专利名称：具有宽动态范围的灵敏硅麦克风的制作方法
技术领域：
本发明涉及麦克风，并且更具体地涉及在半导体衬底上制造的静电麦克风。
背景技术：
正对微型麦克风进行越来越多的研究和开发工作。已提出了各种方法。在曰本专利申请特开No.2001-169395中公开了一种方法。该日本专利申请特 开中公开的现有技术微型麦克风属于将极薄的振动片的振动光学转换为电信 号的类型，并因此被称为"光学麦克风"。下文中描述现有技术的光学麦克风。在包装(package)内限定内部空间， 并通过遮光壁将该内部空间划分为多个腔室。分别将腔室分配给原声换能器， 即，原声波-电信号转换器，并且每个原声换能器由砷化镓的衬底和极薄振动 片构成。在砷化镓村底上集成激光二极管和光电二极管，并且它们对着极薄 振动片。激光二极管向极薄振动片发出光，并且从其反射光。反射光入射到 光电二极管上，并被转换为光电流。原声波引起极薄振动片的振动，并使得 入射光的量在腔室中发生变化。因此，光电流的量随着振动片的振动一起变 化。现有技术光学麦克风旨在对宽频率范围中的声波进行响应。原声换能器 具有与相邻频率范围部分重叠的不同频率范围，以便使得现有技术光学麦克 风响应于宽频率范围。MEMS(微电机械系统)技术的近来的发展使得可以在硅芯片上制造静电 麦克风。微型静电麦克风被称为"硅麦克风"。硅麦克风的典型例子具有均通 过微制造技术而在硅芯片上形成的膜片(diaphragm)和背板。膜片通过空气间 隙而与背板分开，以便与背板一起形成电容器。当声波正对膜片施加力时， 膜片变形，因此，电容器随着声压改变电容。从电容器取出表示电容的电信 号。由此，硅麦克风将声波转换为电信号。只要声压不超过临界值，硅麦克风就使得电信号的幅度很好地与声压成 比例。然而，硅麦克风在声压超出临界值之后不增大电信号的幅度。换言之，电信号饱和了。临界值上的声压称为"饱和声压"。术语"不饱和声压范围，，表示小于饱 和声压的声压的范围，并且是"动态范围，，的同义词。当声压正施加等于或大于饱和声压的声压时，硅麦克风进入"饱和状态"。在以下描述中，术语"声压"表示压强的幅度或者压强的最高值和压强 的下一最低值之间的差，并且对应于从理想麦克风取出的电信号的幅度，这 使得电信号的幅度与声压成比例而不具有饱和状态。另一方面，术语"幅度" 是从实际硅麦克风输出的电信号的最低峰值和最高峰值之间的差。术语"灵敏度"是表示硅麦克风的能力的另一数值，并且被定义为"电信号的幅度对于(in terms of)声音传播介质的单位压强的变化率"。具有高灵敏 度的硅麦克风能够将微弱的声音转换为电信号。然而，硅麦克风在相对小的 饱和声压值上进入饱和状态。另一方面，具有低灵敏度的硅麦克风具有宽动 态范围。然而，其难以将微弱的声音转换为电信号。由此，在动态范围和灵 敏度之间存在折衷。对于应用设计者而言，重要的是在被置于硅麦克风的操作环境中的应用 中将硅麦克风保持为不饱和状态。然而，通用硅麦克风的设计者难以准确预 料所有的操作环境。尽管发现多个原声换能器形成现有技术的麦克风装置以便向现有技术麦 克风装置给出方向性(directionality),但是多个原声换能器使得现有技术定向 麦克风装置体积太大。换言之，难以从多个原声换能器制造紧凑的定向麦克 风装置。发明内容因而，本发明的一个重要目的是提供具有宽动态范围以及相对低的声压 范围内的高灵敏度的半导体麦克风。本发明的另一重要目的是提供形成该半导体麦克风的一部分的信号处理 系统。本发明的再一重要目的是提供紧凑的定向半导体麦克风。 为达到该目的，本发明提出根据从灵敏度和饱和声压不同的多个原声换 能器输出的中间原声信号产生表示声波的复合原声信号。器，用于将声波转换为多个中间原声信号，该信号处理器对所迷中间原声信号执行信号处理以便产生复合原声信号，所述半导体麦克风包括外壳，具 有内部空间，并且被形成有允许声波进入所述内部空间的音孔；以及多个原 声换能器，被容纳在所述内部空间中，具有彼此不同的灵敏度的各个值和彼 此不同的所述声波的饱和声压的各个值，分别将所述声波转换为所述多个中 间原声信号，并且向信号处理器提供所述多个中间原声信号。根据本发明的另 一方面，提供了 一种用于将声波转换为复合原声信号的 半导体麦克风，包括外壳，具有内部空间，并且被形成有允许声波进入所 述内部空间的多个音孔；分隔壁结构，被提供于所述内部空间中，以便将所 述内部空间划分为多个隔间(compartment),所述多个隔间通过所述多个音孔 而选择性地向所述外壳的外部开放；多个原声换能器，分别被提供于所述多 个隔间中，并且将所述声波转换为多个中间原声信号；以及信号处理器，连 接到所述多个原声换能器，将延迟引入到所述多个中间原声信号中的所选的 一些中间原声信号中以便产生延迟原声信号，并且从所述延迟原声信号形成 复合原声信号，由此对半导体麦克风给出方向性。
根据以下结合附图进行的描述，将更清楚地理解硅麦克风的特征和优点, 附图中图1A是示出本发明的硅麦克风的组件的布置的平面图， 图1B是示出硅麦克风的系统配置的框图，图2是沿图lA的线III-in截取的且示出硅麦克风的结构的横截面视图， 图3是示出硅麦克风中合并的原声换能器的结构的横截面视图， 图4是示出原声换能器的膜片的平面图，图5A到5C是示出用于制造硅麦克风装置的工艺(process)的横截面视图， 图6是示出另一硅麦克风中合并的原声换能器的结构的横截面视图， 图7是示出硅麦克风中合并的信息处理系统的功能的框图， 图8是示出原声信号和声压之间的关系的曲线图， 图9是示出交叉衰落系数对于时间的曲线图，图IOA到IOC是示出通过执行计算机程序而实现的作业序列的流程图， 图ll是示出本发明的另一硅麦克风的功能的框图，图12是示出硅麦克风的中间原声信号和从中间原声信号产生的复合原 声信号的图，图13是示出本发明的再一硅麦克风的功能的框图， 图14是示出本发明的再一硅麦克风的功能的框图， 图15是示出硅麦克风中的标准化(normalizing)功能的框图， 图16A是示出本发明的再一硅麦克风的布置的平面图， 图16B是示出硅麦克风的集成电路装置的系统配置的框图， 图17是沿图16A的线V-V截取的且示出硅麦克风的结构的横截面视图， 图18是示出硅麦克风的集成电路装置的功能的框图， 图19是示出方向性的赋予(endowment)的构思的图,以及 图20是示出在本发明的再一硅麦克风中合并的信息处理系统的功能的 框图。
具体实施方式
实施本发明的半导体麦克风被用于将声波转换为中间原声信号。信号处 理器对中间原声信号执行信号处理以便产生复合原声信号。该半导体麦克风包括外壳和多个原声换能器。外壳具有内部空间，并且被形成有音孑L(sound hole)。所述多个原声换能器被容纳在该内部空间中。因 为音孔允许声波进入内部空间，所以声波到达所述多个原声换能器，并通过 所述多个原声换能器而被转换为多个中间原声信号。所述多个原声换能器具有彼此不同的各个灵敏度值和彼此不同的各个饱 和声压值。即，所述多个原声换能器在灵敏度和饱和声压上彼此不同。所述 多个中间原声信号的特定电势电平代表不同的声压值。将所述多个中间原声 信号从所述多个原声换能器提供给信号处理器，并且通过数据处理而从所述 多个中间原声信号产生复合原声信号。因为所述多个中间原声换能器在饱和声压上彼此不同，所以复合原声信 号具有比所述多个中间原声信号的每一个更宽的不饱和区。由此，实施本发 明的半导体麦克风使得可以产生具有宽不饱和区的复合原声信号。此外，将 所述多个原声换能器集成到外壳内，使得半导体麦克风紧凑。实施本发明的另一半导体麦克风大体上包括外壳、分隔壁结构、多个原 声换能器和信号处理器，并且将声波转换为复合原声信号。外壳具有内部空间，并且被形成有多个音孔。在外壳内部提供分隔壁结构，使得将内部空间 分为多个隔间。多个音孔允许声波进入内部空间，即，所述多个隔间。换言 之，所述多个隔间通过所述多个音孔而在声音上对外壳外部开放。所述多个原声换能器分别被提供于所述多个隔间中，并且将声波转换为 多个中间原声信号。信号处理器连接到多个原声换能器，使得将所述多个中 间原声信号从所述多个原声换能器提供到信号处理器以进行信号处理。信号 处理器将延迟？ 1入到所述多个中间原声信号中的所选的 一些中间原声信号中 以便产生延迟原声信号。信号处理器从延迟原声信号产生复合原声信号。因 为所述多个音孔被与声波源不同地隔开，所以音孔对半导体麦克风给出方向 性。在以下对本发明的实施例的描述中，术语"声压"表示压强的幅度或者 压强的最高值和压强的下 一最低值之间的差，并且对应于从理想麦克风取出 的电信号的幅度，这使得电信号的幅度与声压成比例而不具有饱和状态。另 一方面，术语"幅度，，是从实际硅麦克风输出的电信号的最低峰值和最高峰 值之间的差。