具有声音滤波器的麦克风组件制造技术

本发明专利技术涉及一种具有声音滤波器的麦克风组件，包括：具有第一声音端口的麦克风；具有第二声音端口和边缘的滤波器壳体；以及载体，使得载体和滤波器壳体一起包围具有第一声音通道的腔室，第一声音通道流体连接第一声音端口和第二声音端口，从而使声波能够从第二声音端口通过第一声音通道传播到第一声音端口，由此将端口轴线限定为沿穿过第一声音端口的声流方向延伸并延伸穿过第一声音端口的几何中心的直线，其特征在于，载体和滤波器壳体被配置成使腔室包括声室和第二声音通道，其中第二声音通道具有第一开口和第二开口，使得声室和第二声音通道一起建立亥姆霍兹共振器，用以抑制通过第一声音通道传播的声波中第一频带内的声能。声能。声能。

【技术实现步骤摘要】
具有声音滤波器的麦克风组件


[0001]本专利技术涉及一种具有声音滤波器的麦克风组件，本专利技术可用于减少环境中超声波对助听器、头戴式耳机以及其它听力装置拾取的音频信号的不良影响等。

技术介绍

[0002]基于超声波的发射和接收的超声波传感器，越来越多地用于例如将环境中的障碍物通知给车辆驾驶员的驾驶员辅助系统。为了获得良好的精度和足够的范围，可在超声波范围内发射较强的声波信号。这些较强的声波信号通过超声波传感器周围环境中的空气传播。尽管些超声波信号存在于超声波传感器周围的环境中，但是由于它们以高于人类听力频率范围的频率出现，因此人们通常无法听到。
[0003]然而，诸如助听器、头戴式耳机以及其它类型的从环境中捕获声波的电子装置的听力装置，也使用在日常生活中的许多情况下。听力装置通常由用户佩戴并且变得越来越小巧紧凑，并且可具有非常小的尺寸。因此，通常使用微型麦克风或微型麦克风阵列。小尺寸通常使这类麦克风对超声敏感。许多麦克风，例如所谓的MEMS麦克风，具有较宽的带宽并在超声波范围内达到上截止频率，诸如在30
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60KHz的范围内。
[0004]在听力装置处于发射超声波的超声波传感器周围的情况下，存在麦克风过载的显著风险。由于这类过载，例如助听器和头戴式耳机的用户一直在抱怨他们的听力装置拾取这些超声波信号并将它们再现为令人讨厌的的伪信号。这类伪信号可能由麦克风再现的电麦克风音频信号中的削波和失真造成。就数字听力装置而言，采用模拟
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数字转换，例如与麦克风集成，还观察到会出现强烈的混叠效应，使得超声波频率的混叠出现在低得多的可听的频率上。
[0005]因而，需要减少由强超声波、声波信号引起的这些令人不悦的可听效应的解决方案。特别地，需要与超声波信号的被动或声音抑制相关的改进。由于电子滤波器首先不阻止麦克风饱和，因而电子或主动抑制可能不太理想。
[0006]US 2013/0129136 A1(表面转让给模拟器件公司(Analog Devices Inc.))公开一种麦克风模块，具有：基板，该基板具有使声波能够穿过基板的小孔；安装在基板上以限定第一内部容积的盖子；以及安装在第一内部容积内的基板上的麦克风。从而提供底部端口麦克风。另外，麦克风模块包括结合到基板并覆盖小孔的壳体。壳体形成第二内部容积，并且包括被配置成使声音能够进入第二内部容积的声音端口。该模块还包括从壳体中的声音端口延伸的管道，以及在第二内部容积外的至少一个外部接口垫。管道具有开口端，以接收声波并将它们引导到壳体中的声音端口。据称，该麦克风模块解决了与麦克风在主机系统中的放置相关的一些问题，并且旨在确保声音信号可到达麦克风。
[0007]然而，与抑制强超声信号相关的问题仍然存在。

