专利名称：麦克风组件的制作方法
麦克风组件
背景技术：
麦克风是用于描述将声能转换为电能或更准确地说将声波转换为电信号的换能器的通用术语。在通常的使用中，有大量不同类型的麦克风。这些麦克风采用不同的工作原理，例如静电学、电磁学、压电效应等，因此这些麦克风所表现的声学特性不同。基于声学特性选择针对特定应用的麦克风。在各种装置和应用中，例如，在通信装置(例如手机)和消费性电子产品(例如录音机、助听器和摄像机)中，需要提供高质量再现声音的麦克风。此外，例如网络电话和电影业、电视业和音乐行业中所使用的录音技术的应用也需要提供无失真再现音频的麦克风，不管中度振幅至高振幅的环境噪声的干扰如何。高性能的麦克风及其相关电路(一起被称为麦克风组件)正快速发展，以迎合高质量音频的需要。这种发展通常涉及改善麦克风的性能，同时简化麦克风的设计和制作。集 成电路(IC)技术的出现为小尺寸的消费性产品(例如手机)的流行做出贡献，从而导致更紧凑的麦克风组件的发展。紧凑的麦克风组件较小，且具有较少数量的部件。然而，在部件尺寸或数量上的降低会对麦克风组件的声学特性造成不利影响。例如，在紧凑的麦克风组件中，难以实现大的动态范围或低的电磁干扰(EMI)灵敏度。因此,减小麦克风组件的尺寸的需要与高质量音频的要求发生矛盾。
发明内容
本文所描述的主题针对用在电子装置(例如手机、电话、笔记本电脑、助听器、摄像机等)中的高质量的、紧凑的麦克风接ロ。本发明内容不意图指明所要求保护的主题的基本特征，也不意图用于确定所要求保护的主题的范围。本文所描述的麦克风接ロ使麦克风和前置放大器直接连接。在本主题的ー个实现方式中，所述麦克风接ロ包括DC伺服回路。所述DC伺服回路提供DC路径，用以将DC偏置电流供应给麦克风。此外，所述DC伺服回路包括AC地线，以为从麦克风所获得的AC输出提供AC路径。所述AC路径和所述DC路径将麦克风的AC输出与DC偏置电流分离，以促进AC输出的进ー步处理。在一个实施方式中，将麦克风接ロ实现为集成电路，使用数量减少的管脚接口和外部部件。
參照附图描述详细说明。在图中，附图标记的最左边的数字表示该附图标记首次出现的图。在所有图中，使用相同的附图标记来提及相同的特征和部件。图I示出典型的麦克风组件的方框图；图2示出实施在集成电路(IC)上的麦克风组件的典型结构；图3示出实现部件和IC管脚減少的麦克风组件的另一典型结构；
图4示出根据本主题的实施方式的示例性麦克风组件的方框图表示；图5示出根据本主题的实施方式的图4的麦克风组件实施在IC上的示例性结构；图6不出根据本发明的一个实施方式的包含内部麦克风和外部麦克风的图4的麦克风接ロ的实现；图7示出根据本发明的一个实施方式的与麦克风接ロ连接的数字控制模块。
具体实施例方式所公开的主题涉及高质量、低失真音频再现的麦克风组件。本主题尤其涉及提供IC (集成电路)管脚的总数减少和并入IC的外部部件的数量減少的麦克风组件的结构。可将这种麦克风组件实施在各种电子装置中，例如，手机、助听器、音频-视频记录器、笔记本电脑等。麦克风组件配置成连接这些电子装置的信号处理电路。 本主题的麦克风组件包括麦克风接ロ，该麦克风接ロ使来自麦克风的输入直接耦合或无电容(capacitor-less)稱合到前置放大器。该麦克风接ロ还提供外部部件的数量的减少，并消除大尺寸部件的使用，大尺寸部件可使常用的麦克风接ロ庞大且难以制作在IC上。图I示出并入电子装置的典型的麦克风组件100的方框图。麦克风组件100包括麦克风102形式的声换能器，以捕获声波并检测所捕获的声波的变化的声压级。相应地，麦克风组件100根据麦克风102所检测的变化的声压级产生电输出。提供偏置电压给麦克风102以产生电输出。该偏置电压可由与麦克风102连接的电源104提供。麦克风102所产生的电输出为麦克风电平信号，通常很小且几乎不适合任何信号处理目的。一旦将麦克风电平信号放大为线路电平信号，则麦克风电平信号的信号处理是可行的。