用于提供麦克风介面的集成电路的制作方法

专利名称：用于提供麦克风介面的集成电路的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种集成电路。更明确地说，本发明提供一种关于可编程
(programmable)麦克风介面(interface)的集成电路。
背景技术：
声音以及音频频带应用常常使用麦克风来自环境接收声音或音频能量且 将其转变成电压或电流。有一种很畅销的麦克风称为"驻极体电容(electret condenser)"型麦克风。此麦克风通常需要直流偏压(DC bias)来操作。图 1中展示了现有CODEC麦克风介面电路实例的示意图。如图所示，驻极体麦 克风102常常需要许多晶片外(off-chip)组件来与CODEC集成电路150介 接。举例而言，以用于具噪声的DC偏压以及电源滤波的电阻112以及电阻 114以及电容122来对麦克风102加偏压。增益级常常用于与CODEC晶片150 介接。在图1中，增益级包括离散组件(discrete components)，诸如，电容 142、电容144、电容146以及电容148，以及电阻132、电阻134、电阻136 以及电阻138。尽管现有介面电路技术已被广泛使用，但其受到许多限制，如 下文更详细论述。
因此，需要一种用于麦克风介面电路的改良的技术。

发明内容
本发明是关于集成电路。更明确地说，本发明提供一种关于麦克风介面 的集成电路的方法以及装置。仅以实例说明之，本发明己被应用至驻极体麦 克风的介面电路。但应体认到，本发明具有范围更加广泛的适用性。举例而 言，可将本发明应用至其他种类的麦克风的介面电路或其他信号源的介面电路—。根据本发明的实施例，提供一种用于麦克风介面的集成电路。集成电路 包括用于接收输入信号的输入端子、用于提供输出信号的输出端子以及偏压 电路。偏压电路耦接至输入端子以用于在输入端子处提供偏压信号且经配置 以提供感测输入信号。集成电路亦包括具有第一输入端、第二输入端以及输 出端的第一放大器电路。第一输入端经配置以接收感测输入信号、第一反馈 信号以及第二反馈信号。第二输入端经配置以接收第一参考信号，且输出端 经配置以将输出信号提供至输出端子。集成电路亦包括两个反馈电路。第一 反馈电路与第一放大器电路的输出端以及第一输入端连通且将第一反馈信号 提供至第一放大器电路的第一输入端。第二反馈电路与第一放大器电路的输 出端以及第一输入端连通且将第二反馈信号提供至第一放大器电路的第一输
入端。第二反馈电路更包括积分器电路(integratorcircuit)。
在集成电路的特定实施例中，输入端子经配置以在无需外部组件的情况 下自驻极体麦克风接收输入信号。在实施例中，偏压电路包括用于提供第二 参考信号的参考电路，第二参考信号可为参考电压或参考电流。偏压电路包 括与输入端子以及参考电路连通的第一输入端电阻，以及与输入端子以及第 一放大器电路的第二输入端连通的第二输入端电阻。
在某些实施例中，第一反馈电路包括处于并联配置的第一反馈电阻以及 第一反馈电容。在一些实施例中，积分器电路包括耦接至第一放大器电路的 输出端的反相放大器(inverting amplifier)以及第二放大器电路。第二放大器 电路包括第一输入端、第二输入端以及输出端。第二输入端耦接至第三参考 信号。第一反馈电路亦包括耦接至单位增益反相放大器的输出端以及第二放 大器电路的第一输入端的第二反馈电阻，以及耦接至第二放大器电路的第一 输入端以及输出端的第二反馈电容。在实施例中，第二放大器电路的输出端 经由第三反馈电阻耦接至第一放大器电路的第二输入端。
在一些实施例中，积分器电路包括开关式电容电路(switched capacitor circuit)以及第二放大器电路。开关式电容电路包括开关电容(switch capacitor)以及第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关。第一开关以及第二开关 耦接至开关电容的第一端子，而第三开关以及第四开关耦接至开关电容的第 二端子。此外，第二开关以及第四开关耦接至第一参考信号。第二放大器电 路包括第一输入端、第二输入端以及输出端。第一输入端与开关式电容电路 的第三开关连通。第二输入端耦接至第一参考信号。第二放大器电路亦包括 与第二放大器电路的第一输入端以及输出端连通的第二反馈电容。
在实施例中，集成电路亦包括供应电压。第一参考信号大小上为供应电 压的约一半以用于提供输出端子处由供应电压允许的最大信号摆动。在某些
实施例中，集成电路的特征由DC回路增益表示，DC回路增益大到足以引起 第一放大器的输出端处的电压实质上等于第一参考电压。在特定实例中，集 成麦克风介面电路的特征由约80 dB至约140 dB的范围中的DC回路增益表 示。在一些实施例中，集成电路的特征由大DC回路增益以及低交流(AC) 回路增益表示，从而引起输出端子处的DC输出电压实质上等于第一参考电 压，且AC输出电压与第一反馈电路的阻抗以及经过输入端子的AC输入电流
或电压成线性比例。在另一实施例中，偏压电路提供可编程电压或电流参考， 且第一反馈电阻以及第二反馈电阻为可编程的。
根据本发明的另一实施例，用于提供麦克风介面的集成电路包括分别用 于接收第一差动输入信号(differential input signal)以及第二差动输入信号的 第一输入端子以及第二输入端子。集成电路亦包括分别用于提供第一差动输 出信号(differential output signal)以及第二差动输出信号的第一输出端子以及 第二输出端子。集成电路更包括两个偏压电路。第一偏压电路与第一输入端 子以及第一参考信号连通，且提供第一感测输入信号。第二偏压电路与第二 输入端子以及第二参考信号连通，且提供第二感测输入信号。集成电路更包 括具有第一输入端、第二输入端以及第三输入端的第一放大器电路。第一输 入端接收第一感测输入信号，第二输入端接收第二感测输入信号，且第三输
、
入端接收共同模式参考信号(common-mode reference signal)。第一放大器电路亦具有第一输出端以及第二输出端。第一输出端以及第二输出端分别将第 一差动输出音频信号以及第二差动输出音频信号提供至第一输出端子以及第 二输出端子。此外，集成电路包括反馈电路，反馈电路与第一放大器电路的 第一输入端以及第二输入端以及第一输出端以及第二输出端连通。
在特定实施例中，第一输入端子以及第二输入端子经配置以自驻极体麦 克风接收输入信号。在实施例中，第一偏压电路包括与第一输入端子以及麦 克风参考信号源连通的第三电阻以及与第一输入端子以及第三电阻连通的第 四电阻，第四电阻提供第一感测输入信号。在实施例中，第二偏压电路包括 与第二输入端子以及接地参考电压源连通的第五电阻，以及与第二输入端子 以及第五电阻连通的第六电阻，第六电阻提供第二感测输入信号。
在一些实施例中，反馈电路亦包括三个反馈电路。第一反馈电路与第一 放大器的第一输出端以及第一输入端连通。在特定实例中，第一反馈电路包 括并联连接的第一电阻以及第一电容。第二反馈电路与第一放大器的第二输 出端以及第二输入端连通。在实例中，第二反馈电路包括并联连接的第二电 阻以及第二电容。在实施例中，第三反馈电路为差动反馈电路。差动反馈电 路包括分别耦接至第一放大器电路的第一输出端以及第二输出端的第一输入 端以及第二输入端。差动反馈电路亦包括分别耦接至第一放大器电路的第一 输入端以及第二输入端的第 一输出端以及第二输出端。
