本發(fā)明涉及語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)需求急劇增加，音頻輸入設(shè)備廣泛的應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品中，例如手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、照相機(jī)、攝像機(jī)等等，因此需要大量的麥克風(fēng)集成到這些產(chǎn)品中。

目前市場(chǎng)上麥克風(fēng)的種類主要有兩種，一種是ECM(Electret Condenser Microphone，駐極體電容式麥克風(fēng))，另一種是MEMS(Micro Electro Mechanical System，微機(jī)電系統(tǒng))微麥克風(fēng)。ECM因其體積大、成本高，在很多場(chǎng)合已被MEMS微麥克風(fēng)替代，在同一襯底上可集成多個(gè)麥克風(fēng)、可以與芯片相集成。尤其是體積的差異，MEMS微麥克風(fēng)中的背極板和振動(dòng)膜比最小的ECM還要小10倍以上，因此近年來(lái)被國(guó)內(nèi)外廣泛研究和應(yīng)用。但是現(xiàn)有的MEMS麥克風(fēng)包括一個(gè)聲學(xué)振膜，以及一個(gè)與聲學(xué)振膜相對(duì)的背板，振膜在收到空氣的壓動(dòng)后與聲學(xué)振膜產(chǎn)生不同的電容值輸出，即可實(shí)現(xiàn)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，但是在實(shí)際使用中，語(yǔ)音信號(hào)中通常伴隨有低頻噪聲信號(hào)(例如風(fēng)躁、車躁等)，麥克風(fēng)在實(shí)際收音過(guò)程中，除了收集有效的語(yǔ)音 信號(hào)外，還會(huì)吸收大量的低頻噪音信號(hào)，但是一旦麥克風(fēng)振膜被低頻噪聲信號(hào)飽和后，則無(wú)法收集有效的語(yǔ)音信號(hào)，例如人在風(fēng)中說(shuō)話，風(fēng)躁太大，完全使得麥克風(fēng)的采集單元飽和(即振膜處于最大的振幅狀態(tài)下)，則麥克風(fēng)就無(wú)法收集人發(fā)出的語(yǔ)音信號(hào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種可以有效濾除低頻噪聲的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體。

本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)上述目的。

一種抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：包括MEMS換能器，所述MEMS換能器具有，

一聲學(xué)振膜，與所述振膜的中心設(shè)置一第一通孔，以及于所述聲學(xué)振膜遠(yuǎn)離所述第一通孔的位置設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)用以釋放應(yīng)力的第二通孔；

一與所述聲學(xué)振膜之間形成一固定間隙的背部電極；

其中，所述聲學(xué)振膜與所述背部電極形成一平板電容器，于所述聲學(xué)振膜振動(dòng)的狀態(tài)下，所述平板電容器根據(jù)所述聲學(xué)振膜的振膜幅度形成與所述振動(dòng)幅度相匹配的電容信號(hào)輸出。

上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：還包括，

一具有收音通孔的基板，所述收音通孔正對(duì)所述聲學(xué)振膜；所述聲學(xué)振膜與所述基板之間形成一聲學(xué)前腔，所述聲學(xué)前腔用以偵測(cè)高頻信號(hào)；

一蓋板，固定連接所述基板并完全覆蓋所述MEMS換能器，所述蓋板與所述背部電極形成一聲學(xué)背腔，且所述聲學(xué)背腔的體積大于所述聲學(xué)腔體的體積，所述聲學(xué)背腔用以偵測(cè)低頻信號(hào)；

上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：所述第一通孔的體積不大于所 述聲學(xué)振膜體積的10％。

上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：復(fù)數(shù)個(gè)所述第二通孔均勻分布于所述聲學(xué)振膜上。

上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：還包括一ASIC芯片，連接所述MEMS換能器，用以接受所述MEMS換能器輸出的所述電容信號(hào)，并對(duì)所述電容信號(hào)做分析處理，形成一處理信號(hào)輸出。

