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Die
Erfindung betrifft einen Mikrofonkoppler für ein Sprachkommunikationsgerät, insbesondere einen
Koppler, der einen Luftkanal vom Außenbereich des Geräts zu einem
im Gerät
befindlichen Mikrofon vorsieht.
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In
einem Sprachkommunikationsgerät
müssen
ein Mikrofon und ein Lautsprecher vorgesehen sein, um einem Benutzer
das Senden und Empfangen von Tonsignalen mit einem anderen von einer anderen
Person verwendeten kompatiblen Gerät zu ermöglichen.
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Bei
einem typischen Telefon ist ein Handapparat vorgesehen, der eine
Ausbildungsform mit zwei Wandlern ist, z. B. einem Mikrofon und
einem Lautsprecher, die in einem Verhältnis mit angemessenem Abstand
positioniert sind. Indessen haben tragbare Kommunikationsgeräte wie Mobiltelefone
immer kleinere Formfaktoren. Das Anordnen von Wandlern in einem
Mobiltelefon ist eine schwierige Aufgabe, da es für mögliche Plätze für die Wandler
Platzeinschränkungen
gibt und in bestimmten begrenzten Räumen der Platz eines Wandlers,
beispielsweise eines Mikrofons, ausreichend vor einer von anderen Vorrichtungen
innerhalb des Telefons erzeugten Signalstörung isoliert sein muss. Demzufolge
muss ein Mikrofon in einigen Fällen
unter Umständen
an einer Stelle platziert werden, die sich nicht besonders nah am
dazugehörigen
Mikrofonport im Gehäuse
des Telefons befindet.
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DE 10201312 offenbart eine
Schallaufnahmevorrichtung für
ein Sprachkommunikationsgerät. Die
Aufnahmevorrichtung verfügt über eine
Schalleintrittsöffnung
in einer Wand der Vorrichtung, die über einen Schalleintrittskanal
mit einem Mikrofon verbunden ist. Das Mikrofon und der Schalleintrittskanal
befinden sich im Gehäuse
der Vorrichtung.
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US 6108416 offenbart ein
Kommunikationsgerät,
in dem ein intern befindliches Mikrofon über einen akustischen Pfad,
der sich durch eine der Tasten zur Außenseite des Geräts hin öffnet, an
die Außenseite
des Gehäuses
des Geräts
angeschlossen ist.
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US 5832079 offenbart ein
Mobiltelefon der Art mit einem drehbaren Aufklappelement zum Abdecken
der Tastatur des Mobiltelefons, wenn es nicht in Benutzung ist.
Im Inneren des Aufklappelements gebildet ist eine akustische Hupe
zum Verbinden der akustischen Energie mit einem Mikrofon, das fest
am Gehäuse
des Mobiltelefons montiert ist. Die akustische Hupe ist mit dem
Mikrofon über
eine akustische Drehverbindung in Verbindung, die einen der zwei Drehpunkte
bildet, über
die das Aufklappelement drehbar am Gehäuse montiert ist.
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Keine
der vorangehenden Dokumente geht Probleme bezüglich der Positionierung eines
Mikrofons im Inneren eines Kommunikationsgerätegehäuses an, während es vor einer von anderen
Vorrichtungen im Telefon erzeugten Signalstörung geschützt wird.
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Es
besteht eine Erfordernis einer Anordnung, welche derartige Schwierigkeiten
beim Stand der Technik angeht.
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WO 2006/024134 , veröffentlicht
am 9. März 2006
und anwendbar gemäß Artikel
52(3) und (4) EPÜ,
offenbart ein mobiles drahtloses Kommunikationsgerät einschließlich eines
Gehäuses
und einer Leiterplatte im Gehäuse
und mit einer Hochfrequenz-(HF-)Schaltung und einem Leistungsverstärker und
einem Mikrofon, die darauf montiert sind. Eine Antenne wird im Gehäuse getragen
und ist mit der HF-Schaltung
funktionsfähig.
Ein HF-Schirm umgibt und isoliert das Mikrofon vor der HF-Schaltung, dem Leistungsverstärker und
der Antenne und schirmt das Mikrofon vor der von der HF-Schaltung, der
Antenne oder dem Leistungsverstärker
ausgestrahlten Energie ab.
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ALLGEMEINES
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In
einem ersten Aspekt ist ein Mikrofonkoppler für ein Mikrofon vorgesehen,
das sich in einem Gehäuse
eines tragbaren Kommunikationsgeräts befindet. Der Koppler umfasst
einen Körperabschnitt mit
einem inneren Hohlraum zur Unterbringung mindestens eines Teilbereichs
des Mikrofons und eines HF-Schirms, der mit dem Mikrofon assoziiert
ist, wobei der Körperabschnitt
einen Port durch eine Wand davon aufweist, wobei der Port mit dem
inneren Hohlraum kommuniziert, der innere Hohlraum mit einer Öffnung des
Mikrofons zum Empfangen akustischer Signale über eine Apertur im HF-Schirm
kommuniziert; und eine Leitung mit einem internen Kanal darin, einem
distalen Ende, einem proximalen Ende, wobei eine erste Öffnung im
distalen Ende sich mit dem internen Kanal verbindet und eine zweite Öffnung im
proximalen Ende sich mit dem internen Kanal verbindet, wobei das
proximale Ende der Leitung an den Körperabschnitt angeschlossen
ist, die zweite Öffnung
in Verbindung mit dem Port steht; sich das distale Ende zu einer
Mikrofonöffnung
im Gehäuse hin
erstreckt; und die Leitung und der Körperabschnitt einstückig ausgebildet
sind.
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Im
Mikrofonkoppler kann das nahe Ende der Leitung mit einer Seitenwand
des Körperabschnitts ineinander
greifen.
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Im
Mikrofonkoppler kann die Leitung eine Längenabmessung von zwischen
10 mm und 15 mm aufweisen.
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Im
Mikrofonkoppler kann ein Unterstützungsbauteil
an die Leitung angeschlossen sein, das an einer Stelle in dem Gehäuse anbringbar
ist, um für
die Leitung eine Stütze
bereitzustellen.
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Im
Mikrofonkoppler besteht der Koppler aus einem Kunststoffwerkstoff.
