实施例提供了一种MEMS麦克风,其包括MEMS麦克风单元和连接在MEMS麦克风单元下游的调制器。调制器被配置为向待调制的信号施加定义的相移。
MEMS microphone
【技术实现步骤摘要】
MEMS麦克风
实施例涉及MEMS麦克风。其他实施例涉及用于操作MEMS麦克风的方法。其他实施例涉及包括两个MEMS麦克风的MEMS麦克风模块。一些实施例涉及利用移相器的空闲音降低。
技术介绍
当使用某些输入信号(例如,恒定输入信号)时,在Σ-ΔADC和数字调制器中出现不期望的音调(限制周期)。例如,音调可能出现在有用频带中,这在音频应用中特别成问题(听得见)。另一方面,特别是当使用单比特调制器时,在Fs/2附近出现强限制周期。所述限制周期在有用频带中引起干扰效应(立体声噪声),例如在立体声麦克风应用中。由于大约采样率的一半Fs/2的限制周期的互调和对参考的干扰,干扰分量也可能出现在有用频带中。最小化限制周期的常用方法是添加所谓的抖动信号(伪随机信号)。该信号通常在量化器前面被馈入。该方法的缺点在于,它降低了SNR(特别是当使用单比特调制器时,不可接受的高电平将必须被用于抖动信号以便最小化大约采样率的一半Fs/2的限制周期)。
技术实现思路
实施例提供了一种MEMS麦克风,其包括MEMS麦克风单元和连接在MEMS麦克风单元下游的调制器。调制器被配置为向待调制的信号施加定义的相移。附图说明本文中参考附图描述实施例。图1示出了包括第一MEMS麦克风和第二MEMS麦克风的MEMS麦克风模块的示意性框图;图2示出了数字MEMS麦克风的示意性框图;图3示出了根据一个实施例的MEMS麦克风的示意性框图;图4示出了根据一个实施例的调制器的示意性框图;图5示出了根据详细实施例的调制器的示意性框图;图6示出了根据一个实施例的数字立体声MEMS麦克风模块的示意性框图;图7以图解示出了在频率上绘制的图1的MEMS麦克风模块的立体声噪声(立体声),其中调制器没有移相器,并且为了比较示出了在频率上绘制的单个MEMS麦克风的调制器的噪声(单声道);图8以图解示出了在频率上绘制的图6的MEMS麦克风模块的立体声噪声(立体声),其中调制器具有移相器,并且为了比较示出了在频率上绘制的单个MEMS麦克风的调制器的噪声(单声道);图9以图解示出了当使用没有移相器的调制器时在采样频率的一半Fs/2处的明显的限制周期;图10以图解示出了当使用具有移相器的调制器时极大地减小的限制周期;以及图11示出了根据一个实施例的用于操作MEMS麦克风的方法的流程图。具体实施方式在以下描述中,阐述了多个细节以提供对本专利技术的实施例的更彻底的解释。然而,对于本领域技术人员来说很清楚的是,可以在没有这些具体细节的情况下实现本专利技术的实施例。在其他情况下,众所周知的结构和设备以框图形式而不是详细示出,以避免模糊本专利技术的实施例。另外,除非另外特别说明,否则下文中描述的不同实施例的特征可以彼此组合。如上面在
技术介绍
部分中已经提到,当使用某些输入信号(例如,恒定输入信号)时,在Σ-ΔADC和数字调制器中出现不期望的音调(限制周期)。例如,音调可能出现在有用频带中,这在音频应用中特别成问题(听得见)。另一方面,特别是当使用单比特调制器时,在Fs/2附近出现强限制周期。所述限制周期在有用频带中引起干扰效应(立体声噪声),例如在立体声麦克风应用中。由于大约采样率的一半Fs/2的限制周期的互调和对参考的干扰,干扰分量也可能出现在有用频带中。此外,当使用以立体声操作的两个麦克风时,可能出现干扰效应(立体声噪声)。在随后参考图3至图11描述本专利技术的实施例之前,首先将参考图1和图2详细解释该效果。图1示出了包括第一MEMS麦克风102_1和第二MEMS麦克风102_2的MEMS麦克风模块100的示意性框图。换言之,图1示出了立体声模式应用的示意性框图。第一MEMS麦克风102_1包括第一MEMS麦克风单元104_1、第一放大器单元106_1(例如,源极跟随器)、第一模数转换器(ADC)108_1、第一数字滤波器109_1和第一调制器110_1。第二MEMS麦克风102_2包括第二MEMS麦克风单元104_2、第二放大器单元106_2(例如,源极跟随器)、第二模数转换器(ADC)108_2、第二数字滤波器109_2和第二调制器110_2。如图1所示,两个MEMS麦克风102_1和102_2可以经由单个线路114连接到例如数字信号处理器(DSP)。配置位116(选择L/R)可以用于确定哪个MEMS麦克风102_1和102_2利用时钟的上升沿来被扫描并且哪个利用时钟的下降沿来被扫描。