包括在麦克风组件100中的前置放大器108可以执行麦克风电平信号的放大。麦克风组件还包括麦克风接ロ 106，麦克风接ロ 106作为麦克风102和前置放大器108之间的接ロ。在一些实现方式中，前置放大器108可以内置在麦克风接ロ 106中。在工作时，麦克风接ロ 106从麦克风102接收麦克风电平信号，并将该麦克风电平信号提供给前置放大器108，前置放大器108将该麦克风电平信号放大为线路电平信号。希望只将来自麦克风102的麦克风电平信号耦合到前置放大器108。为此，麦克风接ロ 106可以包括滤波部件以除去噪声信号且还对在前置放大器108接收和放大时可能造成噪声的偏置电压进行解耦。在前置放大器108处经历放大后，将线路电平信号传输到信号处理模块110。信号处理模块Iio可以便于前置放大器108的输出(即该线路电平信号)从模拟形式转换为数字形式，以在电子装置(例如笔记本电脑或手机)中进ー步利用。例如，可将信号处理模块110的数字输出记录在数字记录装置中的磁盘驱动器上，或者可以进ー步处理信号处理模块110的数字输出以在通信信道上传输。图2示出制作在IC上的麦克风组件200的典型电路结构。该电路结构描绘了用于电子装置(例如笔记本电脑或手机)的麦克风组件200的各种部件。电子装置可以包括内置在电子装置中的内部麦克风202和可插入电子装置中的外部麦克风204。一对钩键(hook-switch)检测器206-1和206-2检测外部麦克风204插入电子装置中，并指示插入到电子装置的微处理器(在图中未示出)中。一旦检测到外部麦克风204的存在，则微处理器促进电源与外部麦克风204的连接。特别地，电源提供偏置电压给外部麦克风204。该偏置电压由第一麦克风偏置放大器208供应,例如,第一麦克风偏置放大器208可以作为电压缓冲器。第一麦克风偏置放大器208通过第一偏置电阻器210供应作为偏置电压的DC (直流)电源给外部麦克风204。将第一麦克风偏置放大器208和第一偏置电阻器210制作在IC上且通过第一外部麦克风偏置管脚214连接至第一滤波电容器212。第一滤波电容器212阻隔第一麦克风偏置放大器208所提供的DC电源中所存在的噪声成分。此外，微处理器操作片上开关216，以通过外部麦克风偏置电阻器218提供偏置电压给外部麦克风204。当接收到偏置电压时，外部麦克风204被激活以使用。在使用中，夕卜部麦克风204产生通常以交流(AC)信号形式的电输出。AC信号引起外部麦克风偏置电阻器218两端有相应的电位差或AC电压。此外，通过连接在外部麦克风偏置电阻器218两端的IC管脚220-1和220-2，将AC电压供应给片上前 置放大器(在图中未示出)。在第一麦克风偏置放大器208所供应的DC偏置电压存在时,片上前置放大器读取在外部麦克风偏置电阻器218的两端所产生的AC电压。此外，外部麦克风204所产生的AC电压很小，例如大约几毫伏，而另一方面，DC偏置电压要大得多，例如大约几百毫伏。为了使片上前置放大器只检索(retrieve)且放大AC电压，将第一对AC耦合电容器222-1和222-2连接在外部麦克风偏置电阻器218的两端以阻隔偏置电压。为了适当地阻隔偏置电压，需要大尺寸的AC耦合电容器222-1和222-2。这些电容器的典型值在约200纳法拉到I微法拉的范围内。AC耦合电容器222-1和222-2的大尺寸使其不适于并入IC中。在这种情况下，AC耦合电容器222-1和222-2作为外部部件实现，从而使整个麦克风组件200体积庞大。类似于外部麦克风204，内部麦克风202也产生AC电压形式的电输出。通过第二对AC耦合电容器224-1和224-2，将来自内部麦克风202的AC电压耦合到片上放大器，该第二对AC耦合电容器224-1和224-2使用IC管脚228-1和228-2连接在内部麦克风偏置电阻器226的两端。