專利名稱：送話器構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及送話器。具體說本發(fā)明涉及移動(dòng)電話及其附件的送話器。
存在著一種總的要求，即保護(hù)送話器免受射頻(RF)干擾以保證送話器的正常性能。移動(dòng)電話或移動(dòng)電話附件的送話器還應(yīng)該能抵抗蜂窩系統(tǒng)所用頻率處的RF干擾?？紤]例如移動(dòng)電話的頭戴送受話器附件。它有一個(gè)用電線連接到移動(dòng)電話的小耳機(jī)和安裝在剛性線上的該頭戴送受話器的送話器，后者距耳機(jī)有合適的距離以使送話器能拾取到用戶的話音。用戶在打電話時(shí)可以把移動(dòng)電話放在口袋里。如果用戶把移動(dòng)電話放在襯衫或夾克衫的胸袋內(nèi)，那么頭戴送受話器的送話器將很靠近移動(dòng)電話的無線發(fā)射機(jī)。如果送話器沒有得到充分的保護(hù)，它就會解調(diào)射頻信號，在這種情況下聲頻信號的質(zhì)量可能會劣化。另外，有必要保護(hù)送話器免受靜電放電(ESD)。
駐極體送話器是移動(dòng)電話和附件中所用的送話器的常用類型。駐極體送話器包括一個(gè)預(yù)放大器，一般是場效應(yīng)晶體管(FET)，話音是由電容轉(zhuǎn)換成電信號的?？諝鈮毫Φ淖兓瘜?dǎo)致導(dǎo)電板和導(dǎo)電的極化箔之間電容量的變化。導(dǎo)電板，導(dǎo)電箔、FET和其它送話器組件(它們一般都是電容器)通常都放在送話器封殼的內(nèi)部。這個(gè)盒一般都有兩個(gè)輸出觸點(diǎn)，送話器利用該觸點(diǎn)與外部電路連接。
以各種方式來保護(hù)駐極體送話器免受RF干擾和ESD。

圖1表示現(xiàn)有技術(shù)保護(hù)電路的例子。該電路涉及移動(dòng)電話的頭戴送受話器附件。在圖中可以看到送話器封殼100，第一保護(hù)電路110，頭戴送受話器附件和移動(dòng)設(shè)備之間的傳送線120，第二保護(hù)電路130和送話器放大器140。送話器封殼含有駐極體送話器M1，它包括起預(yù)放大器作用的FET Q1。FET的漏極連接到送話器封殼的第一輸出觸點(diǎn)OC1而FET的漏極則連接到送話器封殼的第二輸出觸點(diǎn)OC2。另外，送話器封殼含有用于RF保護(hù)的電容器C11，它連接在送話器封殼的輸出接點(diǎn)之間。電容器C11的電容量很小。和電容器的雜散電感一起它引起在某一頻帶的串聯(lián)諧振，這個(gè)頻帶被安排成包括所提到的移動(dòng)電話的發(fā)射頻帶。這樣，并聯(lián)的電容器C11衰減了在該頻帶上發(fā)生的干擾。這里的問題在于RF保護(hù)僅僅在窄的頻帶上起作用。在封殼內(nèi)部的線路板上各送話器組件的布置要極其仔細(xì)地安排，而電容器電容值的變化，即使是在生產(chǎn)容差范圍之內(nèi)的變化，都可能導(dǎo)致RF保護(hù)從所需的頻帶上偏移掉。
第一保護(hù)電路110被連接在送話器封殼的第一和第二輸出觸點(diǎn)上。該電路包括從送話器封殼起相繼地是在第二輸出觸點(diǎn)的串聯(lián)線圈L11、并聯(lián)的ESD保護(hù)器VDR1、在第一輸出觸點(diǎn)的串聯(lián)線圈L12和并聯(lián)電容器C12。電容器C12和線圈L12用于對干擾進(jìn)行濾波。在這一例子中的ESD保護(hù)器是一個(gè)與電壓有關(guān)的電阻(VDR)或(電)壓敏電阻。當(dāng)具有相對高能量的靜電干擾沿著傳送線120來到時(shí)它的電阻下降而使電路短路。外部壓敏電阻的缺點(diǎn)是它具有一定的內(nèi)部電容量，該點(diǎn)容量和電容器C11的電容量耦合而導(dǎo)致新的諧振。這可能導(dǎo)致在某些頻帶上RF抗擾的失效。