上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：所述第二通孔的數(shù)量為八個(gè)。

上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：所述第二通孔的數(shù)量為六個(gè)。

上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：所述聲學(xué)振膜為薄且有彈性的聲學(xué)膜片。

上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：所述聲學(xué)振膜的厚度為500nm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

在聲學(xué)振膜中心設(shè)置一第一通孔，用以濾除低頻噪音信號(hào)。低頻噪音信號(hào)的波長(zhǎng)較長(zhǎng)且行程較長(zhǎng)，聲學(xué)振膜收到低頻信號(hào)激勵(lì)時(shí)形成聲學(xué)諧振產(chǎn)生彈性應(yīng)變，且聲學(xué)振膜振動(dòng)的面積較大，往往以聲學(xué)振膜中心為中心向外輻射。在聲學(xué)振膜中心設(shè)置有第一通孔，第一通孔釋放低頻信號(hào)激勵(lì)產(chǎn)生的彈性應(yīng)變，即可降低聲學(xué)振膜對(duì)低頻信號(hào)的靈敏度，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)其濾除低頻信號(hào)的能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體中的中聲學(xué)振膜的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為本發(fā)明的 限定。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為本發(fā)明的限定。

如圖1所示，一種抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：包括MEMS換能器1，所述MEMS換能器1具有，

一聲學(xué)振膜11，與所述振膜的中心設(shè)置一第一通孔111，以及于所述聲學(xué)振膜11遠(yuǎn)離所述第一通孔111的位置設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)用以釋放應(yīng)力的第二通孔112；

一與所述聲學(xué)振膜11之間形成一固定間隙的背部電極12；

其中，所述聲學(xué)振膜11與所述背部電極12形成一平板電容器13，于所述聲學(xué)振膜11振動(dòng)的狀態(tài)下，所述平板電容器13根據(jù)所述聲學(xué)振膜11的振膜幅度形成與所述振動(dòng)幅度相匹配的電容信號(hào)輸出。

本發(fā)明的工作原理是:所述聲學(xué)振膜11與所述背部電極12形成一平板電容器13，聲音信號(hào)在傳輸過(guò)程產(chǎn)生震動(dòng)，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲波信號(hào)，聲波的振動(dòng)壓迫聲學(xué)振膜11振動(dòng)，聲學(xué)振膜11的振動(dòng)使得聲學(xué)振膜11與背部電極12之間的空間間隙發(fā)生變化，進(jìn)而使得聲學(xué)振膜11與背部電極12之間形成的所述平板電容器13之間的電容信號(hào)發(fā)生變化，所述平板電容器13形成與所述聲音信號(hào)相匹配的電容信號(hào)輸出。從而實(shí)現(xiàn)了將聲音轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過(guò)程。

在聲學(xué)振膜11上設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)第二通孔112，用以于在聲學(xué)振膜11振動(dòng)狀態(tài)下，釋放聲學(xué)振膜11任一側(cè)向的彈性應(yīng)變力。同時(shí)第二通孔112也可以作用導(dǎo)音孔，降低空氣間隙中產(chǎn)生的空氣流阻抗，提高高頻靈敏度。

在聲學(xué)振膜11中心設(shè)置一第一通孔111，用以濾除低頻噪音信號(hào)。低頻噪音信號(hào)的波長(zhǎng)較長(zhǎng)且行程較長(zhǎng)，聲學(xué)振膜11收到低頻信號(hào)激勵(lì)時(shí)形成聲學(xué)諧振產(chǎn)生彈性應(yīng)變，且聲學(xué)振膜11振動(dòng)的面積較大，往往以聲學(xué)振膜11中心為中心向外輻射。在聲學(xué)振膜11中心設(shè)置有第一通孔111，第一通孔111釋放低頻信號(hào)激勵(lì)產(chǎn)生的彈性應(yīng)變，即可降低聲學(xué)振膜11對(duì)低頻信號(hào)的靈敏度，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)其濾除低頻信號(hào)的能力。

同時(shí)說(shuō)明一下，開(kāi)設(shè)有第一通孔111的聲學(xué)振膜11對(duì)高頻信號(hào)不產(chǎn)生任何不利影響，因?yàn)楦哳l信號(hào)的波長(zhǎng)較短且形成較短，僅僅只能對(duì)聲學(xué)振膜11的很小面積或者僅僅一點(diǎn)產(chǎn)生振動(dòng)。通常振動(dòng)的部分都在聲學(xué)振膜11的非中心位置，故而在聲學(xué)振膜11中心設(shè)置有第一通孔111對(duì)高頻信號(hào)不產(chǎn)生影響。

如圖2所示，作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：還包括，

一具有收音通孔的基板2，所述收音通孔正對(duì)所述聲學(xué)振膜11；所述聲學(xué)振膜11與所述基板2之間形成一聲學(xué)前腔4，所述聲學(xué)前腔4用以偵測(cè)高頻信號(hào)；

一蓋板3，固定連接所述基板2并完全覆蓋所述MEMS換能器1，所述蓋板3與所述背部電極12形成一聲學(xué)背腔5，且所述聲學(xué)背腔5的體積大于所述聲學(xué)腔體的體積，所述聲學(xué)背腔5用以偵測(cè)低頻信號(hào)。

根據(jù)亥姆赫茲諧振底端，空腔的體積與諧振頻率成反比，即空腔的體積越大，則氣諧振頻率越低，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將聲學(xué)前腔4設(shè)計(jì)的較小，因高頻振動(dòng)能量較小，故而將聲學(xué)前腔4設(shè)置在振膜的上方，聲學(xué)前腔4與高頻信號(hào)時(shí)發(fā)生諧振，即可偵測(cè)高頻信號(hào)。同理，聲學(xué)背腔5體積較大，用以與低頻信號(hào)發(fā)生諧振，偵測(cè)低頻信號(hào)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：所述第一通孔111的體積不大于所述聲學(xué)振膜11體積的10％。將第一通孔111的體積設(shè)計(jì)為不大于所述聲學(xué)振膜11體積的10％，可以更好的濾除低頻噪聲信號(hào)，同時(shí)對(duì)有效低頻信號(hào)不產(chǎn)生影響。

作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：復(fù)數(shù)個(gè)所述第二通孔112均勻分布于所述聲學(xué)振膜11上。將第二通孔112均勻地分布在所述聲學(xué)振膜11上，用以提高所述聲學(xué)振膜11的透氣率。

作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：還包括一ASIC芯片6，連接所述MEMS換能器1，用以接受所述MEMS換能器1輸出的所述電容信號(hào)，并對(duì)所述電容信號(hào)做分析處理，形成一處理信號(hào)輸出。ASIC芯片6主要用于對(duì)電容信號(hào)做分析處理，該處理過(guò)程為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)，此處不做贅述。同時(shí)也不做任何技術(shù)限定。

作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：所述第二通孔112的數(shù)量為八個(gè)。進(jìn)一步地，所述第二通孔112也可為的數(shù)量為六個(gè)。第二通孔112的目的旨在提高聲學(xué)振膜11的透氣率，采用八個(gè)通孔或者六個(gè)通孔，可根據(jù)聲學(xué)振膜11的面積進(jìn)行選擇，此處僅為舉例，并未限定。

作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：所述聲學(xué)振膜11為薄且有彈性的聲學(xué)膜片。采用薄且有彈性的聲學(xué)膜片可以提高聲學(xué)振膜11對(duì)高頻信號(hào)的靈敏度。

作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，上述的抗低頻噪音的麥克風(fēng)單體，其中：所述聲學(xué)振膜11的厚度為500nm。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見(jiàn)的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。