术语"灵敏度"是表示硅麦克风的能力的另一数值，并且被定义为"电 信号的幅度对于声音传播介质的单位压强的变化率"。第一实施例首先参照附图的图1A和图1B,实施本发明的硅麦克风la大体上包括 硅麦克风装置10、集成电路装置20a和单个包装30a。例如，在移动电话和 PDA(个人数字助理)中提供硅麦克风la。在包装30a中限定内部空间，并且在包装30a中容纳硅麦克风装置10和 集成电路装置20a。包装30a被形成有音孔34a。因为从图1A所示的包装30a 中移除了盖子32a,所以点划线表示音孔34a的位置。声波通过音孔34a进入 内部空间，并到ii^圭麦克风装置10。硅麦克风10电连接到集成电路装置20a。通过硅麦克风装置10将声波 转换为4个中间原声信号Sl、 S2、 S3和S4，并且将中间原声信号S1、 S2、 S3和S4从硅麦克风装置10提供到集成电路装置20a。在硅麦克风装置10在 不同的四个值之间改变其灵敏度的情况下，在硅麦克风装置10中产生中间原 声信号S1、 S2、 S3和S4。集成电路装置20a基于中间原声信号Sl、 S2、 S3和S4产生复合原声信号S5。当声波正呈现相对低的声压值时，复合原声信 号S5相当于通过具有高灵敏度的硅麦克风产生的原声信号。另一方面，当声 波具有相对高的声压值，复合原声信号S5相当于通过具有低灵敏度的硅麦克 风产生的原声信号。由此，硅麦克风la呈现出可变灵敏度。因而，硅麦克风 la通过可变灵敏度而实现宽动态范围。图2示出了硅麦克风la的结构。包装30a分解为电路板31和盖子32a。 平板(flat)部分31a、壁部分31b和导电引线(未示出)一起形成包装30a。导电 图案31c被印刷在平板部分上，并且连接到导电引线(lead)。在平板部分31a 的内表面上安装硅麦克风装置10和集成电路装置20a，并且壁部分31b从平 板部分31a的外围沿上表面的垂直方向伸出。由此，壁部分31b形成开口。 用盖子32a封闭该开口 ，使得硅麦克风装置10和集成电路装置20a被容纳在 内部空间中。盖子32a与硅麦克风装置10的上表面以及集成电路装置20a的 上表面隔开。音孔34a位于集成电路装置20a的上方，并且硅麦克风装置IO偏离音孔 34a。这是因为呼吸中的湿气和唾液容易侵入音孔34a下方的空间。该偏离布 置防止硅麦克风装置IO碰到湿气和唾液。在硅麦克风装置10的上表面以及集成电路装置20a的上表面上形成导电 衬垫(pad)(未示出)。硅麦克风装置10上的几个导电村垫通过导电线22而连 接到集成电路装置20a的、充当信号输入节点的导电衬垫，并且充当信号输 出节点的其它导电衬垫通过导电图案31c而连接到导电引线。通过其它导电 引线向硅麦克风装置IO和集成电路装置20a提供电力和地电势。由此，在衬底31上集成硅麦克风装置10和集成电路装置20，并且通过 硅麦克风装置10和集成电路装置20之间的协作，将声波转换为到包装30a 外部的复合原声信号S5。硅麦克风装置的结构通过MEMS技术来在硅衬底上制造硅麦克风装置10。硅麦克风装置10 大体上包括框架结构10a和原声换能器IIA、 IIB、 IIC和IID。在此实例中， 在硅麦克风装置10中集成了四个原声换能器IIA、 IIB、 11C和11D。 4个圆 柱中空(hollow)空间14A、 14B、 14C和14D被形成于框架结构10a的四分之 一部分中，并且平行于框架结构10a的垂直方向而延伸。4个圆柱中空空间 (space)14A到14D分别被分配给4个原声换能器11A到IID，并且由框架结构10a支撑4个原声换能器llA到IID。4个原声换能器IIA到IID彼此独立，并且分别将声波转换为中间原声 信号S1到S4。换言之，4个原声换能器IIA到IID彼此并行地操作，以产 生中间原声信号S1到S4。原声换能器11A到IID属于通过电容变化来将声 波转换为中间原声信号S1到S4的类型。原声换能器IIA到IID在灵敏度上 彼此不同，使得传播到四个原声换能器IIA到IID的声波使得中间原声信号 Sl到S4具有彼此不同的幅度。如图3和图4所示，框架结构10a包括半导体衬底12和在半导体衬底 12上生长的支撑层13。在此实例中，半导体衬底12由单晶硅制成，支撑层 13由氧化硅制成。如前所述，以穿透支撑层13和硅衬底12的方式来在框架 结构10a中形成圆柱中空空间14A到14D，并且所述圓柱中空空间14A到14D 在直径上;f皮此不同。原声换能器14A到14D中的每一个包括膜片15和背板16。膜片15和 背板16由硅制成。在背板16中形成多个小通孔17,并且由支撑层13相互 平行地支撑膜片15和背板16。膜片15通过极窄的间隙18而与背板16隔开， 并且膜片15和背板16充当电容器的电极。膜片15与支撑层13无关地振动， 背板16相对于支撑层13静止。原声换能器11A到IID的灵敏度取决于纟支暴 露给声波的膜片15的面积。因为膜片15的外围部分4皮嵌入到支撑层13中， 所以膜片15的振动部分在面积上等于圆柱中空空间14A、 14B、 14C和14D 的横截面，并且圆柱中空空间14A到14D在横截面面积上^皮此不同。由此， 圆柱中空空间14A到14D使得原声换能器IIA到IID在灵敏度上彼此不同。当激励硅麦克风la时，使膜片15向相关联的背板16偏移，并且在膜片 15和相关联的背板16之间产生电势差。假设声波到达原声换能器11A到11D。 当声波正对膜片15施加声压时，声压引起膜片15的振动。振动的膜片15使 得与相关联的背板16的间隙18反复变化，因此原声换能器11A到IID的电 容根据与相关联的背板16的间隙18而变化。从原声换能器11A到IID取出 变化的电容，作为中间原声信号Sl到S4。如前所述，振动部分的直径彼此不同。尽管声波在膜片15的所有振动部 分上均匀地施加声压(假设膜片的抗挠刚度彼此相等)，但是由于直径的差异， 在膜片15之间振动幅度不同。电容根据间隙18以及因此根据振动幅度而变 化。由此，中间原声信号Sl到S4在存在相同声波的情况下具有不同的幅度值。换言之，四个原声换能器14A到14D呈现出彼此不同的灵敏度。 原声换能器的制造工艺如下制造硅麦克风装置10。图5A到图5C示出了用于制造硅麦克风装 置IO的工艺。该工艺以单晶硅的衬底111的制备开始。在衬底111的主表面的整个表 面上方沉积二氧化硅Si02,以便形成氧化硅层112，之后，在氧化硅层112 的整个表面上方沉积多晶硅，以便在氧化硅层112上形成多晶硅层113。氧化硅层112充当牺牲层。在此实例中，通过化学气相沉积技术来生长 氧化硅和多晶硅。当正沉积多晶硅时，例如，通过使用原位(insitu)掺杂技术 来将诸如磷的n型杂质掺杂到多晶硅中。在多晶硅的沉积之后，热扩散P20s, 使得用n型杂质重掺杂多晶硅。在引入n型杂质时，可采用离子注入。将抗光(photo-resist)溶液旋涂(spin)到多晶硅层113上，并将其烘干以便 形成抗光层。将蚀刻掩模114的潜像从光掩模(未示出)光学转印到抗光层上， 并且显影该潜像，使得在多晶硅层113上留下蚀刻掩模114,如图5A所示。蚀刻掩模114具有四个圓盘部分，它们对应于膜片15。在存在蚀刻剂的 情况下部分地蚀刻掉多晶硅层113，并且蚀刻掩冲莫114防止膜片15接触到蚀 刻剂。结果，在氧化硅层112上留下膜片15。剥除蚀刻掩模114。接着，在所得的结构的整个表面上沉积二氧化硅，以便形成氧化硅层 115，之后，在氧化硅层115上方沉积多晶硅。还通过原位掺杂技术来将硼掺 杂到多晶硅中。膜片15被氧化硅层115所覆盖，氧化硅层115又被多晶硅层 116所覆盖。将抗光溶液旋涂到多晶硅层116的整个表面上，并且将其烘干以形成抗 光层。将蚀刻掩模117的潜像从光掩模光学转印到抗光层上，并且将其显影 以使得在多晶硅层116上留下蚀刻掩模117,如图5B所示。在要形成小通孔 17的区域上方，蚀刻掩模117被形成有通孔。蚀刻掩模117具有对应于背板16的圆盘部分。所得的结构被暴露给蚀刻 剂。尽管在存在蚀刻剂的情况下部分地去除多晶硅层116，但蚀刻掩模117 防止背板16接触蚀刻剂，并且在氧化硅层115上留下背板16。剥除蚀刻掩 模117。接着，在衬底111的反面上形成抗光蚀刻掩模(未示出)，并且要形成圆 柱中空空间14A到14D的区域不被抗光蚀刻掩模覆盖。衬底111受到深RIE(反应离子蚀刻)，即，各向异性干式蚀刻，以实现大的纵横比(aspect radio)。将 衬底111部分地蚀刻掉，直到露出氧化硅层112为止。这样，在衬底111中 形成圓柱中空空间14A到14D。剥除蚀刻掩模。所摹制(pattern)的衬底111充 当衬底12。接着，在背板16上摹制抗光蚀刻掩模118。