高灵敏度麦克风制造技术

本申请涉及一种高灵敏度麦克风，其可以包括：声音检测模块，其包括振动薄膜和固定薄膜；电源电路，其将电源经由施加第一偏压的第一开关和施加第二偏压的第二开关的开关控制而供应至声音检测模块；检测电路，其根据第三开关和第四开关的开关控制来去除包含在第一电容信号和第二电容信号中的噪声，第一电容信号和第二电容信号为来自声音检测模块的差分输入，第三开关与第一开关连动来输入第一电容信号，第四开关与第二开关连动来输入第二电容信号；以及开关控制器，其执行第一开关模式和第二开关模式以用于麦克风的差分输入和输出，所述第一开关模式连动第一开关和第三开关，所述第二开关模式连动第二开关和第四开关。

【技术实现步骤摘要】
高灵敏度麦克风相关申请的交叉引用本申请要求2016年5月11日提交的韩国专利申请第10-2016-0057792号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
本专利技术涉及一种高灵敏度麦克风。更具体而言，本专利技术涉及一种在车辆中的电子设备上使用的具有改进的噪声特性的高灵敏度麦克风。
技术介绍
通常而言，麦克风是指将声音(例如，周围声音或语音)转换成电信号(其待被处理为可以最终由人或机器识别的信号)的设备。麦克风用作车辆中的用于免提和语音识别等的电子设备以及可移动设备、声音设备，并且将在特性上具有较宽频率范围的信号输入麦克风，使得噪声特性对增加成功识别来说是非常重要的。将自然信号(例如，声波)输入麦克风，使得有必要在信号转换中进行模拟信号处理。因此，用于模拟信号处理的电路性能直接影响麦克风的整体性能。常规的麦克风包括微机电系统(MEMS)，在所述微机电系统中，一个振动薄膜和一个固定薄膜配置成分隔开的形式。在常规的麦克风中，如果振动薄膜接收到声压的压力，则其与固定薄膜的间隔发生改变，因此发生了电容变化，并且电容的变化量通过缓冲器被转换成输出电压。由于常规的麦克风具有单个输入信号，所以电源噪声和包含在偏置电压中的噪声通过缓冲器原样地输出，从而存在灵敏度变差的缺陷。这导致高灵敏度麦克风中含有不适当的性能，从而存在应用的电子设备的性能和质量变差的问题。另一方面，为了解决这个问题，已经开发了通过经由两个MEMS接收声压来改进信噪比(SNR)的麦克风技术。因此，当通过设置两个MEMS(MEMS1和MEMS2)来输入声压时，在MEMS1和MEMS2的灵敏度常数和电容相同，并且输出取决于声压的灵敏度变为两倍的信号作为优点的情况下，则电源噪声(VN)被去除。然而，存在以下缺点：使用两个MEMS增加了成本，并且在两个MEMS之间不可避免的出现处理错误。具体地，当在MEMS1和MEMS2之间产生处理错误(例如，灵敏度常数或电容的差异)时，无法完全去除噪声。因此，性能变差导致在麦克风应用于电子设备时，语音识别和免提的性能变差，从而导致顾客不满意。因此，需要开发通过解决常规噪声问题和处理错误问题来提高识别成功度的高灵敏度麦克风。公开于本专利技术的背景部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各个方面致力于提供一种高灵敏度麦克风，其解决由于使用多个常规的MEMS的麦克风的处理错误导致的噪声问题，并且经由双固定薄膜形状的单个声音检测模块的信号处理来增加输出信号。根据本专利技术的各个方面，一种高灵敏度麦克风可以包括：声音检测模块，其包括振动薄膜以及与振动薄膜分隔开的固定薄膜；电源电路，其将从外部供应的电源经由施加第一偏压的第一开关和施加第二偏压的第二开关的切换控制而供应至声音检测模块，所述第二偏压与所述第一偏压相反；检测电路，其根据第三开关和第四开关的切换控制来去除包含在第一电容信号和第二电容信号中的噪声，所述第一电容信号和所述第二电容信号为来自声音检测模块的差分输入，所述第三开关与所述第一开关连动来输入第一电容信号，所述第四开关与所述第二开关连动来输入第二电容信号；以及开关控制器，其执行第一开关模式和第二开关模式，以用于麦克风的差分输入和输出，所述第一开关模式连动所述第一开关和所述第三开关，所述第二开关模式连动所述第二开关和所述第四开关。电源电路可以根据第一开关模式控制而接通第一开关并断开第二开关以便将第一偏压施加至声音检测模块，并且可以根据第二开关模式控制而断开第一开关并接通第二开关以便将第二偏压施加至声音检测模块。所述检测电路可以包括：采样和保持电路，其根据从声音检测模块传输的声压变化量来保持电压变化量；以及运算放大器，其去除噪声，并且在输入取决于所述电压变化量的第一电容信号和第二电容信号时，将第一电容信号和第二电容信号放大以输出为最终输出电压。即使在检测电路的第三开关和第四开关中的一个通过开关模式的切换而断开时，所述采样和保持电路也可以通过存储输入电压变化量来保持相应的电容信号的电压。所述运算放大器可以将分别输入至多个输入端子的第一电容信号和第二电容信号的噪声去除，并且将去除了噪声的每一个电容信号可以被放大的最终输出信号输出至输出端子。所述检测电路可以将最终输出确定为第一电容信号减去第二电容信号的值。可以利用相同的灵敏度和电容变化量检测条件来生成第一开关模式中的第一电容信号和第二开关模式中的第二电容信号。根据本专利技术的各个方面，一种高灵敏度麦克风可以包括：声音检测模块，其包括双振动薄膜以及在双振动薄膜之间的固定薄膜；电源电路，其将从外部供应的电源经由施加第一偏压的第一开关和施加第二偏压的第二开关的切换控制而供应至声音检测模块，所述第二偏压与所述第一偏压相反；检测电路，其根据第三开关和第四开关的切换控制来去除包含在第一电容信号和第二电容信号中的噪声，所述第一电容信号和所述第二电容信号为来自声音检测模块的差分输入，所述第三开关与所述第一开关连动来输入第一电容信号，所述第四开关与所述第二开关连动来输入第二电容信号；以及开关控制器，其执行第一开关模式和第二开关模式，以用于麦克风的差分输入和输出，所述第一开关模式连动所述第一开关和所述第三开关，所述第二开关模式连动所述第二开关和所述第四开关。在通过接通电源电路的第一开关而将第一偏压施加至声音检测模块时，根据声音检测模块的声压变化量，所述检测电路可以输出基于分别从双固定薄膜输出的电压而变化的第一电容信号。在通过接通电源电路的第二开关而将与第一偏压相反的第二偏压施加至声音检测模块时，根据声音检测模块的声压变化量，所述检测电路可以输出基于分别从双固定薄膜输出的电压而变化的第二电容信号。所述检测电路可以包括：第三开关，其在第一开关模式期间与电源电路的第一开关连动而将第一电容信号输入至运算放大器；以及第四开关，其在第二开关模式期间与电源电路的第二开关连动而将第二电容信号输入至运算放大器。所述检测电路可以包括采样和保持电路，所述采样和保持电路即使在检测电路的第三开关和第四开关中的一个通过开关模式的切换而断开时，也存储从声音检测模块传输的电压变化量并保持相应的电容信号的电压。所述检测电路可以包括运算放大器，所述运算放大器将包含在从采样和保持电路输入至多个输入端子的第一电容信号和第二电容信号中的噪声去除，并且将去除了噪声的每一个电容信号可以被放大的最终输出信号输出至输出端子。根据本专利技术的各个实施方案，经由双固定薄膜MEMS结构和去除在反馈偏压中产生的噪声的信号处理结构，通过声压的输出信号增加至少两倍，使得可以提供改进信噪比的高灵敏度麦克风。而且，通过将单个MEMS结构的声音检测模块应用至高灵敏度麦克风，可以解决应用有多个MEMS的常规麦克风的处理错误。而且，通过将去除噪声并提高灵敏度的高灵敏度麦克风应用至车辆，可以改进车辆中的声音识别和免提性能，从而可以预期提高顾客满意度的效果。应当理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高灵敏度麦克风，其包括：声音检测模块，其包括振动薄膜以及与振动薄膜分隔开的固定薄膜；电源电路，其将从外部供应的电源经由施加第一偏压的第一开关和施加第二偏压的第二开关的开关控制而供应至声音检测模块，所述第二偏压与所述第一偏压相反；检测电路，其根据第三开关和第四开关的切换控制来去除包含在第一电容信号和第二电容信号中的噪声，所述第一电容信号和所述第二电容信号为来自声音检测模块的差分输入，所述第三开关与所述第一开关连动来输入第一电容信号，所述第四开关与所述第二开关连动来输入第二电容信号；开关控制器，其执行第一开关模式和第二开关模式以用于麦克风的差分输入和输出，所述第一开关模式连动所述第一开关和所述第三开关，所述第二开关模式连动所述第二开关和所述第四开关。

