[發(fā)明專利]傳感器裝置和麥克風(fēng)組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880085114.7
• 申請日: 2018-12-31
• 公開（公告）號: CN111630873B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: V·錢德拉塞克蘭;C·利勒隆;C·E·富爾斯特;M·沙揚(yáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 美商樓氏電子有限公司
• 主分類號: H04R1/08
• 分類號: H04R1/08;H04R1/22;H04R19/00;H04R3/06;H04R17/02;H04R19/01;H04R19/04;H04R3/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 劉愛勤;王小東

本公開提供了用于麥克風(fēng)電路的方法、系統(tǒng)和裝置。特別地，該電路包括換能器，該換能器可以感測壓力變化并生成具有第一頻率范圍內(nèi)和高于第一頻率范圍的第二頻率范圍內(nèi)的頻率分量的電信號。該電路包括反饋電路，該反饋電路可以使電信號中的第一頻率范圍內(nèi)的頻率分量衰減并由此生成音頻信號。反饋路徑電路包括具有第一頻率范圍內(nèi)的截止頻率的低通濾波器，并且對音頻信號進(jìn)行濾波以生成包括第一頻率范圍內(nèi)的頻率分量的低通濾波器信號。低通濾波器信號可用于生成與由換能器感測到的低頻壓力變化相對應(yīng)的低頻壓力信號。

相關(guān)申請的交叉引用

本專利申請要求于2018年1月4日提交的美國臨時(shí)申請No.62/613,738的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及麥克風(fēng)，更具體地涉及感測低頻大氣壓。

背景技術(shù)

若干音頻感測應(yīng)用包括電子麥克風(fēng)。一些這樣的麥克風(fēng)包括微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)麥克風(fēng)，例如電容式麥克風(fēng)，其電容根據(jù)壓力的入射(incident)變化而變化。麥克風(fēng)將電容的變化變換為對應(yīng)的電信號。期望感測寬范圍的頻率。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可能期望既感測聲信號又感測諸如大氣壓或環(huán)境壓力的低頻壓力信號。

發(fā)明內(nèi)容

本公開提供一種傳感器裝置，所述傳感器裝置包括：換能器，該換能器被配置為響應(yīng)于感測到的壓力變化而生成電信號，所述電信號包括頻率分量；前向路徑電路，所述前向路徑電路具有聯(lián)接至所述換能器的輸入并且被配置為接收和調(diào)節(jié)從所述換能器接收的所述電信號，并且在所述前向路徑電路的輸出處提供調(diào)節(jié)后的信號；包括低通濾波器的反饋電路，所述反饋電路被配置為基于來自所述低通濾波器的低通信號來生成反饋信號；求和節(jié)點(diǎn)，該求和節(jié)點(diǎn)被配置為在所述電信號被提供給所述前向路徑電路的所述輸入之前，基于所述反饋信號來衰減所述頻率分量；以及壓力感測電路，該壓力感測電路被配置為部分地基于來自所述反饋電路的所述低通濾波器的所述低通信號來生成輸出信號，所述壓力感測電路的所述輸出信號表示由所述換能器感測到的亞音速壓力的變化，其中，所述換能器是微機(jī)電系統(tǒng)MEMS換能器。

本公開還提供一種麥克風(fēng)組件，所述麥克風(fēng)組件包括：微機(jī)電系統(tǒng)MEMS換能器，該MEMS換能器被配置為響應(yīng)于檢測到氣壓的變化而生成電信號，所述電信號包括第一頻率范圍內(nèi)的頻率分量和第二頻率范圍內(nèi)的頻率分量，所述第二頻率范圍高于所述第一頻率范圍；以及電路，該電路包括：第一處理電路，該第一處理電路包括：前向路徑電路，該前向路徑電路具有聯(lián)接至所述MEMS換能器的輸出的輸入、被配置為基于所述電信號生成數(shù)字信號的模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器，所述前向路徑電路具有聯(lián)接至所述麥克風(fēng)組件的外部接口的輸出，所述前向路徑電路被配置為基于施加到所述前向路徑電路的所述輸入的所述電信號來在所述外部接口處輸出音頻信號；反饋路徑，該反饋路徑具有反饋濾波器，所述反饋濾波器具有聯(lián)接至所述前向路徑電路的輸入并且被配置為對所述前向路徑電路的所述數(shù)字信號進(jìn)行濾波；以及補(bǔ)償電路，該補(bǔ)償電路聯(lián)接到所述反饋濾波器的輸出，其中，所述補(bǔ)償電路被配置為基于所述反饋濾波器的反饋濾波器輸出信號來抵消所述電信號在所述第一頻率范圍內(nèi)的頻率分量，所述抵消發(fā)生在所述電信號被施加到所述前向路徑電路的所述輸入之前，以及第二處理電路，該第二處理電路被配置為基于所述前向路徑電路的所述數(shù)字信號來在所述外部接口處生成外部輸出信號，其中，所述第二處理電路的所述外部輸出信號指示由所述MEMS換能器測量的大氣壓的特性。

附圖說明

圖1A示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的第一示例麥克風(fēng)裝置的框圖。

圖1B示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的由圖1A所示的第一示例麥克風(fēng)裝置生成的示例電信號。

圖2示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的圖1A中所示的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的附加細(xì)節(jié)。

圖3示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的示例性數(shù)字環(huán)路濾波器的框圖。

圖4示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的示例脈沖寬度和脈沖幅度調(diào)制器(PWAM)的框圖。