EP2034770A2 - Übertragungseinrichtung für eine Hörvorrichtung mit Folienleiterschirmung und eigengeschirmte Spule - Google Patents

Übertragungseinrichtung für eine Hörvorrichtung mit Folienleiterschirmung und eigengeschirmte Spule Download PDF

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EP2034770A2
EP2034770A2 EP08105128A EP08105128A EP2034770A2 EP 2034770 A2 EP2034770 A2 EP 2034770A2 EP 08105128 A EP08105128 A EP 08105128A EP 08105128 A EP08105128 A EP 08105128A EP 2034770 A2 EP2034770 A2 EP 2034770A2
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EP
European Patent Office
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shielding
line
wire
coil
transmission device
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EP08105128A
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English (en)
French (fr)
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EP2034770A3 (de
EP2034770B1 (de
Inventor
Peter Nikles
Gottfried Rückerl
Ulrich SCHÄTZLE
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.)
Sivantos Pte Ltd
Original Assignee
Siemens Medical Instruments Pte Ltd
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Publication date
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Publication of EP2034770A3 publication Critical patent/EP2034770A3/de
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    • H04R2420/07—Applications of wireless loudspeakers or wireless microphones

Definitions

  • the present invention relates to a transmission device for a hearing device with a resonant circuit including a capacitor and a coil and an electrical line in or to the resonant circuit, wherein the electrical line has a shield. Moreover, the present invention relates to an electrical coil with a wire winding to be screened. In particular, the present invention relates to a hearing device with such a coil for wirelessly receiving and / or transmitting signals.
  • hearing device is understood here to mean, in particular, a hearing device, but also any other device for sound output that can be worn on or in the ear, such as, for example, a headset, headphones and the like.
  • Hearing aids are portable hearing aids that are used to care for the hearing impaired.
  • different types of hearing aids such as behind-the-ear hearing aids (BTE), hearing aid with external receiver (RIC: receiver in the canal) and in-the-ear hearing aids (IDO), e.g. Concha hearing aids or canal hearing aids (ITE, CIC).
  • BTE behind-the-ear hearing aids
  • RIC hearing aid with external receiver
  • IDO in-the-ear hearing aids
  • ITE canal hearing aids
  • the hearing aids listed by way of example are worn on the outer ear or in the ear canal.
  • bone conduction hearing aids, implantable or vibrotactile hearing aids are also available on the market. The stimulation of the damaged hearing takes place either mechanically or electrically.
  • Hearing aids have in principle as essential components an input transducer, an amplifier and an output transducer.
  • the input transducer is usually a sound receiver, z. As a microphone, and / or an electromagnetic receiver, for. B. an induction coil.
  • the output transducer is usually as an electroacoustic transducer, z. As miniature speaker, or as an electromechanical transducer, z. B. bone conduction, realized.
  • the amplifier is usually integrated in a signal processing unit. This basic structure is in FIG. 1 shown using the example of a behind-the-ear hearing aid. In a hearing aid housing 1 for carrying behind the ear, one or more microphones 2 for receiving the sound from the environment are installed.
  • a signal processing unit 3 which is also integrated in the hearing aid housing 1, processes the microphone signals and amplifies them.
  • the output signal of the signal processing unit 3 is transmitted to a loudspeaker or earpiece 4, which outputs an acoustic signal.
  • the sound is optionally transmitted via a sound tube, which is fixed with an earmold in the ear canal, to the eardrum of the device carrier.
  • the power supply of the hearing device and in particular of the signal processing unit 3 is carried out by a likewise integrated into the hearing aid housing 1 battery. 5
  • E-field influences are undesirable because they can be destructively superimposed with the useful signal from the magnetic field.
  • Affected by E-field couplings are the magnetic antennas (coil arrangements with and without ferrite core) and in particular their supply lines.
  • Conventional shields are for application in miniaturized hearing aids for space and effort reasons usually not applicable.
  • the object of the present invention is therefore to propose a transmission device for a hearing device with a shielded antenna feed, wherein the space is to be reduced.
  • a shielded antenna coil with reduced space requirement is to be provided.
  • a transmission device for a hearing device with a resonant circuit including a capacitor and a coil and an electrical supply line in or to the resonant circuit, wherein the electrical line has a shield, and wherein the electrical line has a foil conductor with signal line and shielding , whose shielding capacitance is connected in parallel to the capacitor, and the shielding capacitance is used together with the capacitance of the capacitor targeted as a resonant circuit capacitance.
  • the invention provides an electric coil with a wire winding including a first and a second wire end, wherein the wire winding is formed einlagig starting in the first wire end in an axial direction and a wire section at the second end of the wire against the axial direction as shielding directly over the wire winding is.