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In
einem zweiten Aspekt umfasst ein Mikrofonkopplersystem für ein Kommunikationsgerät Folgendes:
eine gedruckte Leiterplatte; ein Mikrofon, das sich auf der gedruckten
Leiterplatte befindet, wobei das Mikrofon eine Öffnung zum Empfang akustischer
Signale aufweist; eine Antenne zur Verarbeitung drahtloser vom Gerät bearbeiteter
Kommunikationen; einen Hochfrequenz-(HF-)Schirm, der über dem
Mikrofon auf der gedruckten Leiterplatte angeordnet werden kann,
um das Mikrofon vor einer Störung
zu isolieren, die von mit der Antenne verbundenen Signalen verursacht
wird; und einen Mikrofonkoppler zum Abschirmen des Mikrofons vor
Hochfrequenz-(HF-)Signalen gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung.
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Im
System kann eine Dichtung vorgesehen sein, die sich zwischen der Öffnung des
Mikrofons und dem HF-Schirm befindet.
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Im
System kann eine HF-Abdichtungsvorrichtung mit einer Öffnung dadurch
vorgesehen sein, wobei die HF-Abdichtungsvorrichtung die Apertur des
HF-Schirms abdeckt
und die Dichtung in der Position um die Öffnung des Mikrofons hält.
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Im
System kann ein Unterstützungsbauteil vorgesehen
sein, das an die Leitung angeschlossen ist und welches an einer
Stelle in der gedruckten Leiterplatte anbringbar ist, um für die Leitung
eine Stütze bereitzustellen.
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Im
System kann die gedruckte Leiterplatte ein Mikrofonloch umfassen,
das sich von einer Seite der gedruckten Leiterplatte zur gegenüberliegenden Seite
der gedruckten Leiterplatte hin erstreckt, wobei sich das Mikrofon
und der HF-Schirm auf der einen Seite der gedruckten Leiterplatte
befinden können; die Öffnung am
Mikrofon so positioniert sein kann, dass sie dem Mikrofonloch gegenüber liegt;
und die Leitung sich an der anderen Seite der gedruckten Leiterplatte
befinden kann und das proximale Ende der Leitung mit dem Mikrofonloch
auf der gedruckten Leiterplatte kommunizieren kann.
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In
einem dritten Aspekt ist ein Kommunikationsgerät vorgesehen, das den Mikrofonkoppler
des ersten Aspekts oder das Mikrofonkopplersystem des zweiten Aspekts
der Erfindung umfasst.
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Im
Gerät kann
sich die Antenne in einem unteren Teilbereich des Geräts befinden,
und die Leitung kann sich über
der Antenne erstrecken.
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Im
Gerät können sich
die Tastaturvorrichtungen an einer gegenüberliegenden Seite der gedruckten
Leiterplatte zum Mikrofon befinden.
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Das
Gerät kann
des Weiteren ein Unterstützungsbauteil
umfassen, das für
die Leitung eine Stütze
bereitstellt, wo das Unterstützungsbauteil
an einer Stelle im Gehäuse
an einem Ende angebracht ist und an der Leitung am anderen Ende
angebracht ist.
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In
weiteren Aspekten sind Kombinationen von Mengen und Teilmengen der
obigen Aspekte vorgesehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorangehenden und weitere Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung bestimmter Ausführungsformen
und den beigefügten Zeichnungen
ersichtlich, welche nur beispielhaft die Prinzipien der Erfindung
veranschaulichen. Die Zeichnungen, in denen gleiche Elemente gleiche
Bezugszahlen aufweisen (und wobei einzelne Elemente über einmalige
alphabetische Suffixe verfingen), haben folgende Bedeutung:
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Kommunikationsgeräts mit einem Mikrofon und einem
Mikrofonkoppler gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Explosionsansicht von Aspekten einer Ausführungsform
eines Mikrofonkopplers und seiner umgebenden Komponenten gemäß der Erfindung
für das
Gerät von 1;
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3 ist
eine seitliche Querschnittsansicht des Mikrofons und seiner umgebenden
Komponenten der Implementierung von 2;
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4 ist
eine perspektivische Explosionsansicht von Aspekten einer Ausführungsform
eines Mikrofonkopplers und seiner umgebenden Komponenten für das Gerät von 1;
und
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5 ist
eine seitliche Querschnittsansicht des Mikrofons und seiner umgebenden
Komponenten der Implementierung von 4.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
nachstehende Beschreibung und die darin beschriebenen Ausführungsformen
sind zur Veranschaulichung eines Beispiels, oder von Beispielen, von
bestimmten Ausführungsformen
der Prinzipien der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Diese Beispiele
sind für
die Zwecke einer Erläuterung,
und nicht Einschränkung,
dieser Prinzipien und der Erfindung vorgesehen. In der nachstehenden
Beschreibung sind gleiche Teile in der Beschreibung und den Zeichnungen
durchweg mit den gleichen entsprechenden Bezugszahlen gekennzeichnet.
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1 veranschaulicht
schematisch ein handgehaltenes mobiles Kommunikationsgerät 10 und
dessen Komponenten, einschließlich
eines Gehäuses 12,
einer Eingabevorrichtung (z. B. Tastatur 14A oder Daumenrad 14B)
und einer Ausgabevorrichtung (einer Anzeige 16), welche
vorzugsweise eine graphische Flüssigkristallanzeige
(Liquid Crystal Display, LCD) ist, obwohl andere Arten von Ausgabevorrichtungen
alternativ genutzt werden können.
In der Regel ist das Gehäuse 12 eine
geformte Polykarbonatstruktur und kann über bekannte Kunststoffformtechniken
geformt werden. Um den Zusammenbau des Geräts 10 zu unterstützen, umfasst
das Gehäuse 12 in
der Regel zwei oder mehr Teile, die in einer angepassten Anordnung
zusammenpassen, um die internen Vorrichtungen zu umschließen und
eine äußere Ummantelung
für das
Gerät 10 zu
bilden. Beispielsweise kann das Gehäuse 12 ein oberes
Gehäuse
(12A) und ein unteres Gehäuse (12B) umfassen. Das
Gehäuse 12 kann
physisch für
das Gerät 10 vertikal
verlängert
sein oder kann andere Größen und Formen
(einschließlich
Aufklappgehäusedesigns) annehmen.
