麥克風(fēng)的模擬信號處理電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及麥克風(fēng)。更具體地，本發(fā)明涉及麥克風(fēng)的模擬信號處理電路。
【背景技術(shù)】
[0002]麥克風(fēng)在移動設(shè)備、音頻設(shè)備、車輛等中廣泛使用以檢測聲音，S卩，聲波并且將其轉(zhuǎn)換成物理值或者電值。轉(zhuǎn)換的信號最終被處理成可被人或者機器識別的信號。
[0003]由于麥克風(fēng)接收自然信號例如聲波，模擬信號處理是轉(zhuǎn)換信號中必不可少的。模擬信號處理電路對于麥克風(fēng)的整體性能可具有直接的影響。具體地，由于麥克風(fēng)由于其特性接收寬頻范圍作為輸入，所以噪聲特性很重要。
[0004]由于從麥克風(fēng)輸出的信號是單信號，輸出信號需被轉(zhuǎn)換為對噪聲特性更具優(yōu)勢的全差分信號。而且，用于控制信號的大小，即靈敏度的輸入級直流偏置功能和放大率控制功能在全差分結(jié)構(gòu)中是必不可少的。一般而言，模擬信號處理電路通過實現(xiàn)上述功能的電路的組合進(jìn)行配置。然而，電路的組合將導(dǎo)致電噪聲的增加。
[0005]在【背景技術(shù)】部分公開的信息僅用于增強對本發(fā)明的背景的理解，并且因此，其可包含不構(gòu)成在本國內(nèi)本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明致力于提供具有包括處理麥克風(fēng)的模擬信號所需的功能及具有改善的噪聲特性的優(yōu)點的模擬信號處理電路。
[0007]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例，麥克風(fēng)的模擬信號處理電路包括:包括從麥克風(fēng)接收信號以輸出第一信號的第一子電路以及接收參考電壓以輸出第二信號的第二子電路的偏置電路。全差分電路接收第一信號和第二信號以輸出全差分信號。第一子電路包括第一偏置子電路以提供偏置電壓，并且第二子電路包括第二偏置子電路以提供偏置電壓。
[0008]第一和第二偏置子電路可包括兩個反向并聯(lián)二極管對。
[0009]不同的參考電壓將分別施加在反向并聯(lián)二極管對上。
[0010]第一子電路可包括麥克風(fēng)和第一偏置子電路之間的第一電容，并且第二子電路可包括麥克風(fēng)和第二偏置子電路之間的第二電容。
[0011 ] 第一電容的電容值可等于第二電容的電容值。
[0012]全差分電路單?？砂ㄈ罘址糯笃骱碗娮璺謮浩鳌?br>[0013]電阻分壓器可包括可變電阻。
[0014]全差分電路可包括分別具有兩個輸入端的第一差分輸入級和第二差分輸入級，以及具有兩個輸出端的差分輸出級。第一信號可輸入至第一差分輸入級的一個輸入端，并且第二信號可輸入至第二差分輸入級的一個輸入端。
[0015]電阻分壓器可包括連接在第一差分輸入級的另一輸入端和差分輸出級的一個輸出端之間的第一電阻分壓器，以及連接在第二差分輸入級的另一輸入端和差分輸出級的另一輸出端之間的第二電阻分壓器。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的信號處理電路包括用于麥克風(fēng)的模擬信號處理電路的所有必需功能。由于多個功能將由一個電路完全實現(xiàn)，通過簡化電路布置，可以使電路產(chǎn)生的電噪聲最小化，并且減少電流損耗。此外，減小了電路的整體面積使得制造成本得以減少。
【附圖說明】
[0017]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的模擬信號處理電路的方框圖。
[0018]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的模擬信號處理電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0019]在下述描述中，簡單地通過例示說明的方式，僅示出和描述本發(fā)明構(gòu)思的特定實施例。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員意識到的，所述實施例在未背離本發(fā)明的技術(shù)思想和所附權(quán)利要求的范圍的情況下可以以各種不同的方式進(jìn)行修改。
[0020]因此，附圖及描述實際上將被視為示例性的而非限制性的。貫穿說明書，同樣的附圖標(biāo)記指代同樣的元件。