  • the shielding capacitance which is actually a parasitic capacitance
  • the use of the film conductor has the advantage that its capacity can be determined very accurately, whereby the necessary tolerances can be reduced. This in turn reduces the necessary tuning range and makes possible a so-called "on-chip tuning" in which on-chip tuning capacitors are switched on as required.
  • the tuning capacitor necessary for the resonant circuit of the transmission device can then be completely integrated into a semiconductor chip.
  • the coil of the resonant circuit has an own shield formed by its winding wire itself.
  • the intrinsic shielding is formed, as in the above-described electrical coil, by passing a wire end directly opposite the wire winding, in the direction opposite to the axial direction of the winding as shielding. In this way, voluminous shielding components can be avoided.
  • one of the signal lines and the shield line may be short-circuited at one end of the electrical line of the resonant circuit.
  • the shield is set to the potential of one end of the line and there is no special shielding potential to the electrical line to be performed.
  • the foil conductor can have a conductor layer, which can be interrupted laterally or laterally and thus used both for the signal line and for the shielding line.
  • the foil conductor may have a plurality of conductor layers for the signal line and the shield line.
  • FIG. 2 symbolically shows a part of a single-layer wound antenna coil 10.
  • the first coil end 11 represents the signal line input sig.
  • the second coil end 12, which is also used for shielding (see. FIG. 8 ) is applied to a screen or reference potential ref.
  • the two winding ends 11 and 12 are connected to a foil conductor 13.
  • the first winding end 11 with a signal line 14 of the film conductor 13 and the second Winding end 12 connected to a shield line 15. It is therefore shown here the case that the antenna is connected with a connection to a reference potential (ground or supply voltage) and for this connection, a shield layer or the shield line 15 of the film conductor 13 is used.
  • a reference potential ground or supply voltage
  • FIG. 3 is a section III / III through the film conductor 13 of FIG. 2 shown. Accordingly, located on a carrier film 16, a conductor layer which is interrupted laterally or laterally twice. This results in three lines: In the middle of the signal line 14 and left and right of the shield lines 15, which are connected to each other at the end of the film conductor 13.
  • FIG. 4 an alternative foil conductor 13 is shown. He has on the one flat side as the film conductor of FIG. 3 a longitudinally extending signal line 14. On the other flat side of the carrier film 16 (in FIG. 4 the underside) is also a metal coating which is used as the shielding line 17. Between the signal line 14 and the shield line 17 so here is the carrier film 16th
  • FIG. 5 Another embodiment of a foil conductor with shielding is in FIG. 5 played.
  • This construction represents a combination of the ladder constructions of the FIGS. 3 and 4
  • the signal line 14 and the shield line 15 are arranged, while on the bottom of the additional shielding line 17 is arranged.
  • FIG. 6 is a development of the film conductor 13 of FIG. 5 shown.
  • a further carrier film 16 'and in turn another additional shielding 17' arranged.
  • FIG. 3 So a two - layered structure (carrier and conductor layer) of Foil conductor 13 shows, put the FIGS. 4 and 5 a three-layer construction and FIG. 6 a five-layer structure of the film conductor 13.
  • FIGS. 4 and 5 By such a multilayer film conductor 13 with integrated shielding, so can be a space-saving lead for an inductive antenna realize.
  • the shielding of the supply line is of crucial importance for the construction of critical hearing aids with magnetic data transmission.
  • the choice of the supply line length and the way of laying the supply line must be set much less strict. This is particularly important for in-the-ear hearing aids with individually manufactured housing shells.
  • parallel resonant circuits with high quality are used, which have a high receiving sensitivity and a high frequency selectivity because of the voltage overshoot in the vicinity of the resonance. Due to the shielding one gains an increased signal-to-noise ratio and a suppression of interfering signals that are not directly in the vicinity of the operating frequency.
  • the nature of the lead shielding affects particularly antennas that are part of a parallel resonant circuit.
  • the construction-related and usually not negligible supply capacity can be part of the resonant circuit capacity.
  • the capacitance is very well defined and the dielectric losses very low.
  • the capacity of the shield can therefore be used as a full part of the useful capacity. Due to the clear definition of the shield capacitance, parallel resonant circuits of high quality can be developed. This is very difficult with twisted lines, which are commonly used in hearing aids, since their capacity and shielding capacity vary greatly. Consequently, in the known hearing aids a relatively high tuning range in terms of capacity is necessary.
  • FIG. 7 shows a multi-layer wound coil 10 'with the coil ends 11 and 12 on one side of the coil 10'.
  • An inner winding layer 18 is wound around a cylindrical ferrite core 20 in a first axial direction 19.