类似于第一对AC耦合电容器222-1和222-2的功能，第二对AC耦合电容器224-1和224-2也对通过第二麦克风偏置放大器230将供应给内部麦克风202的偏置电压进行解耦。将片上第二偏置电阻器232和第二滤波电容器234与第二麦克风偏置放大器230连接，以作为噪声滤波部件。此外，可将第二麦克风偏置放大器230和第二偏置电阻器232实施在IC上，且通过第二外部麦克风偏置管脚236连接至第二滤波电容器234。上述麦克风组件200的电路结构包括许多部件。将ー些部件包括在IC上，而大量的部件(例如第一对AC耦合电容器222-1、222-2和第二对AC耦合电容器224-1、224-2 )在IC之外，且通过IC管脚与IC上的部件连接。特别地，麦克风组件200包括多达8个外部部件，这些外部部件利用多达8个IC管脚连接至片上部件。所描述的外部部件包括在虚线框238内。这些外部部件降低麦克风组件200的紧凑度，因此使麦克风组件200体积庞大。已提出了几种减少麦克风组件中所使用的部件的数量且也減少IC管脚的数量的方法。图3示出用于使外部部件数量和IC管脚数量減少的制作在IC中的麦克风组件300的典型结构。麦克风组件300的结构使内部麦克风302和外部麦克风304都实施在一电子装置中。为了激活内部麦克风302，电子装置的微处理器(在图3中未示出)通过闭合第一对开关306-1和306-2来闭合内部麦克风路径以将片上电压源308连接至内部麦克风302。片上电压源308通过并入在IC上的第一偏置电阻器310和通过第一偏置管脚接ロ 312，向内部麦克风302供应DC偏置电压。DC偏置电压激活内部麦克风302以产生电输出。将来自内部麦克风302的电输出提供给前置放大器314。可以将前置放大器314以差分放大器的形式实施在IC上。类似地，当微处理器检测到外部麦克风304插入电子装置吋，微处理器使第二对开关316-1和316-2闭合外部麦克风路径，以从片上电压源308向外部麦克风304供应DC偏置电压。通过第二偏置电阻器318供应DC偏置电压，可以将第二偏置电阻器318并入在IC内。使用第二偏置管脚接ロ 320将第二偏置电阻器318连接至外部麦克风304。第一麦克风输入管脚322-1和第二麦克风输入管脚322-2分别用于将内部麦克风302的输出和外部麦克风304的输出端连接到前置放大器314。麦克风302和麦克风304的电输出是微弱的AC电流，需要将该AC电流与本质上为DC的偏置电压所产生的相对较大的DC电流分离。为此，通过ー对隔直电容器324-1和324-2将麦克风302和麦克风304的输 出端连接到前置放大器314。隔直电容器324-1和324-2为大尺寸的电容器，通常位于IC之外。在图中所描绘的虚线框326包围外部部件。前置放大器314的连接麦克风输入管脚322-1的输入端接收内部麦克风302的电输出。类似地，将外部麦克风304的输出端供应到前置放大器314的连接麦克风输入管脚322-2的输入端。在一个示例中，可将内部麦克风302的输出端连接至前置放大器314的非反相输入端，并可将外部麦克风304的输出端连接前置放大器314的反相输入端。在内部麦克风302工作的情况下，在所述非反相输入端感测内部麦克风302的电输出，而连接至第二麦克风输入管脚322-2的反相输入端感测DC偏置电压和内部麦克风302的电输出在第一偏置电阻器310两端产生的电位降。同样地，当外部麦克风304起作用时，前置放大器314在其反相输入端读取外部麦克风304的输出，而连接第一麦克风输入管脚322-2的非反相输入端读取DC偏置电压和外部麦克风304在第二偏置电阻器318两端所产生的电位降。因此，显然，从麦克风302和麦克风304到前置放大器314的音频信号的音频路径在音频上不是完全差分的。因为未完全滤除来自内部麦克风路径和外部麦克风路径的噪声耦合，所以这限制了来自麦克风302和麦克风304的输入的准确放大。此外，前置放大器314不能摒除耦合到前置放大器314的输入的任何有害的电磁干扰(EMI)。