專利名稱：一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)及調(diào)整方法
一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)及調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電聲換能器的靈敏度調(diào)整領(lǐng)域，尤其涉及一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)及調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
硅麥克風(fēng)相較傳統(tǒng)駐極體麥克風(fēng)而言，其性能參數(shù)溫漂小，尺寸小，允許高溫PCB 貼裝，機(jī)械振動(dòng)不敏感，功耗低，這些優(yōu)點(diǎn)使得硅麥克風(fēng)癥在受到消費(fèi)類電子、助聽器領(lǐng)域的青睞。由于硅麥克風(fēng)工藝、封裝等因素影響，最終制造出來的硅麥克風(fēng)靈敏度呈現(xiàn)一定的偏差，比如在±4dB。這樣的偏差在一些應(yīng)用中不能被接受，它們要求靈敏度偏差在更小的區(qū)間，比如在±ldB。一般的硅麥克風(fēng)有3個(gè)管腳，即電源管腳、接地管腳、輸出管腳，而為了能夠在硅麥克風(fēng)封裝完成后再修調(diào)靈敏度，這類硅麥克風(fēng)需要增加一個(gè)額外的管腳來接受靈敏度修正參數(shù)信息，但是額外增加的管腳，不利于減小硅麥克風(fēng)的尺寸，增加了額外的封裝成本，也不宜于兼容現(xiàn)有的產(chǎn)品。因此，有必要提供一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)及調(diào)整方法。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)及調(diào)整方法，使硅麥克風(fēng)不需要額外增加接受信息的管腳就能進(jìn)行硅麥克風(fēng)靈敏度參數(shù)調(diào)整，使高性能硅麥克風(fēng)大批量生產(chǎn)工藝更加簡(jiǎn)便。—種娃麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)，該調(diào)整系統(tǒng)包括完成聲壓到娃麥克風(fēng)電容變化的傳感器模塊、給傳感器模塊提供正常工作所需要的電容極化電壓并將電容變化轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)的前置放大器模塊、用于判定前置放大器模塊的電壓工作區(qū)間的電壓檢測(cè)模塊、對(duì)硅麥克風(fēng)進(jìn)行燒錄的一次性可編程陣列模塊、用于讀取一次性可編程陣列模塊的阻態(tài)并對(duì)硅麥克風(fēng)的燒錄結(jié)果進(jìn)行判定的讀出電路模塊、用于修調(diào)和加載設(shè)置的邏輯控制電路模塊、以及測(cè)試硅麥克風(fēng)靈敏度并進(jìn)行靈敏度比較以確定靈敏度偏差的外部軟件模塊。優(yōu)選的，前置放大器模塊的電壓工作區(qū)間包括用于測(cè)試的電壓工作區(qū)間一和用于靈敏度調(diào)整的電壓工作區(qū)間二，所述區(qū)間一的電壓范圍在I. 5 3. 3v之間，所述區(qū)間二的電壓范圍在I. 3 I. 4v之間。優(yōu)選的，所述一次性可編程陣列模塊包括多個(gè)一次性編程單元，所述一次性編程單元用于進(jìn)行燒錄操作。優(yōu)選的，所述讀出電路模塊包括級(jí)聯(lián)設(shè)置的電阻比較器模塊和燒錄結(jié)果判定模塊，所述電阻比較器模塊將一次性可編程單元輸出端口給熔絲加上的PMOS導(dǎo)通電阻與基準(zhǔn)電阻進(jìn)行比較，從而確定一次性可編程單元的讀出結(jié)果；所述燒錄結(jié)果判定模塊將一次性可編程單元讀出的結(jié)果與燒錄控制進(jìn)行比較，從而確定一次性可編程單元的燒錄結(jié)果。