  • An outer winding layer 21, however, is wound in a first axial direction 19 opposite second axial direction 22 to the underlying windings.
  • the wire end 12 of the outer winding layer 21 is connected to the reference potential ref.
  • FIG. 8 symbolically shows a longitudinal section through a single-coil antenna coil 10.
  • the wire winding with its two winding ends 11 and 12 is wound over the ferrite core 20 in the first axial direction 19.
  • a part of the winding wire in front of the second end 12 serves as a return wire 23.
  • This return wire is guided or wound in the opposite second axial direction 22 over the winding layer and subsequently connected to the reference potential ref.
  • the degree of feedback 23 is therefore at reference potential and makes the underlying winding position insensitive to acting E-fields.
  • Such coils are also very suitable for higher frequency operating frequencies up to 20 MHz.
  • FIG. 9 shows a circuit diagram of a transmission device according to the invention.
  • a resonant circuit consisting of the antenna coil 10 or L res with a main resonant capacitor C res is fed by a chip 24, which in turn is connected to ground GND and is supplied by a supply voltage V +.
  • the chip 24 provides the signal potentials Sig + and Sig-.
  • the potential Sig + is fed via the signal line 14 of the film conductor 13 directly to the coil 10.
  • the other potential Sig- is also applied to the coil 10 via the signal line 14 of a foil conductor 13.
  • This wiring diagram of the coil 10 represents an equivalent circuit diagram for the coils of FIGS. 7 and 8 represents.
  • the shield lines 15 of the film conductors 13 are connected to a specific reference potential V ref , which is also provided by the chip 24.
  • This reference potential V ref is independent of the signal potentials Sig + and Sig-, resulting in a balanced wiring of the inductive antenna.
  • the shielding of the foil conductor 13 leads to an additional capacitance C guard .
  • This because of the nature of the film conductor very defined shielding capacitance C guard is parallel to the capacitance C res , so that the resonant circuit capacitance is roughly formed from the sum of the capacitances C res plus C guard .
  • the entire resonant circuit capacity is to be tuned exactly, which is why parallel to the main capacitor C res on the chip 24 tuning capacitances are provided, which are symbolized in the circuit diagram by the variable capacitance C chip . Since the manufacturing tolerances of the foil conductor are low, especially with regard to the shielding, only a small tuning range is required with regard to the resonant circuit capacitance. This can be realized by the capacitors or the variable capacitance C chip on the chip 24.
  • FIG. 10 a further embodiment of the transfer device according to the invention is shown. While with the circuit of FIG. 9 a symmetrical wiring of the inductive antenna 10, namely with the signal potentials Sig + and Sig- is possible by the circuit of FIG. 10 realized an asymmetrical wiring of the inductive antenna 10.
  • the one terminal of the coil 10 is placed here via the signal line 14 to reference potential V ref .
  • the other terminal of the coil 10 is connected to a signal potential Sig which, like the reference potential V ref, is provided by a chip 24 '.
  • the parallel resonant circuit C res , L res is therefore at the two potentials V ref and Sig.
  • the shield line 15 is short-circuited to the signal line 14.
  • the antenna Despite shielding, the antenna then has only two instead of three connections (cf. FIGS. 7 and 8 ). This is particularly important for miniaturization, since then only two of the relatively large connection pads must be maintained. In order to avoid current loops, it is also advantageously provided that the shielding layer or the shielding line 15 is connected to the reference potential terminal V ref on only one side of the foil conductor 13.

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Abstract

Hörvorrichtungen mit Übertragungseinrichtungen zur drahtlosen Übertragung sollen weiter miniaturisiert werden. Daher ist eine Übertragungseinrichtung für eine Hörvorrichtung und insbesondere ein Hörgerät mit einem Schwingkreis einschließlich eines Kondensators und einer Spule sowie einer elektrischen Leitung in oder zu dem Schwingkreis vorgesehen, wobei die elektrische Leitung eine Schirmung aufweist. Speziell umfasst die elektrische Leitung einen Folienleiter (13) mit Signalleitung (14) und Schirmleitung (15), dessen Schirmungskapazität zu dem Kondensator des Schwingkreises parallel geschaltet ist. Die Schirmungskapazität kann so zusammen mit der Kapazität des Kondensators gezielt als Schwingkreiskapazität eingesetzt werden. Auf diese Weise wird die an sich parasitären Schirmungskapazität als Nutzkapazität eingesetzt. Da außerdem die Schirmkapazität des Folienleiters (13) nur geringen Schwankungen unterworfen ist, bedarf es nur eines kleinen Abstimmkondensators zum Abstimmen des Schwingkreises.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Übertragungseinrichtung für eine Hörvorrichtung mit einem Schwingkreis einschließlich eines Kondensators und einer Spule sowie einer elektrischen Leitung in oder zu dem Schwingkreis, wobei die elektrische Leitung eine Schirmung aufweist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine elektrische Spule mit einer zu schirmenden Drahtwicklung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Hörvorrichtung mit einer derartigen Spule bzw. Übertragungseinrichtung zum drahtlosen Empfangen und/oder Senden von Signalen. Unter dem Begriff "Hörvorrichtung" wird hier insbesondere ein Hörgerät, aber auch jedes andere am oder im Ohr tragbare Gerät zur Schallausgabe, wie beispielsweise Headset, Kopfhörer und dergleichen, verstanden.