在特定实施例中，差动反馈电路更包括以下组件。差动放大器包括第一 输入端、第二输入端以及第三输入端，以及第一输出端以及第二输出端。第 三输入端接收共同模式参考信号。第一电阻连接至差动放大器的第一输入端。 第二电阻连接至差动放大器的第一输出端。第一电容连接差动放大器的第一 输入端与第一输出端。第三电阻连接至差动放大器的第二输入端。第四电阻 连接至差动放大器的第二输出端。第二电容连接差动放大器的第二输入端与 第二输出端。在实施例中，集成电路亦包括供应电压。共同模式参考信 号大 小上为供应电压的约一半以用于提供输出端子处由供应电压允许的最大信号 摆动。根据本发明的替代性实施例，用于麦克风介面的集成电路包括用于接收 输入信号的输入端子、用于提供输出信号的输出端子以及用于提供偏压信号 的可编程参考电路。集成电路亦包括具有第一输入端、第二输入端，以及输 出端的第一放大器电路。第一输入端经配置以接收偏压信号、第一反馈信号， 以及第二反馈信号。第二输入端经配置以接收第一参考信号。输出端经配置 以提供输出信号至输出端子。集成电路更包括两个反馈电路。第一反馈电路 与第一放大器电路的输出端以及第一输入端连通，且将第一反馈信号提供至 第一放大器电路的第一输入端。第二反馈电路与第一放大器电路的输出端以 及第一输入端连通，且将第二反馈信号提供至第一放大器电路的第一输入端。 第二反馈电路亦包括积分器电路。
在以上集成电路的特定实施例中，输入端子经配置以在无需外部组件的 情况下自驻极体麦克风接收输入信号。在实施例中，偏压电路包括用于提供 第二参考信号的参考电路，第二参考信号可为参考电压或参考电流。偏压电 路包括与输入端子以及参考电路连通的第一输入端电阻，以及与输入端子以 及第一放大器电路的第二输入端连通的第二输入端电阻。
在某些实施例中，第一反馈电路包括处于并联配置的第一反馈电阻以及 第一反馈电容。在一些实施例中，积分器电路包括耦接至第一放大器电路的 输出端的反相放大器以及第二放大器电路。第二放大器电路包括第一输入端、 第二输入端以及输出端。第二输入端耦接至第三参考信号。第一反馈电路亦 包括耦接至单位增益反相放大器的输出端以及第二放大器电路的第一输入端 的第二反馈电阻，以及耦接至第二放大器电路的第一输入端以及输出端的第 二反馈电容。在实施例中，第二放大器电路的输出端经由第三反馈电阻耦接 至第一放大器电路的第二输入端。
在一些实施例中，积分器电路包括开关式电容电路以及第二放大器电路。 开关式电容电路包括开关电容以及第一开关、第二开关、第三开关以及第四 开关。第一开关以及第二开关耦接至开关电容的第一端子，而第三开关以及第四开关耦接至开关电容的第二端子。此外，第二开关以及第四开关耦接至 第一参考信号。第二放大器电路包括第一输入端、第二输入端以及输出端。 第一输入端与开关式电容电路的第三开关连通。第二输入端耦接至第一参考 信号。第二放大器电路亦包括与第二放大器电路的第一输入端以及输出端连 通的第二反馈电容。
在实施例中，集成电路亦包括供应电压。第一参考信号大小为供应电压 的约一半以用于提供输出端子处由供应电压允许的最大信号摆动。在某些实
施例中，集成电路的特征由DC回路增益表示，DC回路增益大到足以引起第
一放大器的输出端处的电压实质上等于第一参考电压。在特定实例中，集成
麦克风介面电路的特征由约80 dB至约140 dB的范围中的DC回路增益表示。 在一些实施例中，集成电路的特征由大DC回路增益以及低AC回路增益表示， 从而引起输出端子处的DC输出电压实质上等于第一参考电压，且AC输出电 压与第一反馈电路的阻抗以及经过输入端子的AC输入电流或电压成线性比
例。在另一实施例中，偏压电路提供可编程电压或电流参考，且第一反馈电 阻以及第二反馈电阻为可编程的。
在特定实施例中，本发明提供一种用于提供可编程麦克风介面的集成电 路。集成电路包括用于接收输入信号的输入端子以及用于提供输出音频信号 的输出端子。集成电路包括与输入端子连通的偏压电路。集成电路亦包括第 一放大器电路以及多个反馈电路。举例而言，在实施例中，集成电路包括两 个反馈电路。第一放大器电路包括第一输入端、第二输入端以及输出端。在 第一放大器中，第一输入端与第一反馈电路连通，此外，可经程式以接收输 入信号或反馈信号。举例而言，第一输入端回应于第一模式控制信号(mode control signal)接收输入信号以及回应于第二模式控制信号接收反馈信号。第 二输入端回应于第一模式控制信号接收反馈信号以及回应于第二模式控制信 号接收输入信号。输出端将输出信号提供至输出端子。第一反馈电路与第一 放大器的输出端以及第一输入端连通，且第一反馈电路包括并联连接的第一电阻以及第一电容。第二反馈电路包括与第一放大器电路的输出端连通的积 分器电路。第二反馈电路提供反馈信号。
在集成电路的实施例中，积分器包括开关式电容电路、放大器以及电容。 开关式电容电路包括第二电容以及第一开关、第二开关、第三开关以及第四 开关。第一开关以及第二开关耦接至第二电容的第一端子，且第三开关以及 第四开关耦接至第二电容的第二端子。第一开关以及第三开关回应第一时脉 信号，且第二开关以及第四开关回应第二时脉信号。放大器电路包括第一输 入端、第二输入端以及输出端。第一输入端以及第二输入端分别与开关式电 容电路的第三开关以及第四开关连通，且第二输入端亦与第二参考电压信号 连通。第三电容与放大器的第一输入端以及输出端连通。在实施例中，第二 参考电压信号为供应电压的约一半以用于提供输出端处的最大信号摆动。
在特定实施例中，集成电路的特征由大DC回路增益以及低AC回路增益 表示，从而引起输出端子处的DC输出电压实质上等于第二参考电压，且AC 输出电压与第一反馈电路的阻抗以及经过输入端子的AC输入电流成线性比 例。在实施例中，第三电容为MOS夹层电容(sandwich capacitor)。在实施 例中，麦克风参考电压源电路提供可编程麦克风参考电压源。
在另一实施例中，本发明提供集成麦克风介面电路，集成麦克风介面电 路包括用于接收输入信号的输入端子以及用于提供输出音频信号的输出端 子。集成麦克风介面电路包括与输入端子连通的第一电阻以及耦接至第一电 阻的第一参考电路。集成麦克风介面电路亦包括第一放大器电路以及两个反 馈电路。第一放大器电路包括用于接收输入信号的第一输入端、第二输入端 以及用于将输出信号提供至输出端子的输出端。第一反馈电路与第一放大器 的输出端以及第一输入端连通。第一反馈电路包括并联连接的第二电阻以及 第一电容。第二反馈电路包括积分器电路且与第一放大器的输出端以及第二 输入端连通。在实施例中，第一参考电压或电流独立于第一反馈电路以及第 二反馈电路。在以上集成电路的实施例中，将集成电路提供于单一集成电路晶片中。
在集成麦克风介面电路的特定实施例中，输入端子经配置以在无需外部电容
的情况下自驻极体麦克风接收输入信号。在实施例中，麦克风参考为可编程
的。本发明的实施例包括积分器的各种实施。在一个实例中，积分器包括第
二放大器，第二放大器包括第一输入端、第二输入端以及输出端。第一输入
端耦接至第三电阻。第二输入端耦接至第二参考电压信号，第二电容耦接至
放大器的第一输入端以及输出端。在另一实例中，积分器包括开关式电容电
路、放大器以及电容。开关式电容电路包括第二电容以及第一开关、第二开
关、第三开关以及第四开关。第一开关以及第二开关耦接至第二电容的第一
端子，且第三开关以及第四开关耦接至第二电容的第二端子。第一开关以及
第三开关回应第一时脉信号，且第二开关以及第四开关回应第二时脉信号。
放大器电路包括第一输入端、第二输入端以及输出端。第一输入端以及第二
输入端分别与开关式电容电路的第三开关以及第四开关连通，且第二输入端 亦与第二参考电压信号连通。第三电容与放大器的第一输入端以及输出端连通。
在特定实施例中，集成电路的特征由大DC回路增益以及低AC回路增益 表示，从而引起输出端子处的DC输出电压实质上等于第二参考电压，且AC 输出电压与第一反馈电路的阻抗以及经过输入端子的AC输入电流成线性比 例。在实施例中，第三电容为MOS夹层电容。在实施例中，麦克风参考电压 源电路提供可编程麦克风参考电压源。
在替代性实施例中，本发明提供集成麦克风介面电路，集成麦克风介面 电路包括用于接收输入信号的输入端子以及用于提供输出音频信号的输出端 子。集成麦克风介面电路包括与输入端子连通的第一电阻以及耦接至第一电 阻的第一参考电路。麦克风介面电路亦包括第一放大器电路，第一放大器电 路包括第一输入端、第二输入端以及输出端。在第一放大器中，第二输入端 接收输入信号，且输出端将输出信号提供至输出端子。麦克风介面电路亦包 括两个反馈电路。第一反馈电路与第一放大器的输出端以及第一输入端连通，且其包括并联连接的第二电阻以及第一电容。第二反馈电路与第一放大器的 输出端以及第一输入端连通，且其包括积分器电路。在实施例中，将集成电 路提供于单一集成电路晶片中。在特定实施例中，输入端子经配置以在无需 外部电容的情况下自驻极体麦克风接收输入信号。在另一实施例中，麦克风 参考电压或电流为可编程的，且第一电阻以及第二电阻为可编程的。在特定 实施例中，麦克风参考电压或电流独立于第一反馈电路以及第二反馈电路。
