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CN113660579A - Asic芯片以及mems麦克风 - Google Patents

Asic芯片以及mems麦克风 Download PDF

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CN113660579A CN202110879886.1A CN202110879886A CN113660579A CN 113660579 A CN113660579 A CN 113660579A CN 202110879886 A CN202110879886 A CN 202110879886A CN 113660579 A CN113660579 A CN 113660579A
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Abstract

本发明公开一种ASIC芯片以及MEMS麦克风，ASIC芯片包括放大模块、模数转换模块以及灵敏度补偿模块，其中，放大模块获取模拟音频信号，并将模拟音频信号进行放大处理，模数转换模块将放大后的模拟音频信号转换为数字音频信号，灵敏度补偿模块检测模数转换模块的工作灵敏度，并将工作灵敏度与预设灵敏度比较，并在工作灵敏度与预设灵敏度的差值大于预设差值时，根据工作灵敏度与预设灵敏度的差值调节放大模块的工作灵敏度。上述方案解决ASIC芯片的灵敏度调节过程较为复杂的技术问题。

Description

ASIC芯片以及MEMS麦克风
技术领域
本发明涉及麦克风的技术领域，特别涉及ASIC芯片以及MEMS麦克风。
背景技术
MEMS MIC是一种将声信号转换为电信号的声学元器件，包含MEMS(Micro ElectroMechanical Systems，微型机电系统)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，集成电路系统)，其中，ASIC(Application Specific Integrated Circuit)芯片为MEMS提供稳定的工作电压，且放大MEMS的声信号，传统ASIC的校准方式需要透过生产测试机量测ASIC输出后,将所需要的校准灵敏度的资料送入ASIC,以完成校准。需增加管脚来对应传输界面的需求，其校准灵敏度的过程较为繁琐。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种智能校准麦克风控制方法，旨在解决ASIC芯片的灵敏度调节过程较为复杂的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种ASIC芯片，所述ASIC芯片包括：
放大模块，用于获取模拟音频信号，并将所述模拟音频信号进行放大处理；
模数转换模块，用于将放大后的模拟音频信号转换为数字音频信号；以及，
灵敏度补偿模块，用于检测模数转换模块的工作灵敏度，并将工作灵敏度与预设灵敏度比较，并在工作灵敏度与预设灵敏度的差值大于预设差值时，根据工作灵敏度与预设灵敏度的差值调节所述放大模块的工作灵敏度。
可选地，所述传感器的输出端与所述放大模块的输入端连接；所述模数转换模块的输入端与所述放大模块的输出端连接，所述模数转换模块的输出与所述灵敏度补偿模块的输入端连接；所述灵敏度补偿模块的输入端与所述放大模块的反馈输入端连接。
可选地，所述放大模块为放大器。
可选地，所述模数转换模块为模数转换器。
可选地，所述灵敏度补偿模块包括信号功率检波模块和灵敏度补偿支路，所述信号功率检波模块的输入端为所述灵敏度补偿模块的输入端，所述信号功率检波模块的输出端与所述灵敏度补偿支路的输入端连接；所述灵敏度补偿支路的输出端为所述灵敏度补偿模块的输出端；
所述功率检波模块；用于检测所述模数转换器的工作灵敏度；
所述灵敏度补偿支路，用于根据所述工作灵敏度与预设灵敏度的差值调节所述放大模块的增益以调节所述放大模块的工作灵敏度。
可选地，所述信号功率检波模块为信号功率检波器。
可选地，所述灵敏度补偿模块对所述放大模块的增益补偿值基于下列公式实现：
将所述ASIC的工作灵敏度为X，预设灵敏度为Y，增益补偿值记为Z：
依据下列公式确定增益补偿值：
Z＝Y-X。