此外，在将外部麦克风304附接至电子装置或从电子装置中移除吋，骤然闭合或断开外部麦克风路径。这可以提供大的DC输入至前置放大器314。该大的DC输入可以使麦克风组件300的输出达到饱和，和/或通常可导致不期望的高振幅的“砰”的声音，在电子装置的输出上可听到该高振幅的“砰”的声音。如所示，麦克风组件300的结构通过采用4个IC管脚和2个外部部件，提供了仅很小程度的部件和IC管脚的減少，但增加了例如噪声和EMI的问题。图4示出根据本主题的实施方式的高质量音频再现的示例性麦克风组件400的方框图表示。麦克风组件400包括将麦克风404和片上前置放大器406连接的麦克风接ロ402，以提供无失真的音频同时使用少数量的部件。在一个实施方式中，麦克风接ロ 402包含DC伺服回路408。DC伺服回路408将麦克风404的AC输出的路径和偏置麦克风404所需的DC偏置电流的路径分离。这提供了麦克风AC输出的路径的隔离，在较大DC偏置电流存在时，无法放大麦克风AC输出。另外,DC伺服回路408消除了大尺寸电容器的使用，该大尺寸电容器通常用作将麦克风404的输出交流耦合到片上前置放大器406的隔直电容器。因此换言之，麦克风接ロ 402提供麦克风404的无电容耦合。这里所描述的麦克风接ロ 402提供麦克风404到前置放大器406的直接耦合或DC耦合。麦克风404的输出是小的AC电流，当在感测电阻器(在图中未示出)的两端进行测量时，该输出在前置放大器406的输入端被视为相对于AC地线410的电压降。要求提供给麦克风404的DC偏置电流是可变的，且取决于各种因素，例如終端电压、温度和生产条件。感测麦克风404所需的最佳DC偏置电流，且相应地由DC伺服回路408将所述最佳DC偏置电流供应给麦克风404。为此，DC伺服回路408包括伺服放大器412和受控DC源414。伺服放大器412确定麦克风404的偏置电流要求，并相应地指导受控DC源414改变供应给麦克风404的DC电流。此外，DC伺服回路408配置成保持前置放大器406的输入端的DC电位，使得该DC电位等于提供给麦克风404的DC偏压。在一个实施方式中，可将伺服放大器412与转换升压模块(slew boost module) 416相连接。转换升压模块416通常包括在DC伺服回路408中，以提高伺服放大器412的响应时间。在伺服放大器412要求更快的响应吋，与DC伺服回路408连接的数字控制模块418操作转换升压器416。此外，数字控制模块418与DC伺服回路408相互作用以消除可从麦克风接ロ 402连接至前置放大器406的输入的任何DC偏置电压。下文将详细描述数字控制模块418激活转换升压模块416和消除DC偏置电压的操作。图5示出根据本主题的实施方式的麦克风组件400实施在IC上的示例性结构500。结合图4所描述的概念描述结构500。在一个实施方式中，使用第一界面管脚接ロ 502将麦克风404连接至并入在IC上的DC伺服回路408。第一界面管脚接ロ 502还将麦克风404连接至前置放大器406。在一个实现方式中，将前置放大器406作为差分放大器实施在IC上,在下文中称为前置运算放大器504。前置运算放大器504读取麦克风404的输出。与前置运算放大器504连接的DC伺服回路408感测从麦克风404到前置运算放大器504的信号。如前所述，DC伺服回路408包括可使用运算放大器(OPAMP)实现的伺服放大器412，在下文中称为伺服运算放大器506。伺服运算放大器506感测来自麦克风404的信号以确定麦克风404的偏压要求，且改变场效应晶体管(FET)508的栅极电压以控制从DC偏置电压源509提供给麦克风404的偏置电流。FET 508通过第二管脚接ロ 512连接至带宽限制电容器510。在一个实现方式中，FET 508和带宽限制电容器510包括在受控DC源414中。带宽限制电容器510使DC伺服回路408提供高阻抗给来自麦克风404的AC信号。