借助于本发明达成优于现有技术的许多益处。举例而言，在特定实施例 中，提供用于在无需外部组件的情况下在单一集成电路晶片中整合DC偏压与
交流耦合(AC coupling)以及藉由组合AC以及DC信号来节约集成电路封 装上的针脚的技术。在实施例中，提供用于减小的DC偏压噪声以及改良的电 源抑制以防止介面电路干扰麦克风信号的技术。在实施例中，提供用以防止 麦克风麦克风参考电压源被强加至放大器输出端上且限制用于大偏压电压要 求的信号摆动，使得输出端处的信号可能不会在集成电路的后面的电路级的 输入端处饱和的技术。在一些实施例中，由本发明所提供的方法可节约应用 中的材料清单(B.O.M.)成本以及PCB面积。在特定实施例中，提供用以减 小外部噪声源以及电源噪声的影响的技术。在一些实施例中，亦提供一种用 于差动介面电路的方法。在某些实施例中，介面电路的AC特征以及DC特征 由晶片上电容以及电阻来确定，且可使用电路布局技术使得可达成可能产生 精确增益以及时间恒定参数的精确匹配。此等参数在诸如波束形成(beam forming)的应用中至关重要。此外，若有需要，可根据本发明的实施例采用 调谐或校准方法。在实施例中，提供用于藉由改变反馈级中的开关电容的时 脉频率的可编程音频静噪(squelch)的技术。视实施例而定，可达成此等益 处的一或多者。将遍及本说明书且更明确地说在下文更详细描述此等以及其 他益处。
参考实施方式以及以下的附图可更全面地了解本发明的各种额外目标、 特征以及优势。200


图1为现有麦克风CODEC介面电路的示意图。 图2a为根据本发明的实施例的集成麦克风介面电路的简化示意图。 图2b为根据本发明的实施例的集成麦克风介面电路的增益转换函数的简 化图。
图3为根据本发明的另一实施例的集成麦克风介面电路的简化示意图。 图4为根据本发明的替代性实施例的积体差动麦克风介面电路的简化示 意图。
图5为根据本发明的又一实施例的集成麦克风介面电路的简化示意图。 图6为根据本发明的另一替代性实施例的集成麦克风介面电路的简化示 意图。
图7为根据本发明的又一实施例的集成麦克风介面电路的简化示意图。 图8为根据本发明的另一替代性实施例的集成麦克风介面电路的简化示 意图。
图9为根据本发明的又一实施例的集成麦克风介面电路的简化示意图。 图10为根据本发明的另一替代性实施例的集成麦克风介面电路的简化示 意图。
图11为根据本发明的实施例的用于可编程麦克风介面电路的集成电路的 简化示意图。
附图标号
100:麦克风介面电路 102:驻极体麦克风
112:电阻 114:电阻
122:电容 132:电阻
134:电阻 136:电阻
138:电阻 142:电容
144:电容 146:电容148:电^"150:CODEC集成电路
200:集成麦克风介面电路202:输入节点
204:输出节点206:输入端
207:输入端208:麦克风参考电压源
211:积分器电路213:放大器
215:放大器217:放大器
221:电阻222:电阻
223:电阻224:电阻
225:电阻231:电容
232:电容261:反馈路径
262:反馈路径300:麦克风介面电路
311:积分器电路315:放大器
320:开关式电容电路330:MOS夹层电容
335:电容400:集成麦克风介面电路
401:输入节点402:输入节点
4G3:输出节点404:输出节点
407:麦克风参考电压源411:差动反馈电路
413:放大器415:放大器
421:电阻422:电阻
423:电阻424:电阻
425:电阻431:电容
432:电容441:输入端
442:输入端451:电阻
452:电阻453:电阻
454:电阻455:电阻
457:接地电压461:反馈路径、电容462:反馈路径、电容463:反馈路径
464:反馈路径500:集成麦克风介面电路
502:节点504:输出节点
507:麦克风参考电压源511:积分器电路
513:放大器515:放大器
517:放大器521:电阻
522:电阻524:电阻
531:电容532:电^"
541:输入端542:输入端
561:反馈路径562:反馈路径
600:麦克风介面电路611:积分器电路
620:开关式电容网路630:MOS夹层电容
635:电容700:集成麦克风介面电路
702:输入端子704:输出节点
706:输入端707:第二输入端
708:麦克风参考电压源711:积分器电路713:放大器715:放大器
721:电阻722:电阻
725:电阻731:
732:电容761:反馈路径
762:反馈电路800:麦克风介面电路
811:积分器电路815:放大器
820:开关式电容电路830:MOS夹层电容
835:电容900:集成麦克风介面电路
902:输入端子904:输出节点
906:第二输入端907:输入端908:麦克风参考电压源911:积分器电路913:放大器915:放大器
917:放大器电路921:电阻
922:电阻924:电阻
925:电阻931:电容
932:电容961:反馈路径
962:反馈路径1000:麦克风介面电路
1011:积分器电路1015:放大器
1020:开关式电容电路1030:MOS夹层电容
1035:电容1100:麦克风介面电路
1102:输入端子1104:输出端子
1106:第一输入端1107:第二输入端
1108:麦克风参考电压源1111:积分器电路
1113:放大器电路1115:放大器
1120:开关式电容电路1122:电阻
1124:电阻1125:电阻
1130: MOS夹层电容1132:电容
1135:第二电容1141:开关装置
1142:开关装置1161:第一反馈电路
1162:第二反馈电路1163:节点
s1:开关S2:开关s3:开关s4:开关
具体实施例方式
本发明是关于一种集成电路。更明确地说，本发明提供一种关于麦克风 介面的集成电路的方法以及装置。仅以实例说明之，本发明已被应用至用于驻极体麦克风的介面电路。但应体认到，本发明具有范围更加广泛的适用性。 举例而言，可将本发明应用至其他种类的麦克风的介面电路或其他信号源的 介面电路。
视实施例而定，本发明包括可使用的各种特征。此等特征包括以下特征:
1. 在无需外部组件的情况下，DC偏压与AC耦合在晶片上的整合。
2. 用以选择两个操作模式的可编程控制；
3. 允许信号校准以及用于提供输出端处的最大信号摆动的共同模式参考 电压的供应；
4. 低针脚计数；
5. 用于减小外部噪声源以及电源噪声的影响的电路设计；
6. 替代性差动介面电路设计；
7. 藉由匹配晶片上组件所提供的较佳增益以及时间恒定控制；以及
8. 可编程静噪。
图2a为根据本发明的实施例的集成麦克风介面电路200的简化示意图。 如图所示，集成麦克风介面电路(MIC) 200包括用于接收输入信号Vin 的输入节点202以及用于传递输出信号Vout的输出节点204。 MIC 200包括 经由电阻225耦接至Vin的麦克风参考电压源208。 MIC 200亦包括具有经由 电阻223耦接至Vin的输入端206以及在204处耦接至Vout的输出端的第一 放大器213。放大器213包括耦接至共同模式参考电压Ve。mm。nm。de的第二输入 端207。根据本发明的实施例，MIC200包括在放大器213的输入端与输出端 之间连通的反馈路径。在图2a中所展示的特定实例中，MIC 200包括与放大 器213的输出端204以及输入端206连通的两个反馈路径261以及262。反馈 路径261包括电阻222 (R2)以及电容232 (C2)的并联组合。反馈路径262 包括在放大器213的输出端204与输入端206之间串联连接的放大器217、积 分器电路211，以及电阻224 (R4)。在特定实施例中，积分器电路211包括 放大器215、连接至放大器215的第一输入端的电阻221 (Rl)，以及连接于