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Eine
Verarbeitungsvorrichtung (ein Mikroprozessor 18) ist schematisch
in 1 als zwischen einer Tastatur 14A, einem
Daumenrad 14B, einer Anzeige 16 und einer Reihe
weiterer interner Vorrichtungen mit dem Gerät 10 gekoppelt gezeigt.
Für die Zwecke
der Beschreibung bezieht sich der Begriff Tastaturfeld und Tastatur
auf sowohl die äußeren mechanischen,
exponierten Tastenelemente als auch die darunter liegenden Schalt- und Aktivierungselemente
(z. B. Elastomere, Hauben und Kontaktbereiche). Der Mikroprozessor 18 steuert
den Betrieb der Anzeige 16 sowie den Gesamtbetrieb des
Geräts 10 als
Reaktion auf die Betätigung
der Tasten auf der Tastatur 14A oder des Daumenrads 14B durch
einen Benutzer. Beispielhafte Mikroprozessoren für den Mikroprozessor 18 umfassen
Mikroprozessoren der Reihe Data 950 (Marke) und den Mikroprozessor
der Reihe 6200, beide erhältlich von der Intel Corporation.
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Neben
dem Mikroprozessor 18 sind weitere interne Vorrichtungen
des Geräts 10 schematisch
in 1 gezeigt. Diese Vorrichtungen umfassen: ein Kommunikationsuntersystem 100,
ein Nahbereichskommunikationsuntersystem 102, eine Menge
von E/A-Hilfsvorrichtungen 106, einen seriellen Port 108, einen
Lautsprecher 110 und ein Mikrofon 112. Der Speicher
für das
Gerät 10 ist
in einem Flash-Speicher 116 und einem Random Access Memory
(RAM) 118 vorgesehen. Die internen Vorrichtungen sind innerhalb
eines Gehäuses 12 umschlossen
und sind in der Regel entweder auf einer gedruckten Leiterplatte montiert,
an einem inneren Teil des Gehäuses
befestigt oder durch sonstige Mittel im Gehäuse 12 aufgehängt. Der
Mikrofonkoppler 120 sieht eine akustische Kammer vor, die
das Mikrofon 112 von in dem Gerät 10 an eine Öffnung (Öffnung 224, 2)
im Gehäuse anschließt und dadurch
einen Luftkanal für
das Mikrofon 112 an das umgebende äußere Umfeld des Geräts 10 vorsieht.
Abgesehen von ausgebildeten Öffnungen
im Koppler 120 sieht der Koppler 120 vorzugsweise
eine abgedichtete, oder größtenteils
abgedichtete, akustische Kammer vor.
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Das
Gerät 10 ist
vorzugsweise ein wechselseitiges Hochfrequenz-(HF-)Kommunikationsgerät mit Sprach-
und Datenkommunikationsfähigkeiten. Darüber hinaus
hat das Gerät 10 vorzugsweise
die Fähigkeit
zur Kommunikation mit anderen Computersystemen über das Internet.
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Die
vom Mikroprozessor 18 ausgeführte Betriebssystemsoftware
wird vorzugsweise auf einem computerlesbaren Medium wie einem Flash-Speicher 116 gespeichert,
kann aber in anderen Arten von Speichervorrichtungen wie einem Read
Only Memory (ROM) oder ähnlichen
Speicherelement gespeichert sein. Darüber hinaus können Systemsoftware,
bestimmte Geräteapplikationen
oder Teile davon vorübergehend
in einen flüchtigen
Speicher wie ein RAM 118 geladen werden. Vom mobilen Gerät her empfangene
Kommunikationssignale können ebenfalls
im RAM 118 gespeichert werden.
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Der
Mikroprozessor 18 ermöglicht
neben seinen Betriebssystemfunktionen die Ausführung von Software-Applikationen
im Gerät 10.
Eine Menge von Software-Applikationen,
die grundlegende Geräteabläufe steuern,
wie ein Sprachkommunikationsmodul 130A und ein Datenkommunikationsmodul 130B, kann
herstellerseitig in der Vorrichtung installiert oder später heruntergeladen
werden. Ein Zellenanpassungsmodul 130C kann ebenfalls herstellerseitig
im Gerät 10 installiert
werden. Auch können
weitere Software-Module, veranschaulicht als ein weiteres Software-Modul 130N,
das zum Beispiel eine Personal-Information-Manager-(PIM- )Applikation sein kann,
während
der Herstellung installiert oder später auf das Gerät 10 heruntergeladen
werden. Die PIM-Applikation ist vorzugsweise zum Organisieren und
Verwalten von Datenelementen wie E-Mail-Nachrichten, Kalenderereignissen, Voice-Mail-Nachrichten,
Terminen und Aufgabenelementen fähig.
Die PIM-Applikation ist auch vorzugsweise zum Versenden und Empfangen
von Datenelementen über
ein drahtloses Netz 140 fähig.
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Die
Kommunikationsfunktionen, einschließlich Daten- und Sprachkommunikationen,
werden über
das Kommunikationsuntersystem 100 und möglicherweise über das
Nahbereichskommunikationsuntersystem 102 durchgeführt. Das
Kommunikationsuntersystem 100 umfasst einen Empfänger 150, einen
Sender 152 und eine oder mehr Antennen, veranschaulicht
als Empfangsantenne 154 und Sendeantenne 156.
Darüber
hinaus enthält
das Kommunikationsuntersystem 100 auch ein Verarbeitungsmodul
wie einen digitalen Signalprozessor (DSP) 158 und Lokaloszillatoren
(LOs) 160. Die bestimmte Bauform und Ausführung des
Kommunikationsuntersystems 100 ist vom Kommunikationsnetz
abhängig,
in dem das Gerät 10 betrieben
werden soll. Beispielsweise kann das Kommunikationsuntersystem 100 des
Geräts 10 ausgeführt sein,
um mit den Netzen der mobilen Datenkommunikation Mobitex (Marke), DataTAC
(Marke) oder General Packet Radio Service (GPRS) betrieben zu werden,
und auch ausgeführt
sein, um mit einem einer Vielzahl von Sprachkommunikationsnetzen
wie Advanced Mobile Phone Service (AMPS), Time Division Multiple
Access (TDMA), Code Division Multiple Access (CDMA), Personal Communication
Service (PCS), Global System for Mobile Communication (GSM) etc.
betrieben zu werden. Andere Arten von Daten- und Sprachnetzen, sowohl
getrennten als auch integrierten, können mit dem Gerät 10 ebenfalls
verwendet werden. Es ist ersichtlich, dass einige über das
Untersystem 100 empfangene und gesendete Signale Störsignale
zu anderen Komponenten im Gerät 10,
wie dem Mikrofon 112, schaffen können.