尽管背板16的外围区域和 背板16周围的氧化硅层115的外围区域被抗光蚀刻掩模118所覆盖，但背板 16的中央区域未被抗光蚀刻掩模118所覆盖。在背板16的中央区域中形成 小通孔17。所得的结构被浸入湿蚀刻剂(例如氟酸溶液)中。氟酸溶液透入小 通孔17,并且从所得的结构中去除背板16下方的氧化硅。结果，膜片15与 背板16由间隙18隔开。还从所得的结构中去除暴露给圓柱中空空间14A到 14D的氧化硅，并且将膜片15暴露给圆柱中空空间14A到14D。剥除抗光蚀 刻掩模118，并且完成由框架结构10a支撑的原声换能器IIA到IID。所摹 制的氧化硅层112和115 —起形成支撑层13。尽管在上述实施例中在衬底12上集成原声换能器IIA到IID，但如图6 所示，可在各个支撑结构IOA、 ...IOC、...的衬底上分别形成另一硅麦克风 1A1的、在灵敏度上彼此不同的原声换能器11A，、…11C，、…。硅麦克风1Aa 还包括集成电路装置20Aa和包装30Aa。在原声换能器11A，、 ...11C，、...上 方形成音孔34Aa，并且由于在物理上独立的原声换能器11A，、 ...11C，、...， 导电图案31Ac不同于导电图案31c。尽管原声换能器IIC，直接连接到集成电 路装置20Aa,但其它原声换能器IIA，...通过导电线33和导电图案31Ac而 连接到集成电路装置20Aa。然而，包装30Aa的其它特征类似于包装30a的 特征。用指定包装30a的相应组成部分的参考标记来标记包装30Aa的其它组 成部分，而不加详细描述。集成电路装置20Aa与集成电路装置20a相同。集成电^各装置如前所述，原声换能器11A到IID在灵敏度上彼此不同。中间原声信号 Sl、 S2、 S3和S4基本与膜片15的振动幅度成比例地波动，因此与声压成比 例。所有中间原声信号Sl到S4在特定值上饱和。换言之，在所有中间原声 信号Sl到S4中找到共同的动态范围。不同的灵敏度值表示中间原声信号Sl 到S4具有对于单位声压值的中间原声信号Sl到S4的幅度变化率的各个值。 由于这一原因，中间原声信号的饱和幅度表示不同的声压值，即，不同的饱 和声压PA、 PB、 PC和PD的值。饱和声压PA、 PB、 PC和PD分别对应于可由原声换能器IIA、 IIB、 11C 和IID检测到的声压的最大值。原声换能器IIA、 IIB、 11C和11D的灵敏 度分别带有"SA"、 "SB"、 "SC，，和"SD"。原声换能器IIA呈现最高的灵敏 度，原声换能器IID呈现最低的灵敏度。灵敏度SA之后是灵敏度SB，灵敏 度SB之后是灵敏度SC,即，SA>SB>SC>SD。换言之，膜片越宽，则灵敏 度越高。集成电路装置20a从原声换能器IIA到11D接收中间原声信号S1、 S2、 S3和S4，并且对声压数据执行数据处理，以产生复合原声信号S5。当声压 较小时，根据从具有最高灵敏度SA的原声换能器IIA输出的声压数据产生 复合原声信号S5。当声压从小声压区域增大时，原声换能器从11A通过11B 和11C改变到IID，并且根据从原声换能器IIB、 11C和11D中所选的原声 换能器输出的声压数据产生复合原声信号S5。由此，增宽了复合原声信号S5 的动态范围，而不牺牲小声压区域中的高灵每文度。集成电路装置20a基于中间原声信号Sl到S4产生复合原声信号S5。模 数转换器21和信息处理系统22a被合并到集成电路装置20a中，如图1B所 示。原声换能器11A到11D连接到冲莫数转换器21，使得以采样间隔周期性地 采样中间原声信号Sl到S4的波形上的离散值，并将该离散值转换为数字原 声信号DS1、 DS2、 DS3和DS4。尽管在附图中未示出，但信息处理系统22a包括微处理器、信号输入电 路、程序存储器、非易失性数据存储装置、工作存储器、外围处理器、信号 输出电路和共享总线系统。微处理器、输入电路、程序存储器、工作存储器、 外围处理器和信号输出电路连接到共享总线系统，使得微处理器通过共享总 线系统而与外围处理器、信号输入电路、程序存储器、工作存储器和信号输 出电路通信。由此，微处理器充当中央处理单元，以便监管其它系统组件。对应于饱和声压的幅度临界值被存储在用于原声换能器11A、11B和11C 的非易失性数据存储装置中。原声换能器IIA具有最小的饱和声压值。原声 换能器11B的饱和声压值比原声换能器11A的饱和声压值更大，且比原声换 能器IIC的饱和声压值更小。因此，原声换能器IIA的临界值最小，原声换 能器11B的临界值比原声换能器IIA的临界值大而比原声换能器11C的临界 值小。原声换能器IID在原声信号S4的动态范围内不进入饱和状态。还在用于四个原声换能器11A到11D的非易失性存储器中存储交叉衰落系数和时间之间的关系。下面将详细描述交叉衰落的系数。 信息处理系统的功能计算机程序被存储在程序存储器中，并且在微处理器上运行，以便实现图7所示的功能。下面参照图7描述通过执行计算机程序而实现的功能。模数转换器21将数字原声信号DS1到DS4提供到信号输入电路。微处 理器周期性地从信号输入电路提取由数字原声信号DS1到DS4表示的离散 值，并且该离散值被临时存储在工作存储器中。所述功能被分解为称为"复合(composition)控制221a"、"标准化 (normalization)226aA、 226aB和226aC，，、以及"复合227a，，的多个子功能。 复合控制221a还分解为称为"声压数据的获取222"、"原声换能器的选择 223a"、"饱和声压数据的获取224"和"交叉衰落系数的确定"的子功能。下 面详细描述子功能。通过标准化226aA、 226aB和226aC来标准化原声^:字信号DS1、 DS2 和DS3。如前所述，原声换能器IIA到IID具有不同的灵敏度值SA、 SB、 SC和SD。图8示出相对于声压的原声信号Sl到S4的幅度。线条(plot)llA，、 11B，、 IIC，和IID，代表从原声换能器IIA到IID输出的声音信号Sl到S4 的幅度与声压之间的关系。如将从线条11A，到IID，理解的，即使在某一值上 找到声压，原声信号Sl到S4也具有不同的幅度值。线条11A，、 11B，、 IIC， 和IID，上的比例关系在值PA、 PB和PC处被破坏，并且饱和声压在原声换 能器11A到IID之间也不同。"PA"、 "PB"和"PC"分别表示原声换能器 11A、 11B和11C的饱和声压，并且对应于原声信号Sl到S3的幅度的临界 值THA、 THB和THC。饱和声压数据表示临界值THA、 THB和THC。转回图7,在原声换能器IIA、 IIB和IIC在灵敏度上与原声换能器11D 相等的假设下，标准化226aA、226aB和226aC使得数字原声信号DS1到DS4 的离散值变为标准化离散值。标准化是复合227a之前的初步数据处理。通过 放大或乘以灵敏度的比率而标准化数字原声信号DS1到DS4的离散值。例如， 将数字原声信号DS1的离散值放大或乘以比率SD/SA。类似地通过SD/SB和 SD/SC来放大其它数字原声信号的离散值。由此，原声换能器IID充当标准。 由于这一原因，不对数字原声信号DS4执行标准化。通过复合227a产生复合原声信号S5。如后面结合原声换能器的选择223a 将描述的，在复合控制221a的监管下，部分地从数字原声信号DS1到DS4中的每一个并且部分地从数字原声信号DS1到DS4中所选的两个来产生复合 原声信号S5。为了控制所述复合，首先通过声压数据的获取222来确定声波的声压。 原声换能器IID具有最宽的声压的可检测范围，使得基于数字原声信号DS4 的离散值的包络线来确定表示声压的当前(current)离散值A，即幅度A。如前所述，临界值THA、 THB和THC被存储在非易失性数据存储装置 中。通过饱和声压数据的获取224,从非易失性数据存储装置读出临界值 THA、 THB和THC。将声压的当前值A与表示饱和声压PA、 PB和PC的临 界值THA、 THB和THC进行比较，以查看要选择原声换能器IIA、 IIB、 11C 还是IID。当数字原声信号DS4的当前值A小于对应于饱和声压PA的临界 值THA,即A〈THA时，将选择原声换能器IIA。当该当前值A落入等于大 于临界值THA且小于临界值THB的范围内，即THA^A〈THB时，从四个中 选择原声换能器IIB。如果该当前值A落入等于大于临界值THB且小于临界 值THC的范围内，即THBSA〈THC,则从四个中选择原声换能器IIC。当该 当前值A等于或大于临界值THC,即THC^A时，从四个中选择原声换能器 IID。当未在临界值THA、 THB和THC的邻域(vicinity)中找到当前值A时， 从信息处理系统22A输出数字原声信号DS1、 DS2、 DS3或DS4的标准化值， 作为复合原声信号S5。