22放大器215的第一输入端与输出端之间的电容231 (Cl)。在特定实施例中，
参考电压Ve。，。nm。de连接至放大器215的第二输入端。
在较佳实施例中，MIC 200中的放大器213、 215，以及217可为运算放 大器。但亦可使用其它适当放大器。在本发明的特定实施例中，Vin可为来自 麦克风102 (例如，驻极体麦克风)的输出信号。举例而言，Vin可为声音频 带或音频频带信号。在实施例中，可将Vout耦接至CODEC的模拟数字转换 器(ADC)(未图示)。在某些实施例中，麦克风参考电压源208可为可编 程电压源。在特定实施例中，晶片上(可编程)麦克风参考电压源208经由 可编程晶片上电阻225将DC电流提供至外部麦克风。在实施例中，电阻223 以及225形成与输入端子202以及麦克风参考电压源208连通的麦克风偏压 电路。偏压电路将感测输入信号提供至放大器213的输入端206。如图2a中 所展示，电阻225与输入端子202以及麦克风参考电压源208连通。类似地， 电阻223与输入端子202以及电阻225连通。在此实例中，电阻223将感测 输入信号提供至放大器213的输入端206。在特定实施例中，放大器217具有 增益-1。当然，可存在其它变化、修改以及替代。
根据本发明的特定实施例，可以以下方程式表示MIC 200的增益转换函
<formula>formula see original document page 23</formula>
图2b为用于根据本发明的实施例的麦克风介面电路的增益转换函数的简 化图。如图所示，在高频率下，增益函数可由以下公式来近似求得。
<image>image see original document page 23</image>
在声音或音频频带频率范围中，反馈回路的此AC回路增益小 从而允许 AC信号经过。在较低频率下，增益函数可由以下公式近似求得。<formula>formula see original document page 24</formula>
根据本发明的实施例，MIC200的特征由足够大以迫使增益级的共同模式
输出电压为Ve。mm。，de的DC回路增益表示。举例而言，在特定实施例中，
MIC 200可具有大约80dB至140dB的DC回路增益。
在本发明的实施例中，在无需外部组件的情况下，麦克风介面电路(MIC) 200在单一集成电路晶片中提供DC偏压与AC耦合。在实施例中，提供DC 偏压的电路独立于反馈电路。在特定实施例中，可藉由(例如)选择适当电 阻以及电容来获得所要的转换特征。仅作为实例，电阻221 (Rl)通常具有 在100 MQ至500 MQ的范围中的高电阻，而电阻222 (R2)、电阻223 (R3)， 以及电阻224 (R4)可具有lkQ至500kQ的范围中的电阻。电容231(C1)以 及电容232 (C2)可具有3pF至600pF的范围中的电容。当然， 一般熟习此 项技术者可认识其它变化、修改以及替代。
图3为根据本发明的另一实施例的集成麦克风介面电路的简化示意图。 如图所示，麦克风介面电路300类似于上文参考图2a所论述的麦克风介面电 路200。在MIC 300中，积分器电路311用于代替MIC 200中的积分器电路 211。如图所示，积分器电路311包括放大器315、开关式电容电路320，以 及MOS夹层电容330。此设计使得装置面积实质上减小。开关式电容电路320 包括电容335以及四个开关S,、 S2、 S3以及S4。如图所示，Si以及S2耦接至 电容335的第一端子。S3以及S4耦接至电容335的第二端子。在特定实施例 中，S2以及S4亦耦接至共同模式参考电压Vc。mm。nm。de。在实施例中，S,以及 S3回应第一时脉信号Op而S2以及S4回应第二时脉信号①2。放大器电路315 包括第一输入端、第二输入端，以及输出端。第一输入端与S3连通，且第二 输入端与开关式电容电路320的S2以及S4连通。在积分器电路311中，电容 330与放大器的第一输入端以及输出端连通。
请注意在MIC200中的积分器级中，电阻221常常为大电阻(例如，100MQ至500 MQ)，其需要大的装置面积。在MIC 300中，此电阻由开关式 电容网路320提供，其可实施于集成电路中的相对小的装置面积中。此外， 由于此为抽样系统，故增益级上的反馈电容将提供抗混淆滤波且大积分器电 容提供平滑。在实施例中，由晶片上时脉信号O,以及02来控制开关式电容 网路。藉由改变时脉频率，亦可实施静噪功能。亦如图3中所示，MOS夹层电容330用于MIC300中，代替MIC 200中 的反馈电容231。反馈电容231通常都是很大的，例如，100pF-300pF。根据 本发明的实施例，用于MIC 300中的MOS夹层电容提供较小装置面积的优势。 非线性对于此电容而言是小问题，因为频带内信号经过此电容被高度衰减。图4为根据本发明的替代性实施例的积体差动麦克风介面电路的简化示 意图。如图所示，集成麦克风介面电路(MIC) 400包括用于接收差动输入信号 Vin的差动输入节点401以及差动输入节点402。 MIC 400包括用于提供差动 输出信号Vout的差动输出节点403以及差动输出节点404。在实施例中，MIC 400包括第一麦克风偏压电路，第一麦克风偏压电路包括电阻423以及电阻 425。麦克风参考电压源407经由电阻425耦接至输入节点401。 MIC 400亦 包括第二麦克风偏压电路，第二麦克风偏压电路包括电阻453以及电阻455。 电阻455将输入节点402耦接至接地电压457。在替代性实施例中，457可为 另一参考电压。MIC 400亦包括具有分别经由电阻423以及电阻453耦接至 401以及402的输入端441以及输入端442的第一放大器413。亦即，放大器 413的输入端441以及输入端442分别接收由第一麦克风偏压电路以及第二麦 克风偏压电路所提供的感测输入信号。放大器413包括耦接至共同模式参考 电压Ve。mm。nm。de的输入端。根据本发明的实施例，MIC 400包括在放大器413 的输入端与输出端之间连通的反馈路径。在图4中所展示的特定实例中，MIC 400包括各自与放大器413的输入端以及输出端连通的四个反馈路径461、 462、 463以及464。举例而言，输出端404与输入端442之间的反馈路径46125包括电阻422以及电容432的并联组合。放大器413的输出端404与输入端 441之间的反馈路径462包括与积分器串联连接的电阻424，所述积分器包括 放大器415、电阻421以及电容431。输出端403与输入端441之间的反馈路 径463包括电阻452以及电容462的并联组合。放大器413的输出端403与 输入端442之间的反馈路径464包括与第二积分器串联连接的电阻454，所述 第二积分器包括放大器415、电阻451，以及电容461。在特定实施例中，共 同模式参考电压V,m。^。de连接至放大器415的输入端。可根据差动信号进行 关于MIC 400的替代性描述。举例而言，反馈路径461以及反馈路径463将 差动反馈信号自放大器413的输出端提供至放大器413的输入端，且反馈路 径462以及反馈路径464将另一差动反馈信号自放大器413的输出端提供至 放大器413的输入端。如图4中所示，反馈路径462以及反馈路径464形成 差动反馈电路411。在较佳实施例中，MIC400中的放大器413以及放大器415可为运算放大 器。但亦可使用其它适当放大器。在本发明的特定实施例中，Vin可为来自麦 克风(例如，驻极体麦克风)的输出信号。举例而言，Vin可为来自麦克风的 声音或音频频带信号。在实施例中，可将Vout耦接至像是CODEC的模拟数 字转换器(ADC)。在某些实施例中，麦克风参考电压源407可为可编程电 压源。在特定实施例中，晶片上(可编程)麦克风参考电压源407经由(可 编程)晶片上电阻425将DC电流提供至外部麦克风。根据本发明的实施例，MIC400提供差动反馈路径。