  • Hörgeräte sind tragbare Hörvorrichtungen, die zur Versorgung von Schwerhörenden dienen. Um den zahlreichen individuellen Bedürfnissen entgegenzukommen, werden unterschiedliche Bauformen von Hörgeräten wie Hinter-dem-Ohr-Hörgeräte (HdO), Hörgerät mit externem Hörer (RIC: receiver in the canal) und In-dem-Ohr-Hörgeräte (IdO), z.B. auch Concha-Hörgeräte oder Kanal-Hörgeräte (ITE, CIC), bereitgestellt. Die beispielhaft aufgeführten Hörgeräte werden am Außenohr oder im Gehörgang getragen. Darüber hinaus stehen auf dem Markt aber auch Knochenleitungshörhilfen, implantierbare oder vibrotaktile Hörhilfen zur Verfügung. Dabei erfolgt die Stimulation des geschädigten Gehörs entweder mechanisch oder elektrisch.
  • Hörgeräte besitzen prinzipiell als wesentliche Komponenten einen Eingangswandler, einen Verstärker und einen Ausgangswandler. Der Eingangswandler ist in der Regel ein Schallempfänger, z. B. ein Mikrofon, und/oder ein elektromagnetischer Empfänger, z. B. eine Induktionsspule. Der Ausgangswandler ist meist als elektroakustischer Wandler, z. B. Miniaturlautsprecher, oder als elektromechanischer Wandler, z. B. Knochenleitungshörer, realisiert. Der Verstärker ist üblicherweise in eine Signalverarbeitungseinheit integriert. Dieser prinzipielle Aufbau ist in FIG 1 am Beispiel eines Hinter-dem-Ohr-Hörgeräts dargestellt. In ein Hörgerätegehäuse 1 zum Tragen hinter dem Ohr sind ein oder mehrere Mikrofone 2 zur Aufnahme des Schalls aus der Umgebung eingebaut. Eine Signalverarbeitungseinheit 3, die ebenfalls in das Hörgerätegehäuse 1 integriert ist, verarbeitet die Mikrofonsignale und verstärkt sie. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinheit 3 wird an einen Lautsprecher bzw. Hörer 4 übertragen, der ein akustisches Signal ausgibt. Der Schall wird gegebenenfalls über einen Schallschlauch, der mit einer Otoplastik im Gehörgang fixiert ist, zum Trommelfell des Geräteträgers übertragen. Die Stromversorgung des Hörgeräts und insbesondere die der Signalverarbeitungseinheit 3 erfolgt durch eine ebenfalls ins Hörgerätegehäuse 1 integrierte Batterie 5.
  • Bei der magnetischen Übertragung von Daten (Steuerdaten, Programmierdaten, Audiodaten) sind E-Feldeinflüsse unerwünscht, da sie sich destruktiv mit dem Nutzsignal aus dem magnetischen Feld überlagern können. Betroffen von E-Feld-Einkopplungen sind die magnetischen Antennen (Spulenanordnungen mit und ohne Ferritkern) sowie insbesondere deren Zuleitungen. Herkömmliche Abschirmungen sind für die Anwendung in miniaturisierterten Hörgeräten aus Platz- und Aufwandgründen in aller Regel nicht einsetzbar.
  • Es ist bekannt, E-Felder mit elektrisch leitenden Ummantelungen wirksam zu schirmen. Bekanntestes Beispiel sind Koaxialleitungen.