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Die
Netzzugriffsanforderungen variieren abhängig von der Art des Kommunikationssystems,
das mit dem Gerät 10 kommunizieren
kann. Beispielsweise erfolgt die Registrierung von mobilen Geräten in den
Netzen Mobitex (Marke) und DataTAC (Marke) durch eine eindeutige
individuelle Geheimnummer (Personal Identification Number, PIN),
die mit jedem Gerät
assoziiert ist. In GPRS-Netzen wird der Netzzugriff hingegen mit
einem Teilnehmer oder Benutzer eines Geräts assoziiert. Ein GPRS-Gerät erfordert daher
ein Teilnehmeridentifizierungsmodul, das üblicherweise als eine Subscriber-Identity-Module-(SIM-)Karte
bezeichnet wird, um in einem GPRS-Netz betrieben zu werden.
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Sobald
die erforderlichen Netzregistrierungs- oder -aktivierungsvorgänge abgeschlossen
worden sind, kann das Gerät 10 Kommunikationssignale über das
Kommunikationsnetz 140 versenden und empfangen. Vom Kommunikationsnetz 140 über die Empfangsantenne 154 empfangene
Signale werden an den Empfänger 150 weitergeleitet,
welcher eine Signalverstärkung,
Frequenzabwärtsmischung,
Filterung, Kanalauswahl etc. vorsieht und auch eine Analog/Digital-Wandlung
vorsehen kann. Die Analog/Digital-Wandlung empfangener Signale lässt zu,
dass der DSP 158 komplexere Kommunikationsfunktionen wie
eine Signaldemodulation und -decodierung durchführt. In einer ähnlichen
Weise werden an das Netz 140 zu sendende Signale vom DSP 158 verarbeitet
(z. B. moduliert und codiert) und anschließend an den Sender 152 zur
Digital/Analog-Wandlung, Frequenzaufwärtsmischung, Filterung, Verstärkung und
Sendung an das Kommunikationsnetz 140 (oder -netze) über die
Sendeantenne 156 übermittelt.
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Neben
der Verarbeitung von Kommunikationssignalen sieht der DSP 158 die
Steuerung des Empfängers 150 und
des Senders 152 vor. Beispielsweise können auf die Kommunikationssignale
im Empfänger 150 und
Sender 152 angewendete Gewinne über im DSP 158 implementierte
Steuerungsalgorithmen für
automatischen Gewinn adaptiv gesteuert werden.
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In
einem Datenkommunikationsmodus wird ein empfangenes Signal wie ein
Textnachrichten- oder Webseiten-Download vom Kommunikationsuntersystem 100 verarbeitet
und in den Mikroprozessor 18 eingegeben. Das empfangene
Signal wird anschließend
vom Mikroprozessor 18 für
eine Ausgabe an die Anzeige 16 oder alternativ an einige
andere E/A-Hilfsvorrichtungen 106 weiter verarbeitet. Ein Gerätebenutzer
kann auch Datenelemente wie E-Mail-Nachrichten unter Verwendung
einer Tastatur (eines Tastaturfelds) 14A, eines Daumenrads 14B und/oder
einer anderen E/A-Hilfsvorrichtung 106 wie eines Touchpad,
eines Wippschalters oder einer anderen Art von Eingabevorrichtung
verfassen. Die verfassten Datenelemente können anschließend über das
Kommunikationsnetz 140 über
das Kommunikationsuntersystem 100 gesendet werden.
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In
einem Sprachkommunikationsmodus ist der Gesamtbetrieb des Geräts 10 im
Wesentlichen ähnlich
dem Datenkommunikationsmodus, außer dass empfangene Signale
an den Lautsprecher 110 ausgegeben werden und empfangene
Tonsignale an das Mikrofon 112 zur weiteren Umsetzung in
ein elektrisches Signal und weiteren Verarbeitung durch das Gerät 10 übermittelt
werden. Das Mikrofon 112 ist vorzugsweise ein siliziumbasierter
Wandler, der an der gedruckten Leiterplatte 104 montiert
sein kann (gezeigt in 2).
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Das
Nahbereichskommunikationsuntersystem 102 ermöglicht die
Kommunikation zwischen dem Gerät 10 und
anderen nahen Systemen oder Geräten,
die nicht unbedingt ähnliche
Geräte
sein müssen.
Beispielsweise kann das Nahbereichskommunikationsuntersystem ein
Infrarotgerät
und angeschlossene Schaltungen und Komponenten oder ein Kommunikationsmodul
von Bluetooth (Marke) umfassen, um die Kommunikation mit Systemen
und Geräten
mit ähnlichen
Möglichkeiten
vorzusehen.
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Mit
Strom versorgt wird die gesamte Elektronik des mobilen handgehaltenen
Kommunikationsgeräts
von der Stromquelle 170. Bevorzugt enthält die Stromquelle 170 eine
oder mehr Batterien. Noch bevorzugter ist die Energiequelle 170 ein
Einzelbatteriesatz, besonders ein Akkumulator. Der Stromschalter 172 sieht
einen getrennten Ein/Aus-Schalter für das Gerät 10 vor.
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Unter
Bezugnahme auf die 2 und 3 werden
weitere Einzelheiten zu Aspekten des Gehäuses 12 und internen
Vorrichtungen des Geräts 10 geliefert.
Zuerst sieht die gedruckte Leiterplatte 104 ein Substrat
zum Montieren und Tragen der internen Vorrichtungen auf sowohl dessen
oberer als auch unterer Seite vor und sieht eine elektrische Schaltung für die Vorrichtungen
vor, wie von Ätzungen
in den Kunststoff- und Kupferschichten definiert. Demzufolge können Vorrichtungen
dichter darauf gepackt werden, wodurch sie die Größe der gedruckten
Leiterplatte 104 reduzieren. Die gedruckte Leiterplatte 104 ist
im Gehäuse 12,
in der Regel über
Schrauben, fest montierbar. Die gedruckte Leiterplatte 104 ist
eine allgemein ebene Sandwichplatte von Schichten aus Kunststoff
(oder FR4) und Kupfer.