类似于MIC200，在 声音或音频频带频率范围中，MIC400中的反馈回路的AC回路增益小，从而 允许AC信号经过输入端子到达输出端。根据本发明的实施例，MIC400的特 征由足够大以迫使增益级的共同模式输出电压为Ve。mm。nm。de的DC回路增益表 示。举例而言，在特定实施例中，MIC 400可具有大约80dB至140dB的DC 回路增益。因此，根据本发明的实施例，在无需外部组件的情况下， 麦克风 介面电路400在单一集成电路晶片上提供DC偏压与AC耦合。在实施例中，提供DC偏压的电路独立于反馈电路。图5为根据本发明的又一实施例的麦克风介面电路的简化示意图。如图 所示，集成麦克风介面电路(MIC) 500包括用于接收输入信号Vin的输入节 点502以及用于传递输出信号Vout的输出节点504。 MIC 500包括麦克风参 考电压源507。 MIC 200亦包括具有输入端541以及输入端542以及在504处 耦接至Vout的输出端的第一放大器513。输入端542耦接至Vin,且第二输 入端541耦接至麦克风参考电压源507。根据本发明的实施例，MIC包括在放 大器513的输入端与输出端之间的反馈电路。在图5中所展示的特定实例中， MIC 500包括与放大器513的输入端以及输出端连通的两个反馈路径。反馈路 径561包括电阻522以及电容532的并联组合。反馈路径562包括在放大器 513的输出端与输入端之间串联连接的积分器电路511以及电阻524。在特定 实施例中，积分器电路511包括放大器517、放大器515、电阻521以及电容 531。电阻521连接至放大器515的输入端，且电容531连接于放大器515的 输入端与输出端之间。在特定实施例中，参考电压Vc。mm。nm。de连接至放大器 515的输入端。在较佳实施例中，MIC 500中的放大器可为运算放大器。但亦可使用其它 适当放大器。在本发明的特定实施例中，Vin可为来自麦克风(例如，驻极体 麦克风)的输出信号。举例而言，Vin可为来自麦克风的声音或音频频带信号。 在实施例中，可将Vout耦接至像是CODEC的模拟数字转换器(ADC)。在 某些实施例中，麦克风参考电压源507可为可编程电压源。在实施例中，放 大器517具有增益-1。根据本发明的实施例，MIC 500包括执行类似于上文参考图2a所描述的 MIC200中的反馈路径的功能的反馈路径561以及反馈路径562。在MIC 500 中，在声音或音频频带频率范围中，反馈回路的AC回路增益小，从而允许 AC信号经过输入端子到达输出端。根据本发明的实施例，MIC50D的特征由 足够大以迫使输出电压为共同模式电压的DC回路增益表示。举例而言，在特27定实施例中，MIC 500可具有大约80dB至140dB的DC回路增益。因此，根 据本发明的实施例，在无需外部组件的情况下，麦克风介面电路500在单一 集成电路晶片中提供DC偏压与AC耦合。在实施例中，提供DC偏压的电路 独立于反馈电路。图6为根据本发明的另一替代性实施例的集成麦克风介面电路的简化示 意图。如图所示，麦克风介面电路600类似于参考图5所论述的麦克风介面 电路500。请注意MIC 600包括积分器电路6U以代替MIC 500中的积分器 电路511。如图所示，积分器电路611包括开关式电容网路620以及MOS夹 层电容630。参考上文关于MIC 500以及图5的论述可理解积分器电路611 的通用操作。然而，与MIC 500相比，MIC 600具有提供较小装置面积的优 势，可由例如开关式电容网路以及MOS夹层电容提供。图7为根据本发明的又一实施例的麦克风介面电路的简化示意图。如图 所示，集成麦克风介面电路(MIC) 700包括用于接收输入信号Vin的输入端 子702以及用于提供输出信号Vout的输出节点704。 MIC 700包括经由电阻 725 (R3)耦接至Vin的麦克风参考电压源708。视实施例而定，麦克风参考 电压源708可提供参考电压或参考电流。MIC 700亦包括具有耦接至Vin以接 收电流Iin的输入端706以及耦接至输出端子704的输出端的第一放大器713。 放大器713包括如下文所论述自反馈电路762接收反馈信号的第二输入端 707。根据本发明的实施例，MIC700包括与放大器713的输入端以及输出端 连通的反馈电路。在图7中所展示的特定实例中，MIC 700包括分别与放大器 713的输出端704以及输入端706以及输入端707连通的两个反馈路径761以 及762。反馈路径761包括电阻722 (R2)以及电容732 (C2)的并联组合。 反馈路径762包括连接于放大器713的输出端704与输入端707之间的积分 器电路711。在特定实施例中，积分器电路711包括放大器715、连接至放大 器715的输入端的电阻721 (Rl)，以及连接于放大器715的输入端与输出 端之间的电容731 (Cl)。在实施例中，电阻722以及电阻725为可编程电阻。在特定实施例中，参考电压Ve。，。^。de连接至放大器715的第二输入端。在较佳实施例中，MIC 700中的放大器可为运算放大器。但亦可使用其它 适当放大器。在本发明的特定实施例中，输入端子702处的信号Vin可为来 自麦克风(例如，驻极体麦克风)的输出信号。举例而言，亦可使用其它类 型的麦克风。视应用而定，Vin可为声音频带信号或音频频带信号。在实施例 中，输出信号Vout可为耦接至CODEC的模拟数字转换器(ADC)的音频频 带信号。在某些实施例中，麦克风参考电压源708可为可编程电压源。在特 定实施例中，晶片上可程式参考708经由晶片上电阻725将DC电流提供至外 部麦克风。在实施例中，电阻725为可编程电阻。因此，在实施例中，本发 明提供包括电阻725以及麦克风参考电压源源708的晶片上麦克风偏压电路。根据本发明的实施例，可由以下公式表示MIC700的增益转换函数。 V加《s) -R2__s-Ri.Ci_Iin(S) —R2 + R3'" H.R3'Cl.C2 R3如.Cl + R2-C2)，、w ^- ^----+ s--^-----^ + jR3 、 R2 + R3 R2 + R3 J在高频率下，MIC700的增益转换函数可由以下公式近似求得。 H(s)=V-(s)— 1Ln(S) (S.C2)在较低频率下，增益函数可由以下公式近似求得。 、 Vout(S) nH(s) =-^ — R2Ln(S)根据本发明的实施例，在声音或音频频带频率范围中，反馈回路的AC 回路增益小，且DC回路增益大。举例而言，在特定实施例中，MIC 700可具 有大约80dB至140dB的DC回路增益。更特定言的，MIC 700的特征由大 DC回路增益以及低AC回路增益表示，从而引起输出端子处的DC输出电压 实质上等于第二参考电压，且AC输出电压与第一反馈电路的阻抗以及经过输 入端子的AC输入电流或电压成线性比例。在本发明的实施例中，在无需外部组件的情况下，麦克风介面电路(MIC)700在单一集成电路晶片中提供DC偏压与AC耦合。在实施例中，提供DC 偏压的电路独立于反馈电路。在特定实施例中，可藉由选择适当电阻以及电 容来获得所要的转换特征(诸如，麦克风偏压、高DC回路增益以及低AC回 路增益)。仅作为实例，电阻721 (Rl)通常具有在100MQ至500MQ的范 围中的高电阻，而电阻722 (R2)以及电阻723 (R3)可具有1 kQ至500 k Q的范围中的电阻。电容731(C1)以及电容732 (C2)可具有3 pF至500 pF 的范围中的电容。图8为根据本发明的另一实施例的集成麦克风介面电路的简化示意图。 如图所示，麦克风介面电路(MIC) 800通常类似于上文参考图7所论述的麦 克风介面电路700。在图8中，MIC 800包括积分器电路811来代替MIC 700 中的积分器电路711。如图所示，积分器电路811包括放大器815、开关式电 容网路820以及MOS夹层电容830。此设计使得装置面积实质上减小。开关 式电容电路820包括电容835以及四个开关Si、 S2、 S3以及S4。如图所示， Si以及S2耦接至电容835的第一端子。S3以及S4耦接至电容835的第二端子。 在特定实施例中，S2以及S4亦耦接至共同模式参考电压V_m。de。在实施例中，S,以及S3回应第一可编程时脉信号①p而S2以及S4回应第二可编程时脉信号①2。放大器电路815包括第一输入端、第二输入端以及输出端。第 一输入端与S3连通，且第二输入端与开关式电容电路820的S2以及S4连通。 在积分器电路811中，电容830与放大器的第一输入端以及输出端连通。 根据本发明的实施例，可由以下公式表示MIC 800的增益转换函数。<formula>formula see original document page 30</formula>