应当注意，来自麦克风404的AC信号的频率对应于音频信号的频率。因此，限制其频率对应于音频信号的频率的AC信号进入DC伺服回路408，而主要与大的DC偏置电流相关的低频信号进入伺服回路，且防止前置运算放大器504接收和放大该低频信号。例如，带宽限制电容器510可以具有约I微法拉的电容值，因此，可以禁止频率低于50Hz的信号被放大。为了消除可源自麦克风接ロ 402的部件内的任何其它噪声，建立部件和前置放大器406间的所有连接以提供差分信号，例如，连接伺服放大器412来提供差分输入给前置运算放大器504，以促进相关噪声的滤除。此外，在前置运算放大器504的两端，差分地连接实现为AC地线410的具有反馈回路的非反相运算放大器514。非反相运算放大器514通过麦克风偏置电阻器516连接至前置放大器406的一端。为了使在前置运算放大器504的另ー端的输入是差分的，非反相运算放大器514通过差分电阻器518连接至该另一端。麦克风偏置电阻器516和差分电阻器518具有相同的阻值。在一个示例中，该阻值约为2千欧姆。麦克风接ロ 402提供噪声的消除以提供无噪声的音频，同时使用少量部件，从而变得紧凑。在一个实现方式中，如上所述，使用2个IC管脚接口和I个外部部件实现麦克风接ロ 402。在另ー实现方式中，使用3个IC管脚接口和I个外部部件实现麦克风接ロ 402，以包括内部麦克风和外部麦克风，如下所述。图6不出根据本发明的一个实施方式的结合内部麦克风602和外部麦克风604的麦克风接ロ 402的实现方式600。结合图4到图5中所描述的术语和概念描述实现方式600。在本实施方式中，麦克风接ロ 402包括实现内部麦克风602和外部麦克风604之间的切换的麦克风开关605。麦克风开关605连接至内部麦克风开关606-1和外部麦克风开关606-2，内部麦克 风开关606-1和外部麦克风开关606-2分别用于将内部麦克风602和外部麦克风604连接到麦克风接ロ 402。内部麦克风管脚接ロ 608-1将内部麦克风602连接至内部麦克风开关606-1，外部麦克风管脚接ロ 608-2将外部麦克风604连接至外部麦克风开关606-2。在将外部麦克风604插入到电子装置中或从电子装置中移除时，该电子装置的微处理器(在图中未示出)使麦克风开关605操作内部麦克风开关606-1或外部麦克风开关606-2，以允许激活内部麦克风602或外部麦克风604。典型地，IC的管脚接ロ(例如麦克风管脚接ロ 606-1和606-2)是金属的，且可以作为外部EMI可连接的微小天线。通常将麦克风管脚接ロ 606-1和606-2所捕获的外部EMI转换为DC信号。该DC信号可能耦合到前置运算放大器504，且使内部麦克风602或外部麦克风604的输出失真。为了防止因EMI所产生的这种失真，需要消除EMI，因此限制前置运算放大器504放大EMI。在一个实施方式中，将EMI接收器614实施在IC上。EMI接收器614捕获麦克风管脚接ロ 606-1和606-2所捕获的EMI信号。以将来自EMI接收器614的EMI输入视为关于来自麦克风管脚接ロ 606-1和606-2的EMI信号的差分信号的方式，将EMI接收器614与前置运算放大器504连接。因此，在前置运算放大器504的输入端滤除EMI信号。在一个实现方式中，EMI接收器614为不跳出IC的芯片焊盘(die pad)的IC管脚接ロ。此外，由于制作相关的缺陷，不匹配可能许多次发生在小尺寸的部件中，例如伺服运算放大器506和前置运算放大器504。这种不匹配通常导致在伺服运算放大器506和前置运算放大器504的输入端产生主要以DC电压的形式的偏移电压。偏移电压基本上是很大的，且可使前置运算放大器504的输出达到饱和。此外，偏移电压会降低麦克风接ロ 402的有用动态范围。此外，在前置运算放大器504上应用增益变化时，可在前置运算放大器504的输出端发生电压突变。例如，当插入外部麦克风604时，可发生增益变化。这种电压突变的结果是在前置运算放大器504的输出端发生DC电平的突变，经常听到为“砰”的声音。偏移电压和“砰”的噪声是不希望有的，因此需要被消除。在ー实现方式中，采用可操作地联接麦克风接ロ 402的数字控制模块418来消除偏移电压和“砰”的噪声。