为实现上述目的，本发明还提出一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括MEMS芯片以及如上所述的ASIC芯片，所述ASIC芯片与所述MEMS芯片电连接；
所述MEMS芯片，用于将声信号转换为音频信号；
所述ASIC芯片，用于对所述音频信号进行放大处理。
本发明的技术方案ASIC芯片包括放大模块、模数转换模块以及灵敏度补偿模块，其中，放大模块获取模拟音频信号，并将模拟音频信号进行放大处理，模数转换模块将放大后的模拟音频信号转换为数字音频信号，灵敏度补偿模块检测模数转换模块的工作灵敏度，并将工作灵敏度与预设灵敏度比较，并在工作灵敏度与预设灵敏度的差值大于预设差值时，根据工作灵敏度与预设灵敏度的差值调节放大模块的工作灵敏度。在上述实施例中，通过在ASIC芯片设置有灵敏度补偿模块，从而使得ASIC芯片可以自动调节且实时调节灵敏度，并无需通过生产测试机实现调节，从而解决ASIC芯片的灵敏度调节过程较为复杂的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明ASIC芯片的模块示意图；
图2为本发明ASIC芯片的模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
本发明提出一种ASIC芯片，旨在解决ASIC芯片的灵敏度调节过程较为复杂的技术问题。
在一实施例中，如图1所示，ASIC芯片包括放大模块10、模数转换模块20以及灵敏度补偿模块30，放大模块10获取模拟音频信号，并将所述模拟音频信号进行放大处理。模数转换模块20将放大后的模拟音频信号转换为数字音频信号。灵敏度补偿模块30检测模数转换模块20的工作灵敏度，并将工作灵敏度与预设灵敏度比较，并在工作灵敏度与预设灵敏度的差值大于预设差值时，根据工作灵敏度与预设灵敏度的差值调节所述放大模块10的工作灵敏度。
在上述实施例中，通过在ASIC芯片设置有灵敏度补偿模块30，从而使得ASIC芯片可以自动调节且实时调节灵敏度，并无需通过生产测试机实现调节，从而解决ASIC芯片的灵敏度调节过程较为复杂的技术问题。
需要说明的是，任何实现上述各功能电路之间信号传递的连接关系均可，并不限定，本实施例中，采用如下连接关系实现上述各功能电路之间信号传递，具体地，所述传感器的输出端与所述放大模块10的输入端连接；所述模数转换模块20的输入端与所述放大模块10的输出端连接，所述模数转换模块20的输出与所述灵敏度补偿模块30的输入端连接。所述灵敏度补偿模块30的输入端与所述放大模块10的反馈输入端连接。
可选地，所述放大模块10为放大器。此时，直接将放大模块10设置为放大器，可以降低ASIC芯片的电路复杂度，简化电路。
可选地，所述模数转换模块20为模数转换器。此时，直接将模数转换模块20设置为模数转换器，可以降低ASIC芯片的电路复杂度，简化电路。
可选地，如图2所示，所述灵敏度补偿模块30包括信号功率检波模块301和灵敏度补偿支路302，所述信号功率检波模块301的输入端为所述灵敏度补偿模块30的输入端，所述信号功率检波模块301的输出端与所述灵敏度补偿支路302的输入端连接；所述灵敏度补偿支路302的输出端为所述灵敏度补偿模块30的输出端。
其中，信号功率检波模块301检测模数转换器的工作灵敏度，灵敏度补偿支路302根据工作灵敏度与预设灵敏度的差值调节放大模块10的增益，以调节所述放大模块的工作灵敏度，以实现工作灵敏度的反馈调节。将改进后的ASIC芯片用于MEMS麦克风，可以保证其灵敏度在+/-1dB的极窄公差范围，并且无需外部期间辅助调节，另外若将改进后的MEMS麦克风用于形成麦克风阵列，由于MEMS麦克风内置校准，可以将灵敏度保证在+/-1dB的极窄公差范围之内，在远场拾音应用中，能将声音拾取区域聚焦于特定远场音源，排除周围环境的噪声干扰。
可选地，所述信号功率检波模块301为信号功率检波器。
可选地，所述灵敏度补偿模块对所述放大模块的增益补偿值基于下列公式实现：
将所述ASIC的工作灵敏度为X，预设灵敏度为Y，增益补偿值记为Z：
依据下列公式确定增益补偿值：
Z＝Y-X。