【技术特征摘要】
2016.05.11 KR 10-2016-00577921.一种高灵敏度麦克风，其包括：声音检测模块，其包括振动薄膜以及与振动薄膜分隔开的固定薄膜；电源电路，其将从外部供应的电源经由施加第一偏压的第一开关和施加第二偏压的第二开关的开关控制而供应至声音检测模块，所述第二偏压与所述第一偏压相反；检测电路，其根据第三开关和第四开关的切换控制来去除包含在第一电容信号和第二电容信号中的噪声，所述第一电容信号和所述第二电容信号为来自声音检测模块的差分输入，所述第三开关与所述第一开关连动来输入第一电容信号，所述第四开关与所述第二开关连动来输入第二电容信号；开关控制器，其执行第一开关模式和第二开关模式以用于麦克风的差分输入和输出，所述第一开关模式连动所述第一开关和所述第三开关，所述第二开关模式连动所述第二开关和所述第四开关。2.根据权利要求1所述的高灵敏度麦克风，其中，电源电路，其根据第一开关模式控制而接通第一开关并断开第二开关以便将第一偏压施加至声音检测模块，并且根据第二开关模式控制而断开第一开关并接通第二开关以便将第二偏压施加至声音检测模块。3.根据权利要求1所述的高灵敏度麦克风，其中，所述检测电路包括：采样和保持电路，其根据从声音检测模块传输的声压变化量来保持电压变化量；运算放大器，其去除噪声，并且在输入取决于所述电压变化量的第一电容信号和第二电容信号时，将第一电容信号和第二电容信号放大以输出为最终输出电压。4.根据权利要求3所述的高灵敏度麦克风，其中，即使在检测电路的第三开关和第四开关中的一个通过开关模式的切换而断开时，所述采样和保持电路也通过存储输入电压变化量来保持相应的电容信号的电压。5.根据权利要求3所述的高灵敏度麦克风，其中，所述运算放大器将分别输入至多个输入端子的第一电容信号和第二电容信号的噪声去除，并且将去除了噪声的每一个电容信号放大的最终输出信号输出至输出端子。6.根据权利要求1所述的高灵敏度麦克风，其中，检测电路将最终输出确定为第一电容信号减去第二电容信号的值。7.根据权利要求1所述的高灵敏度麦克风，其中，以相同的灵敏度和电容变化量检测条件来生成第一开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴相奎，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR