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EP3522564A1 - Microphone assembly for the interior of a motor vehicle - Google Patents

Microphone assembly for the interior of a motor vehicle Download PDF

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Publication number
EP3522564A1
EP3522564A1 EP19000022.4A EP19000022A EP3522564A1 EP 3522564 A1 EP3522564 A1 EP 3522564A1 EP 19000022 A EP19000022 A EP 19000022A EP 3522564 A1 EP3522564 A1 EP 3522564A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microphone
guide channel
sound guide
arrangement according
sound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19000022.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dirk Olszewski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Paragon GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Paragon GmbH and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Paragon GmbH and Co KGaA filed Critical Paragon GmbH and Co KGaA
Publication of EP3522564A1 publication Critical patent/EP3522564A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/34—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means
    • H04R1/342—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means for microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
    • H04R1/2807—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements
    • H04R1/2815—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements of the bass reflex type
    • H04R1/2823—Vents, i.e. ports, e.g. shape thereof or tuning thereof with damping material
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/08—Mouthpieces; Microphones; Attachments therefor
    • H04R1/083—Special constructions of mouthpieces
    • H04R1/086—Protective screens, e.g. all weather or wind screens
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles

Definitions

  • the invention relates to a microphone assembly for the interior of a motor vehicle, comprising a microphone having a microphone capsule, which is arranged on a printed circuit board, which in the interior of an assembly arranged in the interior of the motor vehicle, e.g. inside a roof control unit, is housed.
  • Microphones which are housed in the interior of a motor vehicle, should be optically unobtrusive integrated into interior parts, which are used as interior parts often for economic reasons already existing in the vehicle interior modules, eg roof control units.
  • the microphone capsule is therefore usually positioned on the circuit board located within the module or the roof control unit. Due to this positioning of the microphone capsule and due to the usual positioning of the printed circuit board within the module or the roof control unit, there is a spatial distance between the microphone capsule on the one hand and the outer surface of the module or the roof control unit on the other. This spatial spacing can lead to significant quality losses in the operation of the microphone assembly.
  • the invention has the object, the above-described generic microphone assembly for the interior of a motor vehicle such that on the one hand with a small technical and design effort accompanying integration of the microphone assembly in existing anyway in the vehicle interior modules, e.g. in an overhead control unit, is possible, on the other hand, to ensure that a highest acoustic quality requirements sufficient operation of the microphone assembly to be secured.
  • the microphone assembly comprises a sound guide channel, by means of which the microphone capsule of the microphone is acoustically connected to an outer surface of the assembly, and that the sound guide channel has at one or more positions damping material elements by means of which resonances of the sound guide channel can be suppressed , Accordingly, in the case of the above-described embodiment of the microphone arrangement according to the invention, damping is realized in the region of local sound velocity maxima.
  • the damping material elements can be designed advantageously as a damping discs and can then be arranged with a comparatively little effort in the sound guide channel at its corresponding Schallschnellemaxima positions.
  • damping material of the damping material elements or discs particularly suitable materials have open-cell foams, such as Basotect, glass wool, sintered metal, like Felt-Metal, proven; These materials have in common that by means of them sound-fast kinetic energy is convertible into thermal energy by the kinetic energy is converted by the above-mentioned materials through flowing air molecules into heat energy.
  • the thickness of the damping discs is just chosen so that by means of the damping discs sufficient damping of the resonance by a standing wave and a sufficiently low attenuation of a once passing through the damper sound wave can be effected.
  • the material of the damping material is sufficiently rigid in order to provide these effects on the outer surface of the module associated end portion of the sound guide channel.
  • the cross section of the sound guide channel can be constant over its length.
  • the cross section of the sound guide channel increases with increasing distance to the microphone capsule.
  • the sound guide channel is funnel-shaped and the funnel circumference at the outer end of the sound guide channel facing away from the microphone capsule is greater than the wavelength to be used.
  • the length of the funnel-shaped sound guide channel can be greater than half the wavelength to be used.
  • the cross-section of the funnel-shaped sound guide channel can expand linearly, conically, stepwise, exponentially, bilinearly or hyperbolic with increasing distance to the microphone capsule.
  • a damper disk may be located at the position of the transition from constant to flared cross-section.
  • FIG. 1 shows a sectional view of an installable in the interior of a motor vehicle roof control unit 1.
  • this roof control unit 1 includes a housing body 2 and a housing cover 3.
  • the housing body 2 By means of the housing body 2, the roof control unit is mounted on a wall of the motor vehicle interior, the housing cover 3 closes the roof control unit 1 to the vehicle interior from.
  • a circuit board 4 is arranged to sit on the various electronic components 5 of the roof control unit 1.
  • a light 6 and a spectacle compartment 7 is arranged or formed on the housing cover 3 of the roof control unit 1.
  • a microphone arrangement 8 with a microphone 9 is integrated in the roof control unit 1.
  • the microphone assembly 8 and the microphone 9 is arranged approximately centrally in the roof control unit 1.
  • To the microphone 9 includes a microphone capsule 10, which - in addition to the other electronic components 5 - on the interior 11 of the roof control unit 1 facing surface of the circuit board 4 is arranged. Between the arranged on the housing body side printed circuit board 4 microphone capsule 10 on the one hand and the housing cover 3 on the other hand extends through the interior 11 of the roof control unit 1, a sound channel 12 of the microphone assembly 8, said sound channel 12 forms an opening on the outer surface of the housing cover 3.
  • a seal 13 is arranged between the microphone capsule 10 facing edge of the sound guide channel 12.
  • the sound guide channel 12 of the microphone assembly 8 connects the arranged on the housing body side circuit board 4 of the roof control unit 1 microphone capsule 10 of the microphone 9 acoustically with the outside world or the motor vehicle interior.
  • the in the Figures 1 and 2 illustrated embodiment of the microphone assembly 8 according to the invention is similar to the sound guide channel 12 of the microphone assembly 8 a cylindrical tube.
  • the pipe resonances occurring during operation of the microphone 9 are based on the formation of standing waves.
  • the sound guide channel 12 has a length which corresponds to about ⁇ / 4. Accordingly, the damper disk 4 in the case of the sound duct 12 of the in FIG. 3 illustrated embodiment of the microphone assembly 8 in the arranged the housing cover 3 through the opening surface, in which the speed of sound of the standing wave is located.
  • a respective damper 14 is disposed at the first Schallschnellemaximum and at the second Schallschnellemaximum, the latter in the housing cover 3 of the roof control unit 1 opening of the sound guide channel 12th is present.
  • the length of the sound guide channel 12 is about 5 ⁇ / 4, in the first sound velocity maximum, in the second sound velocity maximum and the third Schallschnellemaximum each a damper disc 14, wherein the third Schallschnellemaximum in the region of the housing cover 3 opening through the Sound guide channel 12 is present.
  • the damper discs 14 forming damping material consists for example of an open-cell foam, such as Basotect, or other material by means of which the kinetic energy of air flowing through this material air molecules into heat energy convertible and thereby the ultrasonic velocity is damped.
  • an open-cell foam such as Basotect
  • Glass wool and foams as well as sintered metals, eg Felt-Metal, have proven to be suitable materials for this purpose. Some of these materials are also suitable, the housing cover 3 of the roof control unit 1 through opening of the sound guide channel 12 of the microphone assembly eighth provided with a comparatively rigid contact protection when the arranged there damper plate 14 is made of the material in question.
  • the damping disks 14 formed from this damping material or material are just thick enough to bring about a sufficient reduction of the sound velocity of the standing wave in the region of the maximum speed of sound; At the same time, however, the damping disks 14 are thin enough not to dampen the sound passing through them as an incident wave altogether.
  • the sound guide channel 12 of the microphone assembly 8 according to the invention according to the in the FIGS. 6 to 10 embodiments shown be configured such that the sound in the region of the housing cover 3 of the roof control unit 1 is led out by an opening configured as a horn or funnel opening portion of the sound guide channel 12 through the housing cover 3 from the roof control unit 1.
  • the sound guide channel 12 extends starting from the microphone capsule 10 in the form of a conical funnel.
  • the extension of the sound guide channel 12 takes place starting from the microphone capsule 10 in the form of a stepped funnel.
  • FIGS. 9 and 10 different embodiments of the sound guide channels 12 of two microphone arrangements 8 shown there are shown, as in the case of the in FIG. 9 shown microphone assembly 8 of the sound guide channel 12 extends funnel-shaped starting from the microphone capsule 10 over the entire length of the sound guide channel 12, whereas in the case of in FIG. 10 shown embodiment of the microphone assembly 8, the funnel-shaped extension of the sound guide channel 12 begins only at a relatively large distance from the microphone capsule 10.