技术实现思路

[0008]本专利技术的一个目的在于提供一种具有声音滤波器的麦克风组件，其不存在现有技
术中麦克风组件的某些缺点。
[0009]本专利技术的这些和其它目的通过在独立权利要求中限定并在以下描述中进一步解释的本专利技术来实现。本专利技术的其它目的通过从属权利要求和本专利技术的详细描述中限定的实施例来实现。
[0010]在本说明书中，单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”指定存在相应实体，诸如特征、操作、元件或组件，但不排除存在或添另外的实体。同样，词语“具有”、“包括”、“包含”等指定存在各个实体，但不排除存在或添加其它实体。术语“和/或”指定存在一个或多个相关联的实体。
[0011]麦克风组件包括具有第一声音端口的麦克风，其中麦克风被配置成将通过第一声音端口接收的声波转换成电信号。麦克风组件包括具有第二声音端口和边缘的滤波器壳体。麦克风组件包括附接到麦克风和滤波器壳体的边缘的载体，使得载体和滤波器壳体一起包围具有第一声音通道的腔室，第一声音通道流体连接第一声音端口和第二声音端口，从而使声波能够从第二声音端口通过第一声音通道传播到第一声音端口。将端口轴线限定为沿穿过第一声音端口的声流方向延伸并延伸穿过第一声音端口的几何中心的直线。穿过端口的声流的方向应被理解为当在使用时声波穿过端口的主要或平均方向。
[0012]载体和滤波器壳体被配置成使腔室包括声室和第二声音通道，其中第二声音通道具有通向第一声音通道的第一开口和通向声室的第二开口，使得声室和所述第二声音通道一起建立亥姆霍兹(Helmholtz)共振器，用以抑制通过第一声音通道传播的声波中第一频带内的声能，其中第一频带处于超声频域中。
[0013]亥姆霍兹共振器是一种声音滤波器，这种配置的一个优点在于它实现在空气传播的声波到达麦克风的第一个声音端口之前有效抑制第一频带内例如在超声波频率下的空气传播的声波。这继而有利于有效降低麦克风，包括其电子电路饱和的风险。此外，在减少在A/D转换期间的混叠效应方面，它是有利的。
[0014]在有效性方面，亥姆霍兹共振器实现显著改善第一频带内的空气传播的声波抑制，例如30
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35dB。第一频带可为超声频域中的间隔。在上下文中，超声频域涵盖高于10kHz的频率，优选地高于20k Hz的频率。在一些示例中，亥姆霍兹共振器被配置成使得在位于20
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50kHz的较宽范围内的窄频带中实现最大抑制，例如在30
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40kHz的范围内。
[0015]此外，在高于10kHz，例如高于15kHz，例如高于20kHz的频率上可能已经发生更宽范围的抑制，例如10dB或更多。更宽范围的抑制可发生在十倍以上的频率。
[0016]麦克风组件可用于拾取可听声音的装置中。该装置可由人佩戴。在上下文中，可听声音应被理解为涵盖20Hz和20kHz之间的频率。通常，本专利技术的麦克风组件适用于听力装置，诸如助听器、头戴式耳机、耳塞、主动听力保护装置等。除了可听声音之外，听力装置还可拾取具有更高频率的信号。然而，因为可能会干扰用户，因此这些频率优选地应该被抑制。
[0017]在一些示例中，滤波器壳体的直径在约4和8mm之间，并且高度约为1mm，例如在约0.5至2mm的范围内。在一些示例中，第二声音通道的长度约为0.4至0.6mm。在一些示例中，第二声音端口的直径约为1.3至1.6mm。这些示例是非限制性的，并且主要是为了表明当亥姆霍兹共振器被配置成用于抑制麦克风声音入口处的超声能量时其可以是小尺寸。
[0018]在效率方面，亥姆霍兹共振器为无源部件，其被实施为紧凑且薄型的麦克风组件，
部件本身的成本和其它生产成本都具有非常低的成本。
[0019]另一个优点在于电子低通滤波器，诸如抗混叠滤波器等，例如实施在麦克风中，可省去或减少其滤波器阶数(filter order)。这实现降低功率消耗，这对于包括麦克风组件的电池驱动的装置来说是一项重要的改进。
[0020]另外的优点包括可以高精度制造和安装的滤波器壳体，这继而实现可精确地定制过滤效果。在制造方面，滤波器壳体可例如早所谓的回流焊接过程中与其它部件一起自动安装在装配线上。在一些示例中，几个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种麦克风组件，包括：具有第一声音端口(106)的麦克风(101)，其中所述麦克风(101)被配置成将通过所述第一声音端口(106)接收的声波转换成电信号；具有第二声音端口(117)和边缘(119)的滤波器壳体(110)；以及附接到所述麦克风(101)和所述滤波器壳体(110)的边缘(119)的载体(102、103、120)，使得所述载体(102、103、120)和所述滤波器壳体(110)一起包围具有第一声音通道(121)的腔室，所述第一声音通道(121)流体连接所述第一声音端口(106)和所述第二声音端口(117)，从而使声波能够从所述第二声音端口(117)通过所述第一声音通道(121)传播到所述第一声音端口(106)，由此将端口轴线(118)限定为沿穿过所述第一声音端口(106)的声流方向延伸并延伸穿过所述第一声音端口(106)的几何中心的直线，其特征在于，所述载体(102、103、120)和所述滤波器壳体(110)被配置成使所述腔室包括声室(111)和第二声音通道(112)，其中所述第二声音通道(112)具有通向所述第一声音通道(121)的第一开口和通向所述声室(111)的第二开口，使得所述声室(111)和所述第二声音通道(112)一起建立亥姆霍兹共振器，用以抑制通过所述第一声音通道(121)传播的声波中第一频带内的声能，其中所述第一频带处于超声频域中。2.根据权利要求1所述的麦克风组件，其中，所述麦克风(101)包括用于将接收到的声波转换成电信号的换能器元件(104)，并且其中所述换能器元件(104)布置在所述载体(102、103、120)的第一侧，并且所述滤波器壳体(110)布置在所述载体(102、103、120)的与所述第一侧相对的第二侧，使得所述换能器元件(104)通过所述第一声音端口(106)和所述第一声音通道(121)流体连接到所述第二声音端口(117)。3.根据权利要求1或2所述的麦克风组件，其中，穿过所述第二声音端口(117)的声流方向平行于所述端口轴线(118)，和/或其中所述端口轴线(118)延伸通过所述第二声音端口(117)，优选地穿过所述第二声音端口(117)的几何中心。4.根据前述权利要求中任一项所述的麦克风组件，其中，所述载体(103、120)具有包围所述第一声音通道(121)的至少一部分的孔，并且其中所述孔的中心轴线与所述端口轴线(118)重合。5.根据前述权利要求中任一项所述的麦克风组件，其中，所述滤波器壳体(110)包括具有中心部分(502)的内部部分(501)，所述中心部分(502)具有由中心裙部(115)形成的凹陷(503)，所述中心裙部(115)朝向所述载体(102、103、120)延伸并终止于在距所述载体(102、103、12...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：大北欧听力公司，
类型：发明
国别省市：