在本发明的实施例中，麦克风介面电路MIC 800的操作通常类似于MIC700的操作。举例而言，MIC 800中的反馈电路提供高DC回路增益以及低 AC回路增益。在无需外部组件的情况下，MIC800在晶片上提供DC偏压与 AC耦合。此外，与MIC700相比，MIC 800具有提供较小装置面积的优势。如上文所论述，在MIC700中的积分器级中，电阻721常常为大电阻(例 如，100MQ至500MQ)，其需要大的装置面积。在MIC 800中，此电阻由 开关式电容网路820来提供，可使用比大电阻更小装置面积实施。此外，由 于此为抽样系统，故增益级上的反馈电容将提供抗锯齿滤波且大积分器电容 提供平滑效果。在实施例中，由晶片上时脉信号O,以及02来控制幵关式电 容网路。藉由改变时脉频率，亦可实施静噪功能。亦如图8中所示，MOS夹层电容830用于MIC 800中，代替图7中的 MIC700中的反馈电容731。反馈电容731通常很大，例如，100pF-300pF。 根据本发明的实施例，用于MIC 800中的MOS夹层电容提供具有较小装置面 积的所要的电容。在本发明的实施例中，麦克风介面电路MIC 800的操作通常类似于MIC 700的操作。举例而言，MIC 800中的反馈电路提供高DC回路增益以及低 AC回路增益。在无需外部组件的情况下，MIC 800在单一集成电路晶片中提 供DC偏压与AC耦合。在实施例中，提供DC偏压的电路独立于反馈电路。 此外，与MIC700相比，MIC800具有提供较小装置面积的优势。图9为根据本发明的又一实施例的集成麦克风介面电路的简化示意图。 如图所示，集成麦克风介面电路(MIC) 900包括用于接收输入信号Vin的输 入端子902以及用于提供输出信号Vout的输出节点904。 MIC 900亦包括经 由电阻925 (R3)耦接至Vin的麦克风参考908。视实施例而定，麦克风参考 908可提供参考电压或参考电流。MIC 900亦包括具有耦接至Vin的输入端907 以及耦接至输出端子904的输出端的第一放大器913。放大器913包括如下文 所论述自反馈电路接收反馈信号的第二输入端906。根据本发明'的实施例， MIC 900包括在放大器913的输入端与输出端之间连通的反馈电路。在图931中所展示的特定实例中，MIC900包括与放大器913的输出端904以及输入端 906以及输入端907连通的两个反馈路径961以及962。反馈路径961包括电 阻922 (R2)以及电容932 (C2)的并联组合。反馈路径962包括在放大器 913的输出端904与输入端906之间串联连接的放大器电路917、积分器电路 911以及电阻924(R4)。在特定实施例中，积分器电路911包括放大器915、 连接至放大器915的输入端的电阻921 (Rl)，以及连接于放大器915的输 入端与输出端之间的电容931 (Cl)。在实施例中，电阻922以及电阻925为可编程电阻。在特定实施例中，参考电压Ve。mm,。de连接至放大器915的第二输入端。在较佳实施例中，MIC900中的放大器可为运算放大器。但亦可使用其它 适当放大器。在实施例中，放大器电路917具有增益-1。在本发明的特定实施 例中，输入端子902可自麦克风(例如，驻极体麦克风)接收作为输出信号 的Vin。视实施例而定，亦可使用其它类型的麦克风。视应用而定，Vin可为 声音频带信号或音频频带信号。在实施例中，输出信号Vout可为耦接至 CODEC的模拟数字转换器(ADC)的音频频带信号。在某些实施例中，麦克 风参考908可为可编程电压源。在特定实施例中，晶片上可编程麦克风参考 908经由晶片上电阻925将DC电流提供至外部麦克风。在实施例中，电阻925 为可编程电阻。因此，在实施例中，本发明提供包括电阻925以及麦克风参 考电压源源908的晶片上麦克风偏压电路。根据本发明的实施例，可由以下公式表示MIC900的增益转换函数。根据本发明的实施例，在高频率下，可由以下公式来近似求得MIC 900 的增益转换函数。V—s)在较低频率下，增益函数可由以下公式近似求得。H(s)Vin(S)根据本发明的实施例，在声音或音频频带频率范围中，反馈回路的AC 回路增益小，且DC回路增益大。举例而言，在特定实施例中，MIC900可具 有大约80dB至140dB的DC回路增益。更特定言之，MIC 900的特征由大 DC回路增益以及低AC回路增益表示，从而引起输出端子处的DC输出电压实质上等于第二参考电压，且音频频带中的AC输出电压与l + h以及输入端R4子处的AC输入电压成线性比例。在本发明的实施例中，在无需外部组件的情况下，麦克风介面电路(MIC) 900在单一集成电路晶片中提供DC偏压与AC耦合。在实施例中，提供DC 偏压的电路独立于反馈电路。在特定实施例中，可藉由选择适当电阻以及电 容来获得所要的转换特征。仅作为实例，电阻(RO通常具有在100 MQ至 500MQ的范围中的高电阻，而电阻922 (R2)、电阻923 (R3)以及电阻924 (R4)可具有l kQ至500kQ的范围中的电阻。电容931(Cl)以及电容932(C2) 可具有3pF至500pF的范围中的电容。当然， 一般熟习此项技术者可认识其 它变化、修改以及替代。图10为根据本发明的另一实施例的集成麦克风介面电路的简化示意图。 如图所示，麦克风介面电路(MIC) 1000通常类似于上文参考图9所论述的 麦克风介面电路900。在图10中，MIC 1000包括积分器电路1011来代替MIC 900中的积分器电路911。如图所示，积分器电路1011包括放大器:1015、开 关式电容电路1020以及MOS夹层电容1030。此设计使得装置面积实质上减小。开关式电容电路1020包括电容1035以及四个开关S,、 S2、 S3以及S4。 如图所示，Si以及S2耦接至电容1035的第一端子。S3以及S4耦接至电容1035(C,(B5)的第二端子。在特定实施例中，S2以及S4亦耦接至共同模式参考 电压Ve。mm。，de。在实施例中，Si以及S4回应第一可编程时脉信号O ,，而S2 以及S3回应第二可编程时脉信号0)2。放大器电路1015包括第一输入端、第 二输入端，以及输出端。第一输入端与S3连通，且第二输入端与开关式电容电路1020的S2以及S4连通。在积分器电路1011中，电容1030与放大器1015 的第一输入端以及输出端连通。根据本发明的实施例，可由以下公式表示MIC 1000的增益转换函数。s'H(s)=Vout(S) R2 + R4 iGl035j.Ci'l + s'R4.C2'~^~、 、 R2 + R,Vin(S) R2。f T<p 、 s 1、'C卿,R4'C1'C2 + s'、R2在本发明的实施例中，麦克风介面电路MIC 1000的操作通常类似于MIC 900的操作。举例而言，MIC 1000中的反馈电路提供高DC回路增益以及低 AC回路增益。在无需外部组件的情况下，MIC 1000在单一集成电路晶片中 提供DC偏压与AC耦合。在实施例中，提供DC偏压的电路独立于反馈电路。 此外，与MIC900相比，MIC 1000具有提供较小装置面积的优势。如上文所论述，在MIC900中的积分器级中，电阻921常常为大电阻(例 如，100MQ至500 MQ)，其需要较大的装置面积。在MIC 1000中，此电 阻由开关式电容网路1020来提供，其可使用比大电阻更小的装置面积实施。 此外，由于此为抽样系统，故增益级上的反馈电容将提供抗锯齿滤波且大积 分器电容提供平滑。由晶片上时脉信号O,以及02来控制开关式电容网路。 藉由改变时脉频率，亦可实施静噪功能。亦如图10中所示，MIC IOOO包括MOS夹层电容1030，代替图9中的 MIC900中的反馈电容931。反馈电容931通常很大，例如，100pF-300pF。 根据本发明的实施例，用于MIC 1000中的MOS夹层电容提供所要的电容，但需要较小装置面积。图11为根据本发明的实施例的用于可编程麦克风介面的集成电路的简化示意图。如图所示，MIC 1100为用于提供可编程麦克风介面的集成电路。MIC llOO包括用于接收输入信号Vin的输入端子1102以及用于提供输出音频信号 Vout的输出端子1104。 MIC 1100亦包括与输入端子1102连通的偏压电路。 如图所示，偏压电路包括麦克风参考电压源1108以及电阻1125。在实施例中， 1108为可编程参考电路。视实施例而定，麦克风参考电压源1108可提供参考 电压或参考电流。MIC IIOO包括第一放大器电路1113，第一放大器电路1113 包括第一输入端1106、第二输入端1107以及耦接至输出端子1104的输出端。 MIC 1100更包括第一反馈路径1161，第一反馈路径1161包括并联连接的电 阻1122以及电容1132。第一反馈电路耦接放大器1113的输出端与第一输入 端。MIC 1100亦包括第二反馈路径1162，第二反馈路径1162包括积分器电 路1111以及电阻1124。第二反馈路径1162于节点1163处提供反馈信号。在 实施例中，电阻1122以及电阻1125为可编程电阻。如图所示，积分器电路1111包括放大器1115、开关式电容电路1120， 以及MOS夹层电容1130。积分器电路1111的结构以及功能通常类似于图10 中的积分电路1011以及图8中的积分电路811的结构以及功能。开关式电容 电路1120以及MOS夹层电容1130提供所要的电阻以及电容且消耗相对小的 装置面积。MIC 1100中的反馈电路提供高DC回路增益以及低AC回路增益。更特 定言的，MIC IIOO的特征由大DC回路增益以及低AC回路增益表示，从而 引起输出端子处的DC输出电压实质上等于第二参考电压，且AC输出电压与 第一反馈电路的阻抗以及经过输入端子的AC输入电流或电压成线性比例。根 据本发明的实施例，在无需外部组件的情况下，MIC 1100能够在单一集成电 路晶片中提供DC偏压与AC耦合。在实施例中，提供DC偏压的电路独立于 反馈电路。以上仅以实例说明的，本发明已被应用至用于驻极体麦克风(dectret microphone)的介面电路。但应体认到，本发明具有范围更加广泛的适用性。 举例而言，可将本发明应用至其他种类的麦克风的介面电路或其他信号源的 介面电路。尽管麦克风介面电路的组件的选定群组已于上文中阐述，但可存在许多 替代、修改以及变化。举例而言，可扩展及/或组合一些组件。可将其它组件 插入至上文提及的组件。视实施例而定，组件的配置可与代替的其他配置进 行交换。此等组件的其它细节可在本说明书全文中发现。亦应理解，本文所描述的实例以及实施例仅为达成说明的目的，且将向 熟习此项技术者提议根据所述实例以及实施例的各种修改或改变，且所述各 种修改或改变将包括在此说明书的精神以及范围以及权利要求书的范畴内。
权利要求
1.一种用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于，所述集成电路包括输入端子，用于接收输入信号；输出端子，用于提供输出信号；偏压电路，耦接至所述输入端子以在所述输入端子处提供偏压信号，所述偏压电路经配置以提供感测输入信号；第一放大器电路，包括第一输入端、第二输入端以及输出端，所述第一输入端经配置以接收所述感测输入信号、第一反馈信号以及第二反馈信号，所述第二输入端经配置以接收第一参考信号，所述输出端经配置以将所述输出信号提供至所述输出端子；第一反馈电路，与所述第一放大器电路的所述输出端以及所述第一输入端连通，所述第一反馈电路将所述第一反馈信号提供至所述第一放大器电路的所述第一输入端；以及第二反馈电路，与所述第一放大器电路的所述输出端以及所述第一输入端连通，所述第二反馈电路将所述第二反馈信号提供至所述第一放大器电路的所述第一输入端，所述第二反馈电路包括积分器电路。
2. 如权利要求1所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于，所述输入端子经配置以在无需外部组件的情况下自一驻极体麦克风接收输入 /士 口
3. 如权利要求1所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于，所述偏压电路包括参考电路，用于提供第二参考信号，所述第二参考信号包括参考电压或 参考电流；第一输入端电阻，与所述输入端子以及所述参考电路连通；以及 第二输入端电阻，与所述输入端子以及所述第一放大器电路的所述第二输入端连通。
4. 如权利要求1所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于，所述第一反馈电路包括处于并联配置的第一反馈电阻以及第一反馈电容。
5. 如权利要求1所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于，所述积分器电路包括反相放大器，耦接至所述第一放大器电路的所述输出端；第二放大器电路，所述第二放大器电路包括第一输入端、第二输入端以 及输出端，所述第二输入端耦接至第三参考信号；第二反馈电阻，耦接至所述单位增益反相放大器的输出端以及所述第二 放大器电路的所述第一输入端；以及第二反馈电容，耦接至所述第二放大器电路的所述第一输入端以及所述 输出端；其中所述第二放大器电路的所述输出端经由第三反馈电阻耦接至所述第 一放大器电路的所述第二输入端。
6. 如权利要求1所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于， 所述积分器电路包括开关式电容电路，包括开关电容以及第一开关、第二开关、第三开关以 及第四开关，所述第一开关以及所述第二开关耦接至所述开关电容的第一端 子，所述第三开关以及所述第四开关耦接至所述开关电容的第二端子，所述 第二开关以及所述第四开关耦接至所述第一参考信号；第二放大器电路，包括第一输入端、第二输入端以及输出端，所述第一 输入端与所述开关式电容电路的所述第三开关连通，所述第二输入端耦接至 所述第一参考信号；以及第二反馈电容，与所述第二放大器电路的所述第一输入端以及所述输出 端连通。
7. 如权利要求1所述的用于提供麦克风介面的集成电路，更包括供应电压，其特征在于，所述第一参考信号大小上为所述供应电压的约一半以用于 提供所述输出端子处由所述供应电压允许的最大信号摆动。
8. 如权利要求1所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于， 所述用于提供麦克风介面的集成电路的特征由约80 dB至约140 dB的范围中 的DC回路增益表示，所述DC回路增益大到足以引起所述第一放大器的所述 输出端处的电压实质上等于所述第一参考电压。
9. 如权利要求1所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于， 所述集成电路的特征由大DC回路增益以及低AC回路增益表示，从而引起所 述输出端子处的DC输出电压实质上等于所述第一参考电压，且AC输出电压 与所述第一反馈电路的阻抗以及经过所述输入端子的AC输入电流或电压成 线性比例。