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Abstract

Eine Mikrofonanordnung (8) für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs hat ein Mikrofon (9), das eine Mikrofonkapsel (10) aufweist, die auf einer Leiterplatte (4) angeordnet ist, die im Inneren (11) einer im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordneten Baugruppe (1), z.B. im Inneren (11) einer Dachbedieneinheit (1), untergebracht ist.Um die Mikrofonanordnung (8) möglichst kostengünstig in eine ohnehin in einem Kraftfahrzeuginnenraum vorhandene Baugruppe, z.B. in die Dachbedieneinheit (1), zu integrieren, wird vorgeschlagen, dass die Mikrofonanordnung (8) einen Schallführungskanal (12) aufweist, mittels dem die Mikrofonkapsel (10) des Mikrofons (9) akustisch mit einer Außenfläche der Baugruppe (1) verbunden ist, und dass der Schallführungskanal (12) an einer oder an mehreren Positionen Dämpfungsmaterialelemente aufweist, mittels denen Resonanzen des Schallführungskanals (12) unterdrückbar sind.A microphone arrangement (8) for the interior of a motor vehicle has a microphone (9) which has a microphone capsule (10) which is arranged on a printed circuit board (4) which is arranged inside (11) an assembly (1 ), e.g. in the interior (11) of a roof control unit (1). To integrate into the roof control unit (1), it is proposed that the microphone arrangement (8) has a sound guide channel (12), by means of which the microphone capsule (10) of the microphone (9) is acoustically connected to an outer surface of the assembly (1), and that the sound guide channel (12) has damping material elements at one or more positions, by means of which resonances of the sound guide channel (12) can be suppressed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrofonanordnung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs, mit einem Mikrofon, das eine Mikrofonkapsel aufweist, die auf einer Leiterplatte angeordnet ist, die im Inneren einer im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordneten Baugruppe, z.B. im Inneren einer Dachbedieneinheit, untergebracht ist.The invention relates to a microphone assembly for the interior of a motor vehicle, comprising a microphone having a microphone capsule, which is arranged on a printed circuit board, which in the interior of an assembly arranged in the interior of the motor vehicle, e.g. inside a roof control unit, is housed.

