本发明专利技术提供了一种MEMS系统，差分电容式MEMS传感模块接入偏置电压及预定电压，差分电容式MEMS传感模块的差分电容在外部的声音信号的激励下产生电容变化量，差分电容中的一个MEMS电容上的信号可以耦合到另一个MEMS电容上的信号一起输出，在MEMS部分完成了差分转单端的功能，体现为差分电容式MEMS传感模块输出的第一电压信号通过一个输出端输出，实现了差分电容式MEMS传感模块的单端输出，信号处理模块只对第一电压信号进行信号处理，可兼容普通的单输入的信号处理模块，无需重新设计信号处理模块。理模块。理模块。
【技术实现步骤摘要】
MEMS系统
[0001]本专利技术涉及微麦克风
，尤其涉及一种MEMS系统。
技术介绍
[0002]MEMS电容式麦克风是采用微加工工艺制造的MEMS(Micro
‑
Electro
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Mechanical System，微电子机械系统)器件。由于具有体积小、灵敏度高、与现有半导体技术兼容性好的优点，MEMS电容式麦克风在手机等移动终端上的应用越来越广泛。
[0003]MEMS电容式麦克风的结构具有振膜、背板电极及支撑墙体，支撑墙体围合成一空腔，背板电极位于支撑墙体上且遮盖空腔，振膜悬于空腔内且边缘延伸至支撑墙体内进行固定。当振膜感受到外部的声音信号后，振膜与背板电极之间的距离改变，改变电容大小，再通过集成电路芯片将电容变化转化为电压信号的变化并进行输出。
[0004]但是，但传统的单层振膜、单层背板的MEMS电容式麦克风性能有限，难以满足越来越高信噪比(SNR)的要求，要想制作更高信噪比的MEMS麦克风，必须要有更新的设计。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种MEMS系统，以提高现有的MEMS电容式传感器的信噪比。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种MEMS系统，包括：
[0007]偏置信号生成模块，用于生成偏置电压；
[0008]差分电容式MEMS传感模块，包括差分电容，所述差分电容在外部的声音信号的激励下能够产生电容变化量，所述差分电容式MEMS传感模块连接所述偏置信号生成模块，接入所述偏置电压，所述差分电容式MEMS传感模块还接入预定电压，并根据所述电容变化量、偏置电压以及预定电压输出表征所述声音信号的第一电压信号，所述第一电压信号通过一个输出端输出；以及，
[0009]信号处理模块，连接所述差分电容式MEMS传感模块的输出端，接入所述第一电压信号并进行信号处理，以输出第二电压信号。
[0010]可选的，所述差分电容包括两个MEMS电容，两个所述MEMS电容在所述声音信号的激励下产生反向的电容变化量。
[0011]可选的，所述差分电容式MEMS传感模块的输出端呈高阻态。
[0012]可选的，所述偏置信号生成模块通过一个输出端输出一个所述偏置电压，且所述差分电容式MEMS传感模块直接接入所述预定电压。
[0013]可选的，所述偏置信号生成模块的输出端与所述差分电容式MEMS传感模块之间不连接滤波电容。
[0014]可选的，所述偏置信号生成模块的输出端呈高阻态。
[0015]可选的，所述偏置信号生成模块通过两个输出端分别输出一个所述偏置电压，所述差分电容式MEMS传感模块通过第一高阻单元接入所述预定电压。
[0016]可选的，所述偏置信号生成模块的第一输出端与所述差分电容式MEMS传感模块之间不连接滤波电容，所述偏置信号生成模块的第二输出端与所述差分电容式MEMS传感模块之间连接滤波电容。
[0017]可选的，所述偏置信号生成模块的第一输出端呈高阻态，所述偏置信号生成模块的第二输出端呈直流高阻态。
[0018]可选的，所述第一高阻单元包括第一高阻节点和第一低阻节点，所述第一高阻节点与所述第一低阻节点之间具有一个或至少两个串联的第一单向导通单元，所述第一低阻节点接入所述预定电压，所述第一高阻节点连接所述差分电容式MEMS传感模块。
[0019]可选的，所述偏置信号生成模块包括：
[0020]电荷泵单元，用于输出基础偏置电压；以及，
[0021]第二高阻单元，连接所述电荷泵单元，接入所述基础偏置电压，并将所述基础偏置电压转换为所述偏置电压。
[0022]可选的，所述第二高阻单元包括第二高阻节点和第二低阻节点，所述第二高阻节点与所述第二低阻节点之间具有一个或至少两个串联的第二单向导通单元，所述第二低阻节点连接所述电荷泵单元，接入所述基础偏置电压，所述第二高阻节点连接所述差分电容式MEMS传感模块，并提供所述偏置电压。
[0023]可选的，所述信号处理模块包括：
[0024]缓冲单元，连接所述差分电容式MEMS传感模块的输出端，接入所述第一电压信号并对所述第一电压信号进行阻抗转换，得到缓冲信号；
[0025]第三高阻单元，一端连接在所述差分电容式MEMS传感模块的输出端与所述缓冲单元之间的节点上，另一端接入共模电压；以及，
[0026]增益放大单元，连接所述缓冲单元，接入所述缓冲信号并对所述缓冲信号进行增益放大，得到所述第二电压信号。
[0027]可选的，所述第三高阻单元包括第三高阻节点和第三低阻节点，所述第三高阻节点与第三低阻节点之间具有一个或至少两个串联的第三单向导通单元，所述第三低阻节点接入所述共模电压，所述第三高阻节点连接在所述差分电容式MEMS传感模块的输出端与所述缓冲单元之间的节点上。