為此，在保護(hù)電路110中要有一個(gè)線圈L11，例如鐵氧體磁珠。它減弱了上述的電容耦合和相應(yīng)的諧振。但是，線圈L11的電感可能引起在某些別的頻率處的明顯的諧振。有可能取代線圈而增加一個(gè)和送話器封殼的一個(gè)輸出導(dǎo)線相串聯(lián)的電阻R11，從而削弱了上述的電容耦合。但是，這樣的電阻應(yīng)該要非常大以承受住ESD脈沖。小型的表面安裝的電阻會改變其阻值而且通常會在ESD測試中失敗。此外，在ESD保護(hù)器和送話器之間加入電阻可能導(dǎo)致送話器對ESD更加敏感。
在頭戴送受話器電纜另一端的第二保護(hù)電路130是用于保護(hù)實(shí)際的送話器放大器140的。該第二保護(hù)電路包括一個(gè)串聯(lián)的線圈L13和一個(gè)由串聯(lián)連接的電容器C13和電阻R12形成的并聯(lián)回路。
這樣，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，可能會有若干個(gè)，多達(dá)十個(gè)外加的組件，其目的是保護(hù)送話器免受ESD和RF干擾。但對ESD和RF干擾的抵抗能力仍然是不夠的。利用外加的組件可以克服某些問題，但同時(shí)會引起新的困難。在電路中存在的組件越多，則電路的導(dǎo)電環(huán)路就越大，相應(yīng)地對RF干擾的敏感性也就越大。而且更多的外加組件會引起新的諧振問題。
本發(fā)明的目的是提出一種新的送話器構(gòu)件，它是緊湊的，可相對地抵抗射頻干擾并能被保護(hù)免受靜電放電。
本發(fā)明的基本思想如下靜電放電保護(hù)器放置在靠近送話器封殼處，最好是在封殼以內(nèi)，位于封殼的兩個(gè)輸出導(dǎo)體之間。和預(yù)放大器相并聯(lián)的是一個(gè)電容器。在這個(gè)電容器和上述的ESD保護(hù)器之間有一個(gè)串聯(lián)電阻。該電容器、電阻和ESD保護(hù)器形成一個(gè)低通濾波器以保護(hù)送話器免受射頻的干擾。該濾波器結(jié)構(gòu)還可以包括額外組件。
按照本發(fā)明的送話器構(gòu)件包括一個(gè)送話器封殼，它具有至少第一和第二輸出觸點(diǎn)，并且在該送話器封殼內(nèi)具有-將空氣壓力的變化轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，-具有第一和第二輸出導(dǎo)體的預(yù)放大器，以及-連接在該預(yù)放大器的上述輸出導(dǎo)體之間的第一電容器，其特征在于該送話器構(gòu)件還包括連接在送話器封殼的上述輸出觸點(diǎn)之間的靜電放電保護(hù)器，以及在送話器封殼之內(nèi)的第一阻抗，它串聯(lián)在上述第一輸出導(dǎo)體和上述第一輸出觸點(diǎn)之間。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)ESD保護(hù)器放在緊靠著送話器封殼處或在送話器封殼之內(nèi)時(shí)，它同時(shí)起ESD保護(hù)器和一部分低通濾波器的作用。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)干擾在送話器封殼內(nèi)被濾波時(shí)，導(dǎo)電的封殼起著法拉第籠的作用，提高了送話器的抗RF性能。本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，保護(hù)電路的導(dǎo)電回路較小，使得電路對RF干擾不那么敏感。本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)是對于電容量，允許它的值比已知結(jié)構(gòu)有更大的容差。這是由這一事實(shí)所致按照本發(fā)明的濾波器比起在送話器封殼之內(nèi)的已知保護(hù)結(jié)構(gòu)來可在更寬的頻帶內(nèi)衰減干擾。