Mikrofone, die im Innenraum eines Kraftfahrzeugs untergebracht sind, sollen optisch möglichst unauffällig in Interieurteile integriert sein, wobei als Interieurteile oft aus wirtschaftlichen Gründen ohnehin im Kraftfahrzeuginnenraum vorhandene Baugruppen genutzt werden sollen, z.B. Dachbedieneinheiten. Die Mikrofonkapsel ist daher üblicherweise auf der innerhalb der Baugruppe bzw. der Dachbedieneinheit befindlichen Leiterplatte positioniert. Aufgrund dieser Positionierung der Mikrofonkapsel und aufgrund der üblichen Positionierung der Leiterplatte innerhalb der Baugruppe bzw. der Dachbedieneinheit ergibt sich ein räumlicher Abstand zwischen der Mikrofonkapsel einerseits und der Außenfläche der Baugruppe bzw. der Dachbedieneinheit andererseits. Diese räumliche Beabstandung kann zu erheblichen Qualitätseinbußen beim Betrieb der Mikrofonanordnung führen.Microphones, which are housed in the interior of a motor vehicle, should be optically unobtrusive integrated into interior parts, which are used as interior parts often for economic reasons already existing in the vehicle interior modules, eg roof control units. The microphone capsule is therefore usually positioned on the circuit board located within the module or the roof control unit. Due to this positioning of the microphone capsule and due to the usual positioning of the printed circuit board within the module or the roof control unit, there is a spatial distance between the microphone capsule on the one hand and the outer surface of the module or the roof control unit on the other. This spatial spacing can lead to significant quality losses in the operation of the microphone assembly.

Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte gattungsgemäße Mikrofonanordnung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs derart weiterzubilden, dass einerseits eine mit einem geringen technisch-konstruktiven Aufwand einhergehende Integration der Mikrofonanordnung in ohnehin im Kraftfahrzeuginnenraum vorhandene Baugruppen, z.B. in eine Dachbedieneinheit, möglich ist, wobei andererseits gewährleistet sein soll, dass ein höchsten akustischen Qualitätsansprüchen genügender Betrieb der Mikrofonanordnung gesichert werden soll.Based on the above-described prior art, the invention has the object, the above-described generic microphone assembly for the interior of a motor vehicle such that on the one hand with a small technical and design effort accompanying integration of the microphone assembly in existing anyway in the vehicle interior modules, e.g. in an overhead control unit, is possible, on the other hand, to ensure that a highest acoustic quality requirements sufficient operation of the microphone assembly to be secured.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Mikrofonanordnung einen Schallführungskanal aufweist, mittels dem die Mikrofonkapsel des Mikrofons akustisch mit einer Au-ßenfläche der Baugruppe verbunden ist, und dass der Schallführungskanal an einer oder mehreren Positionen Dämpfungsmaterialelemente aufweist, mittels denen Resonanzen des Schallführungskanals unterdrückbar sind. Entsprechend werden im Falle der vorstehend geschilderten erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Mikrofonanordnung Dämpfungen im Bereich lokaler Schallschnellemaxima- realisiert.This object is achieved in that the microphone assembly comprises a sound guide channel, by means of which the microphone capsule of the microphone is acoustically connected to an outer surface of the assembly, and that the sound guide channel has at one or more positions damping material elements by means of which resonances of the sound guide channel can be suppressed , Accordingly, in the case of the above-described embodiment of the microphone arrangement according to the invention, damping is realized in the region of local sound velocity maxima.

Die Dämpfungsmaterialelemente lassen sich vorteilhaft als Dämpfscheiben ausgestalten und können dann mit einem vergleichsweise geringen Aufwand im Schallführungskanal an den seinen Schallschnellemaxima entsprechenden Positionen angeordnet werden.The damping material elements can be designed advantageously as a damping discs and can then be arranged with a comparatively little effort in the sound guide channel at its corresponding Schallschnellemaxima positions.

Als als Dämpfungsmaterial der Dämpfungsmaterialelemente bzw. Scheiben besonders geeignete Werkstoffe haben sich offenporige Schaumstoffe, wie Basotect, Glaswolle, gesintertes Metall, wie Felt-Metal, erwiesen; diesen Werkstoffen ist gemeinsam, dass mittels ihnen schallschnelle Bewegungsenergie in thermische Energie umwandelbar ist, indem die Bewegungsenergie durch die genannten Werkstoffe hindurchströmender Luftmoleküle in Wärmeenergie umgewandelt wird.As the damping material of the damping material elements or discs particularly suitable materials have open-cell foams, such as Basotect, glass wool, sintered metal, like Felt-Metal, proven; These materials have in common that by means of them sound-fast kinetic energy is convertible into thermal energy by the kinetic energy is converted by the above-mentioned materials through flowing air molecules into heat energy.

Vorteilhaft ist die Dickenabmessung der Dämpfscheiben gerade so gewählt, dass mittels der Dämpfscheiben eine ausreichende Dämpfung der Resonanz durch eine stehende Welle und eine hinreichend geringe Dämpfung einer einmalig durch die Dämpfscheibe hindurchtretenden Schallwelle bewirkbar ist.Advantageously, the thickness of the damping discs is just chosen so that by means of the damping discs sufficient damping of the resonance by a standing wave and a sufficiently low attenuation of a once passing through the damper sound wave can be effected.