然而，如果在临界值THA、 THB和THC之一的邻域 中找到当前值A,则通过交叉衰落技术产生复合原声信号S5的相应部分。换 言之，当在临界值THA、 THB或THC的邻域中找到当前值A时，离散原声 信号DS1、 DS2或DS3的标准化值渐弱(fadeout)，并且离散原声信号DS2、 DS3或DS4的标准化值渐显(fade in)。交叉衰落需要系数，通过子功能"交 叉衰落系数的确定"来确定该系数。图9示出了相对于时间的交叉衰落系数。线条S1代表要施加到当前使用 的原声换能器11A、 IIB或IIC的标准化值的系数，而线条S2代表要施加到 将从当前使用的原声换能器IIA、 11B或11C改变的原声换能器IIB、 11C 或IID的标准化值的系数。线条S1上的系数随时间减小，而线条S2上的系 数随时间增大。图IOA到IOC示出计算机程序的作业序列。该计算机程序具有主例程和 子例程。通过计时器中断，主例程周期性地分支到子例程。每个计时器中断在预定时间段期满时发生。计时器中断以近似等于借助于模数转换器21进行 的模数转换的采样间隔的预定时间间隔发生。当对硅麦克风加电时，计算机程序开始在^f效处理器上运行。首先，如图IOA的步骤SI,微处理器执行系统初始化。当微处理器正初始化系统时，将 工作存储器中的预定存储位置分配给新的离散值，并且在工作存储器的另一 存储位置处定义地址指针。地址指针表示存储系数值的地址。从由地址指针 之一表示的地址读出线条S1上的系数值，并且从由其它地址指针表示的地址 读出线条S2上的系数值。(见图9)。地址指针被递增，使得线条S1上的值和 线条S2上的值随着时间分别减小和增大。当地址指针递增到"1"时，地址 计数器表示存储了 tl处的系数值的地址。在完成系统初始化时，如步骤Sll，微处理器检测工作存储器，以查看 是否在预定存储位置中存储新的离散值。当步骤Sll处的答复被给出为否定"否"时，微处理器重复步骤S11处 的作业，并等待步骤Sll处的答复改变。当在预定存储位置中存储了新的离 散值时，步骤Sll处的答复变为肯定"是"。由于步骤Sll处的肯定答复"是，，，如步骤S12,微处理器从工作存储器 读出新的离散值，并且如步骤S13,标准化数字原声信号DS1到DS3的新离 散值。已经结合图7中的框226aA、 226aB和226aC处的功能"标准化"描 述了标准化。如步骤S14,微处理器在工作存储器中存储标准化值。接着，如步骤S15,微处理器从工作存储器读出关于数字原声信号DS4 的新离散值A，并如步骤S16，将新离散值A与临界值THA、 THB和THC 比较，以查看新离散值落入什么范围。已经结合框223a和224描述了临界值 THA、 THB和THC和比较。当发现新离散值A在小于临界值THA的范围内时，如步骤S17，微处 理器从四个中暂时选择原声换能器IIA和IIB。当发现新离散值A在等于临 界值THA且小于临界值THB的范围内时，如步骤S18，微处理器从四个中 暂时选择原声换能器IIA、 11B和11C。当发现新离散值A在等于临界值THB且小于临界值THC的范围内时， 如步骤S19，微处理器从四个中暂时选择原声换能器IIB、 11C和11D。当发 '现新离散值A在等于或大于临界值THC的范围内时，如步骤S20，微处理器 从四个中暂时选择原声换能器IIC和IID。假设在步骤S17处选择原声换能器11A和IIB。如步骤S21，微处理器 检查新离散值A,以查看新离散值A是否落入临界值THA的邻域中。如果 新离散值A落入临界值THA的邻域中，则步骤S21处的答复被给出为肯定 "是"，微处理器前进到步骤S32。另一方面，当发现离散值A在临界值THA 的邻域之外时，步骤S21处的答复被给出为否定"否"，微处理器前进到步骤 S31。假设在步骤S18处选择原声换能器IIA、 11B和11C。如步骤S23，微处 理器4企查新离散值A,以查看新离散值A是否落入临界值THA或THB的邻 域。如果新离散值A落入临界值THA或THB的邻域，则步骤S23处的答复 被给出为肯定"是"，并且如步骤S25，微处理器放弃原声换能器IIA或IIC。 具体地，当发现新离散值A在临界值THA的邻域中时，微处理器放弃原声 换能器11C。另一方面，当发现新离散值A在临界值THC的邻域中时，微处 理器放弃原声换能器IIA。然而，如果发现新离散值A在临界值THA和THB 的邻域之外，则步骤S23处的答复被给出为否定"否"，并且如步骤S24,微 处理器放弃原声换能器IIA和IIC这两者。在完成步骤S24处的作业时，微 处理器前进到步骤S31。另一方面，当微处理器完成步骤S25处的作业时， 微处理器前进到步骤S32。假设在步骤S19处选择原声换能器IIB、 11C和11D。如步骤S26,微处 理器检查新离散值A,以查看新离散值A是否落入临界值THB或THC的邻 域。如果新离散值A落入临界值THB或THC的邻域，则步骤S26处的答复 被给出为肯定"是"，并且如步骤S28，微处理器放弃原声换能器IIB或IID。 具体地，当发现新离散值A在临界值THB的邻域中时，微处理器放弃原声 换能器11D。另一方面，当发现新离散值A在临界值THC的邻域中时，微处 理器放弃原声换能器IIB。然而，如果发现新离散值A在临界值THB和THC 的邻域之外，则步骤S26处的答复被给出为否定"否"，并且如步骤S27,微 处理器放弃原声换能器IIB和IID这两者。在完成步骤S24处的作业时，微 处理器前进到步骤S31。另一方面，当微处理器完成步骤S28处的作业时， 微处理器前进到步骤S32。假设微处理器在步骤S20处选择原声换能器11C和IID。如步骤S29, 微处理器检查新离散值A，以查看是否发现新离散值A在临界值THC的邻域 中。如果发现新离散值A在THC的邻域中，则步骤S29处的答复被给出为肯定"是"，微处理器前进到步骤S32。另一方面，如果发现离散值A在临界 值THC的邻域之外，则步骤S29处的答复被给出为否定"否"，并且如步骤 S30,微处理器放弃原声换能器IIC。在完成步骤S30处的作业时，微处理器 前进到步骤S31。由此，在发现新离散值A在临界值THA、 THB和THC的 邻域之外的条件下，微处理器前进到步骤S31,并且在发现新离散值A在临 界值THA、 THB或THC的邻域中的条件下，前进到步骤S32。当发现新离散值A在临界值THA、 THB和THC的邻域之外时，不需要 任何交叉衰落。由于这一原因，在步骤S31,微处理器将新离散值从工作存 储器传输到信号输出电路。另一方面，如果发现新离散值A在临界值THA、THB或THC的邻域中， 则微处理器如下执行交叉衰落。首先，如步骤S32，微处理器检查工作存储器，以查看前一离散值是否 落入邻域中。如果步骤S32处的答复被给出为否定"否"，则如步骤S33,微 处理器将地址指针重置为0，并递增地址指针。当地址指针从O递增到"1" 时，地址指针表示存储tl处的系数值的地址。另一方面，当发现前一离散值在邻域中时，要随着时间从tl推移而递增 地址。由于这一原因，微处理器前进到步骤S34，并且递增地址指针。由此，如步骤S35,从非易失性存储器中的地址连续读出系数值。如步 骤S36,微处理器从工作存储器读出新离散值，并且如步骤S37,基于新离散 值和系数计算复合原声信号S5的值。在完成计算时，如步骤S38,微处理器 将复合原声信号的值传输到信号输出电路。微处理器从步骤S31或S38返回 步骤Sll。因此，微处理器重复由步骤Sll到S38组成的循环。当要改变原 声换能器时，原声换能器在邻域中相互重叠，并且通过交叉衰落产生复合原 声信号的值。如将从图IOA到IOC所示的流程图理解的，通过执行计算机程序来实现 功能"标准化"、"复合控制"和"复合"。本发明的硅麦克风la具有灵敏度不同的多个原声换能器IIA到IID,并 且通过复合，从原声信号S1、 S2、 S3和S4产生复合原声信号S5。当声压相 对低时，根据从具有相对高的灵敏度的原声换能器IIA、 11B或11C输出的 原声信号S1、 S2或S3产生复合原声信号S5。当表示声压的离散值等于或大 于原声信号S3的临界值THC时，根据从具有最低灵敏度的原声换能器11D输出的原声信号S4产生复合原声信号S5。然而，原声换能器响应于最宽的 声压范围。结果，本发明的硅麦克风la实现宽声压范围中的线性声音-信号 转换特性，而不损失相对低的声压处的灵敏度。当改变原声换能器时，第一实施例的硅麦克风la对在临界值THA、THB 或THC两侧的从原声换能器输出的声音信号执行交叉衰落，使得复合原声信 号S5没有不期望的噪声。因为声压-电信号特性部分地彼此重叠，所以硅麦 克风la使得可以执行交叉衰落。