本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于ESD保護(hù)器的內(nèi)部電容并不形成抗RF性能的上述問題。相反，內(nèi)部電容改善了抗RF性能，因?yàn)樗蔀樵摓V波器的一部分。本發(fā)明還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，按照本發(fā)明的送話器還可以為在送話器封殼以外的其它組件，典型地為送話器放大器的輸入級，起ESD保護(hù)器的作用。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)其生產(chǎn)成本較低，因?yàn)樗纫阎膸獠勘Ｗo(hù)電路的送話器要少幾個(gè)組件，而且所需的全部組件可以安裝在送話器封殼內(nèi)部的同一塊電路板上。
現(xiàn)在將更詳細(xì)地?cái)⑹霰景l(fā)明。在敘述中將參考附圖，其中圖1表示按照現(xiàn)有技術(shù)的送話器線路圖的例子，圖2表示按照本發(fā)明的送話器線路圖的例子，圖3表示按照本發(fā)明的送話器線路圖的另一例子，圖4表示按照圖2的線路布置的例子，
圖5表示ESD保護(hù)裝置的例子，圖6顯示按照圖1的送話器構(gòu)件在0.15-80MHz頻率范圍時(shí)測得的聲頻干擾電平，圖7顯示按照本發(fā)明的送話器構(gòu)件在0.15-80MHz頻率范圍時(shí)測得的聲頻干擾電平，圖8顯示按照圖1的送話器構(gòu)件在80-1000MHz頻率范圍時(shí)測得的聲頻干擾電平，以及圖9顯示按照圖2的送話器構(gòu)件在80-1000MHz頻率范圍時(shí)測得的聲頻干擾電平。
圖1已在結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的說明中討論過。
圖2顯示了按照本發(fā)明的送話器線路圖的例子。它包括一個(gè)送話器封殼200，其中含有一個(gè)駐極體送話器M2，與其并聯(lián)的是RF保護(hù)用的電容器C21，正如圖1所示的。送話器封殼另外還含有ESD保護(hù)器VDR2和電阻R21。ESD保護(hù)器在送話器封殼的輸出觸點(diǎn)之間而電阻R21在電容器C21和ESD保護(hù)器VDR2之間與一個(gè)輸出導(dǎo)體串聯(lián)。這樣，三個(gè)上述組件形成∏結(jié)構(gòu)。ESD保護(hù)器的電容在這里被用來使得該∏π結(jié)構(gòu)起濾波器的作用，它具有相對較寬的阻帶。在送話器封殼之外現(xiàn)在不再需要任何組件。該電路同時(shí)保護(hù)送話器M2和送話器放大器240。于是在送話器放大器的輸入端也不再需要分開的保護(hù)電路。
圖3顯示按照本發(fā)明的送話器線路圖的另一例子。所有顯示的組件都在送話器封殼300之內(nèi)。該電路是梯形結(jié)構(gòu)，它在從送話器封殼的輸出觸點(diǎn)OC1和OC2朝著送話器M3方向中包括下列各部分并聯(lián)的ESD保護(hù)器ZD，串聯(lián)的阻抗Z，并聯(lián)的電容器C33，串聯(lián)電阻R31，兩個(gè)并聯(lián)電容器C32和C31，以及包括一FET Q3的送話器M3。上述這種結(jié)構(gòu)比圖2的結(jié)構(gòu)有更多的環(huán)路，在這種情況下有更多的可能性來確定所提及的濾波器的性質(zhì)。該濾波器還可以有比圖3所示的更多的環(huán)路。
阻抗Z可以主要是電阻性或主要是電感性的。在后一情況下它可以是例如一個(gè)線圈或一個(gè)鐵氧體磁珠。ESD保護(hù)器在這一例子中是個(gè)齊納二極管。它也可以是別的半導(dǎo)體或聚合體組件。在這一說明和專利權(quán)利要求中聚合體組件指的是這樣一種組件，它有在塑料中的小的導(dǎo)電片并有受控的擊穿特性。