Um einen Eindring- und Berührungsschutz am ausgangsseitigen Ende des Schallführungskanals mit einem geringen Aufwand zu realisieren, ist es vorteilhaft, wenn der Werkstoff des Dämpfungsmaterials ausreichend biegesteif ist, um am der Außenfläche der Baugruppe zugeordneten Endabschnitt des Schallführungskanals diese Effekte zur Verfügung zu stellen.In order to realize a penetration and contact protection at the output end of the sound guide channel with little effort, it is advantageous if the material of the damping material is sufficiently rigid in order to provide these effects on the outer surface of the module associated end portion of the sound guide channel.

Gemäß einer ersten Ausführungsform kann der Querschnitt des Schallführungskanals über dessen Länge konstant sein.According to a first embodiment, the cross section of the sound guide channel can be constant over its length.

Alternativ ist es möglich, dass sich der Querschnitt des Schallführungskanals mit zunehmendem Abstand zur Mikrofonkapsel vergrößert. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Mikrofonanordnung ist der Schallführungskanal trichterförmig und der Trichterumfang am der Mikrofonkapsel abgewandten äußeren Ende des Schallführungskanals größer als die zu nutzende Wellenlänge.Alternatively, it is possible that the cross section of the sound guide channel increases with increasing distance to the microphone capsule. According to an advantageous development of the microphone arrangement according to the invention, the sound guide channel is funnel-shaped and the funnel circumference at the outer end of the sound guide channel facing away from the microphone capsule is greater than the wavelength to be used.

Des Weiteren kann vorteilhaft die Länge des trichterförmigen Schallführungskanals größer als die Hälfte der zu nutzenden Wellenlänge sein.Furthermore, advantageously, the length of the funnel-shaped sound guide channel can be greater than half the wavelength to be used.

Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Mikrofonanordnung kann sich der Querschnitt des trichterförmigen Schallführungskanals mit zunehmendem Abstand zur Mikrofonkapsel linear, konisch, stufenweise, exponentiell, bilinear oder hyperbolisch erweitern.According to a development of the microphone arrangement according to the invention, the cross-section of the funnel-shaped sound guide channel can expand linearly, conically, stepwise, exponentially, bilinearly or hyperbolic with increasing distance to the microphone capsule.

Des Weiteren sind Ausführungsformen möglich und vorteilhaft, bei denen sich der Querschnitt des Schallführungskanals ab einem vorgebbaren Abstand zur Mikrofonkapsel trichterförmig erweitert.Furthermore, embodiments are possible and advantageous in which the cross section of the sound guide channel widens in a funnel shape from a predeterminable distance to the microphone capsule.

Gemäß einer weiteren Ausprägung kann sich an der Position des Übergangs von konstantem zu sich erweiterndem Querschnitt eine Dämpfscheibe befinden.According to another embodiment, a damper disk may be located at the position of the transition from constant to flared cross-section.

Den vorstehend geschilderten Ausführungsformen des Schallführungskanals der erfindungsgemäßen Mikrofonanordnung ist gemeinsam, dass sie - je nach Anforderungsprofil - in hervorragender Weise geeignet sind, die im Inneren der Baugruppe bzw. der Dachbedieneinheit angeordnete Mikrofonkapsel der Mikrofonanordnung so an die Außenwelt bzw. den Innenraum des Kraftfahrzeugs anzuschließen, dass bei der Übertragung von Schall zwischen dem Innenraum des Kraftfahrzeugs und der Mikrofonkapsel möglichst keine Störungen auftreten.The above-described embodiments of the sound guide channel of the microphone assembly according to the invention has in common that they - depending on the requirements - are well suited to connect the arranged inside the module or the roof control unit microphone capsule of the microphone assembly to the outside world or the interior of the motor vehicle, that in the transmission of sound between the interior of the motor vehicle and the microphone capsule as possible no interference.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawing.

Es zeigen:

Figur 1
eine im Innenraum eines Kraftfahrzeugs verbaute Dachbedieneinheit mit einer erfindungsgemäßen Mikrofonanordnung;
Figur 2
eine Prinzipdarstellung der in Figur 1 innerhalb der Dachbedieneinheit gezeigten Mikrofonanordnung;
Figuren 3 - 5
Darstellungen unterschiedlich ausgestalteter erfindungsgemäßer Mikrofonanordnungen zur Verdeutlichung der Lage von Schallschnellemaxima in denselben; und
Figuren 6 - 10
Darstellungen unterschiedlicher Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mikrofonanordnung.
Show it:
FIG. 1
a built-in interior of a motor vehicle roof control unit with a microphone assembly according to the invention;
FIG. 2
a schematic representation of in FIG. 1 microphone assembly shown within the roof control unit;
Figures 3 - 5
Representations of differently designed inventive microphone arrangements for clarifying the position of sound velocity maxima in the same; and
FIGS. 6 to 10
Representations of different embodiments of the microphone assembly according to the invention.

Figur 1 zeigt in einer Schnittdarstellung eine im Innenraum eines Kraftfahrzeugs installierbare Dachbedieneinheit 1. Zu dieser Dachbedieneinheit 1 gehören ein Gehäusekörper 2 und ein Gehäusedeckel 3. Mittels des Gehäusekörpers 2 ist die Dachbedieneinheit an einer Wandung des Kraftfahrzeuginnenraums angebracht, der Gehäusedeckel 3 schließt die Dachbedieneinheit 1 zum Kraftfahrzeuginnenraum hin ab. FIG. 1 shows a sectional view of an installable in the interior of a motor vehicle roof control unit 1. To this roof control unit 1 includes a housing body 2 and a housing cover 3. By means of the housing body 2, the roof control unit is mounted on a wall of the motor vehicle interior, the housing cover 3 closes the roof control unit 1 to the vehicle interior from.