图7示出根据本发明的一个实施方式的结合用于消除偏移电压和“砰”的噪声的数字控制模块418的麦克风接ロ 402的实现方式700。结合图4到图6中所引入的术语和概念描述实现方式700。当在内部麦克风602和外部麦克风604之间进行切换时，前置运算放大器504在其差分输入端观测到突变。例如，在将外部麦克风604插入电子装置时，相比于前置运算放大器504的非反相输入端，前置运算放大器504的反相输入端可发生导致压降的瞬间电压下降。该压降被前置运算放大器504的増益放大，且可使前置运算放大器504的输出达到饱和。应当注意，因为在非反相输入端的电压与在反相输入端所发生的压降成比例地变化之前，DC伺服回路408可能需要一定的响应时间，所以将该压降耦合到前置运算放大器504。在一个实施方式中，DC伺服回路408的响应时间为约600毫秒。DC伺服回路408的响应时间主要是因伺服运算放大器506所需要的DC稳定时间引起的。为了加快DC稳定时间，毎次发生切换时，数字控制模块418操作转换升压模块416。在一个示例中，可在麦克风开关605向数字控制模块418指示外部麦克风604的插入或移除时，操作转换升压模 块416。当切換发生时，数字控制模块418激活转换升压放大器702且中断伺服运算放大器506。在一个实施方式中，使用具有约20毫秒的DC稳定时间的转换升压放大器702实现转换升压模块416。在一个实施方式中，在转换升压放大器702工作的时间段期间，数字控制模块418阻止进ー步处理前置运算放大器504的输出。持续时间为约20毫秒且在前置运算放大器504的输出端是不可感知的。前置运算放大器504的输出的阻隔防止“砰”的噪声，且限制在前置运算放大器504的输出端的任何进ー步的音频级的饱和。数字控制模块418具有内置计数机构(counter mechanism),以控制转换升压模块416的操作。该计数机构确定转换升压放大器702的工作持续时间。在一个示例中，转换升压放大器702的工作时间段为约20毫秒。计数机构发送脉冲，以激活或停用转换升压放大器702，从而在预定时间段内促进转换升压放大器702的工作。为了消除偏移电压，在一个实现方式中，数字控制模块418包括内置在数字控制模块418中的DC校正単元。DC校正单元执行偏移校正，以消除在麦克风接ロ电路402的输出端的DC偏移电压。当内部麦克风602和外部麦克风604闲置时，例如当内部麦克风602和外部麦克风604不工作或与麦克风接ロ 402断开时，数字控制模块418自动感测和计算在麦克风接ロ 402的输出端所存在的偏移电压的值。如前所述，偏移电压主要是因小尺寸部件(例如麦克风接ロ电路402的伺服运算放大器506和前置运算放大器504)的不匹配而发生的DC偏移电压。在一个示例中，可以分别使用内部麦克风开关606-1和外部麦克风开关606-2断开内部麦克风602和外部麦克风604。在另ー示例中，可以提供与麦克风602和麦克风604串联的内部开关，以断开麦克风602和麦克风604。应当理解，与内部麦克风602串联的任ー开关可用于断开内部麦克风602，而与外部麦克风604串联的类似开关可以断开外部麦克风604。数字控制模块418发送数字信号给伺服运算放大器506，使得这些数字信号对应于所感测的偏移电压。数字控制模块418向伺服运算放大器506发送数字信号对应于向麦克风接ロ 402发送具有反极性的DC偏移信号的操作。实际上，向伺服运算放大器506发送数字信号的操作由数字控制模块418执行，以便消除或取消在麦克风接ロ 402的输出端所存在的DC偏移信号。