在上述补偿过程中，灵敏度补偿模块可以通过调节放大模块的增益或者偏置电压对放大模块的灵敏度进行调节，从而实现自动校准，由于上述过程没有涉及到比较复杂的灵敏度计算过程，仅仅通过信号功率检波器检测灵敏度，然后通过设立在ASIC芯片的放大模块就可以进行增益补偿值的调节，从而解决了需要其他设备才能进行灵敏度调节的问题，使得用户可以根据使用和测试情况随时对设备的灵敏度进行补偿，另外，灵敏度补偿过程较为简单，不需要成本较高的控制芯片即可以实现灵敏度补偿，且本申请的灵敏度的测量是直接测量处于同一芯片上的模数转换模块20的灵敏度，无需通过连接线，从而避免了接触不良造成的灵敏度测量误差，本申请可以减少连接工序并抛弃专用的生产测试工具，且在减少工序以及减少测试设备成本的基础上，还保证原有的智能校准水准，在使用时也能进行对ASIC芯片的工作灵敏度进行智能校准，大大提高了ASIC芯片的智能化程度。需要说明的是，灵敏度补偿模块可以由控制芯片和电压调节电路组成，其中，控制芯片和电压调节电路均可以选用现有技术中可以实现的芯片以及具有电压调节功能的电路。另外，灵敏度补偿模块还可以由控制芯片和自动增益控制电路组成，其中，控制芯片可以选用现有技术中可以实现的芯片，自动增益控制电路可以由控制电路控制控接入电路的多个电阻支路组成，也可以从现有放大器的自动增益控制电路中进行选择。
为实现上述目的，本发明还提出一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括MEMS芯片40以及如上所述的ASIC芯片，所述ASIC芯片与所述MEMS芯片40电连接。
在改进后的MEMS麦克风中，所述MEMS芯片40将声信号转换为音频信号，所述ASIC芯片对所述音频信号进行放大处理。值得注意的是，因为本发明MEMS麦克风包含了上述ASIC芯片的全部实施例，因此本发明MEMS麦克风具有上述ASIC芯片的所有有益效果，此处不再赘述。
因此，将改进后的MEMS麦克风用于多颗麦克风形成麦克风阵列，由于MEMS麦克风内置校准，可以将灵敏度保证在+/-1dB的极窄公差范围之内，在远场拾音应用中，能将声音拾取区域聚焦于特定远场音源，排除周围环境的噪声干扰。
以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种ASIC芯片，其特征在于，所述ASIC芯片包括：
放大模块，用于获取模拟音频信号，并将所述模拟音频信号进行放大处理；
模数转换模块，用于将放大后的模拟音频信号转换为数字音频信号；以及，
灵敏度补偿模块，用于检测模数转换模块的工作灵敏度，并将工作灵敏度与预设灵敏度比较，在工作灵敏度与预设灵敏度的差值大于预设差值时，根据工作灵敏度与预设灵敏度的差值调节所述放大模块的工作灵敏度。
2.如权利要求1所述的ASIC芯片，其特征在于，所述传感器的输出端与所述放大模块的输入端连接；所述模数转换模块的输入端与所述放大模块的输出端连接，所述模数转换模块的输出与所述灵敏度补偿模块的输入端连接；所述灵敏度补偿模块的输入端与所述放大模块的反馈输入端连接。
3.如权利要求2所述的ASIC芯片，其特征在于，所述放大模块为放大器。
4.如权利要求2所述的ASIC芯片，其特征在于，所述模数转换模块为模数转换器。
5.如权利要求1-4任一项所述的ASIC芯片，其特征在于，所述灵敏度补偿模块包括信号功率检波模块和灵敏度补偿支路，所述信号功率检波模块的输入端为所述灵敏度补偿模块的输入端，所述信号功率检波模块的输出端与所述灵敏度补偿支路的输入端连接；所述灵敏度补偿支路的输出端为所述灵敏度补偿模块的输出端；
所述功率检波模块；用于检测所述模数转换器的工作灵敏度；
所述灵敏度补偿支路，用于根据所述工作灵敏度与预设灵敏度的差值调节所述放大模块的增益以调节所述放大模块的工作灵敏度。
6.如权利要求5所述的ASIC芯片，其特征在于，所述信号功率检波模块为信号功率检波器。
7.如权利要求5所述的ASIC芯片，其特征在于，所述灵敏度补偿模块对所述放大模块的增益补偿值基于下列公式实现：
将所述ASIC的工作灵敏度为X，预设灵敏度为Y，增益补偿值记为Z：
依据下列公式确定增益补偿值：
Z＝Y-X。
8.一种MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS麦克风包括MEMS芯片以及如权利要求1-7任一项所述的ASIC芯片，所述ASIC芯片与所述MEMS芯片电连接；
所述MEMS芯片，用于将声信号转换为音频信号；
所述ASIC芯片，用于对所述音频信号进行放大处理。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114543975A (zh) * 2022-01-25 2022-05-27 青岛歌尔智能传感器有限公司 灵敏度校准电路、校准方法和设备