  • Aus der Patentschrift US 6,940,466 B2 ist darüber hinaus die Schirmung von Ferritkernspulen mit Schirmfolien bekannt. Diese Art der Schirmung einer Antenne ist speziell für Hörgeräte mit gravierenden Nachteilen verbunden. Die Folienfläche hat nämlich eine hohe kapazitive Kopplung zu den darunter liegenden Windungen. Je höher die Arbeitsfrequenz ist, desto niederohmiger ist der Wechselstromwiderstand zwischen den Windungen und der Schirmfolie. Dies führt für den Sendefall zu starken Verlusten und im Empfangsfall zu einer Verschlechterung der Empfindlichkeit. Will man die kapazitive Kopplung gering halten, muss die Isolation sehr dick gewählt werden. Dadurch wird das Bauelement deutlich größer und ist für miniaturisierte Hörgeräte nicht mehr einsetzbar.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Übertragungseinrichtung für eine Hörvorrichtung mit geschirmter Antennenzuführung vorzuschlagen, wobei der Bauraum reduziert werden soll. Speziell soll auch eine geschirmte Antennenspule mit reduziertem Bauraumbedarf bereitgestellt werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Übertragungseinrichtung für eine Hörvorrichtung mit einem Schwingkreis einschließlich eines Kondensators und einer Spule sowie einer elektrischen Zuleitung in oder zu dem Schwingkreis, wobei die elektrische Leitung eine Schirmung aufweist, und wobei die elektrische Leitung einen Folienleiter mit Signalleitung und Schirmleitung aufweist, dessen Schirmungskapazität zu dem Kondensator parallel geschaltet ist, und die Schirmungskapazität zusammen mit der Kapazität des Kondensators gezielt als Schwingkreiskapazität eingesetzt ist.
  • Darüber hinaus wird erfindungsgemäß bereitgestellt eine elektrische Spule mit einer Drahtwicklung einschließlich eines ersten und eines zweiten Drahtendes, wobei die Drahtwicklung beginnend bei dem ersten Drahtende einlagig in einer Axialrichtung gebildet ist und ein Drahtabschnitt an dem zweiten Drahtende entgegen der Axialrichtung als Schirmung direkt über die Drahtwicklung geführt ist.
  • In vorteilhafter Weise ist es durch das Ausnutzen der Schirmungskapazität, die eigentlich eine parasitäre Kapazität ist, möglich, die Kapazität des notwendigen Schwingkreiskondensators zu vermindern und auf diese Weise Bauraum einzusparen. Außerdem hat die Verwendung des Folienleiters den Vorteil, dass dessen Kapazität sehr genau bestimmt werden kann, wodurch die notwendigen Toleranzen verkleinert werden können. Dadurch wiederum vermindert sich der notwendige Abstimmbereich und es wird eine so genannte "On-Chip-Abstimmung" möglich, bei der On-Chip-Abstimmkondensatoren je nach Bedarf zugeschaltet werden. Der für den Schwingkreis der Übertragungseinrichtung notwendige Abstimmkondensator kann dann also vollständig in einen Halbleiterchip integriert werden.
  • Vorzugsweise besitzt die Spule des Schwingkreises eine durch ihren Wicklungsdraht selbst gebildete Eigenschirmung. Insbesondere wird die Eigenschirmung wie in der oben dargestellten elektrischen Spule dadurch gebildet, dass ein Drahtende entgegen der Axialrichtung der Wicklung als Schirmung direkt über die Drahtwicklung geführt wird. Auf diese Weise lassen sich voluminöse Abschirmkomponenten vermeiden.
  • Entsprechend einer Ausführungsform kann eine der Signalleitungen und die Schirmleitung an einem Ende der elektrischen Leitung des Schwingkreises kurzgeschlossen sein. Damit wird die Schirmung auf das Potential des einen Leitungsendes gelegt und es muss kein spezielles Schirmpotential zu der elektrischen Leitung geführt werden.
  • Des Weiteren kann der Folienleiter eine Leiterschicht aufweisen, die seitlich bzw. lateral unterbrochen und damit sowohl für die Signalleitung als auch für die Schirmleitung genutzt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Folienleiter mehrere Leiterschichten für die Signalleitung und die Schirmleitung aufweisen. Hierdurch lassen sich parallel oder quer zur Trägerfolie des Folienleiters die gewünschten Abschirmwirkungen erzielen.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
    • FIG 1
    den prinzipiellen Aufbau eines Hörgeräts gemäß dem Stand der Technik;
    FIG 2
    die Zuleitung einer Spule mit einem Folienleiter gemäß der vorliegenden Erfindung;
    FIG 3
    einen Querschnitt der Zuleitung von FIG 2;
    FIG 4
    eine erste Alternative einer Zuleitung;
    FIG 5
    eine zweite Alternative einer Zuleitung;
    FIG 6
    eine dritte Alternative einer Zuleitung;
    FIG 7
    einen Längsschnitt durch eine mehrlagige Antennenspule;
    FIG 8
    einen Längsschnitt durch eine einlagige Antennenspule;
    FIG 9
    ein Schaltungsdiagramm einer erfindungsgemäßen Übertragungseinrichtung; und
    FIG 10
    ein Schaltungsdiagramm einer alternativen Übertragungseinrichtung.
  • Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
  • FIG 2 zeigt symbolisch einen Teil einer einlagig gewickelten Antennenspule 10. Das erste Wicklungsende 11 stellt den Signalleitungseingang sig dar. Das zweite Wicklungsende 12, das gleichzeitig zur Schirmung verwendet wird (vgl. FIG 8) wird an ein Schirm- bzw. Referenzpotential ref gelegt. Die beiden Wicklungsenden 11 und 12 sind an einen Folienleiter 13 angeschlossen. Konkret ist das erste Wicklungsende 11 mit einer Signalleitung 14 des Folienleiters 13 und das zweite Wicklungsende 12 mit einer Schirmleitung 15 verbunden. Es ist also hier der Fall dargestellt, dass die Antenne mit einem Anschluss an ein Referenzpotential (Masse oder Versorgungsspannung) geschaltet ist und für diesen Anschluss eine Schirmlage bzw. die Schirmleitung 15 des Folienleiters 13 verwendet wird.
  • In FIG 3 ist ein Schnitt III/III durch den Folienleiter 13 von FIG 2 dargestellt. Demnach befindet sich auf einer Trägerfolie 16 eine Leiterschicht, die seitlich bzw. lateral zweifach unterbrochen ist. Dadurch ergeben sich drei Leitungen: In der Mitte die Signalleitung 14 und links und rechts davon die Schirmleitungen 15, die am Ende des Folienleiters 13 miteinander verbunden sind.
  • In FIG 4 ist ein alternativer Folienleiter 13 dargestellt. Er besitzt auf der einen Flachseite wie der Folienleiter von FIG 3 eine in Längsrichtung verlaufende Signalleitung 14. Auf der anderen Flachseite der Trägerfolie 16 (in FIG 4 die Unterseite) befindet sich ebenfalls eine Metallbeschichtung die als Schirmleitung 17 verwendet wird. Zwischen der Signalleitung 14 und der Schirmleitung 17 befindet sich hier also die Trägerfolie 16.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Folienleiters mit Schirmung ist in FIG 5 wiedergegeben. Dieser Aufbau stellt eine Kombination der Leiteraufbauten der Figuren 3 und 4 dar. Auf der Oberseite der Trägerfolie 16 sind, wie in dem Beispiel von FIG 3, die Signalleitung 14 und die Schirmleitung 15 angeordnet, während auf der Unterseite die zusätzliche Schirmleitung 17 angeordnet ist.
  • In FIG 6 ist eine Weiterbildung des Folienleiters 13 von FIG 5 dargestellt. Zusätzlich zu der Struktur von FIG 5 ist über der Signalleitung 14 und den Schirmleitungen 15 eine weitere Trägerfolie 16' und darüber wiederum eine weitere zusätzliche Schirmleitung 17' angeordnet. Während FIG 3 also einen zweischichtigen Aufbau (Träger - und Leiterschicht) des Folienleiters 13 zeigt, stellen die Figuren 4 und 5 einen dreischichtigen Aufbau und FIG 6 einen fünfschichtigen Aufbau des Folienleiters 13 dar. Durch einen derartigen mehrlagigen Folienleiter 13 mit integrierter Schirmlage, lässt sich also eine platzsparende Zuleitung für eine induktive Antenne realisieren.
  • Die Schirmung der Zuleitung ist von entscheidender Bedeutung für den Bau kritischer Hörgeräte mit magnetischer Datenübertragung. Die Wahl der Zuleitungslänge und der Art der Verlegung der Zuleitung muss dadurch weit weniger streng festgelegt werden. Dies ist insbesondere für In-dem-Ohr-Hörgeräte mit individuell gefertigten Gehäuseschalen bedeutsam. In den Hörgeräten werden nämlich meist Parallelschwingkreise mit hoher Güte eingesetzt, die wegen der Spannungsüberhöhung in Resonanznähe eine große Empfangsempfindlichkeit und eine hohe Frequenzselektivität besitzen. Durch die Schirmung gewinnt man einen erhöhten Störabstand und eine Unterdrückung von Störsignalen, die nicht unmittelbar in der Nähe der Arbeitsfrequenz liegen.