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Bestimmte
physische und betriebsbedingte Einschränkungen können sich auf die Stelle der
Vorrichtungen auf der gedruckten Leiterplatte 104 und ihre
Platzierung auf einer bestimmten Seite davon auswirken. Beispielsweise
weist eine herkömmliche gewerbliche äußere Bauform
eines Geräts 10 Tastaturfelder
auf ihrer oben befindlichen Oberfläche auf und erfordert dadurch,
dass die auf das Tastaturfeld bezogenen elektrischen Komponenten
auf der Oberseite der gedruckten Leiterplatte 104 platziert
werden. Ähnlich
kann das Mikrofon 112 anfällig für Störsignale von der Antenne 154 und 156 und
der Anzeige 16 sein. Demzufolge ist das Mikrofon 112 bevorzugt
so weit wie möglich
von solchen Vorrichtungen entfernt zu positionieren. In einer Ausführungsanordnung
befindet sich mindestens eine der Antennen 154 und 156 auf
der Unterseite der gedruckten Leiterplatte 104 im unteren
Teil des Geräts 10.
Um die Isolierung des Mikrofons 112 vor einer Störung von diesen
Antennen 154 und 156 zu unterstützen, befindet
sich das Mikrofon 112 in einem zentralen Bereich der gedruckten
Leiterplatte 104. Jedoch, da sich ein oder mehr Elemente
des Tastaturfelds 14A (z. B. Haube und Kontaktelemente)
auf der Oberseite des zentralen Bereichs der gedruckten Leiterplatte 104 befinden,
befindet sich das Mikrofon 112 auf der Unterseite des zentralen
Bereichs der gedruckten Leiterplatte 104. Diese Positionierung
sieht auch eine effizientere Nutzung des gesamten verfügbaren Oberflächenbereichs
der gedruckten Leiterplatte 104 vor.
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Um
die Abschirmung des Mikrofons 112 weiter zu unterstützen, ist
ein Hochfrequenz-(HF-)Schirmkasten 202 zur Abdeckung des Mikrofons 112 auf
der gedruckten Leiterplatte 104 vorgesehen. Der Schirmkasten 202 sieht
einen Faraday-Schirm zur Isolierung des Mikrofons 112 vor
einer elektromagnetischen Störung
vor. Diese Störung kann
von empfangenen und von entweder Antenne 154 oder 156 erzeugten
Signalen ausgehen. Der Schirmkasten 202 hat eine Apertur 204 darin,
um zuzulassen, dass Tonsignale, die in die Öffnung 224 eintreten,
schließlich
in den Schirmkasten 202 eintreten und an das Mikrofon 112 übermittelt
werden. Die Apertur 204 wird teilweise von einer HF-Abdichtungsvorrichtung 206 abgedeckt,
die ein geformtes, flaches Stück
ist, größer als
die Apertur 204. Die Abdichtungsvorrichtung 206 weist
eine Apertur 208 auf, die sich darin befindet. Die HF-Abdichtungsvorrichtung 206 befindet
sich über
der Apertur 204, wobei die Apertur 208 an der
Apertur 204 ausgerichtet ist und dadurch eine Öffnung im
HF-Abschirmungskasten 202 abgrenzt. Der Schirmkasten 202 und
die HF-Abdichtungsvorrichtung 206 sind
vorzugsweise aus Metall hergestellt und sind zur vollkommenen Umschließung des
Mikrofons 112 bis auf die Apertur 204, wenn das
Mikrofon 112 auf der gedruckten Leiterplatte 104 montiert
ist, ausgeführt.
Der Schirmkasten 202 hat eine rechteckige Form, es kann
jedoch eine beliebige geeignete Form verwendet werden. Die HF-Abdichtungsvorrichtung 206 ist
mit einem geeigneten Fixiermittel, wie einem doppelseitig klebenden
Band, Klebemittel oder einer Schweißung, am Abschirmungskasten 202 befestigt.
Alternative Ausführungsformen
können
ohne einen Schirmkasten auskommen.
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Die
Dichtung 210 ist ein annularer Ring und ist bemaßt, um in
die Apertur 204 zu passen, und besteht aus einem kompressiblen
Werkstoff, und um am akustischen empfangenden Teil (z. B. der Mikrofonöffnung)
des Mikrofons 112 zu ruhen. Die Dichtung 210 sieht
eine akustische Leitung für
an der Apertur 208 empfangene Tonsignale vor, die zulässt, dass
diese Signale das Mikrofon 112 erreichen. In der Ausführungsform
ist sie um ungefähr
40% kompressibel. Die Abdichtungsvorrichtung 206 ist so
positioniert, dass ihr oberes Ende an der Dichtung 210 ruht
und sich ihr unteres Ende nach unten zur oben befindlichen Oberfläche des
unteren Bereichs des Schirmkastens 202 hin erstreckt. Andere
Werkstoffe können
verwendet werden, falls andere Kompressionseigenschaften erforderlich
sind. Alternative Ausführungsformen
können
ohne eine Dichtung auskommen. Die Apertur 204 ist bemaßt, um die
Dichtung 210 innerhalb unterbringen zu können und
immer noch eine geeignete HF-Abschirmung für das Mikrofon 112 vorzusehen,
wenn die Abdichtungsvorrichtung 206 im elektrischen und
physischen Kontakt mit dem Kasten 202 steht. Es ist nicht
notwendig, dass die Apertur 204 eine feste Passung um die
Dichtung 210 bildet.
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In
der Ausführungsform
sind das Mikrofon 112 und der Abschirmungskasten 202 Komponenten, die
auf die gedruckte Leiterplatte 104 montiert werden können. Jedoch
kann es während
eines Lötungsvorgangs
der Oberflächenmontagetechnik
Schwierigkeiten bei der gleichzeitigen Montage des Kastens 202 und
der Dichtung 210 auf der gedruckten Leiterplatte 104 geben.