An der Innenseite des Gehäusekörpers 2 der Dachbedieneinheit 1 ist eine Leiterplatte 4 angeordnet, an der diverse elektronische Bauteile 5 der Dachbedieneinheit 1 sitzen.On the inside of the housing body 2 of the roof control unit 1, a circuit board 4 is arranged to sit on the various electronic components 5 of the roof control unit 1.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist am Gehäusedeckel 3 der Dachbedieneinheit 1 eine Leuchte 6 und ein Brillenfach 7 angeordnet bzw. ausgebildet.In the illustrated embodiment, a light 6 and a spectacle compartment 7 is arranged or formed on the housing cover 3 of the roof control unit 1.

Des Weiteren ist in die Dachbedieneinheit 1 eine Mikrofonanordnung 8 mit einem Mikrofon 9 integriert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Mikrofonanordnung 8 bzw. das Mikrofon 9 etwa mittig in der Dachbedieneinheit 1 angeordnet.Furthermore, a microphone arrangement 8 with a microphone 9 is integrated in the roof control unit 1. In the illustrated embodiment, the microphone assembly 8 and the microphone 9 is arranged approximately centrally in the roof control unit 1.

Zu dem Mikrofon 9 gehört eine Mikrofonkapsel 10, die - neben den weiteren elektronischen Bauteilen 5 - auf der dem Inneren 11 der Dachbedieneinheit 1 zugewandten Fläche der Leiterplatte 4 angeordnet ist. Zwischen der an der gehäusekörperseitigen Leiterplatte 4 angeordneten Mikrofonkapsel 10 einerseits und dem Gehäusedeckel 3 andererseits erstreckt sich durch das Innere 11 der Dachbedieneinheit 1 ein Schallführungskanal 12 der Mikrofonanordnung 8, wobei dieser Schallführungskanal 12 an der Außenfläche des Gehäusedeckels 3 eine Öffnung bildet.To the microphone 9 includes a microphone capsule 10, which - in addition to the other electronic components 5 - on the interior 11 of the roof control unit 1 facing surface of the circuit board 4 is arranged. Between the arranged on the housing body side printed circuit board 4 microphone capsule 10 on the one hand and the housing cover 3 on the other hand extends through the interior 11 of the roof control unit 1, a sound channel 12 of the microphone assembly 8, said sound channel 12 forms an opening on the outer surface of the housing cover 3.

Zwischen der der Mikrofonkapsel 10 zugewandten Kante des Schallführungskanals 12 ist eine Dichtung 13 angeordnet.Between the microphone capsule 10 facing edge of the sound guide channel 12, a seal 13 is arranged.

Der Schallführungskanal 12 der Mikrofonanordnung 8 verbindet die an der gehäusekörperseitigen Leiterplatte 4 der Dachbedieneinheit 1 angeordnete Mikrofonkapsel 10 des Mikrofons 9 akustisch mit der Außenwelt bzw. dem Kraftfahrzeuginnenraum. Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Mikrofonanordnung 8 gleicht der Schallführungskanal 12 der Mikrofonanordnung 8 einem zylindrischen Rohr. Die im Betrieb des Mikrofons 9 auftretenden Rohrresonanzen beruhen auf der Entstehung von stehenden Wellen. Hierbei bildet sich am geschlossenen Ende des Rohrs bzw. des Schallführungskanals 12, d.h. dort, wo sich die Mikrofonkapsel 10 des Mikrofons 9 befindet, ein Schalldruckmaximum aus, während sich am offenen Ende des zylindrischen Rohrs bzw. des Schallführungskanals 12, d.h. an der den Gehäusedeckel 3 der Dachbedieneinheit 1 durchbrechenden Öffnung, ein Schallschnellemaximum ausbildet, sobald die Mikrofonanordnung 8 mit einer Frequenz angeregt wird, deren Wellenlänge einem Vierfachen der Länge des zylindrischen Rohrs bzw. des Schallführungskanals 12 entspricht. Weitere Schalldruck- und Schallschnellemaxima bilden sich bei ungeradzahligen Vielfachen dieser Frequenz entlang der Rohrlänge aus. All diese Resonanzen führen zu einem entsprechend verzerrten Frequenzgang des Mikrofons 9 der Mikrofonanordnung 8. Um diesen unerwünschten Effekt zu unterdrücken, ist die erfindungsgemäße Mikrofonanordnung 8, wie sich insbesondere aus den Figuren 3 bis 5 ergibt, im Bereich lokaler Schallschnellemaxima mit Dämpfungsmaterialelemente in Form von Dämpfscheiben 14 ausgerüstet. Diese Dämpfscheiben 14 sind gezielt an denjenigen Positionen innerhalb des Schallführungskanals 12 angeordnet, an denen sich innerhalb des Schallführungskanals in Längsrichtung bei stehenden Wellen lokale Schallschnellemaxima ausbilden, also bei Xi = L x (2i + 1) / (2n + 1), wobei Xi die Position des i-ten Schallschnellemaximums in Längsrichtung vom offenen Ende des Schallführungskanals her gesehen ist mit i = 0, ... , n; L ist die Gesamtlänge des Schallführungskanals und n ∈ N0 ist die Ordnung der Resonanz.The sound guide channel 12 of the microphone assembly 8 connects the arranged on the housing body side circuit board 4 of the roof control unit 1 microphone capsule 10 of the microphone 9 acoustically with the outside world or the motor vehicle interior. In the in the Figures 1 and 2 illustrated embodiment of the microphone assembly 8 according to the invention is similar to the sound guide channel 12 of the microphone assembly 8 a cylindrical tube. The pipe resonances occurring during operation of the microphone 9 are based on the formation of standing waves. This forms at the closed end of the tube or of the sound guide channel 12, ie where the microphone capsule 10 of the microphone 9 is located, a maximum sound pressure, while at the open end of the cylindrical tube or the sound guide channel 12, ie on the housing cover 3 of the roof control unit 1 opening through opening, a maximum speed of sound is formed as soon as the microphone assembly 8 is excited at a frequency whose wavelength corresponds to four times the length of the cylindrical tube or the sound guide channel 12. Further sound pressure and sound velocity maxima are formed at odd multiples of this frequency along the pipe length. All these resonances lead to a correspondingly distorted frequency response of the microphone 9 of the microphone assembly 8. To suppress this undesirable effect, the microphone assembly 8 according to the invention, as can be seen in particular from FIGS. 3 to 5 results in the area of local speed sound maxima equipped with damping material elements in the form of damper discs 14. These damper discs 14 are arranged specifically at those positions within the sound guide channel 12, where formed in the longitudinal direction of the sound guide channel with standing waves local Schallschnellemaxima, ie at X i = L x (2i + 1) / (2n + 1), where X i is the position of the i-th sound velocity maximum in the longitudinal direction seen from the open end of the sound guide channel with i = 0, ..., n; L is the total length of the sound conduction channel and n ∈ N 0 is the order of the resonance.

