[發(fā)明專利]具有有源壓縮的電容式微機(jī)電系統(tǒng)麥克風(fēng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980046346.6
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN112425184B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 哈桑·伊斯
• 申請（專利權(quán)）人: 朝陽半導(dǎo)體技術(shù)江陰有限公司
• 主分類號: H04R3/06
• 分類號: H04R3/06;H04R19/04
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 劉鋒

1.一種數(shù)字麥克風(fēng)，其包括：

微機(jī)電系統(tǒng)MEMS電容器；

多個調(diào)節(jié)電容器，其可選擇性地并聯(lián)耦合到所述MEMS電容器，所述調(diào)節(jié)電容器可選擇性地耦合到所述MEMS電容器以實(shí)現(xiàn)所述MEMS電容器的電壓輸出的x/(1+N|x|)形式的壓縮，N是大于1的壓縮指數(shù)，x為與施加到所述MEMS電容器的壓力有關(guān)的值；及

處理鏈，其耦合到所述MEMS電容器的一側(cè)，所述處理鏈依次包含前置放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC及解壓縮模塊，所述解壓縮模塊經(jīng)配置以執(zhí)行基本上是x/(1+N|x|)的形式的所述壓縮的逆操作的解壓縮。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字麥克風(fēng)，其中所述MEMS電容器及調(diào)節(jié)電容器耦合到大于耦合到所述處理鏈的電源電壓的偏壓電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字麥克風(fēng)，其中所述解壓縮模塊經(jīng)配置以在數(shù)字域中執(zhí)行所述解壓縮。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字麥克風(fēng)，其進(jìn)一步包括增益誤差補(bǔ)償塊，所述增益誤差補(bǔ)償塊經(jīng)配置以基于所述MEMS電容器及所述調(diào)節(jié)電容器的電容比率來調(diào)節(jié)所述壓縮指數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字麥克風(fēng)，其進(jìn)一步包括在所述ADC與所述解壓縮模塊之間的所述處理鏈中的數(shù)字濾波器，所述數(shù)字濾波器經(jīng)配置以抑制由所述ADC產(chǎn)生的量化噪聲。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字麥克風(fēng)，其中所述ADC包括∑ΔADC。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字麥克風(fēng)，其中x/(1+N|x|)形式的所述壓縮包括x/(1+10x)形式的壓縮。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字麥克風(fēng)，其中x/(1+N|x|)形式的所述壓縮包括x/(1+16x)形式的壓縮。

9.一種用于處理數(shù)字麥克風(fēng)的信號的方法，其包括：

選擇性地將多個調(diào)節(jié)電容器與用作數(shù)字麥克風(fēng)的傳感器的微機(jī)電系統(tǒng)MEMS電容器并聯(lián)耦合，以便對由所述MEMS電容器產(chǎn)生的信號執(zhí)行第一壓縮技術(shù)；

放大來自所述MEMS電容器的所述信號，以提供經(jīng)放大信號；

將所述經(jīng)放大信號數(shù)字化，以證明數(shù)字信號；及

對所述數(shù)字信號執(zhí)行數(shù)字操作，所述數(shù)字操作是所述第一壓縮技術(shù)的逆操作，

其中所述第一壓縮技術(shù)是x/(1+N|x|)的形式的壓縮，N是大于1的壓縮指數(shù)，x為與施加到所述MEMS電容器的壓力有關(guān)的值。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)電容器是開關(guān)電容器數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC的部分。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中使用∑Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC將所述經(jīng)放大信號數(shù)字化。