  • Die Art der Zuleitungsschirmung wirkt sich besonders auf Antennen aus, die Teil eines Parallelschwingkreises sind. Die konstruktionsbedingte und meist nicht vernachlässigbare Zuleitungskapazität kann Teil der Schwingkreiskapazität sein. Bei Verwendung von Folienleitern (vgl. Figuren 3 bis 6) ist der Kapazitätsbelag sehr definiert und die dielektrischen Verluste sehr gering. Die Kapazität der Schirmung kann daher als vollwertiger Teil der Nutzkapazität verwendet werden. Aufgrund der klaren Definiertheit der Schirmungskapazität können so Parallelschwingkreise hoher Güte entwickelt werden. Dies ist mit verdrillten Leitungen, die üblicherweise in Hörgeräten eingesetzt werden, sehr schwierig, da deren Kapazitätsbelag und Schirmwirkung stark schwanken. Folglich ist bei den bekannten Hörgeräten ein verhältnismäßig hoher Abstimmbereich hinsichtlich der Kapazitäten notwendig. Dies ist in der Regel nicht auf einem Chip ("On-Chip-Abstimmung") möglich. Da die erfindungsgemäße Verwendung eines Folienleiters mit definierter Schirmkapazität weniger Kapazitätsschwankungen mit sich bringt, müssen für die Abstimmung des Schwingkreises keine eigenen Kondensatoren vorgesehen werden, sondern es können die kleinen Kapazitäten auf einem Chip in bekannter Weise für die Abstimmung verwendet werden.
  • Eine Folienschirmung, wie sie aus dem Stand der Technik ( US 6,940,466 B2 ) bekannt ist, wird aufgrund der oben genannten Nachteile im vorliegenden Fall für die Antenne nicht eingesetzt. Stattdessen wird die Antennenspule eigengeschirmt aufgebaut, wie dies in den FIG 7 und 8 dargestellt ist. FIG 7 zeigt eine mehrlagig gewickelte Spule 10' mit den Wicklungsenden 11 und 12 auf einer Seite der Spule 10'. Eine innere Wicklungslage 18 ist in einer ersten Axialrichtung 19 um einen zylindrischen Ferritkern 20 gewickelt. Eine äußere Wicklungslage 21 hingegen ist in einer der ersten Axialrichtung 19 entgegengesetzten zweiten Axialrichtung 22 um die darunter liegenden Wicklungen gewickelt. Bei dieser mehrlagig gewickelten Spule 10' wird das Drahtende 12 der äußeren Wicklungslage 21 mit dem Referenzpotential ref verbunden. Dadurch haben die außen liegenden Windungen nur wenig Potentialdifferenz gegenüber der Referenz ref und sind entsprechend unempfindlich gegenüber einwirkenden E-Feldern. Mehrlagig gewickelte Spulen eignen sich wegen der niedrigen Eigenresonanz jedoch nur für niedrige Arbeitsfrequenzen unterhalb von ca. 2 MHz. FIG 8 zeigt hingegen symbolisch einen Längsschnitt durch eine einlagig gewickelte Antennenspule 10. Die Drahtwicklung mit ihren beiden Wicklungsenden 11 und 12 ist in der ersten Axialrichtung 19 über den Ferritkern 20 gewickelt. Ein Teil des Wicklungsdrahts vor dem zweiten Ende 12 dient als Rückführungsdraht 23. Um ihn besser erkennen zu können, ist er in FIG 8, die eine Schnittzeichnung darstellt, trotzdem durchgezogen dargestellt. Dieser Rückführungsdraht ist in der entgegengesetzten zweiten Axialrichtung 22 über die Wicklungslage geführt bzw. gewickelt und anschließend mit dem Referenzpotential ref verbunden. Der Rückführungsgrad 23 liegt damit auf Referenzpotential und macht die darunter liegende Wicklungslage unempfindlich gegenüber einwirkenden E-Feldern.
  • Solche Spulen eignen sich sehr gut auch für höherfrequente Arbeitsfrequenzen bis ca. 20 MHz.
  • FIG 9 zeigt einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Übertragungseinrichtung. Ein Schwingkreis bestehend aus der Antennenspule 10 bzw. Lres mit einem Hauptresonanzkondensator Cres wird von einem Chip 24 gespeist, der seinerseits an Masse GND liegt und von einer Versorgungsspannung V+ versorgt wird. Für die Schwingkreisversorgung stellt der Chip 24 die Signalpotentiale Sig+ und Sig- zur Verfügung. Das Potential Sig+ wird über die Signalleitung 14 des Folienleiters 13 direkt zur Spule 10 geführt. Auch das andere Potential Sig- wird über die Signalleitung 14 eines Folienleiters 13 an die Spule 10 gelegt. Dieser Beschaltungsplan der Spule 10 stellt eine Ersatzschaltbild für die Spulen der FIG 7 und 8 dar.
  • Die Schirmleitungen 15 der Folienleiter 13 sind in diesem Beispiel an ein spezielles Referenzpotential Vref gelegt, das ebenfalls von dem Chip 24 bereitgestellt wird. Dieses Referenzpotential Vref ist unabhängig von den Signalpotentialen Sig+ und Sig-, was eine symmetrische Beschaltung der induktiven Antenne ergibt.
