[發明專利]換能器組件故障檢測

有效

• 申請號: 201880083691.2
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN111869237B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 彼得·洛佩特;V·錢德拉塞克蘭;D·巴里;M·佩德森;D·巴迪洛
• 申請（專利權）人: 美商樓氏電子有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04;H04R29/00;H04R19/00;H04R3/00;H04R17/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 師瑋;王小東

一種微機電系統(MEMS)換能器組件，該MEMS換能器組件包括：換能器，該換能器包括電容麥克風；集成電路，該集成電路電連接至換能器以接收來自換能器的輸出電壓，其中，集成電路包括測試信號發生器，該測試信號發生器被構造為在換能器中引發測試聲響應；以及評估電路，該評估電路被構造為將測試聲響應與基線聲響應進行比較，以識別換能器中的故障。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年12月27日提交的美國臨時專利申請No.62/610,798的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開總體上涉及換能器組件以及用于其的方法，并且更具體地涉及對換能器組件(例如，MEMS麥克風組件)進行故障檢測。

背景技術

在包括集成麥克風的系統中，可能很難確定系統故障是由于麥克風還是系統的某一其它部件引起的。這樣的系統例如包括無線通信手機、膝上型計算機以及智能揚聲器等其它裝置。這些和其它系統可能包括一個或更多個微機電系統(MEMS)、駐極體或其它麥克風組件。麥克風可能因有缺陷的部件(例如，換能器)、有缺陷的組件、被阻塞的聲音端口或者換能器污染等多種其它原因而失效。驗證麥克風沒有故障的常規技術至少需要對系統進行部分拆卸，從而可能會損壞麥克風或其它系統部件。

發明內容

本文所公開的各個實施方式涉及換能器組件。在一些實施方式中，所述換能器組件包括殼體，所述殼體包括聲音端口。在一些實施方式中，所述換能器組件包括設置在所述殼體中的微機電系統(MEMS)換能器。在一些實施方式中，所述換能器組件包括設置在所述殼體中的電路。在一些實施方式中，所述電路電連接至所述MEMS換能器的輸出端。在一些實施方式中，所述電路包括信號發生器，所述信號發生器被配置成生成測試信號并將該測試信號施加至所述MEMS換能器。在一些實施方式中，所述測試信號引發來自所述換能器組件的響應，所述響應指示所述換能器組件的健康狀況。

在一些實施方式中，所述殼體包括設置在基板上的蓋子，所述基板具有外部裝置接口，所述外部裝置接口具有聯接至所述電路的多個觸點。

在一些實施方式中，所述信號發生器包括電阻器，其中，所述信號發生器被構造成通過向所述電阻器施加電力在所述殼體內生成熱聲測試信號。

在一些實施方式中，所述信號發生器包括電輸出端，所述電輸出端聯接至所述MEMS換能器的電輸入端，其中，所述信號發生器被構造成向所述MEMS換能器的電輸入端施加具有已知特性的電測試信號。

在一些實施方式中，所述MEMS換能器包括背板和振膜，并且所述電路包括具有偏壓輸出端的偏壓電路，所述偏壓輸出端聯接至所述MEMS換能器的偏壓輸入端。在一些實施方式中，所述信號發生器被構造成經由所述MEMS換能器的偏壓輸入端向所述MEMS換能器施加所述電測試信號。在一些實施方式中，所述電測試信號具有處于所述換能器組件的帶寬內的頻率。

在一些實施方式中，所述電測試信號是單一頻率AC信號。

在一些實施方式中，所述信號發生器被構造成生成不同的測試信號并將不同的測試信號施加至所述MEMS換能器。

在一些實施方式中，所述不同的測試信號包括具有不同頻率的AC信號。

在一些實施方式中，所述電路包括放大器，所述放大器被構造成接收來自所述MEMS換能器的輸出信號并且生成經放大的、具有輸出電壓的信號。在一些實施方式中，所述電路包括測試負載，所述測試負載設置在所述MEMS換能器與所述放大器之間。在一些實施方式中，所述電路包括開關裝置，所述開關裝置被構造成在閉合狀態下將所述測試負載與所述MEMS換能器以及所述放大器連接起來，并且在打開狀態下將所述測試負載與所述MEMS換能器和所述放大器斷開。在一些實施方式中，在連接所述測試負載和將所述測試負載斷開時，通過對所述MEMS換能器的響應進行監測來將故障隔離。