10. —种用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于，所述的用于提供 麦克风介面的集成电路包括第一输入端子以及第二输入端子，分别用于接收第一差动输入信号以及 第二差动输入信号；第一输出端子以及第二输出端子，分别用于提供第一差动输出信号以及 第二差动输出信号；第一偏压电路，与所述第一输入端子以及第一参考信号连通，所述第一 偏压电路提供第一感测输入信号；第二偏压电路，与所述第二输入端子以及第二参考信号连通，所述第二 偏压电路提供第二感测输入信号；第一放大器电路，所述第一放大器具有第一输入端、第二输入端以及第 三输入端，所述第一输入端接收所述第一感测输入信号，所述第二输入端接 收第二感测输入信号，所述第三输入端接收共同模式参考信号，所述第一放 大器电路亦具有第一输出端以及第二输出端，所述第一输出端以及所述第二 输出端分别将所述第一差动输出音频信号以及所述第二差动输出音频信号提供至所述第一输出端子以及所述第二输出端子；以及反馈电路，所述反馈电路与所述第一放大器电路的所述第一输入端以及 所述第二输入端以及所述第一输出端以及所述第二输出端连通。
11. 如权利要求IO所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于， 所述第一输入端子以及所述第二输入端子经配置以在无需外部组件的情况下 自 一驻极体麦克风接收输入信号。
12. 如权利要求IO所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于， 所述第一偏压电路包括第三电阻，与所述第一输入端子以及麦克风参考信号源连通；以及 第四电阻，与所述第一输入端子以及所述第三电阻连通，所述第四电阻 提供所述第一感测输入信号。
13. 如权利要求IO所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于， 所述第二偏压电路包括第五电阻，与所述第二输入端子以及接地参考电压源连通；以及 第六电阻，与所述第二输入端子以及所述第五电阻连通，所述第六电阻 提供所述第二感测输入信号。
14. 如权利要求IO所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于， 所述反馈电路更包括第一反馈电路，与所述第一放大器的所述第一输出端以及所述第一输入 端连通，所述第一反馈电路包括并联连接的第一电阻以及第一电容；第二反馈电路，与所述第一放大器的所述第二输出端以及所述第二输入 端连通，所述第二反馈电路包括并联连接的第二电阻以及第二电容；以及差动反馈电路，所述差动反馈电路包括分别耦接至所述第一放大器电路 的所述第一输出端以及所述第二输出端的第一输入端以及第二输入端，所述 差动反馈电路亦包括分别耦接至所述第一放大器电路的所述第一输入端以及 所述第二输入端的第 一输出端以及第二输出端。
15. 如权利要求14所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于，所述差动反馈电路更包括差动放大器，具有第一输入端、第二输入端以及第三输入端以及第一输出端以及第二输出端，所述第三输入端接收所述共同模式参考信号； 第一电阻，连接至所述差动放大器的所述第一输入端； 第二电阻，连接至所述差动放大器的所述第一输出端； 第一电容，连接所述差动放大器的所述第一输入端与所述第一输出端； 第三电阻，连接至所述差动放大器的所述第二输入端； 第四电阻，连接至所述差动放大器的所述第二输出端；以及 第二电容，连接所述差动放大器的所述第二输入端与所述第二输出端。
16. —种用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于，所述的用于提供 麦克风介面的集成电路包括输入端子，用于接收输入信号； 输出端子，用于提供输出信号； 可编程参考电路，用于提供偏压信号；第一放大器电路，包括第一输入端、第二输入端以及输出端，所述第一 输入端经配置以接收所述偏压信号、第一反馈信号以及第二反馈信号，所述 第二输入端经配置以接收第一参考信号，所述输出端经配置以将所述输出信 号提供至所述输出端子；第一反馈电路，所述第一反馈电路与所述第一放大器电路的所述输出端 以及所述第一输入端连通，所述第一反馈电路将所述第一反馈信号提供至所 述第一放大器电路的所述第一输入端；以及第二反馈电路，所述第二反馈电路与所述第一放大器电路的所述输出端 以及所述第一输入端连通，所述第二反馈电路将所述第二反馈信号提供至所 述第一放大器电路的所述第一输入端，所述第二反馈电路包括积分器电路。
17. 如权利要求16所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于，所述输入端子经配置以在无需外部组件的情况下自驻极体麦克风接收输入信号。
18. 如权利要求16所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于，所述偏压电路包括参考电路，用于提供第二参考信号，所述第二参考信号为参考电压或参 考电流；第一输入端电阻，与所述输入端子以及所述参考电路连通；以及 第二输入端电阻，与所述输入端子以及所述第一放大器电路的所述第二 输入端连通。
19. 如权利要求16所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于， 所述第一反馈电路包括处于并联配置的第一反馈电阻以及第一反馈电容。
20. 如权利要求16所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于， 所述积分器电路包括反相放大器，耦接至所述第一放大器电路的所述输出端；第二放大器电路，包括第一输入端、第二输入端以及输出端，所述第二 输入端耦接至第三参考信号；第二反馈电阻，耦接至所述单位增益反相放大器的输出端以及所述第二 放大器电路的所述第一输入端；以及第二反馈电容，耦接至所述第二放大器电路的所述第一输入端以及所述 输出端；其中所述第二放大器电路的所述输出端经由第三反馈电阻耦接至所述第 一放大器电路的所述第二输入端。
21. 如权利要求16所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于，所述积分器电路包括开关式电容电路，包括开关电容以及第一开关、第二开关、第三开关以 及第四开关，所述第一开关以及所述第二开关耦接至所述开关电容的第一端 子，所述第三开关以及所述第四开关耦接至所述开关电容的第二端子，所述第二开关以及所述第四开关耦接至所述第一参考信号；第二放大器电路，所述第二放大器电路包括第一输入端、第二输入端以 及输出端，所述第一输入端与所述开关式电容电路的所述第三开关连通，所 述第二输入端耦接至所述第一参考信号；以及第二反馈电容，与所述第二放大器电路的所述第一输入端以及所述输出端连通o
22. 如权利要求16所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于， 所述用于提供麦克风介面的集成电路的特征由约80 dB至约140 dB的范围中 的DC回路增益表示，所述DC回路增益大到足以引起所述第一放大器的所述 输出端处的电压实质上等于所述第一参考电压。
23. 如权利要求16所述的用于提供麦克风介面的集成电路，其特征在于， 所述集成电路的特征由大DC回路增益以及低AC回路增益表示，从而引起所 述输出端子处的DC输出电压实质上等于所述第一参考电压，且AC输出电压 与所述第一反馈电路的阻抗以及经过所述输入端子的AC输入电流或电压成 线性比例。
全文摘要
一种用于提供可编程麦克风介面的集成电路，包括用于接收输入信号的输入端子以及用于提供输出音频信号的输出端子，集成电路包括偏压电路、放大器电路以及两个反馈电路；偏压电路将麦克风偏压信号提供至麦克风且提供感测麦克风信号；放大器电路包括第一输入端、第二输入端以及输出端；第一输入端经配置以接收感测麦克风信号、第一反馈信号以及第二反馈信号；第二输入端经配置以接收第一参考信号；反馈电路与放大器电路的输出端以及第一输入端连通；在特定实施例中，第一反馈电路包括RC电路且第二反馈电路包括积分器。
文档编号H03F3/45GK101605287SQ200810110110
公开日2009年12月16日 申请日期2008年6月10日 优先权日2008年6月10日
发明者彼得·赫兹曼 申请人:新唐科技股份有限公司