[0028]可选的，所述增益放大单元为单端输入、单端/双端输出的增益放大单元。
[0029]可选的，还包括：
[0030]数字控制模块，用于在时钟信号以及外部的第一使能信号的驱动下输出数字控制信号，所述数字控制信号用于实现整个所述MEMS系统的数字控制。
[0031]可选的，还包括数字处理模块，所述数字处理模块包括：
[0032]模拟数字采样单元，连接所述信号处理模块，用于对所述第二电压信号进行采样，得到数字采样信号；
[0033]数字逻辑单元，连接所述模拟数字采样单元，用于对所述数字采样信号进行格式转换，得到数字电压信号。
[0034]可选的，所述数字逻辑单元还在外部的时钟信号以及外部的第二使能信号的驱动下输出数字控制信号，所述数字控制信号用于实现整个所述MEMS系统的数字控制。
[0035]可选的，还包括：
[0036]LDO模块，用于接收外部的电源电压，并根据所述外部的电源电压生成恒定的电源电压，为所述信号处理模块供电。
[0037]可选的，所述偏置信号生成模块及所述信号处理模块集成在同一ASIC芯片上，所述ASIC芯片通过打线的方式与所述差分电容式MEMS传感模块连接。
[0038]可选的，还包括：
[0039]ESD模块，连接所述ASIC芯片，用于对所述ASIC芯片及所述差分电容式MEMS传感模块进行ESD防护。
[0040]可选的，所述MEMS电容式传感模块包括差分电容式MEMS麦克风、差分电容式MEMS声换能器或差分电容式MEMS传声器。
[0041]本专利技术提供的MEMS系统具有如下有益效果：
[0042]1)本专利技术的差分电容式MEMS传感模块接入偏置电压及预定电压，差分电容式MEMS传感模块的差分电容在外部的声音信号的激励下产生电容变化量，差分电容中的一个MEMS电容上的信号可以耦合到另一个MEMS电容上的信号一起输出，在MEMS部分完成了差分转单端的功能，体现为差分电容式MEMS传感模块输出的第一电压信号通过一个输出端输出，实现了差分电容式MEMS传感模本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种MEMS系统，其特征在于，包括：偏置信号生成模块，用于生成偏置电压；差分电容式MEMS传感模块，包括差分电容，所述差分电容在外部的声音信号的激励下能够产生电容变化量，所述差分电容式MEMS传感模块连接所述偏置信号生成模块，接入所述偏置电压，所述差分电容式MEMS传感模块还接入预定电压，并根据所述电容变化量、偏置电压以及预定电压输出表征所述声音信号的第一电压信号，所述第一电压信号通过一个输出端输出；以及，信号处理模块，连接所述差分电容式MEMS传感模块的输出端，接入所述第一电压信号并进行信号处理，以输出第二电压信号。2.如权利要求1所述的MEMS系统，其特征在于，所述差分电容包括两个MEMS电容，两个所述MEMS电容在所述声音信号的激励下产生反向的电容变化量。3.如权利要求1所述的MEMS系统，其特征在于，所述差分电容式MEMS传感模块的输出端呈高阻态。4.如权利要求1～3中任一项所述的MEMS系统，其特征在于，所述偏置信号生成模块通过一个输出端输出一个所述偏置电压，且所述差分电容式MEMS传感模块直接接入所述预定电压。5.如权利要求4所述的MEMS系统，其特征在于，所述偏置信号生成模块的输出端与所述差分电容式MEMS传感模块之间不连接滤波电容。6.如权利要求5所述的MEMS系统，其特征在于，所述偏置信号生成模块的输出端呈高阻态。7.如权利要求1～3中任一项所述的MEMS系统，其特征在于，所述偏置信号生成模块通过两个输出端分别输出一个所述偏置电压，所述差分电容式MEMS传感模块通过第一高阻单元接入所述预定电压。8.如权利要求7所述的MEMS系统，其特征在于，所述偏置信号生成模块的第一输出端与所述差分电容式MEMS传感模块之间不连接滤波电容，所述偏置信号生成模块的第二输出端与所述差分电容式MEMS传感模块之间连接滤波电容。9.如权利要求8所述的MEMS系统，其特征在于，所述偏置信号生成模块的第一输出端呈高阻态，所述偏置信号生成模块的第二输出端呈直流高阻态。10.如权利要求7所述的MEMS系统，其特征在于，所述第一高阻单元包括第一高阻节点和第一低阻节点，所述第一高阻节点与所述第一低阻节点之间具有一个或至少两个串联的第一单向导通单元，所述第一低阻节点接入所述预定电压，所述第一高阻节点连接所述差分电容式MEMS传感模块。11.如权利要求1所述的MEMS系统，其特征在于，所述偏置信号生成模块包括：电荷泵单元，用于输出基础偏置电压；以及，第二高阻单元，连接所述电荷泵单元，接入所述基础偏置电压，并将所述基础偏置电压转换为所述偏置电压。12.如权利要求11所述的MEMS系统，其特征在于，所述第二高阻单元包括第二高阻节点和第二低阻节点，所述第二高阻节点与所述第二低阻节点之间具有一个或至少两个串...
【专利技术属性】
技术研发人员：周延青，潘华兵，郑泉智，胡铁刚，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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