[0021]貫穿說明書和所附權(quán)利要求，當(dāng)描述一個元件與另一元件“連接”時，所述元件與另一元件“直接連接”或是通過第三元件與另一元件“電連接”。此外，除非明確地說明與其相反，術(shù)語“包括”及其各種變形可理解成意味著包括所述元件但不排除其他任何元件。
[0022]在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的麥克風(fēng)的模擬信號處理電路。所述麥克風(fēng)的模擬信號處理電路簡記為信號處理電路。
[0023]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的模擬信號處理電路的方框圖，并且圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的模擬信號處理電路的電路圖。
[0024]首先，參考圖1，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的模擬信號處理電路20從麥克風(fēng)10接收單信號作為輸入，以輸出全差分信號。信號處理電路20可將來自麥克風(fēng)10的變化的電容值轉(zhuǎn)換成電壓信號。
[0025]麥克風(fēng)10接收聲波以根據(jù)聲波的振動產(chǎn)生電信號。例如，麥克風(fēng)10可包括微電機系統(tǒng)(MEMS:micro-electro-mechanical system)麥克風(fēng)。一般來說，MEMS麥克風(fēng)被分成電容型MEMS麥克風(fēng)和壓電型MEMS麥克風(fēng)。電容型MEMS麥克風(fēng)包括固定電極和振動膜。當(dāng)根據(jù)聲波的外部聲壓施加在振動膜上時，由于固定電極和振動膜之間的距離變化，電容值發(fā)生變化。這種情況下，麥克風(fēng)產(chǎn)生電信號。與電容型MEMS麥克風(fēng)不同的是，壓電型MEMS麥克風(fēng)僅包括振動膜。當(dāng)振動膜由于外部聲壓而變形時，麥克風(fēng)將由于壓電效應(yīng)產(chǎn)生電信號。
[0026]信號處理電路20包括偏置電路單元210和全差分電路單元220。偏置電路單元210和全差分電路單元220可以由一個電路構(gòu)成。
[0027]全差分電路單元220將從麥克風(fēng)輸出的電信號轉(zhuǎn)換成對于共有噪聲特性具有優(yōu)勢的全差分信號。偏置電路210基本上連接至全差分電路單元220的輸入級，并且可以施加期望電壓，并在將單信號轉(zhuǎn)換成全差分信號時，減少全差分信號的差分信號之間的直流偏移(DC offset) ο
[0028]參考圖2，偏置電路單元210包括兩個子電路，即，彼此分開的第一和第二子電路。第一子電路在輸入級從麥克風(fēng)10接收交流(AC)信號，以輸出作為具有期望的直流偏置電壓的交流信號的第一信號Vx。第二子電路接收參考電壓Vb作為輸入，以輸出與第一信號Vx具有相同的偏置電壓的第二信號Vy。
[0029]每個子電路包括電容Ca和Cb和偏置電路Ba和Bb。第一子電路的電容Ca連接至節(jié)點X，并且第二子電路的電容Cb連接至節(jié)點y。電容Ca和Cb阻隔來自提供至輸入級的信號的直流(DC)電流以使得兩個節(jié)點X和y，如果可能的話，具有相同的環(huán)境。即，電容Ca和Cb用于阻隔直流，并且可利用電容Ca和Cb配置相似的阻抗環(huán)境。為了配置相似的阻抗環(huán)境，第一子電路的電容Ca的電容值可與第二子電路的電容Cb的電容值相同。
[0030]第一子電路的偏置電路Ba連接至節(jié)點X，并且第二子電路的偏置電路Bb連接至節(jié)點X。偏置電路Ba和Bb將偏置電壓施加到輸入信號流過的路徑。
[0031]偏置電路Ba包括兩個反向并聯(lián)二極管對被連接至節(jié)點X的結(jié)構(gòu)。反向并聯(lián)二極管對包括以反向并聯(lián)方式連接的兩個二極管，并且所述兩個二極管相互連接以具有對向極化(facing polarizat1n)。反向并聯(lián)二極管對占據(jù)小面積并且產(chǎn)生大電阻。參考電壓Val施加至一個反向并聯(lián)二極管對，并且參考電壓Va2施加至另一反向并聯(lián)二極管對上。因此，作為參考電壓Val和Va2的中間值的偏置電壓(Val+Va2)/2可以施加在節(jié)點x上。
[0032]更進(jìn)一步地，在偏置電路Bb中，兩個反向并聯(lián)二極管對連接至節(jié)點I。參考電壓Vbl施加至反向并聯(lián)二極管對中的一個反向并聯(lián)二極管對上，并且參考電壓Vb2施加至另一反向并聯(lián)二極管對上。