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102611980A (zh) * 2012-01-13 2012-07-25 瑞声声学科技(深圳)有限公司 一种硅麦克风的灵敏度调整系统及调整方法
CN103052015A (zh) * 2012-12-06 2013-04-17 山东共达电声股份有限公司 一种实现传声器灵敏度一致的方法及一种可调增益传声器
US20140028327A1 (en) * 2012-07-26 2014-01-30 General Electric Company Method for sensor reader calibration
CN106059509A (zh) * 2012-04-16 2016-10-26 英飞凌科技股份有限公司 用于放大电容信号源提供的信号的系统和集成电路
US20160381465A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-29 Stmicroelectronics S.R.L. Offset calibration in a multiple membrane microphone
CN107249165A (zh) * 2017-06-30 2017-10-13 歌尔股份有限公司 麦克风灵敏度调整系统及方法
US20180138882A1 (en) * 2016-11-14 2018-05-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Microphone driving device and digital microphone including the same
CN110113019A (zh) * 2019-04-29 2019-08-09 深圳锐越微技术有限公司 基于模数转换的两级音频增益电路及音频终端
US20210014624A1 (en) * 2019-07-14 2021-01-14 Peiker Acustic Gmbh Dynamic sensitivity matching of microphones in a microphone array

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102611980A (zh) * 2012-01-13 2012-07-25 瑞声声学科技(深圳)有限公司 一种硅麦克风的灵敏度调整系统及调整方法
CN106059509A (zh) * 2012-04-16 2016-10-26 英飞凌科技股份有限公司 用于放大电容信号源提供的信号的系统和集成电路
US20140028327A1 (en) * 2012-07-26 2014-01-30 General Electric Company Method for sensor reader calibration
CN103052015A (zh) * 2012-12-06 2013-04-17 山东共达电声股份有限公司 一种实现传声器灵敏度一致的方法及一种可调增益传声器
US20160381465A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-29 Stmicroelectronics S.R.L. Offset calibration in a multiple membrane microphone
US20180138882A1 (en) * 2016-11-14 2018-05-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Microphone driving device and digital microphone including the same
CN107249165A (zh) * 2017-06-30 2017-10-13 歌尔股份有限公司 麦克风灵敏度调整系统及方法
CN110113019A (zh) * 2019-04-29 2019-08-09 深圳锐越微技术有限公司 基于模数转换的两级音频增益电路及音频终端
US20210014624A1 (en) * 2019-07-14 2021-01-14 Peiker Acustic Gmbh Dynamic sensitivity matching of microphones in a microphone array

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SUNG-CHENG LO ET AL.,: "Sensitivity improvement of no-back-plate MEMS microphone using polysilicon trench-refilled process", 《2017 19TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOLID-STATE SENSORS, ACTUATORS AND MICROSYSTEMS (TRANSDUCERS)》, 22 June 2017 (2017-06-22) *
刘聪等: "分时交替模数转换器通道失配校准技术进展", 《南通大学学报(自然科学版)》, 20 June 2021 (2021-06-20) *
王汀洲等: "基于麦克风阵列的不一致性的校正", 《复旦学报（自然科学版）, 13 September 2018 (2018-09-13) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114543975A (zh) * 2022-01-25 2022-05-27 青岛歌尔智能传感器有限公司 灵敏度校准电路、校准方法和设备

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