優(yōu)選的，所述邏輯控制電路模塊包括分頻器、預(yù)修調(diào)檢測(cè)/選通控制模塊和燒錄/讀取設(shè)定模塊，所述分頻器產(chǎn)生一次性可編程單元燒錄/讀取控制時(shí)間以及相關(guān)輔助時(shí)鐘信號(hào)；所述預(yù)修調(diào)檢測(cè)/選通控制模塊用于預(yù)修調(diào)檢測(cè)和選通控制；所述燒錄/讀取設(shè)定模塊用于燒錄設(shè)定和讀取設(shè)定。優(yōu)選的，所述分頻器產(chǎn)生六分頻、七分頻、八分頻、正向和:i反向共五個(gè)信號(hào)。優(yōu)選的，該調(diào)整系統(tǒng)使用硅麥克風(fēng)的輸出端口作為靈敏度調(diào)整信號(hào)輸入端口。一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整方法，該調(diào)整方法包括如下步驟所述前置放大器模塊給傳感器模塊加載偏置電壓，傳感器模塊將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)輸入給前置放大器模塊；所述外部軟件模塊接收前置放大器模塊輸出的電信號(hào)，將其換算為測(cè)試靈敏度值，并將測(cè)試靈敏度值和產(chǎn)品要求值進(jìn)行比較以確定靈敏度偏差，然后決定是否需要進(jìn)行靈敏度調(diào)整，如果需要調(diào)整則外部軟件模塊計(jì)算進(jìn)行靈敏度調(diào)整所需要的外部時(shí)鐘信號(hào)個(gè)數(shù)并將該信號(hào)通過硅麥克風(fēng)輸出端口輸入邏輯控制電路模塊；所述邏輯控制電路模塊接收外部時(shí)鐘信號(hào)，并根據(jù)外部時(shí)鐘信號(hào)發(fā)出調(diào)節(jié)指令用于調(diào)節(jié)前置放大器模塊的增益和偏置電壓；所述前置放大器模塊接收邏輯控制電路模塊發(fā)出的調(diào)節(jié)指令，并反饋內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)給邏輯控制電路模塊用于選定一次性可編程陣列模塊內(nèi)的一次性編程單元；所述電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)前置放大器模塊加載的偏置電壓，用于確定前置放大器模塊的電壓工作區(qū)間，當(dāng)偏置電壓處于I. 5V 3. 3V時(shí),前置放大器模塊處于區(qū)間一；當(dāng)偏置電壓處于I. 3V I. 4V時(shí),前置放大器模塊處于區(qū)間二 ；所述一次性編程單元進(jìn)行燒錄，并將燒錄結(jié)果信號(hào)饋給讀出電路模塊；所述讀出電路模塊接收一次性編程單元發(fā)出的燒錄結(jié)果信號(hào)進(jìn)行判定，并將判定結(jié)果饋給邏輯控制電路模塊；所述邏輯控制電路模塊讀取下一個(gè)一次性編程單元，并進(jìn)行燒錄，至所有一次性編程單元讀取完畢后，輸出一個(gè)關(guān)斷信號(hào)，硅麥克風(fēng)靈敏度調(diào)整完畢。優(yōu)選的，所述關(guān)斷信號(hào)將讀出電路模塊、電壓檢測(cè)模塊和邏輯控制電路模塊關(guān)閉。本發(fā)明的有益效果在于利用娃麥克風(fēng)的輸出管腳實(shí)現(xiàn)輸入輸出功能，不需要額外增加管腳,使高性能硅麥克風(fēng)生產(chǎn)更加簡(jiǎn)便。

圖I是本發(fā)明硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)及調(diào)整方法中的硅麥克風(fēng)管腳示意圖；圖2是本發(fā)明中各模塊的功能框架圖；圖3是圖2中讀出電路模塊框架圖；圖4是圖2中邏輯控制電路模塊框架圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。參見圖1，封裝好的硅麥克風(fēng)靈敏度的測(cè)試指標(biāo)主要和兩個(gè)因素有關(guān)，前置放大器電路增益和偏置電壓值，因而需要根據(jù)硅麥克風(fēng)的測(cè)試結(jié)果設(shè)置它們的值。該圖為本發(fā)明提供的硅麥克風(fēng)的管腳示意圖，硅麥克風(fēng)包括電源管腳P、接地管腳G和輸出管腳O。本發(fā)明即將輸出管腳O改為輸入輸出管腳，實(shí)現(xiàn)輸入輸出功能，不需要增加額外的管腳，使硅麥克風(fēng)封裝生產(chǎn)更加簡(jiǎn)便。