[實用新型]MEMS麥克風(fēng)前置放大器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821408407.8
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN208739086U
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫茂友;楊校輝;孫盟生
• 申請（專利權(quán)）人: 孫茂友
• 主分類號: H03F3/187
• 分類號: H03F3/187;H03F1/26;H03F1/30
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 程華

本實用新型公開一種MEMS麥克風(fēng)前置放大器，包括：第一電容、第一電阻、頻率解調(diào)電路和輸出緩沖器，所述第一電阻與所述第一電容構(gòu)成RC振蕩器，所述頻率解調(diào)電路的一個輸入端與所述第一電容的一端連接，所述第一電容的另一端接地，所述頻率解調(diào)電路的另一個輸入端與所述第一電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端接地，所述頻率解調(diào)電路的輸出端與所述輸出緩沖器的輸入端連接。本實用新型提供的放大器不需要DC?DC升壓電路產(chǎn)生高壓，也不需要MEMS傳感器通過大的偏置電阻連接到一個偏置電壓上，成本低，噪聲小，而且還能夠提高電源電壓抑制比(PSRR)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及領(lǐng)域，特別是涉及一種MEMS麥克風(fēng)前置放大器。

背景技術(shù)

麥克風(fēng)的工作原理是聲壓引起電容傳感器的電容變化，傳統(tǒng)駐機(jī)體麥克風(fēng)，將電荷注入到麥克風(fēng)一個電極板上(該電極板是一片極薄的塑料膜片，在其中一面蒸發(fā)上一層金屬薄膜。然后再經(jīng)過高壓電場駐極后，兩面分別駐有異性電荷。膜片的蒸金面向外，與金屬外殼相連通)，電荷不能流動，當(dāng)聲壓引起駐機(jī)體電容變化時，極板上電壓發(fā)生變化，由節(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET) 放大器讀出電壓信號。MEMS傳感器麥克風(fēng)是金屬電極板，電荷無法固定在電極板上不流動。MEMS傳感器一個基板連接到一個固定電壓上，另一基板接到一個前置放大器上。如圖1所示，為了提高靈敏度，MEMS傳感器需要連接到一個10V左右偏置電壓上。這樣需要MEMS傳感器前置放大器需要包含另外一個DC-DC升壓器，從1.8V左右電源上來產(chǎn)生10V左右電壓，通過大電阻R1偏置MEMS傳感器。當(dāng)聲壓引起MEMS傳感器電容變化時，MEMS 傳感器由于大串聯(lián)電阻(R1+R2)，MEMS傳感器電容上電荷基本上沒有變化，聲壓從而引起MEMS傳感器上電壓信號變化。

MEMS傳感器的這種前置放大器存在下面一些問題，DC-DC升壓電路占很大面積，芯片成本高；DC-DC升壓電路需要一個振蕩器，產(chǎn)生的高偏置電壓源有很高噪聲；DC-DC升壓器需要一定時間來產(chǎn)生大的偏置電壓，麥克風(fēng)啟動速度慢；DC-DC升壓器噪聲直接耦合到輸入端，信噪比(SNR)變低，抗電源紋波干擾可能變差；同時，MEMS需要大的偏置電阻，聲壓大電壓信號變化大，偏置電阻減小或非線性變化，引起高級諧波干擾信號，或頻響變差。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種MEMS麥克風(fēng)前置放大器，成本低，噪聲小，電源電壓抑制比高。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下方案：

一種MEMS麥克風(fēng)前置放大器，包括：第一電容、第一電阻、頻率解調(diào)電路和輸出緩沖器，所述第一電阻與所述第一電容構(gòu)成RC振蕩器，所述頻率解調(diào)電路的一個輸入端與所述第一電容的一端連接，所述第一電容的另一端接地，所述頻率解調(diào)電路的另一個輸入端與所述第一電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端接地，所述頻率解調(diào)電路的輸出端與所述輸出緩沖器的輸入端連接。

可選的，所述頻率解調(diào)電路包括：放大器、低通濾波器、壓控振蕩器和除法器；

所述放大器的一個輸入端與所述第一電容的一端連接，所述放大器的另一個輸入端與所述第一電阻的一端連接，所述放大器的輸出端依次連接壓控振蕩器和除法器；所述低通濾波器連接于所述放大器與所述壓控振蕩器之間，所述輸出緩沖器與所述低通濾波器連接。

可選的，所述低通濾波器包括第二電阻、第二電容和第三電容；所述第二電阻的一端與所述放大器的輸出端連接，所述第二電阻的另一端與所述第二電容的一端連接，所述第二電容的另一端接地，所述第三電容的一端與所述放大器的輸出端連接，所述第三電容的另一端接地，所述輸出緩沖器與所述第二電阻的另一端連接。

可選的，所述MEMS麥克風(fēng)前置放大器還包括：第四電容、第一電流源和第二電流源，所述第一電流源的一端與所述第二電流源的一端連接，所述第一電流源的另一端與所述第四電容的一端連接，所述第四電容的另一端接地，所述第二電流源的另一端與所述第一電阻的一端連接。