[實用新型]多膜麥克風、音頻處理電路以及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520976443.4
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN205265912U
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E·米盧齊
• 申請（專利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04;H04R3/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及校準多膜麥克風中的偏移，并且特別地涉及校準通過 通道放大器在音頻信號中引入的偏移。

背景技術(shù)

諸如微機電系統(tǒng)(MEMS)的麥克風等聲學(xué)換能器通常包括用于 將聲學(xué)壓力波轉(zhuǎn)換成電信號(例如通過電容變化)的感測結(jié)構(gòu)。聲學(xué) 換能器還可以包括用于處理電信號以及供應(yīng)輸出信號的電子電路，輸 出信號在數(shù)字麥克風的情況下可以是模擬的或者數(shù)字的?？梢愿鶕?jù)諸 如脈沖密度調(diào)制(PDM)調(diào)制方案等任何類型的調(diào)制方案來調(diào)制輸出 信號。然后可以使得輸出信號可用于外部電子系統(tǒng)，諸如例如包含 MEMS麥克風的電子裝置的微控制器。

圖1示出多膜麥克風10的示意圖。多膜麥克風10(本文中也稱 為多個膜麥克風)包括多個膜12、電荷泵14和音頻處理電路16。音 頻處理電路16包括多個放大器18、復(fù)用器20、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器 22和控制器24。

每個膜12的輸入端口26電耦合到電荷泵14的輸出端口28。另 外，每個膜12的輸出端口30電耦合到多個放大器18中的相應(yīng)放大 器18的輸入端口32。多個放大器18中的每個放大器18的輸出端口 34電耦合到復(fù)用器20的多個輸入端口36中的相應(yīng)輸入端口36。另 外，復(fù)用器20的選擇信號輸入端口38電耦合到控制器24的選擇信 號輸出端口40。

如圖1所示，復(fù)用器20的輸出端口42電耦合到A/D轉(zhuǎn)換器22 的輸入端口44，并且A/D轉(zhuǎn)換器22的輸出端口46在輸出節(jié)點50處 電耦合到控制器24的輸入端口48。可以在輸出節(jié)點50處感測音頻處 理電路16的輸出信號。

每個膜12的輸入端口26從電荷泵14的輸出端口28接收充電信 號52，從而充電信號52用于維持膜12的感測電容器上的恒定電荷。 維持恒定電荷以使得膜12能夠更好地轉(zhuǎn)換撞擊的聲壓信號54。由于 聲壓信號54撞擊膜12，膜12在其輸出端口30處產(chǎn)生相應(yīng)的感測信 號56。

膜12可以具有不同的靈敏度并且可以具有不同的信噪比(SNR) 等級。音頻處理電路16的控制器24可以取決于聲壓信號54來在膜 12之間切換。例如，一個膜12可以具有比另一膜12更大的靈敏度并 且可以在撞擊膜12的聲壓信號54低于閾值時使用，而具有較低靈敏 度的另一膜可以在聲壓信號54大于閾值時使用。在通過多個膜12實 現(xiàn)的音頻檢測之間的切換改善了麥克風10的音頻檢測能力。

多個放大器20在其相應(yīng)的輸入端口32處接收相應(yīng)的感測信號 56。多個放大器20中的每個放大器20放大相應(yīng)的感測信號56的信 號水平并且在放大器18的相應(yīng)的輸出端口34處輸出放大信號58。復(fù) 用器24在相應(yīng)的多個輸入端口36處接收多個放大信號58。復(fù)用器 20還在其選擇信號端口38處從控制器24接收選擇信號60。選擇信 號60指示多個放大信號58中的用于處理的一個放大信號的選擇?；? 于選擇信號60，復(fù)用器20在其輸出端口42處輸出放大信號58之一 作為所選擇的放大信號62。

選擇信號60指示被選擇用于由控制器24來處理的音頻通道，從 而音頻通道包括對應(yīng)于所選擇的放大信號62的膜12和放大器18。 A/D轉(zhuǎn)換器22在其輸入端口44處接收所選擇的放大信號62并且將 所選擇的放大信號62從模擬格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。A/D轉(zhuǎn)換器22在 其輸出端口46處輸出作為轉(zhuǎn)換的結(jié)果的輸出信號64。

輸出信號64由控制器24在其輸入端口48處接收?？刂破?4使 用反饋控制來控制音頻通道選擇。例如，至少部分基于輸出信號64 的信號功率水平或噪聲功率水平，控制器可以確定在音頻通道之間切 換。例如，如果聲壓信號54的信號功率水平降至閾值以下，則控制 器24可以選擇具有較高靈敏度的膜12用于檢測聲壓信號54。相反， 控制器24可以選擇具有較低靈敏度的膜12用于檢測聲壓信號54?？? 制器24通過輸出指示對應(yīng)于膜12的經(jīng)放大的感測信號58的選擇的 選擇信號60來選擇膜12用于檢測聲壓信號54。

實用新型內(nèi)容

本公開的實施例期望緩解由于多膜麥克風中的放大器偏移而產(chǎn) 生的音頻快動(snap)，并且期望通過校準多膜麥克風來緩解偏移。