/ 0)线路，并使得微处理器或CPU重置。
发明内容
移动电子设备中的电路板具有安装在其上的麦克风以及相关的放大器和信号调节电路。射频(RF)屏蔽环绕麦克风并将其与电磁干扰(EMI)隔离。RF屏蔽与电路板一起形成环绕麦克风的声学腔。RF屏蔽上的开口允许声学能量进入声学腔中，并到达麦克风。
在此，仅以示例的方式，参照附图来对机制进行描述，在附图中图1是示意并入了电磁屏蔽音频系统的示例手持无线移动通信设备的若干组件块的简化框图；图2是示意并入了电磁屏蔽音频系统的示例手持无线移动通信设备的组件特征的图；图3是示意并入了电磁屏蔽音频系统的示例手持无线移动通信设备的功能块的方框图；图4是并入了电磁屏蔽音频系统的示例电路板的截面的仰视图；图5是电磁屏蔽音频系统的一个实施例的截面视图；图6是电磁屏蔽音频系统的一个实施例的截面视图；图7是对麦克风和环绕的RF屏蔽墙焊接框进行示出的印刷电路板的示例层；图8是对RF屏蔽平面和平衡的麦克风信号线路进行示出的印刷电路板的示例层；图9是对用于平衡的麦克风信号线路的RF屏蔽进行示出的印刷电路板的示例层；图10是对去往麦克风放大器电路的左和右平衡信号线路进行示出的印刷电路板的示例层；图11是对用于去往麦克风放大器电路的左和右平衡信号线路的RF屏蔽进行示出的印刷电路板的示例层；图12是对RF屏蔽封闭焊接框和麦克风放大器电路输入信号路径进行示出的印刷电路板的示例层；图13是对用于麦克风信号路径的RF屏蔽进行示出的印刷电路板的示例层；图14是对右和左的已屏蔽的麦克风信号线路进行示出的印刷电路板的示例层；图15是对用于屏蔽麦克风信号路径的地平面进行示出的印刷电路板的示例层。
具体实施例方式将贯穿本文档使用以下符号
权利要求
1.一种移动电子设备(10)，包括:外壳(111)，具有用于声学能量进入到所述外壳中的开口(86、114)； 射频“RF”电路，紧固在所述外壳内部，并且能够产生电磁发射； 电路板(80、100、120、142)，紧固在所述外壳内部； 音频系统，包括安装在所述电路板上的麦克风(96、110、126)；射频“RF”屏蔽(94、108、122)，机械地并且电气地耦合到所述电路板并环绕所述麦克风，所述RF屏蔽为所述麦克风提供对至少所述电磁发射的电磁干扰“EMI”隔离；声学腔(81、101)，环绕所述麦克风，所述声学腔由所述电路板和所述RF屏蔽形成，其中，所述RF屏蔽具有允许所述声学能量进入到所述声学腔的开口(99)，以及所述声学能量在通过所述RF屏蔽中的所述开口(99)进入所述声学腔后，能够在所述声学腔中到处传播； 以及声学耦合器(90、106)，将所述声学能量从所述外壳中的所述开口(86、114)传导到所述RF屏蔽中的所述开口(99)。
2.根据权利要求1所述的移动电子设备，其中，所述声学耦合器是声学管(90)，从所述外壳中的所述开口 (86、114)延伸到所述RF屏蔽(94、108、122)中的所述开口(99)。
3.根据权利要求2所述的移动电子设备，其中，使用固定环(9 将所述声学管(90)固定在所述RF屏蔽上，或者使用固定环(88)将所述声学管(90)固定在所述外壳上。
4.根据权利要求1所述的移动电子设备，其中，所述声学耦合器是通过保护罩(106)的通道(114)，所述保护罩(106)部分地或者完全地封装了所述RF屏蔽。
5.根据权利要求1所述的移动电子设备，其中，所述外壳与所述RF屏蔽直接接触，并且通过所述外壳中的所述开口(86、114)和所述RF屏蔽中的所述开口(99)的重叠实现所述声学耦合器。
6.根据权利要求1所述的移动无线设备，其中，所述电路板包括基本位于所述RF屏蔽之下的地平面，来为所述麦克风提供附加的RF屏蔽。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的移动电子设备，还包括耦合到所述麦克风的一个或多个电磁兼容“EMC”组件(98、124)，所述一个或多个EMC组件安装在所述RF屏蔽内的所述电路板上。
8.根据权利要求1所述的移动电子设备，其中，对所述声学腔的尺寸进行选择，以获得所述音频系统的预定义值或预定义范围内的声学特性。
9.根据权利要求8所述的移动电子设备，其中，所述声学特性包括以下一个或多个所述音频系统的频率响应、所述音频系统的效率、所述音频系统的信噪比、所述音频系统的声音质量、所述音频系统的背景噪声抑制、所述音频系统的语音可理解度。
10.一种电磁屏蔽音频系统，包括 电路板(80、100、120、142)；安装在所述电路板上的麦克风(96、110、126)；以及射频“RF”屏蔽(94、108、122)，机械地并且电气地耦合到所述电路板并环绕所述麦克风，所述RF屏蔽为所述麦克风提供电磁干扰“EMI”隔离；以及声学腔(81、101)，环绕所述麦克风，所述声学腔由所述电路板和所述RF屏蔽而形成， 其中，所述RF屏蔽具有允许声学能量从所述腔外部进入到所述声学腔中的开口，以 n及，声学能量在通过所述开口进入到所述声学腔之后，能够在所述声学腔中到处传播。
11.根据权利要求10所述的电磁屏蔽音频系统，还包括声学耦合器(90、106)，将声学能量从所述RF屏蔽外部传导到所述RF屏蔽中的所述开口(99)。
12.根据权利要求11所述的电磁屏蔽音频系统，还包括固定环(92)，将所述声学耦合器连接到所述RF屏蔽；或者固定环(88)，将所述声学耦合器连接到所述外壳。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的电磁屏蔽音频系统，还包括耦合到所述麦克风的一个或多个电磁兼容“EMC”组件(98、1 )，所述一个或多个EMC组件安装在所述声学腔内的所述电路板上。
14.根据权利要求10所述的电磁屏蔽音频系统，其中，所述电路板包括基本位于所述 RF屏蔽之下的地平面，来提供所述麦克风的附加RF屏蔽。
15.根据权利要求10所述的电磁屏蔽音频系统，其中，对所述声学腔的尺寸进行选择， 以获得所述音频系统的预定义值或预定义范围内的声学特性。
16.根据权利要求15所述的电磁屏蔽音频系统，其中，所述声学特性包括以下一个或多个所述音频系统的频率响应、所述音频系统的效率、所述音频系统的信噪比、所述音频系统的声音质量、所述音频系统的背景噪声抑制、所述音频系统的语音可理解度。
全文摘要
移动电子设备(10)中的电路板(80、100、120、142)，具有安装在其上的麦克风(96、110、126)以及相关的放大器和信号调节电路。射频(RF)屏蔽(94、108、122)环绕麦克风并将其与电磁干扰(EMI)隔离。RF屏蔽与电路板一起形成环绕麦克风的声学腔(81、101)。RF屏蔽中的开口(99)允许声学能量进入声学腔中，并到达麦克风。
文档编号H04M1/62GK102413219SQ20111022350
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月5日 优先权日2010年8月6日
发明者沃尔夫冈·埃德尔伦 申请人:捷讯研究有限公司