相对于从具有最低灵敏度的原声换能器11D输出的声压数据来标准化来 自原声换能器IIA、 11B和11C的声压数据。原声换能器呈现出宽的动态范 围，使得从多个原声换能器中选择最佳的 一个或多个原声换能器。在单个衬底上集成原声换能器IIA到IID，使得简化制造工艺。第二实施例转到附图的图11,实施本发明的另一硅麦克风lb大体上包括多个原声 换能器IIA、 IIB、 11C和11D以及集成电路装置22b。原声换能器11A到 11D与第一实施例中的那些相同，并且为了简单起见，下文中不进行进一步 的描述。集成电路装置22b被适配为实现功能"复合227b"，通过其，中间原声 信号Sl到S4复合成复合原声信号DS5a。对于复合227b,集成电路装置22b 计算表示中间原声信号Sl到S4的幅度的值的总和、或者平方值的总和的平 方根。在此实例中，在单个半导体芯片上集成模数转换器和微处理器，并且 通过执行计算机程序实现以下功能。图12示出集成电路装置22b的功能。PLll、 PL12、 PL13和PL14代表 声压和中间原声信号S1、 S2、 S3和S4的幅度之间的关系。尽管实际的中间 原声信号Sl到S4具有如图8所示的比例区域和非比例区域，但为了简单， 将图12所示的中间原声信号的幅度线性增大，直到饱和状态为止。当模数转换器正周期性地将线条PLll到PL14上的离散值输出到微计算 机时，微计算机与模数转换同步地提取离散值，并且将离散值临时存储在内 部工作存储器中。从内部工作存储器顺序地读出离散值，并将其彼此相加。 结果，在内部寄存器中留下离散值的总和。从微计算机输出如PL15a所示的 总和。17另外，对离散值求平方，并将平方值彼此相加。从平方值的总和提取平方根的值。从微计算机输出如PL15b所示的平方值的总和的平方根。将线条PL11到PL14相互比较，可理解，特定声压上的中间原声信号 S1到S4的幅度随着灵敏度一起增加。灵敏度越大，则幅度越高。线条PLll 上的离散值占据线条PL15a上的总和的大部分，以及线条PL15b上的平方值 的总和的平方根的大部分，直到线条PLll饱和为止。在线条PLll饱和之后， 线条PL12上的离散值对总和以及平方值的总和的平方根的影响比其它线条 PLll、 PL13和PL14上的离散值更大，直到线条PL12饱和为止。然而，在 线条PL13饱和之后，所述总和以及平方值的总和的平方根随着线条PL4上 的离散值一起增加。由此，当将相对低的声压输入到硅麦克风中时，具有相 对大的灵敏度的原声换能器对所述总和以及平方值的总和的平方根的影响比 具有相对小的灵敏度的原声换能器更大，从而在相对大的灵敏度的条件下产 生复合原声信号DS5a。尽管具有相对大的灵敏度的原声换能器的影响随着声 压的增加而减小，但所述总和以及平方值的总和的平方根一直增加到线条 PL14饱和为止。换言之，在线条PL14饱和之前，线条PL15a和线条15b不 饱和。由此，硅麦克风响应于宽的声压范围，而不牺牲相对低的声压区域中 的灵敏度。离散值的加法或平方值的总和的平方根的计算是期望的，因为在所述总 和或平方值的总和的平方根中，由于随机噪声而产生的值的权重较小。第三实施例转到附图的图13,实施本发明的另一硅麦克风lc大体上包括多个原声 换能器IIA到11D以及集成电路装置22c。原声换能器IIA到IID与第一实 施例中的那些相同，并且由于这一原因而不在下面进行描述。框221b、 222、 223b、 224、 225、 226aA到226aC、 227c、 229A到229C和230以及圆228A 到228C代表集成电路装置22c的功能。标准化226aA、 226aB和226aC类似于第一实施例中的那些，并且用复 合227c和复合控制221b分别代替复合227a和复合控制221a。由于这一原因， 将描述集中于复合227c和复合控制221b。复合控制221b分解为子功能"声压数据的获取222"、"原声换能器的选 择223b"、"饱和声压数据的获取224"和"交叉衰落系数的确定225"。子功能"声压数据的获取222"、"饱和声压数据的获取224"和"交叉衰落系数的 确定225"类似于第一实施例中的那些，为避免重复，下文中不进行进一步 的描述。当通过声压数据的获取而确定了当前离散值A时，通过饱和声压数据的 获取224,将图8所示的临界值THA、 THB和THC传输到原声换能器的选 择223b,并且将当前离散值与临界值THA、 THB和THC进行比较，以便选 择原声换能器11A到11D中的一个或多个。当该当前离散值A小于临界值 THA ，即A<THA时，通过原声换能器的选择223b选择所有的原声换能器11A 到11D。如果该当前离散值A等于或大于临界值THA且小于临界值THB， 即THA^A〈THB,则从四个中选择原声换能器11B、 11C和11D。如果当前 离散值A等于或大于临界值THB且小于临界值THC，即THB^A〈THC,则 从四个中选择原声换能器11C和11D。如果当前值A大于临界值THC,即 THCSA,则仅仅从四个中选择原声换能器11D。功能"复合"分解为子功能"加法"228A、 228B和228C，"除法"229A、 229B和229C以及"交叉衰落230"。通过子功能228C将关于数字原声信号 DS4的离散值加到关于数字原声信号DS3的离散值上，并且通过子功能228B 将关于数字原声信号DS2的离散值加到关于数字原声信号DS4和DS3的离 散值的总和上。通过子功能228A将关于数字原声信号DS1的离散值加到关 于数字原声信号DS4、 DS3和DS2的离散值的总和上。根据通过子功能223b 选择的原声换能器来选择性地实现子功能228A、 228B和228C。通过子功能229A、229B或229C将离散值的总和除以被彼此相加的离散 值的数目。尽管商(quotient)本身是从集成电路装置22d输出的，但是在当前 离散值A落入临界值THA、 THB和THC的邻域内的条件下，使得商经受交 叉衰落230。交叉衰落230类似于结合复合227a描述的交叉衰落，并且为避 免重复而省略详细描述。当发现声波在小声压区域中时，从具有高灵敏度的原声换能器的中间原 声信号Sl产生复合原声信号S5b。这是因为原声信号Sl对从原声信号Sl到 S4产生的复合原声信号S5b具有期望的影响的事实。原声换能器IIA到11D 被选择性地用于在PA和PC之间的声压区域中产生复合原声信号S5b。然而， 当声波具有比饱和值PC更大的声压值时，从具有最宽的动态范围的原声换 能器IID的中间原声信号S4产生复合原声信号。如将从前述描述中理解的，第三实施例的硅麦克风响应于宽的声压范围， 而不牺牲小声压区域中的高灵敏度。因为在加法228A、 228B和228C之后是除法229A、 229B或229C，所 以复合原声信号S5b在相对窄的数值范围内变化，使得容易在应用装置中处 理复合原声信号S5b。通过多个离散值的加法减少了随机噪声。交叉衰落使得从复合原声信号S5b中消除噪声。第四实施例图14示出了实施本发明的再一硅麦克风ld的功能。实施本发明的再一 硅麦克风ld大体上包括多个原声换能器IIA到11D以及集成电路装置22d。 原声换能器11A到IID与第一实施例中的那些相似，并且由于这一原因而在 下文中不详细描述。框221b、 222、 223b、 224、 225、 226bA到226bC、 227c、 229A到229C和230以及圆228A到228C代表集成电路装置22d的功能。复合227c和复合控制221b类似于第三实施例中的那些，并且用标准化 226bA、 226bB和226bC代替标准化226aA、 226aB和226aC。由于这一原因， 将描迷集中于标准化226bA到226bC。尽管在标准化226aA、 226aB和226aC中，将数字原声信号DS1、 DS2 和DS3的离散值放大了比率SD/SA、 SD/SB、 SD/SC的固定值，但是比率 SD/SA、 SD/SB、 SD/SC在标准化226bA、 226bB和226bC中是可变的。具体地，图15示出了标准化226bA的功能。其它标准化226bB和226bC 在功能上与标准化226bA相同。标准化226bA的功能分解为放大2261A、数 字原声信号的离散值的确定2262A和》丈大因子的确定2263A。如下确定放大因子。将数字原声信号DS4的当前离散值从子功能"声压 数据的获取222"转发到子功能"放大因子的确定2263A",并且将数字原声 信号DS1的标准化离散值从子功能"离散值的读出2262A"转发到子功能"放 大因子的确定2263A"。通过子功能"放大因子的确定2263A"将比率SD/SA 乘以增益，即比率DDS4/DDS1，其中DDS4和DDS1代表数字原声信号DS4 的当前离散值和数字原声信号DS1的标准化离散值。将乘积 (SD/SAxDDS4/DDSl)从子功能"放大因子的确定2263A"提供到子功能"放大 2261A"，作为放大因子。通过子功能"放大2261A，，将数字原声信号DS1的离散值乘以放大因子(SD/SAxDDS4/DDSl), 并且将乘积 (DDSlx(SD/SAxDDS4/DDSl))从子功能"放大2261A"提供到子功能"加法 228A"。如将从前述描述中理解的，类似于第一到第三实施例，硅麦克风ld响应 于宽的声压范围中的声波，而不牺牲小声压区域中的高灵敏度。此外，通过比率(SD/SA)和比率(DDS4/DDS 1 )之间的放大来校正放大因 子。比率(SD/SA)是由于原声换能器IID和原声换能器IIA之间的灵敏度差 异导致的校正因子，并且比率(DDS4/DDS1)是由于数字原声信号DS4和DS1 所表示的当前声压的差异导致的另一校正因子。由此，相对于数字原声信号 DS4的离散值而准确地标准化数字原声信号DS1、 DS2和DS3的离散值。第五实施例转到附图的图16A和16B,另一硅麦克风le大体上包括硅麦克风装置 10b、集成电路装置20b和包装30b。类似于第一实施例的硅麦克风装置10a， 硅麦克风装置10b具有多个原声换能器IIA、 IIB、 11C和11D,并且通过原 声换能器IIA到11D同时将声波转换为中间原声信号Sl、 S2、 S3和S4。中 间原声信号Sl到S4被从硅麦克风装置10b提供到集成电路装置20b,并且 在集成电路装置20b中经受预定信号处理。基于中间原声信号Sl到S4,通 过该预定信号处理而产生复合原声信号，并将其从硅麦克风le输出。尽管对于所有原声换能器11A到11D而在包装30a中形成单个音孔34a, 但是如图17所示，通过分隔壁36、 37和38将包装30b的内部空间分为多个 子空间。包装30b分为电路板31和盖子32b。分隔壁30b从电路板31向上 伸出，并且在如图16A中的点划线所示的横向方向上延伸。分隔壁37从盖 子32b的内表面向下伸出，并且保持与分隔壁36的上表面接触。由此，包装 30b的内部空间被分为两个子空间，并且硅麦克风装置10和集成电路装置20b 被分别分配给所述子空间。原声换能器11A到11D通过联接(bonding)线33 连接到电路板31上的导电图案31ec,并且导电图案31ec进一步通过其它联 接线33连接到集成电路装置20b上的衬垫。分隔壁38从硅麦克风装置10上方的盖子32b的内表面向下伸出，并且 以直角相互交叉。分隔壁38的下表面与硅麦克风10的上表面保持接触。结 果，分配给硅麦克风装置10的子空间被进一步分为四个隔间。由此，通过分隔壁38而将每个隔间与其它隔间隔离开。这四个隔间分别;波分配给原声换能 器IIA到IID。尽管在单个硅衬底上集成四个原声换能器IIA到11D,但可 将多于一个的硅衬底用于硅麦克风装置10b。在盖子32b中形成音孔34bA、 34bB、 34bC和34bD，并且将所述音孔 34bA、 34bB、 34bC和34bD在与分隔壁38的中心隔开的方向上分别轻微偏 离四个原声换能器11A到11D。偏离布置的原因是在声波到达原声换能器11A 到11D之间引入时间延迟。四个隔间通过四个音孔34bA到34bD分别对空气 开放。声波穿过四个音孔34bA到34bD,并且到达原声换能器IIA到IID。 包装30b的其它特征类似于包装30a的相应特征，并且为简单起见，下文中 不进行进一步的描述。集成电路装置20b包括模数转换器21和信息处理系统22E,如图16B 所示。计算机程序在信息处理系统22E的微处理器上运行，并且实现功能"动 态范围的扩展22a"和另一功能"方向性的赋予23"。功能"动态范围的扩展 22a，，类似于结合第一实施例、第二实施例、第三实施例或第四实施例描述的 集成电路装置的功能。下文中详细描述功能"方向性的赋予23"。如图18所示，功能"方向性的赋予23"分为子功能"标准化231"、"方 向性控制232"、"延迟的引入233A、 233B、 233C和233D"以及"延迟信号 的选择和复合234"。功能23向硅麦克风le赋予(endow)方向性，使得复合原 声信号S5的幅度根据声波源的方向而变化。原声换能器IIA到11D的物理 上分开的布置使得可以向硅麦克风le赋予方向性。通过将延迟引入到数字原声信号DS1到DS4来实现方向性的赋予。具体 地，首先相对于数字原声信号DS4来标准化数字原声信号DS1到DS3，好像 原声换能器IIA、 11B和11C具有与原声换能器11D的灵敏度相等的灵敏度 一样。子功能"标准化231"类似于子功能226aA/226aB/226aC或226bA/226bB/ 226bC，由于这一原因，为避免重复，下文中不进行进一步的描述。通过子功能"方向性控制232"来从四个原声换能器IIA到11D中选择 要参与方向性的赋予的原声换能器，并且还通过子功能"方向性控制232"来确定方向性的方向。之后，通过子功能"方向性控制232",基于方向性的 方向来确定要引入到所选原声换能器的延迟量。将该延迟量从子功能"方向性控制232"转发到子功能"延迟的？ 1入233A、 233B、 233C和233D"。将标准化离散值从子功能"标准化231"转发到所选的子功能"延迟的引入233A、 233B、 233C和233D"，并且将延迟量引入每 个标准化离散值的传播中。由此，将数字延迟原声信号DS1，、 DS2'、 DS3， 和DS4，从子功能"延迟的引入233A、 233B、 233C和233D"转发到子功能 "延迟信号的选择和复合234"。因为子功能"方向性控制"向子功能"延迟信号的选择和复合234"通 知所选的原声换能器，所以通过子功能"延迟信号的选择和复合234"，从数 字延迟原声信号DS1，到DS4，中所选的一些产生复合原声信号S5e。通过波束 控制(beam steering)或零控制(null steering)而向复合原声信号S5e赋予方向性。 波束控制使得特定方向上的声波强化，而零控制使得特定方向上的声波减弱。 具体地，图19示出了在从四个原声换能器IIA到IID选择原声换能器 IIA和11B的假设下赋予方向性的构思。原声换能器11A的膜片15的中心 与另一原声换能器11B的膜片15的中心隔开距离"d"。为简单起见，假设声 波在平面上传播，即平面波。平面波在方向DR上从声源传播到原声换能器 11A和11B。当平面波到达原声换能器IIA的膜片15时，在到达原声换能器 11B的膜片之前仍有距离(d sine)。将延迟时间表达为(d sine)/c，其中c是声速。 由此，原声换能器11B的膜片15的激发比原声换能器11A的膜片15的激发 延迟了(d sin0)/c。当对于子功能"延迟的引入233A",将延迟量调整为(dsine)/c时，抵消 了原声换能器IIA和原声换能器IIB之间的延迟时间。结果，延迟(dsin6)/c 的引入使得数字延迟原声信号DS1，和DS2，表示在方向DR上传播的平面波， 好像平面波同时到达原声换能器IIA和IIB这两者一样。当然，延迟(dsin0)/c 的引入仅仅适合于方向DR上的平面波。在不同于方向DR的方向上的平面 波的传播中仍有延迟时间，或者，当e是大约90度时，对于在其它方向上传 播的平面波，延迟时间增加。子功能"延迟信号的选择和复合"等效于子功能"加法"和/或"替换 (substitution)"。当通过波束控制而在方向DR上向复合原声信号S5e赋予方 向性时，将数字延迟原声信号DS2，加到数字延迟原声信号DS1，上。结果， 复合原声信号S5e的离散值是数字原声信号DSl的离散值的两倍大。另一方 面，由于不同于延迟时间(d sin9)/c的实际延迟时间，表示从不同于方向DR 的方向上传播的声波的复合原声信号S5e的离散值小于表示在方向DR上传 播的声波的复合原声信号S5e的离散值。由此，通过波束控制，强化了在方向DR上传播的声波。另一方面，当通过零控制来向复合原声信号S5e赋予方向性时，将子功 能"减法，，用于方向性的赋予。从数字延迟原声信号DS1，的离散值中减去数字 延迟原声信号DS2，的离散值，使得将复合原声信号S5e的离散值最小化为0。 另一方面，由于剩余的延迟时间，复合原声信号S5e的离散值大于0。在极 端情况下，复合原声信号S5e的离散值大于数字延迟原声信号DSl，的离散值。 由此，通过零控制强化了方向DR上的声波。可通过子功能"方向性控制232"来从四个中选择另一组原声换能器， 例如原声换能器IIC和IID。如将从前述描述中理解的，类似于第一到第四实施例，硅麦克风使得可 以响应于宽的声压范围中的声波，而不牺牲小声压区域中的高灵敏度。此外，将原声换能器IIA到IID容纳在物理上彼此分离的隔间中，并且 隔间分别通过各个音孔34bA、 34bB、 34bC和34bD而对空气开放。由于这 一原因，声波在不同的时刻引起膜片25的激发，并且子功能"方向性的赋予" 使得可以强化从特定方向传播的声波。由此，硅麦克风le从中间原声信号 Sl到S4产生有方向的复合原声信号S5e。另外，原声换能器IIA、 IIB、 11C和IID使得硅麦克风紧凑。期望使 用本发明的紧凑的定向麦克风来替代现有技术的大体积定向麦克风。尽管原声换能器IIA、 IIB、 11C和11D在灵敏度上彼此不同，但可以 从在灵敏度上彼此近似相等的多个原声换能器来形成半导体定向麦克风。第六实施例参照附图的图20,实施本发明的另一硅麦克风lf大体上包括硅麦克风 装置10F、集成电路装置20f和包装(未示出)。硅麦克风装置10F具有在结构 上类似于硅麦克风装置10的原声换能器的多个原声换能器IIA、 IIB、 11C 和IID。由于这一原因，为简单起见，不对原声换能器11A、 IIB、 11C和11D 进行详细描述。集成电路装置20f包括模数转换器(未示出)和信息处理系统22f。除了均 衡器250a、 250b、 250c和250d之外，信息处理系统22f在系统配置上类似 于信息处理系统22a。由于这一原因，为避免重复，将描述集中于均衡器250a 到250d。通常，具有低灵敏度的原声换能器适合于从响亮的声音到电信号的转换，并且对低频声音分量(component)(而不是对高频声音分量)呈现出良好的声音-信号转换特性。另一方面，当以小响度产生声音时，具有高灵敏度的原声换 能器较好地响应于该声音，并且对高频声音分量(而不是对低频声音分量)呈现 出良好的灵敏度。在原声换能器11A、 IIB、 IIC和11D中观察到此现象。如结合硅麦克风la所述，从根据声音的响度而从中间原声信号Sl到S4 中选择的一个或两个来产生复合原声信号S5。当微弱的声音到达硅麦克风la 时，信息处理系统22a选择原声换能器IIA或IIB。所选的原声换能器11A 或IIB倾向于强化微弱声音的高频分量。另一方面，当响亮的声音被输入到 硅麦克风la时，信息处理系统22a选择原声换能器IID或IIC。所选的原声 换能器11D或11C倾向于强化响亮声音的低频分量。当将复合原声信号S5 转换为声音时，用户感觉到所再现的声音略微不同于原来的声音。为了改善所再现的声音的质量，在标准化226aA到226aC和复合227a 之间连接均衡器250a到250c，并且在模数转换器(未示出)和复合227a之间 连接均衡器250d。均衡器250a到250d中的每一个响应于中间原声信号DS1、 DS2、 DS3或DS4的多个频带，并且通过不同的增益值来放大中间原声信号 的信号分量。例如，在诸如移动电话的应用商品中存储不同的增益值，作为 默认值。用户可通过应用商品的人机接口来将增益从默认值变为用户自己的 值。在此实例中，均衡器250a在诸如100Hz到500Hz的低频带分量上具有 比高频带分量上的增益值更大的增益值，并且均衡器250d在诸如语音的 1.5kHz到2kHz和乐器声音的2kHz到10kHz的高频带分量上具有比低频带分 量上的增益值更大的增益值。由此，均衡器250a到250d补偿由于原声换能 器250a到250d的声音-信号转换特性而引起的失真。均衡器250a到250d的另 一功能是通过频带分量的调节而使得从原声换 能器IIA到11D输出的多个频带分量在复合227a处被均衡或平衡。在该调 节中，特定声压值充当原声换能器IIA到IID共用的"参考值(reference)"。 语音的预定频带中的声压平均值可充当用于原声换能器11A到11D的参考 值。用于语音的预定频带可以是500Hz到10kHz。另外，lkHz处的声压值可 充当参考值。在调节之后，将中间原声信号DS1到DS4从均衡器250a到250d提供到复合227a，并且复合227a从经调节的中间原声信号DSl到DS4产生复合原 声信号S5。频带分量的调节是期望的，因为复合227a使得复合原声信号S5 在从中间原声信号DS1到DS4之一改变为另一中间原声信号时保持稳定。由 此，通过中间原声信号DS1到DS4之间的频带分量的调节，用户在改变原声 换能器IIA到IID时感觉到所再现的声音是自然的。尽管已经示出和描述了本发明的特定实施例，但本领域技术人员将清楚 可进行各种改变和修改，而不会脱离本发明的精神和范围。可将硅麦克风装置10和集成电路装置20a安装在多层板上。在此实例中， 导电衬垫连接到多层板的多层互连线(interconnection)。多层板的导电层和盖 子充当屏蔽结构。在上述实施例中，按照原声换能器IIA、 IIB、 11C和11D的顺序缩小 膜片15的面积，以便使得原声换能器11A到11D的灵敏度SA到SD不同。 然而，对振动幅度有影响的其它设计因素使得灵敏度SA到SD不同。由于这 一原因，膜片15可以在抗挠刚度(即，几何惯性矩)和/或材料上彼此不同。膜 片越厚，则灵敏度越低。膜片中的应力越大，则灵壽文度越低。尽管集成电路装置22b通过计算机程序实现复合，但可用有线逻辑电路 来代替微计算机和计算机程序。例如，可借助于来自频率倍增器的定时控制 信号而彼此同步地将数字原声信号DS1到DS4提供到加法器。DSP(数字信 号处理器)可用于信息处理系统。可在功能227b之前对数字原声信号DS1到DS4执行标准化226aA到 226aC。在此实例中，标准化使得可以增强复合原声信号S5a的保真度。所述总和以及平方值的总和的平方根不对本发明的技术范围设置任何限 制。在集成电路计算平方值的总和的平方根的情况下，从平方值中消除了中 间原声信号Sl到S4的极性(polarity)。为了在复合原声信号PL15b中保持极 性数据，集成电路装置可通过以下步骤确定复合原声信号。1. 在工作存储器的存储位置中保持表示被加到数字原声信号DS1到DS4 的离散值上的正号或负号的极性数据；2. 对正离散值和/或负离散值求平方；3. 将极性数据加到平方值上；4. 将正平方值和/或负平方值彼此相加；5. 在工作存储器的存储位置中保持平方值的总和的极性数据；6. 求出该总和的绝对值的平方根；以及7. 将极性数据加到平方根上。硅不对本发明的技术范围设置任何限制。术语"硅"是半导体材料的典 型例子。其它种类的半导体麦克风装置可形成本发明的半导体麦克风的一部 分。在曰本专利申请特开No.2001-169395中公开的砷化镓衬底上的光学声波 -电信号转换器可与集成电路装置20a或20b —起形成半导体麦克风。尽管光 学声波-电信号转换器用于扩展带宽，但可以为了不同灵敏度值而重新设计振 动片。用具有重新设计的振动片的光学声波-电信号转换器来代替原声换能器 IIA到IID。两个原声换能器、三个原声换能器或四个以上的原声换能器可并联连接 到集成电路装置。可将硅麦克风装置10和10A/10C装在与用于集成电路装置20a/20b的包 装不同的包装内。子功能"交叉衰落，，不是本发明的必要技术特征。可在复合原声信号中简 单地形成数字原声信号的离散值，而不进行交叉衰落。可在临界值THA、 THB 和THC的邻域中采用插值。可在一个以上的原声换能器IIA到IID之间共享单个均衡器。在此实例 中，该单个均衡器配有选择器，并且将控制信号从原声换能器的选择223a提 供到选择器。当原声换能器的选择223a控制选择器从一个中间原声信号到另 一个时，该单个均衡器对新选^^的中间原声信号进行调节的补偿。单个均衡 器使得系统配置筒单，并且制造商降低了生产成本。实施例中描述的组成部分和作业与权利要求语言如下相关。包装30a; 30Aa; 30b充当"外壳"。硅麦克风la、 1Aa、 lb、 lc、 ld和 le充当"半导体麦克风，，，并且集成电路装置20a、 20Aa和20b以及在集成电 路装置20a和20b的微处理器上运行的计算机程序作为整体构成"信号处理 器"。中间信号S1、 S2、 S3和S4以及数字中间原声信号DS1、 DS2、 DS3和 DS4充当"中间原声信号"，并且复合原声信号S5、 S5a、 S5b和S5e对应于 "复合原声信号"。通过子功能"原声换能器的选择223a/223b"选择的数字 原声信号DS1到DS4中的一个或两个是"最佳原声信号"。通过子功能"声 压数据的获取222"获得"所述声波的声压的当前值"。信息处理系统22a/22b/22c/22d/22E和实现子功能"声压数据的获取222"、 "原声换能器的选择223a/223b"、"饱和声压数据的获取224"、"交叉衰落系 数的确定225"的计算机程序的一部分作为整体而构成"复合控制器"，并且 信息处理系统22a/22b/22c/22d/22E和实现子功能"标准化226aA/226aB/226aC 或226bA/226bB/226bC"和"复合/交叉衰落227a/227b/230"的计算机程序的 另一部分作为整体而构成"复合器"。