In Figur 3 ist eine Mikrofonanordnung 8 in einer Ausführungsform gezeigt, deren Schallführungskanal 12 eine Länge aufweist, die etwa Λ/4 entspricht. Entsprechend ist die Dämpfscheibe 4 im Falle des Schallführungskanals 12 der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform der Mikrofonanordnung 8 in der den Gehäusedeckel 3 durchbrechenden Öffnungsfläche angeordnet, in der das Schallschnellemaximum der stehenden Welle sich befindet.In FIG. 3 a microphone assembly 8 is shown in an embodiment, the sound guide channel 12 has a length which corresponds to about Λ / 4. Accordingly, the damper disk 4 in the case of the sound duct 12 of the in FIG. 3 illustrated embodiment of the microphone assembly 8 in the arranged the housing cover 3 through the opening surface, in which the speed of sound of the standing wave is located.

Im Falle der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform der Mikrofonanordnung 8, bei der die Länge des Schallführungskanals 12 der Mikrofonanordnung 3 Λ/4 beträgt, ist jeweils eine Dämpfscheibe 14 am ersten Schallschnellemaximum und am zweiten Schallschnellemaximum angeordnet, wobei letzteres in der den Gehäusedeckel 3 der Dachbedieneinheit 1 durchbrechenden Öffnung des Schallführungskanals 12 vorliegt.In the case of in FIG. 4 shown embodiment of the microphone assembly 8, wherein the length of the sound guide channel 12 of the microphone assembly 3 Λ / 4, a respective damper 14 is disposed at the first Schallschnellemaximum and at the second Schallschnellemaximum, the latter in the housing cover 3 of the roof control unit 1 opening of the sound guide channel 12th is present.

Entsprechend sind bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform der Mikrofonanordnung 8, bei der die Länge des Schallführungskanals 12 etwa 5 Λ/4 beträgt, im ersten Schallschnellemaximum, im zweiten Schallschnellemaximum und im dritten Schallschnellemaximum jeweils eine Dämpfscheibe 14 angeordnet, wobei das dritte Schallschnellemaximum im Bereich der den Gehäusedeckel 3 durchbrechenden Öffnung des Schallführungskanals 12 vorliegt.Accordingly, at the in FIG. 5 illustrated embodiment of the microphone assembly 8, wherein the length of the sound guide channel 12 is about 5 Λ / 4, in the first sound velocity maximum, in the second sound velocity maximum and the third Schallschnellemaximum each a damper disc 14, wherein the third Schallschnellemaximum in the region of the housing cover 3 opening through the Sound guide channel 12 is present.

Das die Dämpfscheiben 14 ausbildende Dämpfungsmaterial besteht beispielsweise aus einem offenporigen Schaumstoff, wie beispielsweise Basotect, oder einem anderen Werkstoff, mittels dem die Bewegungsenergie von durch diesen Werkstoff hindurchströmenden Luftmolekülen in Wärmeenergie umwandelbar und dadurch die Schallschnellebewegung dämpfbar ist. Als geeignete Werkstoffe hierfür haben sich auch Glaswolle und Schäume sowie gesinterte Metalle, z.B. Felt-Metal, herausgestellt. Einige dieser Werkstoffe sind darüber hinaus geeignet, die den Gehäusedeckel 3 der Dachbedieneinheit 1 durchbrechende Öffnung des Schallführungskanals 12 der Mikrofonanordnung 8 mit einem vergleichsweise biegesteifen Berührungsschutz zu versehen, wenn die dort angeordnete Dämpfscheibe 14 aus dem betreffenden Werkstoff hergestellt ist.The damper discs 14 forming damping material consists for example of an open-cell foam, such as Basotect, or other material by means of which the kinetic energy of air flowing through this material air molecules into heat energy convertible and thereby the ultrasonic velocity is damped. Glass wool and foams as well as sintered metals, eg Felt-Metal, have proven to be suitable materials for this purpose. Some of these materials are also suitable, the housing cover 3 of the roof control unit 1 through opening of the sound guide channel 12 of the microphone assembly eighth provided with a comparatively rigid contact protection when the arranged there damper plate 14 is made of the material in question.