  • Die Schirmung des Folienleiters 13 führt zu einer zusätzlichen Kapazität Cguard. Diese wegen der Natur des Folienleiters sehr definierte Schirmungskapazität Cguard liegt parallel zu der Kapazität Cres, so dass die Schwingkreiskapazität grob aus der Summe der Kapazitäten Cres plus Cguard gebildet ist. Die gesamte Schwingkreiskapazität ist jedoch genau abzustimmen, weswegen parallel zu dem Hauptkondensator Cres auf dem Chip 24 Abstimmkapazitäten vorgesehen sind, die in dem Schaltplan durch die veränderliche Kapazität Cchip symbolisiert sind. Da die Fertigungstoleranzen des Folienleiters speziell hinsichtlich der Schirmung gering sind, bedarf es hinsichtlich der Schwingkreiskapazität nur eines geringen Abstimmbereichs. Dieser kann durch die Kondensatoren bzw. die veränderliche Kapazität Cchip auf dem Chip 24 realisiert werden.
  • In FIG 10 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Übertragungseinrichtung dargestellt. Während mit der Schaltung von FIG 9 eine symmetrische Beschaltung der induktiven Antenne 10, nämlich mit den Signalpotentialen Sig+ und Sig- möglich ist, ist durch die Schaltung von FIG 10 eine unsymmetrische Beschaltung der induktiven Antenne 10 realisiert. Der eine Anschluss der Spule 10 ist hier über die Signalleitung 14 auf Referenzpotential Vref gelegt. Der andere Anschluss der Spule 10 ist an ein Signalpotential Sig gelegt, das wie das Referenzpotential Vref von einem Chip 24' bereitgestellt wird. Der Parallelresonanzkreis Cres, Lres liegt also an den beiden Potentialen Vref und Sig. An einem Ende des Folienleiters 13 ist die Schirmleitung 15 mit der Signalleitung 14 kurzgeschlossen. Die Antenne hat dann trotz Schirmung nur noch zwei statt drei Anschlüsse (vgl. FIG 7 und 8). Dies ist besonders für die Miniaturisierung von Bedeutung, da dann nur zwei der relativ großflächigen Anschlusspads vorgehalten werden müssen. Zur Vermeidung von Stromschleifen ist vorteilhafterweise außerdem vorgesehen, dass die Schirmlage bzw. die Schirmleitung 15 nur an einer Seite des Folienleiters 13 mit dem Referenzpotentialanschluss Vref verbunden ist.

Claims (9)

  1. Übertragungseinrichtung für eine Hörvorrichtung mit
    - einem Schwingkreis einschließlich eines Kondensators (Cres) und einer Spule (Lres, 10) sowie
    - einer elektrischen Zuleitung (13) in oder zu dem Schwingkreis, wobei
    - die elektrische Leitung eine Schirmung aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die elektrische Leitung einen Folienleiter (13) mit Signalleitung (14) und Schirmleitung (15) aufweist, dessen Schirmungskapazität (Cguard)zu dem Kondensator parallel geschaltet ist, und die Schirmungskapazität zusammen mit der Kapazität des Kondensators (Cres) gezielt als Schwingkreiskapazität eingesetzt ist.
  2. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei an den Kondensator (Cres) ein variabler, in den Halbleiterchip integrierter Abstimmungskondensator (Cchip) angeschlossen ist.
  3. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Spule (Lres, 10) eine durch ihren Wicklungsdraht selbst gebildete Eigenschirmung aufweist.
  4. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Spule (Lres, 10) gemäß Anspruch 8 gebildet ist.
  5. Übertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalleitung (14) und die Schirmleitung (15) an einem Ende der elektrischen Leitung kurzgeschlossen sind.
  6. Übertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Folienleiter (13) eine Leiterschicht aufweist , die seitlich unterbrochen und damit sowohl für die Signalleitung (14) als auch für die Schirmleitung (15) genutzt ist.
  7. Übertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Folienleiter (13) mehrere Leiterschichten für die Signalleitung (14) und die Schirmleitung (15) aufweist.
  8. Elektrische Spule mit
    - einer Drahtwicklung einschließlich eines ersten (11) und eines zweiten Drahtendes (12),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Drahtwicklung beginnend bei dem ersten Drahtende (11) einlagig in einer Axialrichtung (19) gebildet ist und
    - ein Drahtabschnitt (23) an dem zweiten Drahtende (12) entgegen der Axialrichtung (22) als Schirmung direkt über die Drahtwicklung geführt ist.
  9. Elektrische Spule nach Anspruch 8, wobei der zur Schirmung dienende Drahtabschnitt (23) mit wesentlich weniger Windungen als die Drahtwicklung über diese gewickelt ist.
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