一种双引线麦克风电路及操作双引线麦克风的方法技术

公开了一种用于麦克风放大器的系统和方法。根据实施例，双引线麦克风包括集成电路。所述集成电路包括：放大器，具有耦接到所述集成电路的第一管脚的电源连接以及耦接到所述集成电路的第二管脚的基准连接；以及阻抗元件，具有耦接到所述放大器的输出的第一端以及耦接到所述集成电路内的第一节点的第二端。

【技术实现步骤摘要】

本公开一般涉及一种电子器件，更特别地，涉及一种用于麦克风放大器的系统和方法。
技术介绍
音频麦克风通常用在各种消费者应用（诸如蜂窝电话、数字音频记录器、个人计算机和电话会议系统）中。特别是，低成本驻极体电容麦克风（ECM）用在大规模生产的成本敏感的应用中。ECM麦克风典型地包括在具有声音端口和电输出端子的小封装中所安装的驻极体材料的薄膜。驻极体材料粘附到隔膜或构成隔膜自身。另一类型的麦克风是微机电系统（MEMS）麦克风，其中，压敏隔膜直接刻蚀到集成电路上。像这样，麦克风被包含在单个集成电路上，而不是从单独分立式部分而制造。大多数ECM和MEMS麦克风还包括预放大器，其可以经由用于目标应用（诸如蜂窝电话或助听器）的绳或插头而接口于音频前端放大器。在很多情况下，预放大器与前端放大器之间的接口是耦接到电力端子、信号端子和接地端子的三引线接口。然而，在一些系统中，使用双引线接口，其中，电力端子和信号端子组合为信号，由此通过使用两根引线替代三根引线来减少系统成本。然而，将电力和信号接口组合为单个接口关于在存在电源噪声和干扰的情况下保持良好音频性能提出了很多设计挑战。
技术实现思路
根据实施例，双引线麦克风包括集成电路。所述集成电路包括：放大器，具有耦接到所述集成电路的第一管脚的电源连接以及耦接到所述集成电路的第二管脚的基准连接；以及阻抗元件，具有耦接到所述放大器的输出的第一端以及耦接到所述集成电路内的第一节点的第二端。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参照下面结合随附附图所作的描述，在附图中：图1图解常规麦克风放大系统；图2a-b图解实施例麦克风放大系统；图3图解另一实施例麦克风放大系统；图4图解实施例放大器；以及图5图解实施例方法的框图。不同的图中的对应标号和符号一般提及对应的部分，除非另外指示。各图被绘制以清楚地图解优选实施例的有关方面，并且不一定成比例地绘制。为了更清楚地图解特定实施例，指示相同结构、材料或处理步骤的变形的字母可以跟随图号。具体实施方式以下详细讨论目前优选实施例的作成和使用。然而，应领会，本专利技术提供可以在多种多样的特定情形中体现的很多可应用的专利技术构思。所讨论的特定实施例仅例示用于作出并且使用本专利技术的特定方式，而非限制本专利技术的范围。将关于特定情形中的优选实施例—用于可以在声学系统中使用的麦克风预放大器的系统和方法来描述本专利技术。本专利技术实施例也可以应用于利用包括——但不限于——传感器系统和数据传输系统的有线接口的其它系统和应用。在本专利技术实施例中，使用耦接到声学换能器的放大器来实现双引线麦克风。放大器在同一集成电路上与负载阻抗集成，从而集成电路的供给电流包含与声学换能器的声学输入成比例的AC电流。通过为放大器的电源节点加载耦接到电源电压的外部电阻器，远程放大器可以经由双引线接口来恢复AC电源电流。图1图解包括耦接到主单元120的麦克风单元102的常规双引线麦克风放大系统100。主单元120可以包含于例如个人计算机的主板上，或作为副电路而包含于在音频处理芯片上。麦克风单元102包括：麦克风电路101，具有声学换能器104和放大器106。在麦克风单元102内，包括电阻器108和110以及电容器112的无源网络耦接于放大器106的输出与麦克风单元接地节点MGND之间。信号MOUT和MGND形成双引线麦克风接口。信号MGND耦接到开关122，信号MOUT经由AC耦接电容器126耦接到放大器124。例如，作为包含信号MOUT和MGND的麦克风插头使用本领域已知的电路和系统而插入到耦接到信号MOUT和MGND的插座的结果，开关122可以闭合。在双引线麦克风放大系统100中，放大器106和/或换能器104经由MOUT从声学信号的电表示接收它们的电力，并且经由MOUT发送声学信号的电表示。在放大器124被配置为放大线路MOUT上存在的AC信号的同时，电力经由主单元120上的电阻器132提供给放大器106。在系统100中，放大器106在节点OUT处将声学换能器的输出转换为电压，其驱动电阻器108和110以及电容器112。经由线路MOUT提供驱动电阻器108和110以及电容器112的信号电流ISIG。通过具有在放大器106的输出处的给定DC负载电流和麦克风的供给电流的跨电阻器132的电压降来确定用于主单元的操作点。作为信号电流ISIG应用到电阻器132的结果，在放大器124的输入处产出电压（develop）。电容器126将在线路MOUT处的信号电压耦接到放大器124的第一输入，而电容器128在放大器124的第二输入处耦接在片上电源VDD处的信号电压。通过在麦克风电路101的输出处的主单元120中的电阻器132与电阻器108和110的并联关系来确定用于放大器124的AC信号幅度。图2a图解根据本专利技术实施例的麦克风系统200。系统200包括：麦克风集成电路202，具有耦接到放大器204的输入的声学换能器104，放大器204的输出经由电阻器206耦接到电压基准208。在操作期间，放大器204放大声学换能器104的输出。在一些实施例中，可以通过具有大约1的增益的源极跟随器晶体管来实现放大器204。替换地，取决于特定实施例及其规范，可以使用具有单位电压增益、大于1的电压增益或小于1的电压增益的其它放大器架构。放大器204的输出所供给的信号电流经由电阻器206而作为源进入并且被吸收至电压基准208，电阻器206可以处于500Ω大约10kΩ之间的范围中。替换地，可以使用其它范围。在一些实施例中，可以使用包括一个或更多个电阻器、电容器和/或电感的任何阻抗网络来代替电阻器206。在一些实施例中，电阻器206可以包括多个串联/并联电阻器。在替换实施例中，主单元120可以具有带有低输入阻抗的放大器，诸如电流放大器或跨导放大器，其将集成电路202的电流输出转换为信号电流。这样的电流放大器或跨导放大器也可以应用于三引线麦克风电路。如上面所描述那样所得信号电流经由耦接到上述主单元120的信号线路MOUT而作为源进入放大器204。在一些实施例中，信号电流ISIG的AC部分可以处于大约1μA与大约300μA之间，而DC电流可以处于大约1μA与大约100μA之间。替换地，可以使用其它电流范围。可以使用本领域已知的电路技术来实现放大器204。电压基准块208定义调节基准节点具有这样的特性：取决于所选取的基准电压来提供电流驱动或电流吸收（sinking）能力。在一些实施例中，通过提供电流驱动或电流吸收能力，可以避免从基准块208递送的电流处于信号的相反相位中并且抵消电流ISIG的情况。可以例如通过将基准块208配置为在放大器204的输出处输出大于或小于平均DC电压的电压来实现该情况。在一些实施例中，该电压比在放大器204的输出处的DC电压更多出或更少于某裕量，该裕量防止放大器204的输出电流反转其极性。该裕量是电阻器206的电阻和期望的DC信号电流的函数。在其它实施例中，块208的基准电压可以大约等于在输出放大器204处的DC电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双引线麦克风，包括：集成电路，包括：　　放大器，具有耦接到所述集成电路的第一管脚的电源连接以及耦接到所述集成电路的第二管脚的基准连接；以及　　阻抗元件，具有耦接到所述放大器的输出的第一端以及耦接到所述集成电路内的第一节点的第二端。