可以使用手机的示例概述数字控制模块418所执行的操作顺序。为了说明性目的，将电子装置称为手机。决不应当将这些示例理解为限制性的。应当理解，以下描述扩展到任一具有麦克风组件的电子装置。考虑手机用户发起呼叫的示例。数字控制模块418接收呼叫发起请求，数字控制模块418反过来启动手机音频电路的接ロ准备过程。音频电路包括麦克风组件，例如包括麦克风接ロ 402的麦克风组件400。应当理解，也可在例如在外部麦克风插入时或内部麦克风和外部麦克风之间进行切换时，在电子装置内启动接ロ准备过程。这里參照麦克风接ロ 402及其部件阐述接ロ准备过程。接ロ准备过程开始于确定有源麦克风的偏置要求。显然，根据提供给数字控制模块418的麦克风开关605的输入，有源麦克风可以为内部麦克风602或外部麦克风604。如前所述，伺服运算放大器506确定有源麦克风的偏压要求。一旦伺服运算放大器506感测到有源麦克风的偏压要求，则数字控制模块418中断伺服运算放大器506且激活转换升压模块416。如前所述，转换升压模块416工作以提高伺服运算放大器506的响应时间。为 此，转换升压放大器702与伺服运算放大器506并行工作。数字控制模块418在内置计数机构所预先确定的时间段内操作转换升压模块416，之后再次激活伺服运算放大器506。激活吋，伺服运算放大器506导致受控DC源414提供所要求的偏压给之前所确定的麦克风。此后，断开麦克风，数字控制模块418的DC校正単元感测前置运算放大器504所接收的输入中所存在的偏移电压量，且提供相应的数字信号给伺服运算放大器506以消除该偏移电压。然后连接麦克风，且使用校正的麦克风接ロ 402用于正常工作。在正常工作期间，将麦克风所产生的AC信号的路径由于之前所讨论的DC伺服回路408的实现而与DC偏压信号的路径分离。此外，因为所有噪声信号路径都是差分的，所以在差分前置放大器406上有效地滤除了噪声信号。因此，麦克风组件400和相关的数字控制模块418的工作导致高质量音频再现的产生。麦克风组件400的麦克风接ロ 402将前置放大器406连接至麦克风404，用以提供无失真音频，同时使用少量部件。总结尽管用针对结构特征和/或方法的语言描述了麦克风组件和麦克风接ロ的实施方式，但应当理解，所附权利要求不限于所描述的具体特征或方法。而是，具体特征和方法作被公开为麦克风组件和麦克风接ロ的示例性实现。
权利要求
1.一种装置，包括 麦克风接口，所述麦克风接口配置成直接连接麦克风，其中，所述麦克风接口包括 DC伺服回路，所述DC伺服回路配置成为供应给所述麦克风的DC偏置电流提供DC路径；和 AC地线，所述AC地线用于为所述麦克风的AC输出提供AC路径，其中，所述AC路径与所述DC路径分离。
2.如权利要求I所述的装置，其中，所述DC伺服回路包括 受控DC源，所述受控DC源用于供应所述DC偏置电流给所述麦克风；和 伺服放大器，所述伺服放大器连接至所述受控DC源以控制供应至所述麦克风的DC偏置电流，其中，所述伺服放大器用于感测偏压所述麦克风所需要的DC偏置电流。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述伺服放大器配置成保持在前置放大器的两个输入端的DC电位基本上等于提供给所述麦克风的所述DC偏置电流产生的电位。
4.如权利要求I所述的装置，其中，所述AC路径将所述麦克风的AC输出端连接至前置放大器的输入端。
5.如权利要求I所述的装置，其中，所述装置还包括连接至所述麦克风接口的数字控制模块，所述数字控制模块配置成消除所述麦克风接口中的DC偏移。
6.如权利要求5所述的装置，其中，所述DC伺服回路还包括转换升压模块，其中，所述转换升压模块可由所述数字控制模块操作。
7.—种集成电路，包括 前置运算放大器；和 DC伺服回路，所述DC伺服回路配置成提供将麦克风无电容连接至所述前置运算放大器，所述DC伺服回路包括 伺服运算放大器，所述伺服运算放大器连接至所述前置运算放大器；和 伺服晶体管，所述伺服晶体管连接至所述伺服运算放大器，其中，所述伺服运算放大器控制所述伺服晶体管以改变供应给所述麦克风的DC偏置电流。
8.如权利要求7所述的集成电路，还包括麦克风偏置运算放大器，所述麦克风偏置运算放大器配置成为所述麦克风的AC输出提供AC路径，其中，所述AC路径和供应给所述麦克风的DC偏置电流的路径分离。
9.如权利要求7所述的集成电路，还包括 第一管脚接口，所述第一管脚接口用于将所述麦克风连接至所述前置运算放大器；和 第二管脚接口，所述第二管脚接口用于将带宽限制电容器连接至所述伺服晶体管。
10.如权利要求7所述的集成电路，其中，所述DC伺服回路还包括带宽限制电容器，以提供高阻抗给来自所述麦克风的音频输入。
11.如权利要求7所述的集成电路，其中，所述集成电路还包括 内部麦克风管脚，所述内部麦克风管脚用于将内部麦克风连接至所述前置运算放大器； 外部麦克风管脚，所述外部麦克风管脚用于将外部麦克风连接至所述前置运算放大器；和 麦克风开关，所述麦克风开关用于选择性地将所述内部麦克风或所述外部麦克风连接到所述前置运算放大器。
12.如权利要求7所述的集成电路，其中，所述DC伺服回路还包括与所述伺服运算放大器并联地连接至所述伺服晶体管的转换升压运算放大器。
13.如权利要求7所述的集成电路，其中，所述集成电路还包括电磁干扰EMI接收器，以捕获EMI信号并将所捕获的EMI信号提供给所述前置运算放大器。
14.如权利要求13所述的集成电路，其中，所述EMI接收器为无界的IC管脚接口。
15.如权利要求7所述的集成电路，还包括AC地线，其中，所述AC地线差分地连接至所述前置运算放大器，使得来自所述AC地线的耦合到所述前置运算放大器的噪声信号为差分噪声信号。
16.一种装置,包括 前置放大器； 麦克风接口，所述麦克风接口用于将至少一个麦克风的AC输出端连接至所述前置放大器，所述麦克风接口包括DC伺服回路；和 数字控制模块，所述数字控制模块可操作地连接至所述麦克风接口，其中，所述数字控制模块配置成消除来自所述麦克风接口的耦合到所述前置放大器的DC偏移。
17.如权利要求16所述的装置，其中，所述DC伺服回路包括 伺服放大器，所述伺服放大器用于确定所述麦克风所要求的DC偏置电流； 受控DC源，所述受控DC源用于将所确定的DC偏置电流提供给所述麦克风；和 转换升压模块，所述转换升压模块与所述伺服放大器并联，其中，所述转换升压模块可由所述数字控制模块操作，以降低所述伺服放大器的DC稳定时间。
18.如权利要求17所述的装置，其中，所述数字控制模块包括计数机构，以控制所述转换升压模块的工作的持续时间，且所述数字控制模块配置成在所述转换升压模块工作期间中断所述前置放大器的输出。
19.如权利要求17所述的装置，其中，所述数字控制模块包括校正单元，以确定所述DC偏移并将所确定的DC偏移提供给具有反极性的伺服放大器以消除所述DC偏移。
20.如权利要求16所述的装置，其中，所述装置选自手机、无绳电话、摄像机、录音装置、助听器、计算装置和笔记本电脑。
全文摘要
本发明描述了一种用于结合麦克风的电子装置的麦克风组件。所述麦克风组件包括将来自麦克风的输入直接连接到前置放大器的麦克风接口。为此，所述麦克风接口包括DC伺服回路。所述DC伺服回路提供用于将DC偏置电流供应给麦克风的DC路径和接收从麦克风所获得的AC输出的AC路径。所述AC路径和所述DC路径允许麦克风的AC输出与DC偏置电流分离。使用数量减少的IC管脚接口和外部部件实现所述麦克风接口，以达到装置的紧凑。
文档编号H03F3/45GK102860042SQ201080060345
公开日2013年1月2日 申请日期2010年10月20日 优先权日2009年11月3日
发明者里士·C·阿嘎沃尔, 夏姆·S·索马亚尤拉, 莱昂内尔·西马 申请人:意法爱立信有限公司, 意法爱立信印度有限公司