[发明专利]电容式传感器组件及其操作方法、集成电路

说明书

电容式传感器组件及其操作方法、集成电路。具有滤声器的电容式传感器组件，该滤声器具有第一高通截止频率，电容式传感器组件包括：壳体；电容式换能器，该换能器设置在壳体中；前向信号路径，其包括模数转换器，并且被配置为将来自换能器的电信号从转换为数字信号；以及反馈信号路径，其包括：脉冲调制器，其具有联接至前向信号路径的输入端，并且被配置为基于数字信号来生成数字控制信号；以及电流转换器，其具有输入端和输出端，输入端联接至脉冲调制器的输出端，并且输出端联接至电容式换能器，被配置为基于数字控制信号生成并输出可变电流脉冲的序列，可变电流脉冲对电信号的低于第二高通截止频率且高于第一高通截止频率的频率进行抑制。

本申请是原案申请号为201780050066.3的发明专利申请(国际申请号：PCT/US2017/043372，申请日：2017年07月21日，发明名称：麦克风组件、半导体管芯、通信装置及操作麦克风的方法)的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年7月22日提交的美国专利申请No.15/216,928的权益和优先权，其全部内容通过引用并入于此。

技术领域

本申请涉及麦克风组件，更具体地，涉及具有改进频率响应和噪声特性的数字麦克风组件、便携式通信装置、半导体管芯以及操作麦克风的方法。

背景技术

下面的描述旨在帮助读者进行理解。所提供的信息或引用的参考文献均不被认为是现有技术。

便携式通信和计算装置(诸如智能电话、移动电话、平板电脑等)是由可再充电电池源供电的紧凑型装置。紧凑尺寸和电池源严格限制了在这种便携式通信装置中利用的麦克风组件和麦克风放大电路的最大可接受尺寸和功耗。

然而，仍然需要改进麦克风组件的声音质量和鲁棒性，例如通过改进频率响应准确度并减少麦克风组件的噪声(例如，被表达为A加权等效噪声声压)。存在与麦克风组件的频率响应的改进准确度相关联的许多优点，例如，结合射束成形麦克风阵列系统，该系统可以包括两个、三个或更多个单独麦克风组件。单独麦克风组件的频率响应的改进准确度导致射束成形麦克风阵列系统的可预测且稳定定向响应。

发明内容

第一方面涉及一种麦克风组件，该麦克风组件包括：声学换能器部件，该声学换能器部件被配置成根据包括第一高通截止频率的换能器频率响应来将声音转换成麦克风信号。所述麦克风组件另外包括处理电路，该处理电路包括信号放大路径，该信号放大路径被配置成接收、采样以及数字化所述麦克风信号以提供数字麦克风信号。所述信号放大路径的频率响应包括第二高通截止频率。所述声学换能器部件的所述第一高通截止频率低于所述信号放大路径的所述第二高通截止频率。

第二方面涉及一种设定麦克风组件的信号放大路径的频率响应的方法，该方法包括以下步骤：a)通过声学换能器部件将传入声音转换成对应麦克风信号，其中，所述声学换能器部件具有包括第一高通截止频率的频率响应；b)对所述麦克风信号进行采样和量化，以生成对应数字麦克风信号；c)通过数字环路滤波器对所述数字麦克风信号进行低通滤波以生成第一数字反馈信号；d)通过数模转换器(DAC)将所述第一数字反馈信号转换成对应模拟反馈信号，以及e)组合所述模拟反馈信号和所述麦克风信号，以闭合所述信号放大路径的反馈环路。

第三方面涉及一种半导体管芯，该半导体管芯包括根据上述实施方式中的任一个所述的处理电路。该处理电路可以包括CMOS半导体管芯。该处理电路可以被整形并且调整尺寸，以供集成到微型麦克风壳体或封装中。因此，该麦克风组件可以包括麦克风壳体，该麦克风壳体包围并支承所述换能器部件和所述处理电路。该麦克风壳体的底部部分可以包括承载板(诸如印刷电路板)，在承载板上通过合适的粘合机构附接或固定处理电路和换能器部件。该麦克风壳体可以包括允许声音传递至换能器部件的声音端口或入口，如下面参照附图进一步详细讨论的。