【技术特征摘要】
2013.07.12 US 13/9412731. 一种双引线麦克风，包括：
集成电路，包括：
放大器，具有耦接到所述集成电路的第一管脚的电源连接以及耦接到所述集成电路的第二管脚的基准连接；以及
阻抗元件，具有耦接到所述放大器的输出的第一端以及耦接到所述集成电路内的第一节点的第二端。
2. 如权利要求1所述的双引线麦克风，还包括：声学换能器，具有耦接到所述放大器的输入的输出。
3. 如权利要求2所述的双引线麦克风，其中，所述声学换能器被部署在所述集成电路上。
4. 如权利要求1所述的双引线麦克风，还包括：基准电压生成器，被部署在所述集成电路上，其中，所述基准电压生成器具有耦接到所述第一节点的输出。
5. 如权利要求4所述的双引线麦克风，其中，所述基准电压生成器被配置为：输出大于或小于所述放大器的DC输出电压的基准电压。
6. 如权利要求1所述的双引线麦克风，还包括：晶体管，具有耦接到所述放大器的输出的控制节点以及耦接到所述第一管脚的第一输出节点。
7. 如权利要求6所述的双引线麦克风，其中：
所述阻抗元件的第一端耦接到所述晶体管的第二输出节点，其中，所述阻抗元件的第一端经由所述晶体管耦接到所述放大器的输出；
所述第一节点耦接到所述第二管脚。
8. 如权利要求7所述的双引线麦克风，其中：
所述晶体管包括MOSFET；
所述晶体管的控制节点是所述MOSFET的栅极；
所述晶体管的第一输出节点是所述MOSFET的漏极；以及
所述晶体管的第二输出节点是所述MOSFET的源极。
9. 一种半导体电路，包括：
半导体衬底；
声学换能器，被部署在所述半导体衬底上；
放大器，被部署在所述半导体衬底上，其中，所述放大器具有耦接到所述声学换能器的输出的输入；
阻抗元件，被部署在所述半导体衬底上，其中，所述阻抗元件具有耦接到所述放大器的输出的第一端；
第一管脚，耦接到所述放大器，其中，所述第一管脚被配置为：接收用于所述半导体电路的电力，并且输出与声学输出成比例的信号电流；以及
第二管脚，被配置为耦接到基准节点。
10. 如权利要求9所述的半导体电路，其中，所述基准节点是接地节点。
11. 如权利要求9所述的半导体电路，还包括：基准电压生成器，被部署在所述半导体衬底上，其中，所述基准电压生成器具有耦接到所述阻抗元件的第二端的输出。
12. 如权利要求11所...

【专利技术属性】
技术研发人员：W弗洛里安，M格勒，A韦斯鲍尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE