[發明專利]麥克風組件、微機電系統麥克風和集成電路

有效

• 申請號: 202011220879.2
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN112437389B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: J·J·阿伯斯;T·弗勒利希
• 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;H04R19/00;H04R3/04;G10K11/178;H03F1/56;H03F3/187;H03F3/45;H02M3/07;H04R19/01;H04R3/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王青芝;黃綸偉

麥克風組件、微機電系統麥克風和集成電路。一種集成電路包括第一放大器和第二放大器。第一阻抗匹配電路聯接到第一放大器、第一電荷泵和單MEMS換能器。第二阻抗匹配電路聯接到第二放大器、第二電荷泵和所述單MEMS換能器。存在在第一放大器的輸入端處測量的第一電容性負載以及在所述第二放大器的輸入端處測量的第二電容性負載。第一電容性負載和第二電容性負載相對于彼此平衡。單個壓力變化使得單MEMS換能器形成第一電信號和第二電信號。第一電信號和第二電信號二者大小匹配或近似匹配，并且相對于彼此相位相差180度或近似180度。

本申請是原案申請號為201780049181.9的發明專利申請(國際申請號：PCT/US2017/041542，申請日：2017年7月11日，原發明名稱：分裂信號差分MEMS麥克風)的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年7月11日提交的美國專利申請No.15/207,116的權益和優先權，其完整內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及分裂信號差分MEMS麥克風。

背景技術

提供以下描述以幫助讀者理解。所提供的信息或所引用的參考文獻均未被承認為現有技術。

多年以來已使用了不同類型的聲學器件。一種類型的裝置是麥克風。在微機電系統(MEMS)麥克風中，MEMS芯片包括至少一個振膜和至少一個背板。MEMS芯片由基板支撐并由殼體(例如，帶有壁的杯或覆蓋物)包封?？诳裳由齑┻^基板(對于下口裝置)或穿過殼體的頂部(對于上口裝置)。在任何情況下，聲能橫穿過口，使振膜移動，并形成背板的變化的電位，從而形成電信號。麥克風被部署在諸如個人計算機或蜂窩電話的各種類型的裝置中。

用戶常常期望差分信號。在一個示例中，第一換能器獲得第一差分信號并且第二換能器獲得第二差分信號。第二信號與第一信號相位相差180度(或近似180度)并具有相同的大小。信號彼此相減以生成輸出信號。減法操作從各個信號去除噪聲和其它不可取的影響并且可生成更大更強的輸出信號。然而，這些獲得差分信號的方法需要使用兩個換能器，這會昂貴并且增加總裝置的尺寸。先前方法的問題導致了一些用戶對這些先前方法不滿意。

發明內容

通常，本說明書中所描述的主題的一個方面可在一種集成電路中具體實現。該集成電路包括第一放大器、第二放大器、第一阻抗匹配網絡、第二阻抗匹配網絡、第一電容性負載和第二電容性負載。第一阻抗匹配網絡聯接到第一放大器、第一電荷泵和單MEMS換能器。第二阻抗匹配網絡聯接到第二放大器、第二電荷泵和所述單MEMS換能器。在第一放大器的輸入端處測量第一電容性負載。在第二放大器的輸入端處測量第二電容性負載。第一電容性負載和第二電容性負載被調整大小以使包括互連和單MEMS換能器的寄生電容的總電容均衡。根據示例性實施方式，單個壓力變化使得單MEMS換能器形成第一電信號和第二電信號。第一電信號和第二電信號中的每一個大小匹配或近似匹配，并且相對于彼此相位相差180度或近似180度。當兩個信號可被組合以形成減小來自各個信號的噪聲或其它不可取的影響的輸出信號時，可使用相位相差近似180度和/或大小近似匹配的信號。

通常，本說明書中所描述的主題的另一方面可在一種微機電系統(MEMS)麥克風中具體實現。該MEMS麥克風包括單MEMS換能器和集成電路。該集成電路包括第一放大器、第二放大器、第一阻抗匹配網絡、第二阻抗匹配網絡、第一電容性負載和第二電容性負載。第一阻抗匹配網絡聯接到第一放大器、第一電荷泵和單MEMS換能器。第二阻抗匹配網絡聯接到第二放大器、第二電荷泵和所述單MEMS換能器。在第一放大器的輸入端處測量第一電容性負載。在第二放大器的輸入端處測量第二電容性負載。第一電容性負載和第二電容性負載被調整大小以使得第一放大器和第二放大器的輸出信號具有相似的幅度但是相位移位近似180度。根據示例性實施方式，單個壓力變化使得單MEMS換能器形成第一電信號和第二電信號。第一電信號和第二電信號中的每一個大小匹配或近似匹配，并且相對于彼此相位相差180度或近似180度。