參見圖2、圖3和圖4，本發(fā)明提供了一種使用硅麥克風(fēng)的輸出端口作為靈敏度調(diào)整信號(hào)輸入端口的硅麥克風(fēng)靈敏度調(diào)整系統(tǒng)，該調(diào)整系統(tǒng)包括完成聲壓到硅麥克風(fēng)電容變化的傳感器模塊I、給傳感器模塊I提供正常工作所需要的電容極化電壓并將電容變化轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)的前置放大器模塊2、用于判定前置放大器模塊2的電壓工作區(qū)間的電壓檢測(cè)模塊3、對(duì)硅麥克風(fēng)進(jìn)行燒錄的一次性可編程陣列模塊4、用于讀取一次性可編程陣列模塊4的阻態(tài)并對(duì)硅麥克風(fēng)的燒錄結(jié)果進(jìn)行判定的讀出電路模塊5、用于修調(diào)和加載設(shè)置的邏輯控制電路模塊6、以及測(cè)試硅麥克風(fēng)靈敏度并進(jìn)行靈敏度比較以確定靈敏度偏差的外部軟件模塊7。所述電壓檢測(cè)模塊3將前置放大器模塊2提供的偏置電壓與其內(nèi)的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，確定前置放大器模塊2的電壓工作區(qū)間，所述前置放大器模塊2的電壓工作區(qū)間包括用于測(cè)試的電壓工作區(qū)間一和用于靈敏度調(diào)整的電壓工作區(qū)間二，所述區(qū)間一的電壓范圍在I. 5 3. 3v之間，所述區(qū)間二的電壓范圍在I. 3 I. 4v之間。所述一次性可編程陣列模塊4包括多個(gè)可一次性編程單元，以便進(jìn)行多次燒錄操作。其中，所述一次性編程單元內(nèi)部設(shè)有多晶硅熔絲，所述多晶硅熔絲熱熔斷后呈現(xiàn)高阻狀態(tài)并不可恢復(fù)，從而提供了一次性編程操作。所述讀出電路模塊5包括級(jí)聯(lián)設(shè)置的電阻比較器模塊51和燒錄結(jié)果判定模塊52， 所述電阻比較器模塊51將一次性可編程單元輸出端口給熔絲加上的PMOS導(dǎo)通電阻與基準(zhǔn)電阻進(jìn)行比較，從而確定一次性可編程單元的讀出結(jié)果。所述燒錄結(jié)果判定模塊52將一次性可編程單元讀出的結(jié)果與燒錄控制進(jìn)行比較，從而確定一次性可編程單元的燒錄結(jié)果。所述邏輯控制電路模塊6包括分頻器61、預(yù)修調(diào)檢測(cè)/選通控制模塊62和燒錄 /讀取設(shè)定模塊63。所述分頻器61產(chǎn)生一次性可編程單元燒錄/讀取控制時(shí)間以及相關(guān)輔助時(shí)鐘信號(hào)，其產(chǎn)生六分頻、七分頻、八分頻、正向和:i反向共五個(gè)信號(hào)。所述預(yù)修調(diào)檢測(cè) /選通控制模塊62用于預(yù)修調(diào)檢測(cè)和選通控制，進(jìn)行選定一次性編程單元進(jìn)行預(yù)設(shè)的燒錄和結(jié)果讀取。所述燒錄/讀取設(shè)定模塊63用于燒錄設(shè)定和讀取設(shè)定，當(dāng)外部軟件模塊7發(fā)出的外部時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)入邏輯控制電路模塊6，所述邏輯控制電路模塊6將根據(jù)外部時(shí)鐘信號(hào)發(fā)出調(diào)節(jié)指令用于調(diào)節(jié)前置放大器模塊2的增益和偏置電壓。一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整方法，該調(diào)整方法包括如下步驟所述前置放大器模塊2給傳感器模塊I加載偏置電壓，傳感器模塊I將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)輸入給前置放大器模塊2 ；所述外部軟件模塊7接收前置放大器2模塊輸出的電信號(hào)，將其換算為測(cè)試靈敏度值，并將測(cè)試靈敏度值和產(chǎn)品要求值進(jìn)行比較以確定靈敏度偏差，然后決定是否需要進(jìn)行靈敏度調(diào)整，如果需要調(diào)整則外部軟件模塊7計(jì)算進(jìn)行靈敏度調(diào)整所需要的外部時(shí)鐘信號(hào)個(gè)數(shù)并將該信號(hào)通過硅麥克風(fēng)輸出端口輸入邏輯控制電路模塊6 ；所述邏輯控制電路模塊6接收外部時(shí)鐘信號(hào)，并根據(jù)外部時(shí)鐘信號(hào)發(fā)出調(diào)節(jié)指令用于調(diào)節(jié)前置放大器模塊2的增益和偏置電壓；所述前置放大器模塊2接收邏輯控制電路模塊6發(fā)出的調(diào)節(jié)指令，并反饋內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)給邏輯控制電路模塊6用于選定一次性可編程陣列模塊內(nèi)的一次性編程單元；所述電壓檢測(cè)模塊3檢測(cè)前置放大器模塊2加載的偏置電壓，用于確定前置放大器模塊2的電壓工作區(qū)間，當(dāng)偏置電壓處于I. 5V 3. 3V時(shí)，前置放大器模塊2處于區(qū)間一； 當(dāng)偏置電壓處于I. 3V I. 4V時(shí)，前置放大器模塊2處于區(qū)間二 ；所述一次性編程單元進(jìn)行燒錄，并將燒錄結(jié)果信號(hào)饋給讀出電路模塊5 ；
所述讀出電路模塊5接收一次性編程單元發(fā)出的燒錄結(jié)果信號(hào)進(jìn)行判定，并將判定結(jié)果饋給邏輯控制電路模塊6 ；所述邏輯控制電路模塊6讀取下一個(gè)一次性編程單元，并進(jìn)行燒錄，至所有一次性編程單元讀取完畢后，輸出一個(gè)關(guān)斷信號(hào)，硅麥克風(fēng)靈敏度調(diào)整完畢。其中，所述關(guān)斷信號(hào)將讀出電路模塊5、電壓檢測(cè)模塊3和邏輯控制電路模塊6關(guān)閉。以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施方式，在此應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進(jìn)，但這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，該調(diào)整系統(tǒng)包括完成聲壓到硅麥克風(fēng)電容變化的傳感器模塊、給傳感器模塊提供正常工作所需要的電容極化電壓并將電容變化轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)的前置放大器模塊、用于判定前置放大器模塊的電壓工作區(qū)間的電壓檢測(cè)模塊、對(duì)硅麥克風(fēng)進(jìn)行燒錄的一次性可編程陣列模塊、用于讀取一次性可編程陣列模塊的阻態(tài)并對(duì)硅麥克風(fēng)的燒錄結(jié)果進(jìn)行判定的讀出電路模塊、用于修調(diào)和加載設(shè)置的邏輯控制電路模塊、以及測(cè)試硅麥克風(fēng)靈敏度并進(jìn)行靈敏度比較以確定靈敏度偏差的外部軟件模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于前置放大器模塊的電壓工作區(qū)間包括用于測(cè)試的電壓工作區(qū)間一和用于靈敏度調(diào)整的電壓工作區(qū)間二，所述區(qū)間一的電壓范圍在I. 5 3. 3v之間，所述區(qū)間二的電壓范圍在I. 3 I. 4v之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于所述一次性可編程陣列模塊包括多個(gè)一次性編程單元，所述一次性編程單元用于進(jìn)行燒錄操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于所述讀出電路模塊包括級(jí)聯(lián)設(shè)置的電阻比較器模塊和燒錄結(jié)果判定模塊，所述電阻比較器模塊將一次性可編程單元輸出端口給熔絲加上的PMOS導(dǎo)通電阻與基準(zhǔn)電阻進(jìn)行比較，從而確定一次性可編程單元的讀出結(jié)果；所述燒錄結(jié)果判定模塊將一次性可編程單元讀出的結(jié)果與燒錄控制進(jìn)行比較，從而確定一次性可編程單元的燒錄結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于所述邏輯控制電路模塊包括分頻器、預(yù)修調(diào)檢測(cè)/選通控制模塊和燒錄/讀取設(shè)定模塊，所述分頻器產(chǎn)生一次性可編程單元燒錄/讀取控制時(shí)