源自电荷反转效应的附加功率耗散经由热声效应在音频带中引起干扰(立体声噪声)。立体声噪声导致性能(SNR)下降。除了其他参数(例如,电源电压)之外,立体声噪声主要由数字调制器的限制周期决定,如图2所示。详细地,图2示出了数字MEMS麦克风102的示意性框图。数字MEMS麦克风102包括MEMS麦克风单元104、放大器单元106(例如,源极跟随器)、模数转换器(ADC)108、数字滤波器109、数字增益单元111和数字调制器110。如图2所示,模数转换器(ADC)108、数字滤波器109、数字增益单元111和数字调制器110以时钟频率Fs(或采样频率或采样率)进行操作。当使用单比特调制器时,作为原则问题,在采样频率的一半Fs/2附近出现强限制周期。如果大约采样频率的一半Fs/2的限制周期被成功减小或甚至最小化,则立体声噪声也会减小。随后,描述减小大约采样频率的一半Fs/2的限制周期的实施例。图3示出了根据一个实施例的MEMS麦克风102的示意性框图。MEMS麦克风102包括MEMS麦克风单元104和连接在MEMS麦克风单元104下游的调制器110。调制器110被配置为向待调制的信号120施加定义的相移(例如,在调制之前),该信号例如由MEMS麦克风单元104提供的信号或从其导出的信号,诸如存在于调制器110的输入122处的信号120或从其导出的信号(例如,存在于调制器110的输入122处的信号120的滤波版本;例如,调制器的信号链的信号)。在实施例中,可以通过向待调制的信号120施加相移来减小限制周期(例如,在采样频率的一半Fs/2附近)。在实施例中,调制器110可以是数字调制器或模数转换器,诸如Σ-Δ模数转换器(例如,开关电容器Σ-Δ模数转换器或连续时间Σ-Δ模数转换器)。在实施例中,调制器110可以是单比特调制器,即,被配置为在每个采样周期在其输出处提供单个比特的调制器。如图3中作为示例所示,调制器110可以包括移相器124,其被配置为向待调制的信号120施加定义的相移。此外,调制器110可以包括连接在移相器124下游的量化器126。量化器126可以被配置为量化由移相器124提供的待调制的信号120的相移版本128。图4示出了根据一个实施例的调制器110的示意性框图。如图4所示,调制器110可以包括移相器124,其被配置为向待调制的信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种MEMS麦克风(102),包括:/nMEMS麦克风单元(104),以及/n调制器(110),连接在所述MEMS麦克风单元(104)下游,/n其中所述调制器(110)被配置为向待调制的信号(120)施加定义的相移。/n
【技术特征摘要】
20180605 EP 18176062.01.一种MEMS麦克风(102),包括:
MEMS麦克风单元(104),以及
调制器(110),连接在所述MEMS麦克风单元(104)下游,
其中所述调制器(110)被配置为向待调制的信号(120)施加定义的相移。
2.根据前述权利要求所述的MEMS麦克风(102),
其中所述调制器(110)被配置为向所述待调制的信号(120)施加所述定义的相移以便减小所述调制器的限制周期。
3.根据前述权利要求中任一项所述的MEMS麦克风(102),
其中所述调制器(110)被配置为向所述待调制的信号(120)施加可调节相移。
4.根据前述权利要求中任一项所述的MEMS麦克风(102),
其中所述调制器(110)被配置为根据所述待调制的信号(120)的水平来调节所述相移。
5.根据前述权利要求中任一项所述的MEMS麦克风(102),
其中所述调制器(110)被配置为向所述待调制的信号(120)施加延迟作为所述相移。
6.根据前述权利要求中任一项所述的MEMS麦克风(102),
其中所述延迟等于所述待调制的信号的采样周期或所述采样周期的分数或倍数。
7.根据前述权利要求中任一项所述的MEMS麦克风(102),
其中所述调制器(110)是数字调制器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的MEMS麦克风(102),
其中所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:D·斯特雷尤斯尼格,B·塞特尔,
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
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