Die aus diesem Dämpfungsmaterial bzw. -werkstoff ausgebildeten Dämpfscheiben 14 sind gerade dick genug, um im Bereich des Schallschnellemaximums eine ausreichende Reduktion der Schallschnelle der stehenden Welle herbeizuführen; gleichzeitig sind die Dämpfscheiben 14 aber dünn genug, um den durch sie als einfallende Welle hindurchtretenden Schall insgesamt nicht zu stark zu dämpfen.The damping disks 14 formed from this damping material or material are just thick enough to bring about a sufficient reduction of the sound velocity of the standing wave in the region of the maximum speed of sound; At the same time, however, the damping disks 14 are thin enough not to dampen the sound passing through them as an incident wave altogether.

Bei vergleichsweise langen Schallführungskanälen 12 und/oder bei einer frequenzmäßig breitbandigen Anwendung müssen entsprechend viele Dämpfscheiben 14 eingesetzt werden. Hierdurch könnte eine unerwünscht hohe Gesamtdämpfung entstehen. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, kann der Schallführungskanal 12 der erfindungsgemäßen Mikrofonanordnung 8 gemäß den in den Figuren 6 bis 10 gezeigten Ausführungsformen derart ausgestaltet sein, dass der Schall im Bereich des Gehäusedeckels 3 der Dachbedieneinheit 1 durch einen als Horn bzw. Trichter ausgestalteten Öffnungsbereich des Schallführungskanals 12 durch den Gehäusedeckel 3 aus der Dachbedieneinheit 1 herausgeführt wird.For comparatively long sound guide channels 12 and / or in a frequency broadband application correspondingly many damper discs 14 must be used. This could result in an undesirably high total attenuation. To counteract this effect, the sound guide channel 12 of the microphone assembly 8 according to the invention according to the in the FIGS. 6 to 10 embodiments shown be configured such that the sound in the region of the housing cover 3 of the roof control unit 1 is led out by an opening configured as a horn or funnel opening portion of the sound guide channel 12 through the housing cover 3 from the roof control unit 1.

Im Falle der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrofonanordnung 8 erweitert sich der Schallführungskanal 12 ausgehend von der Mikrofonkapsel 10 in Form eines konischen Trichters. Im Falle der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform der Mikrofonanordnung 8 erfolgt die Erweiterung des Schallführungskanals 12 ausgehend von der Mikrofonkapsel 10 in Form eines stufenförmigen Trichters.In the case of in FIG. 6 illustrated embodiment of the microphone assembly 8 according to the invention, the sound guide channel 12 extends starting from the microphone capsule 10 in the form of a conical funnel. In the case of in FIG. 7 illustrated embodiment of the microphone assembly 8, the extension of the sound guide channel 12 takes place starting from the microphone capsule 10 in the form of a stepped funnel.

Entsprechend erfolgt die Erweiterung des Schallführungskanals 12 im Falle der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform der Mikrofonanordnung 8 ausgehend von der Mikrofonkapsel 10 in Form eines exponentiellen Trichters.Accordingly, the extension of the sound guide channel 12 in the case of in FIG. 8 illustrated embodiment of the microphone assembly 8, starting from the microphone capsule 10 in the form of an exponential funnel.

In den Figuren 9 und 10 sind insoweit unterschiedliche Ausführungsformen der Schallführungskanäle 12 zweier dort gezeigter Mikrofonanordnungen 8 dargestellt, als sich im Falle der in Figur 9 gezeigten Mikrofonanordnung 8 der Schallführungskanal 12 ausgehend von der Mikrofonkapsel 10 über die gesamte Länge des Schallführungskanals 12 trichterförmig erweitert, wohingegen im Falle der in Figur 10 gezeigten Ausführungsform der Mikrofonanordnung 8 die trichterförmige Erweiterung des Schallführungskanals 12 erst in einem vergleichsweise großen Abstand von der Mikrofonkapsel 10 beginnt.In the FIGS. 9 and 10 In this respect, different embodiments of the sound guide channels 12 of two microphone arrangements 8 shown there are shown, as in the case of the in FIG. 9 shown microphone assembly 8 of the sound guide channel 12 extends funnel-shaped starting from the microphone capsule 10 over the entire length of the sound guide channel 12, whereas in the case of in FIG. 10 shown embodiment of the microphone assembly 8, the funnel-shaped extension of the sound guide channel 12 begins only at a relatively large distance from the microphone capsule 10.

Claims (12)

Mikrofonanordnung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs, mit einem Mikrofon (9), das eine Mikrofonkapsel (10) aufweist, die auf einer Leiterplatte (4) angeordnet ist, die im Inneren (11) einer im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordneten Baugruppe (1), z.B. im Inneren (11) einer Dachbedieneinheit (1), untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrofonanordnung (8) einen Schallführungskanal (12) aufweist, mittels dem die Mikrofonkapsel (10) des Mikrofons (9) akustisch mit einer Außenfläche der Baugruppe (1) verbunden ist, und dass der Schallführungskanal (12) an einer oder an mehreren Positionen Dämpfungsmaterialelemente (14) aufweist, mittels denen Resonanzen des Schallführungskanals (12) unterdrückbar sind.Microphone arrangement for the interior of a motor vehicle, comprising a microphone (9), which has a microphone capsule (10) which is arranged on a printed circuit board (4), in the interior (11) of an assembly (1) arranged in the interior of the motor vehicle, eg in the interior (11) of an overhead control unit (1), characterized in that the microphone arrangement (8) has a sound guide channel (12) by means of which the microphone capsule (10) of the microphone (9) is acoustically connected to an outer surface of the assembly (1 ), and that the sound guide channel (12) at one or more positions damping material elements (14) by means of which resonances of the sound guide channel (12) can be suppressed. Mikrofonanordnung nach Anspruch 1, deren Dämpfungsmaterialelemente (14) als Dämpfscheiben (14) ausgebildet und im Schallführungskanal(12) an den seinen Schallschnellemaxima entsprechenden Positionen angeordnet sind.Microphone arrangement according to Claim 1, the damping material elements (14) of which are designed as damping disks (14) and are arranged in the sound guide channel (12) at the positions corresponding to their sound velocity maxima. Mikrofonanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Dämpfungsmaterial der Dämpfungsmaterialelemente (14) ein Werkstoff, z.B. ein offenporiger Schaumstoff wie Basotect, Glaswolle, gesintertes Metall wie Felt-Metal, ist, mittels dem Schallschnellebewegungsenergie in thermische Energie umwandelbar ist.Microphone arrangement according to claim 1 or 2, wherein the damping material of the damping material elements (14) is a material, for example an open-cell foam such as Basotect, glass wool, sintered metal such as Felt-Metal, is converted by means of the Schallschnellebewegungsenergie in thermal energy. Mikrofonanordnung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Dickenabmessung der Dämpfscheiben (14) gerade so bemessen ist, dass mittels der Dämpfscheiben (14) eine ausreichende Dämpfung der Resonanz durch eine stehende Welle und eine hinreichend geringe Dämpfung einer einmalig durch die Dämpfscheibe (14) hindurchtretenden Schallwelle bewirkbar ist.Microphone arrangement according to claim 2 or 3, wherein the thickness dimension of the damping discs (14) is just dimensioned such that by means of the damping discs (14) sufficient damping of the resonance by a standing wave and a sufficiently low attenuation of a once through the damper disc (14) passing sound wave can be effected. Mikrofonanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Werkstoff des Dämpfungsmaterials ausreichend biegesteif ist, um am der Außenfläche der Baugruppe (1) zugeordneten Endabschnitt des Schallführungskanals (12) einen Berühr- bzw. Eindringschutz zu realisieren.Microphone arrangement according to one of claims 1 to 4, wherein the material of the damping material is sufficiently rigid in order to realize on the outer surface of the assembly (1) associated end portion of the sound guide channel (12) a contact or intrusion protection. Mikrofonanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Querschnitt des Schallführungskanals (12) über dessen Länge konstant ist.Microphone arrangement according to one of Claims 1 to 5, in which the cross section of the sound guide channel (12) is constant over its length. Mikrofonanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der sich der Querschnitt des Schallführungskanals (12) mit zunehmendem Abstand zur Mikrofonkapsel (10) vergrößert.Microphone arrangement according to one of claims 1 to 5, wherein the cross section of the sound guide channel (12) increases with increasing distance to the microphone capsule (10). Mikrofonanordnung nach Anspruch 7, bei der der Schallführungskanal (12) trichterförmig ist und der Trichterumfang am der Mikrofonkapsel (10) abgewandten äußeren Ende des Schallführungskanals (12) größer als die zu nutzende Wellenlänge ist.Microphone arrangement according to Claim 7, in which the sound guide channel (12) is funnel-shaped and the funnel circumference at the outer end of the sound guide channel (12) remote from the microphone capsule (10) is greater than the wavelength to be used. Mikrofonanordnung nach Anspruch 8, bei der die Länge des trichterförmigen Schallführungskanals (12) größer als die Hälfte der zu nutzenden Wellenlänge ist.A microphone assembly according to claim 8, wherein the length of the funnel-shaped sound guide channel (12) is greater than half of the wavelength to be used. Mikrofonanordnung nach Anspruch 8 oder 9, bei der sich der Querschnitt des trichterförmigen Schallführungskanals (12) mit zunehmendem Abstand zur Mikrofonkapsel (10) linear, konisch, stufenweise, exponentiell, bilinear oder hyperbolisch erweitert.Microphone arrangement according to claim 8 or 9, in which the cross-section of the funnel-shaped sound guide channel (12) widens with increasing distance to the microphone capsule (10) in a linear, conical, stepwise, exponential, bilinear or hyperbolic manner. Mikrofonanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der sich der Querschnitt des Schallführungskanals (12) ab einem vorgebbaren Abstand zur Mikrofonkapsel (10) trichterförmig erweitert.Microphone arrangement according to one of Claims 1 to 5, in which the cross-section of the sound guide channel (12) widens in a funnel shape at a predeterminable distance from the microphone capsule (10). Mikrofonanordnung nach Anspruch 11, bei der sich an der Position des Übergangs zwischen konstantem und sich erweiterndem Querschnitt eine Dämpfscheibe befindet.A microphone assembly according to claim 11, wherein there is a damper disk at the position of the transition between constant and expanding cross-sections.
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