Demzufolge ist der Abschirmungskasten 202 mit einer Öffnung 204 ausgestattet.
In einer zweiten Phase des Zusammenbauens der Komponenten auf der
gedruckten Leiterplatte 104 infolge des Oberflächenmontagetechnikprozesses
wird die Dichtung 210 in die Position eingeführt, und
die HF-Abdichtung 206 wird über der Apertur 204 platziert
und befestigt.
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Der
Mikrofonkoppler 120 ist ein geformter Körper, der den HF-Abschirmungskasten 202 umschließt und eine
weitere akustische Leitung zum Befördern von Tonsignalen von externen
Quellen um das Gerät 10 zur
Apertur 208 (und schließlich wieder zum Mikrofon 112)
vorsieht. Der Koppler 120 umfasst einen Körperabschnitt 212 und
eine Leitung 214. Der Körperabschnitt 212 ist
von einer Reihe von Wänden abgegrenzt,
und innerhalb der Wände
ist ein innerer Hohlraum 216 abgegrenzt und geformt, um
genau um einen Teil (oder sogar die Gesamtheit) des HF-Schirmkastens 202 zu
passen. Der innere Hohlraum 216 grenzt unmittelbar unter
der Apertur 208 einen Luftraum 218 ab, um Tonsignalen
das Durchqueren zur Apertur 208 zu ermöglichen. Die Leitung 214 ist
allgemein eine verlängerte
Röhre mit
einem distalen Ende 220, einem proximalen Ende 222 und Öffnungen
an jedem Ende. Das distale Ende 220 entspricht der Öffnung 224 im
Gehäuse 12.
Das proximale Ende und dessen Öffnung
entspricht einem Port in einer der Wände des Körperabschnitts 212. Ein
Zweck der Leitung 214 besteht darin, eine akustische Kammer
zum Anschließen
des Mikrofons 112 an die Öffnung 224 bereitzustellen,
um dem Mikrofon 112 das Empfangen von Tonsignalen zu gewähren, die mit
minimalem (oder tolerierbarem) Verlust hinsichtlich der Stärke der
Tonsignale an der Öffnung ankommen.
Die Öffnung
am proximalen Ende 222 ist an den inneren Hohlraum 218 angeschlossen.
Demzufolge ist ein dauernder Luftkanal von der Außenseite
des Geräts
zur Öffnung 224 durch
die Leitung 214, dann durch den inneren Hohlraum 218,
dann durch die Aperturen 204 und 208 und schließlich zum
Mikrofon 112 vorgesehen. Eine Ausführungsform weist eine Leitung 214 mit
einer Länge
von zwischen ungefähr
10 bis 15 mm auf, und der Querschnittsbereich der Leitung beträgt ungefähr 4 mm2. Weitere Querschnittsabmessungen können ungefähr 1 mm × 3 mm betragen.
Weitere Formen für
den Querschnitt können
ebenfalls vorgesehen sein. Weitere längere und kürzere Langen und Querschnittsabmessungen können verwendet
werden. In der Ausführungsform durchläuft die
von der Leitung 214 abgegrenzte akustische Kammer ein Volumen
eines Raums, in dem sich eine oder mehr der Antennen 154 und 156 befinden.
Demzufolge, wenn eine Antenne oder ein anderes Gerät, das den
Betrieb des Mikrofons 112 stört, in einem Volumen eines
Raums platziert ist, den Tonsignale durchlaufen müssen, um
das Mikrofon 112 von der Öffnung 224 zu erreichen,
sieht die Leitung 214 mindestens zwei Funktionen vor. Erstens
ermöglicht die
Leitung 214, dass das Mikrofon 112 in einem Verhältnis mit
Abstand zu der Antenne (oder einem anderen Gerät) so platziert wird, dass
die von der Antenne (oder einem anderen Gerät) verursachte Störung bis
zu einem tolerierbaren Grad reduziert wird. Zweitens befördert die
Leitung 214 diese Tonsignale zum Mikrofon 112.
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Die
Trägervorrichtung 226 ist
allgemein ein Tragebalken und erstreckt sich von der Leitung 214 nach
oben und berührt
die gedruckte Leiterplatte 104, und stellt dadurch für die Leitung 214 an
die gedruckte Leiterplatte 104 eine Stütze bereit. Der exakte Ort
der Trägervorrichtung 226 an
der Leitung 214 kann sich an jeder geeigneten Stelle befinden.
Des Weiteren kann die exakte Kontaktstelle auf der gedruckten Leiterplatte 104 auch
jede geeignete Stelle darauf sein. Außerdem können die Form und die Abmessungen
der Trägervorrichtung 226 fast
zur Erfüllung
von Anforderungen oder Einschränkungen,
einschließlich
baulicher, raum-, trägervorrichtungs-
und werkstoffbezogener Anforderungen, definiert werden. Der Koppler 120 kann
an der gedruckten Leiterplatte 104 unter Verwendung eines
Fixiermittels, wie eines doppelseitigen Klebebands oder eines Klebemittels,
montiert werden. Es versteht sich, dass das Mikrofon 112 mit
dem Koppler 120 an mehr Stellen im Gerät 10 platziert werden
kann (z. B. mehr Stellen, die von signalstörenden Quellen, wie der Antenne 154 und 156 und
der Anzeige 16, weiter entfernt sind), und während ein
Kanal vorgesehen ist, um zu gewährleisten,
dass Tonsignale ohne gravierende Schwächung der Signalstärke von
der Mikrofonöffnung 224 im
Gehäuse 12 zum
Mikrofon befördert werden.
In anderen Ausführungsformen
ist die Trägervorrichtung 226 unter
Umständen
nicht erforderlich, oder andere bauliche Trägervorrichtungen können an
anderen inneren Stellen im Gehäuse 12 vorgesehen
sein.
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In
einer Ausführungsform
sind ein Körperabschnitt 212 und
eine Leitung 214 als einzelne Einheit gebildet. In anderen
Ausführungsformen
ist die Leitung 214 am Körperabschnitt 212 über ein
geeignetes Mittel, einschließlich
einer Formschlüssigkeit,
eines Fixiermittels (wie eines Bands oder Klebemittels), einer Schweißung, eines
Schraubengewindemechanismus, eines „Schnapp"-Verbindungs- oder anderer Anschlussmechanismen,
die in der Technik bekannt sind, anbringbar.