在圖3的例子中，齊納二極管ZD、部件Z、電容器C33、電阻R31、電容器C32和電容器C31等結(jié)構(gòu)部件被集成而形成一個(gè)組件IC。由于電路的各環(huán)路都是非常小的而且是在該封殼的導(dǎo)電外殼之內(nèi)，所以它們不會損害對RF干擾的敏感性。
圖4顯示按照本發(fā)明的電路的布置的一個(gè)例子。在圖中可以看到放大的線路板41，在其上有按照圖2連接的各組件。圖4和2的參考字符也是相同的。電容器C21、電阻R21和壓敏電阻VDR2在本例中是芯片組件。電路板41放在送話器封殼200之內(nèi)，它的一個(gè)例子由圖4中的板41以不同的比例顯示。在送話器封殼中兩個(gè)輸出觸點(diǎn)OC1和OC2已足夠，因?yàn)?，如所知的，駐極體送話器不需要單獨(dú)的電源電壓。當(dāng)然，也可以向封殼內(nèi)引入單獨(dú)的電源電壓。
圖5顯示在送話器封殼之外的ESD保護(hù)器的例子。在圖中可以看到送話器封殼500和第一及第二輸出觸點(diǎn)OC1，OC2。另外，此結(jié)構(gòu)包括一個(gè)ESD保護(hù)器FTC，它按照本發(fā)明固定在送話器封殼的底部。保護(hù)器FTC(饋通組件feed through component)在本例中是一個(gè)圓柱體，在軸線方向有一孔并具有導(dǎo)電表面，還具有導(dǎo)電層以電鍍方式連接到封殼的外殼。第一輸出觸點(diǎn)延伸穿過該孔。第二輸出觸點(diǎn)以電鍍方式連接到封殼的外殼。
圖6-9顯示測試結(jié)果，其中對送話器電路提供調(diào)制的高頻信號。在送話器的電極處測量在頻率為1KHz時(shí)干擾的強(qiáng)度。在圖中用水平線來標(biāo)識危險(xiǎn)的干擾的邊界(-35dBpa)。
圖6表示按照圖1的已知結(jié)構(gòu)的結(jié)果。測得的聲頻電平是作為在150KHz-80MHz的范圍內(nèi)的高頻的函數(shù)而顯示的。在圖中可以看到干擾電平保持在上述邊界之下，但在1.5MHz時(shí)已相當(dāng)接近。
圖7表示當(dāng)已知的送話器封殼用按照圖2的本發(fā)明的送話器封殼取代時(shí)的結(jié)果。電容C2是10pF，電阻R21是47Ω，壓敏電阻VDR2的內(nèi)電容是360pF。在圖中可以看到，在整個(gè)測量范圍內(nèi)干擾電平保持在非常接近于約-58dBpa的噪聲電平。當(dāng)把對應(yīng)于圖1的電路110的外部組件取走時(shí)，其結(jié)果與圖7的基本相同。因此，較好的保護(hù)完全是由在送話器封殼內(nèi)的∏型保護(hù)電路所實(shí)現(xiàn)的。
圖8表示按照圖1的已知結(jié)構(gòu)的結(jié)果?，F(xiàn)在測量的頻率范圍是80MHz-1GHz。從圖中可以看出干擾電平保持在上述邊界以下，但在約200-370MHz和470-520MHz的頻帶明顯較高。
圖9表示當(dāng)已知的送話器封殼被按照圖2的送話器封殼取代且外部保護(hù)電路110被取消時(shí)的結(jié)果。另外也沒有如圖1中電路130的送話器放大器的保護(hù)電路。在圖中可以看到，與圖8相比，在頻帶200-520MHz干擾被明顯地衰減。在頻帶80-100MHz干擾電平升高。