間以及相關(guān)輔助時(shí)鐘信號(hào)；所述預(yù)修調(diào)檢測(cè)/選通控制模塊用于預(yù)修調(diào)檢測(cè)和選通控制；所述燒錄/讀取設(shè)定模塊用于燒錄設(shè)定和讀取設(shè)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于所述分頻器產(chǎn)生六分頻、七分頻、八分頻、正向和:i反向共五個(gè)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于該調(diào)整系統(tǒng)使用硅麥克風(fēng)的輸出端口作為靈敏度調(diào)整信號(hào)輸入端口。
8.一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整方法，其特征在于，該調(diào)整方法包括如下步驟所述前置放大器模塊給傳感器模塊加載偏置電壓，傳感器模塊將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)輸入給前置放大器模塊；所述外部軟件模塊接收前置放大器模塊輸出的電信號(hào)，將其換算為測(cè)試靈敏度值，并將測(cè)試靈敏度值和產(chǎn)品要求值進(jìn)行比較以確定靈敏度偏差，然后決定是否需要進(jìn)行靈敏度調(diào)整，如果需要調(diào)整則外部軟件模塊計(jì)算進(jìn)行靈敏度調(diào)整所需要的外部時(shí)鐘信號(hào)個(gè)數(shù)并將該信號(hào)通過硅麥克風(fēng)輸出端口輸入邏輯控制電路模塊；所述邏輯控制電路模塊接收外部時(shí)鐘信號(hào)，并根據(jù)外部時(shí)鐘信號(hào)發(fā)出調(diào)節(jié)指令用于調(diào)節(jié)前置放大器模塊的增益和偏置電壓；所述前置放大器模塊接收邏輯控制電路模塊發(fā)出的調(diào)節(jié)指令，并反饋內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)給邏輯控制電路模塊用于選定一次性可編程陣列模塊內(nèi)的一次性編程單元；所述電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)前置放大器模塊加載的偏置電壓，用于確定前置放大器模塊的電壓工作區(qū)間，當(dāng)偏置電壓處于I. 5V 3. 3V時(shí)，前置放大器模塊處于區(qū)間一；當(dāng)偏置電壓處于I. 3V I. 4V時(shí),前置放大器模塊處于區(qū)間二 ；所述一次性編程單元進(jìn)行燒錄，并將燒錄結(jié)果信號(hào)饋給讀出電路模塊；所述讀出電路模塊接收一次性編程單元發(fā)出的燒錄結(jié)果信號(hào)進(jìn)行判定，并將判定結(jié)果饋給邏輯控制電路模塊；所述邏輯控制電路模塊讀取下一個(gè)一次性編程單元，并進(jìn)行燒錄，至所有一次性編程單元讀取完畢后，輸出一個(gè)關(guān)斷信號(hào)，硅麥克風(fēng)靈敏度調(diào)整完畢。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整方法，其特征在于所述關(guān)斷信號(hào)將讀出電路模塊、電壓檢測(cè)模塊和邏輯控制電路模塊關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硅麥克風(fēng)的靈敏度調(diào)整系統(tǒng)及調(diào)整方法，包括傳感器模塊、前置放大器模塊、電壓檢測(cè)模塊、一次性可編程陣列模塊、讀出電路模塊、邏輯控制電路模塊、以及外部軟件模塊。該發(fā)明利用硅麥克風(fēng)的輸出管腳實(shí)現(xiàn)輸入輸出功能，不需要額外增加管腳，使高性能硅麥克風(fēng)生產(chǎn)更加簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)H04R29/00GK102611980SQ201210065240
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者楊勇剛, 林海 申請(qǐng)人:北京東微世紀(jì)科技有限公司, 瑞聲聲學(xué)科技(深圳)有限公司