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Auch
können
andere Formen und Abmessungen für
Komponenten des Kopplers 120 in anderen Ausführungsformen
verwendet werden. Außerdem
kann der Koppler 120 ausgebildet sein, um vorzusehen, dass
er genau um den Abschirmungskasten 202 passt, und dadurch
die Erfordernis des Befestigens des Kopplers 120 an der
gedruckten Leiterplatte 104 zu reduzieren. Das physische
Profil des Kopplers 120 kann so ausgeführt sein, dass Biegungen und
Wendungen, die von den Koppler 120 durchlaufenden Tonsignalen
genommen werden, nicht in dem Ausmaß abgeschwächt werden, dass die Signale
für einen
effektiven Betrieb des Mikrofons 112 nicht stark genug
sind.
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Vorzugsweise
ist der Koppler 120 aus einem elastischen, Kunststoff-
oder einem biegsamen Werkstoff wie Gummi, Silikon oder Urethan hergestellt.
Alternativ kann der Koppler 120 teilweise oder ganz aus
einer der oder einer Kombination von Strukturen gebildet sein, die
in der gedruckten Leiterplatte 104, dem Gehäuse 12,
dem oberen Gehäuse 12A und
dem unteren Gehäuse 12B gebildet
sind. Die Leitung 214 entspricht in Form, Größe und Winkel
einer Öffnung
(oder einem Port) in einer Wand des Kopplers 120, die am
inneren Hohlraum 218 angeschlossen ist. Wie gezeigt, erstreckt
sich die Leitung 214 etwas nach oben vom unteren Bereich
des Körperabschnitts 222 nach
oben zur Öffnung 224.
In anderen Ausführungsformen
kann sich die Öffnung 224 oben,
seitlich oder unten am Gehäuse 12 befinden. Beispielsweise
würde sich,
wenn sich die Öffnung 224 eher
zur Rückseite
unten am Gehäuse 12 (wie gezeigt
ist) befände,
dann die Leitung 214 direkt nach unten vom Körperabschnitt 222 zur
Stelle der Öffnung 224 hin
erstrecken.
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Es
versteht sich, dass die Komponenten für das Mikrofon 112 und
den Koppler 120 in anderen Ausführungsformen auf der Oberseite
der gedruckten Leiterplatte 104 platziert sein können. Auch
kann die Form des Körperabschnitts 212 und
der Leitung 214 abhängig
von der Platzierung der Antennen 154 und 156 ausgeführt sein,
um physischen, Werkstoff- und Signalisolierungsanforderungen Rechnung
zu tragen, um dem Umfeld der Platzierung der jeweiligen Komponenten
entgegenzukommen. Beispielsweise werden in einer anderen Ausführungsform
der Schirmkasten 202 und die Abdichtungsvorrichtung 206 unter
Umständen
nicht verwendet, und der Koppler 120 bildet eine Passung
um das Mikrofon 112 allein. Die Passung kann eine feste
Passung sein.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 und 5 wird eine
weitere Ausführungsform
gezeigt. Da es zwischen ausgewählten
Komponenten in den 4 und 5 und Komponenten
in den 2 und 3 Ähnlichkeiten gibt, in denen
eine gleiche Komponente in den 4 und 5 gezeigt
ist, ist dessen Bezugszahl die gleiche wie in den 2 und 3 dargestellt,
jedoch ein Suffix (2) ist hinzugefügt.
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In
den 4 und 5 sieht die Ansicht 400 eine
Explosionsansicht von Elementen einer weiteren Ausführungsform
vor. Darin ist das Mikrofon 112(2) ein Mikrofon mit „Nullhöhe". Ein beispielhaftes Mikrofon
mit Nullhöhe
ist ein Oberflächenmontagetechnikgerät und ist
von Knowles Acoustics of Itasca, IL, U.S.A. erhältlich. In dieser Ausführung empfängt das
Mikrofon 112(2) Tonsignale am Mikrofondurchport 402,
der sich auf der Oberflächenmontageseite (d.
h. der Unterseite) des Mikrofons 112(2) befindet. Demzufolge
ist, um Zugang für
Tonsignale zum Erreichen des akustischen Durchgangslochs des Mikrofons 112(2) zu
verschaffen, eine Öffnung 404 durch die
gedruckte Leiterplatte 104(2) vorgesehen, die einen Kanal
von der Oberseite zur Unterseite der gedruckten Leiterplatte 104(2) hin
vorsieht. Die Öffnung 404 befindet
sich auf der gedruckten Leiterplatte 104(2), wo sich bei
einer permanenten Montierung an der gedruckten Leiterplatte 104(2) der
akustische Port 402 des Mikrofons 112(2) befindet.
Die Öffnung 404 kann
als eine Durchtrittsöffnung
ausgebildet sein und kann beschichtet sein oder nicht. Um die Abschirmung
des Mikrofons 112(2) weiter zu unterstützen, ist ein Hochfrequenz-(HF-)Schirmkasten 202(2) zur
Abdeckung des Mikrofons 112(2) auf der gedruckten Leiterplatte 104(2) vorgesehen.
Der Schirmkasten 202(2) sieht einen Faraday-Schirm vor, um das
Mikrofon 112(2) vor einer elektromagnetischen Störung zu
isolieren. Solch eine Störung
kann von empfangenen und von entweder Antenne 154 oder 156 erzeugten
Signalen ausgehen. Hier ist der Schirmkasten 202(2) vorzugsweise
aus Metall hergestellt und ist zur vollkommenen Umschließung des Mikrofons 112(2) ausgebildet,
wenn das Mikrofon 112(2) an der gedruckten Leiterplatte 104(2) montiert ist.
Der Schirmkasten 202(2) hat eine rechteckige Form, es kann
jedoch eine beliebige geeignete Form verwendet werden. Alternative
Ausführungsformen können ohne
einen Schirmkasten auskommen. In der Ausführungsform sind das Mikrofon 112(2) und der
Schirmkasten 202(2) Komponenten, die auf der gedruckten
Leiterplatte 104(2) montiert werden können.