上面說明了按照本發(fā)明的基本解決方案及它的某些變型方案。本發(fā)明并不限于所提及的解決方案。例如，送話器也可以是駐極體送話器以外的其它類型。保護(hù)電路可以包括連接成例如星形的幾個(gè)ESD保護(hù)器。本發(fā)明的思想可以用不同方式得到應(yīng)用而不會偏離由獨(dú)立權(quán)利要求1所規(guī)定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種送話器構(gòu)件包括一個(gè)送話器封殼(200；300)，它具有至少第一和第二輸出觸點(diǎn)，并且在該送話器封殼之內(nèi)具有-將空氣壓力的變化轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，-具有第一和第二輸出導(dǎo)體的預(yù)放大器(Q2；Q3)和-連接在預(yù)放大器的上述輸出導(dǎo)體之間的第一電容器(C21；C31)，其特征在于該送話器構(gòu)件還包括至少一個(gè)連接在所述送話器封殼的上述輸出觸點(diǎn)之間的靜電放電保護(hù)器(VDR2；ZD)，以及在該送話器封殼之內(nèi)的串聯(lián)在上述第一輸出導(dǎo)體和上述第一輸出觸點(diǎn)之間的第一阻抗(R21；R31)。
2.按照權(quán)利要求1的送話器構(gòu)件，其特征在于上述靜電放電保護(hù)器是在該送話器封殼之內(nèi)的。
3.按照權(quán)利要求1的送話器構(gòu)件，其特征在于上述靜電放電保護(hù)器是在該送話器封殼之外并靠近于它的。
4.按照權(quán)利要求1的送話器構(gòu)件，其特征在于它還包括與上述第一阻抗串聯(lián)的至少第二阻抗(Z)和至少第二電容器(C33)。
5.按照權(quán)利要求4的送話器構(gòu)件，其特征在于上述串聯(lián)阻抗中的至少一個(gè)是電阻性的。
6.按照權(quán)利要求4的送話器構(gòu)件，其特征在于上述串聯(lián)阻抗中的至少一個(gè)是電感生的。
7.按照權(quán)利要求4的送話器構(gòu)件，其特征在于上述電容器和具有串聯(lián)阻抗的結(jié)構(gòu)部件形成一個(gè)梯形網(wǎng)絡(luò)。
8.按照權(quán)利要求2到4的送話器構(gòu)件，其特征在于預(yù)放大器、靜電放電保護(hù)器、上述串聯(lián)結(jié)構(gòu)部件和上述電容器是在同一電路板(41)上的。
9.按照權(quán)利要求4的送話器構(gòu)件，其特征在于至少某些上述電子結(jié)構(gòu)部件是在同一集成電路(IC)之內(nèi)的。
10.按照權(quán)利要求1的送話器構(gòu)件，其特征在于靜電放電保護(hù)器是壓敏電阻(VDR2)。
11.按照權(quán)利要求1的送話器構(gòu)件，其特征在于靜電放電保護(hù)器是半導(dǎo)體(ZD)。
12.按照權(quán)利要求1的送話器構(gòu)件，其特征在于靜電放電保護(hù)器是聚合體組件。
13.按照權(quán)利要求1的送話器構(gòu)件，其特征在于在于靜電放電保護(hù)器是饋通組件(FTC)。
14.一種按照權(quán)利要求1的具有至少兩個(gè)靜電放電保護(hù)器的送話器構(gòu)件，其特征在于該靜電放電保護(hù)器形成下列連接之一并聯(lián)連接，串聯(lián)連接，星形連接。
全文摘要
一種送話器構(gòu)件包括送話器(M)和放在靠近送話器封殼封殼(300)處，最好是在其內(nèi)的靜電放電保護(hù)器(ZD)。該結(jié)構(gòu)還包括在送話器封殼之內(nèi)的例如含有并聯(lián)的電容器(C31、C32、C33)和串聯(lián)的電阻或線圈(R31、Z)的梯形濾波器，以保護(hù)送話器免受射頻的干擾。各結(jié)構(gòu)組件可以在同一電路板上或同一集成電路(IC)中。該結(jié)構(gòu)對RF干擾比起已知結(jié)構(gòu)來較不敏感且生產(chǎn)成本較低。
文檔編號H04R1/04GK1416662SQ01806365
公開日2003年5月7日 申請日期2001年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月10日
發(fā)明者T·梅恩蒂薩羅, N·穆里寧, K·－E·古斯塔夫松 申請人:諾基亞有限公司