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Der
Koppler 120(2) umfasst eine Leitung 406. Die Leitung 406 ist
allgemein eine verlängerte Röhre mit
einem distalen Ende 408, einem proximalen Ende 410 und Öffnungen
an jedem Ende (414 und 412). Das distale Ende 408 entspricht
der Öffnung 224(2) im
Gehäuse 12.
Das proximale Ende 410 weist eine Öffnung 412 an dessen
Unterseite auf, die der Öffnung 404 entspricht.
Ein Zweck der Öffnung 404 besteht
darin, eine akustische Kammer bereitzustellen, um das Mikrophon 112(2) mit
der Öffnung 412 zu
verbinden, um dem Mikrofon 112(2) das Empfangen von Tonsignalen
zu gewähren,
die mit minimalem (oder tolerierbarem) Verlust hinsichtlich der
Stärke
der Tonsignale an der Öffnung
ankommen. Demzufolge ist ein dauernder Luftkanal von der Außenseite
des Geräts
zur Öffnung 414 durch
die Leitung 406, durch die Öffnung 412 und die Öffnung 404 und
schließlich
zum Mikrofon 112(2) vorgesehen. Eine Ausführungsform
weist eine Leitung 406 mit einer Länge von zwischen ungefähr 10 bis
15 mm auf. Ihre inneren Querschnittsabmessungen können den
vorher erwähnten
Abmessungen ähnlich
sein. Andere längere
und kürzere
Längen
können
verwendet werden. In der Ausführungsform
durchläuft
die von der Leitung 406 abgegrenzte akustische Kammer ein
Volumen eines Raums, in dem sich eine oder mehr der Antennen 154 und 156 befinden.
Demzufolge, wenn eine Antenne oder ein anderes Gerät, das den
Betrieb des Mikrofons 112(2) stört, in einem Volumen eines
Raums platziert ist, den Tonsignale durchlaufen müssen, um
das Mikrofon 112(2) von der Öffnung 224(2) zu erreichen,
sieht die Leitung 406 mindestens zwei Funktionen vor. Erstens
ermöglicht die
Leitung 406, dass das Mikrofon 112(2) in einem Verhältnis mit
Abstand zu der Antenne (oder einem anderen Gerät) so platziert wird, dass
die von der Antenne (oder einem anderen Gerät) verursachte Störung bis
zu einem tolerierbaren Grad reduziert wird.
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Der
Koppler 120(2) kann an der Leiterplatte 104(2) unter
Verwendung eines Fixiermittels wie eines doppelseitigen Klebebands
oder eines Klebemittels montiert werden. Es versteht sich, dass
das Mikrofon 112(2) mit dem Koppler 120(2) an
mehr Stellen im Gerät 10 platziert
werden kann (z. B. mehr Stellen, die von signalstörenden Quellen,
wie der Antenne 154 und 156 und der Anzeige 16,
weiter entfernt sind), und während
ein Kanal vorgesehen ist, um zu gewähren, dass Tonsignale ohne
gravierende Schwächung
der Signalstärke
von der Mikrofonöffnung 224(2) im
Gehäuse 12 zum
Mikrofon befördert werden.
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In
einer Ausführungsform
ist die Leitung 406 als einzelne Einheit gebildet. In anderen
Ausführungsformen
kann die Leitung 406 teilweise oder insgesamt aus einem
oder mehr von Gehäuse 12 und Leiterplatte 104(2) gebildet
sein. Die Leitung 406 ist über ein geeignetes Mittel,
einschließlich
einer Formschlüssigkeit,
eines Fixiermittels (wie eines Bands oder Klebemittels), einer Schweißung, eines „Schnapp"-Verbindungs- oder
anderer Anschlussmechanismen, die in der Technik bekannt sind, an
der gedruckten Leiterplatte 104(2) anbringbar.
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Auch
können
andere Formen und Abmessungen für
den Koppler 120(2) in anderen Ausführungsformen verwendet werden.
Außerdem
kann der Koppler 120(2) geformt sein, um genau um andere Komponenten
auf dessen Pfad auf der gedruckten Leiterplatte 104(2) zu
passen. Das physische Profil des Kopplers 120(2) kann so
ausgeführt
sein, dass Biegungen und Wendungen, die von den Koppler 120(2) durchlaufenden
Tonsignalen genommen werden, nicht in dem Ausmaß abgeschwächt werden, dass die Signale
für einen
effektiven Betrieb des Mikrofons 112(2) nicht stark genug
sind.
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Vorzugsweise
ist der Koppler 120(2) aus einem elastischen, Kunststoff- oder einem biegsamen Werkstoff
wie Gummi, Silikon oder Urethan hergestellt. Die Leitung 406 entspricht
in Form, Größe und Winkel
einer Öffnung 404 (oder
einem anderen Port) in der Leiterplatte 104(2). In anderen
Ausführungsformen
kann sich die Öffnung 224(2) oben,
seitlich oder unten am Gehäuse 12 befinden.
Beispielsweise kann sich, wenn sich die Öffnung 224(2) eher
zur Rückseite
unten am Gehäuse 12 befände (wie
gezeigt ist), sich dann die Leitung 406 entweder an der
gedruckten Leiterplatte 104(2) vorbei erstrecken, dann
direkt an die Stelle der Öffnung 224(2) oder
durch die gedruckte Leiterplatte 104(2) durch eine geeignete Öffnung und
dann zur Öffnung 224(2) hin
erstrecken.
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In
anderen Ausführungsformen
kann sich der Koppler 120(2) abhängig von der Stelle des Ports 402 auf
derselben Seite der gedruckten Leiterplatte 104(2) befinden
wie das Mikrofon 112(2) (oben oder unten). Auch kann die
Form der Leitung 406 abhängig von der Stelle der Antennen 154 und 156 ausgeführt sein,
um physischen, Werkstoff- und Signalisolierungsanforderungen Rechnung
zu tragen, um dem Umfeld der Stellen der jeweiligen Komponenten
entgegenzukommen. Beispielsweise wird in einer anderen Ausführungsform
das Schirmgehäuse 202(2) unter
Umständen
nicht verwendet.
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Obwohl
die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte spezifische Ausführungsformen
beschrieben worden ist, sind Fachleuten verschiedene Abwandlungen
davon ersichtlich, ohne vom Umfang der Erfindung wie in den beigefügten Ansprüchen skizziert
abzuweichen.