信息处理系统22a/22b/22c/22d/22E和实现子功能"声压数据的获取222"、 "原声换能器的选择223a/223b，，和"饱和声压数据的获取224"的计算机程 序的 一 部分作为整体而构成"选择器"，并且信息处理系统 22a/22b/22c/22d/22E和实现子功能"交叉衰落系数的确定225"的计算机程序 的一部分作为整体而构成"确定器"。交叉衰落系数是"参数"。信息处理系统22a/22b/22c/22d/22E和实现子功能"标准化 226aA/226aB/226aC或226bA/226bB/226bC"的计算机程序的一部分作为整体 而构成"标准化单元"，并且信息处理系统22a/22b/22c/22d/22E和实现子功能 "复合/交叉衰落227a/227b/230"的计算机程序的另一部分作为整体而构成 "合并单元"。信息处理系统22E和实现子功能"方向性控制232"、"延迟的引入233A、 233B、 233C和233D"和"延迟信号的选择和复合234"的计算机程序的一 部分作为整体而构成"赋予器"。信息处理系统22E和实现子功能"方向性控 制232"的计算机程序的一部分作为整体而构成"方向性控制单元，，，并且信 息处理系统22E和实现子功能"延迟的引入233A、 233B、 233C和233D"的 计算机程序的另一部分作为整体而构成"延迟单元"。信息处理系统22E和实 现子功能"延迟信号的选择和复合234"的计算机程序的再一部分作为整体 而构成"强化单元"。方向"DR"对应于"特定方向"。背板16充当"静止电极"，并且膜片15充当"振动电极"。
权利要求
1、一种半导体麦克风(1a；1Aa；1b；1c；1d；1e；1f)，连接到信号处理器(20a；20Aa；20b)，用于将声波转换为多个中间原声信号(S1，S2，S3，S4，DS1，DS2，DS3，DS4)，所述信号处理器(20a；20Aa，20b；20f)对所述多个中间原声信号(S1，S2，S3，S4，DS1，DS2，DS3，DS4)执行信号处理以便产生复合原声信号(S5；S5a；S5b；S5e)，所述半导体麦克风(1a；1Aa；1b；1c；1d；1e)包括用于将所述声波转换为所述中间原声信号(S5；S5a；S5b；S5e)的原声换能器单元(10；10A/10C)，其特征在于还包括外壳(30a；30Aa；30b)，具有内部空间，并且被形成有允许所述声波进入所述内部空间的音孔(34a；34Aa；34bA，34bB，34bC，34bD)，并且其特征在于所述原声换能器单元(10；10A/10C)包括多个原声换能器(11A，11B，11C，11D；11A’，11C’)，所述多个原声换能器(11A，11B，11C，11D；11A’，11C’)被容纳在所述内部空间中，具有彼此不同的灵敏度的各个值和彼此不同的所述声波的饱和声压的各个值，分别将所述声波转换为所述多个中间原声信号(S1，S2，S3，S4，DS1，DS2，DS3，DS4)，并且向所述信号处理器(20a；20Aa；20b)提供所述多个中间原声信号(S1，S2，S3，S4，DS1，DS2，DS3，DS4)。
2、 如权利要求1所述的半导体麦克风，其中所述信号处理器(20a; 20Aa; 20b)与所述多个原声换能器(llA， 11B, IIC， 11D; 11A，， IIC，)一起被容纳 在所述内部空间中。
3、 如权利要求2所述的半导体麦克风，其中所述信号处理器(20a; 20Aa; 20b)包括复合控制器(22a/22b/22c/22d/22E/22f， 222， 223a/223b, 224, 225),基 于所述声波的声压的当前值而从所述多个中间原声信号(Sl, S2, S3， S4, DS1， DS2, DS3， DS4)中选择至少一个最佳原声信号(DS1/DS2/DS3/DS4), 并且根据所迷声压的所述当前值来改变所述至少一个最佳原声信号(DS1， DS2, DS3, DS4)，以及复合器(22a/22b/22c/22d/22E/22f， 226aA, 226aB， 226aC/226bA, 226bB,226bC)，连接到所述复合控制器(22a/22b/22c/22d/22E/22f, 222, 223a/223b， 224， 225),并根据所述至少一个最佳原声信号(DS1/DS2/DS3/DS4)而产生所 述复合原声信号(S5; S5a; S5b; S5e)。
4、 如权利要求3所述的半导体麦克风，其中所述复合控制器 (22a/22b/22c/22d/22E/22f， 222, 223a/223b, 224， 225)包括选择器(22a/22b/22c/22d/22E/22f， 222, 223a/223b, 224),在除了所述饱 和声压的值(THA(PA)， THB(PB), THC(PC))的邻域之外的声压范围中，选择 所述多个中间原声信号(S1， S2, S3, S4， DS1, DS2， DS3， DS4)中的一个 作为所述至少一个最佳原声信号(DS 1/DS2/DS3/DS4),并且在所述饱和声压的 所述值(THA(PA), THB(PB)， THC(PC))的所述郊域中，选择超过一个的中间 原声信号(Sl, S2, S3, S4， DS1， DS2, DS3, DS4)作为所述至少一个最佳 原声信号(DS1/DS2/DS3/DS4),以及确定器(22a/22b/22c/22d/22E/22f , 225)， 连接到所述选择器 (22a/22b/22c/22d/22E/22f, 222 , 223a/223b , 224)，并且向所述复合器 (22a/22b/22c/22d/22E/22f, 226aA, 226aB, 226aC/226bA， 226bB, 226bC)提 供用于将所述超过一个的最佳原声信号(DS1/DS2/DS3/DS4)合并为所述复合 原声信号(S5; S5a; S5b; S5e)的参数。
5、 如权利要求4所述的半导体麦克风，其中当发现所述声压的所述当前 值在所述饱和声压的所述值(THA(PA)， THB(PB), THC(PC))的所述邻域中时， 所述参数使得所述复合器(22a/22b/22c/22d/22E/22f ， 226aA , 226aB ， 226aC/226bA, 226bB, 226bC)通过衰落技术而将所述超过一个的最佳原声信 号(DS1/DS2/DS3/DS4)合并为所述复合原声信号(S5; S5a; S5b; S5e)。
6 、如权利要求3所述的半导体麦克风，其中所述复合器 (22a/22b/22c/22d/22E/22f， 226aA, 226aB, 226aC/226bA, 226bB, 226bC)包 括标准化单元(22a/22b/22c/22d/22E/22f ,226aA/226aB/226aC ; 226bA/226bB/226bC),基于所述灵敏度的所述值，相对于所述多个中间原声 信号中的充当参考信号的 一个中间原声信号(DS4)来标准化所述中间原声信 号(DS1/DS2/DS3/DS4),以及合并单元(22a/22b/22c/22d/22E/22f， 227a/227b/230)，在除了所述饱和声 压的值(THA(PA), THB(PB), THC(PC》的邻域之外的声压范围中，从标准化的中间原声信号中的一个产生所述复合原声信号(S5; S5a; S5b; S5e),并且 在所述饱和声压的所述值(THA(PA)， THB(PB), THC(PC))的所述邻域中，从 超过一个的标准化的中间原声信号产生所述复合原声信号(S5; S5a; S5b; S5e)。
7、 如权利要求6所述的半导体麦克风，其中所述合并单元将所述标准化 的中间原声信号(DSl/DS2/DS3)的值加(22b/22c， 227b/227c)到所述参考信号 (DS4)的值上以确定总和，并且将所述总和除以所述中间原声信号 (DS1/DS2/DS3/DS4)的数目，以便确定所述复合原声信号(S5a， S5b)的当前值。
8、 如权利要求6所述的半导体麦克风，其中所述标准化单元(22d， 226bA/226bB/226bC)还基于所述参考信号(DS4)的值和除了所述参考信号 (DS4)之外的标准化的中间原声信号(DS1/DS2/DS3)的值来执行标准化。
9、 如权利要求3所述的半导体麦克风，其中所述信号处理器还包括赋予 器(22E， 232， 233A/233B/233C/233D, 234),所述赋予器(22E, 232, 233A/233B/233C/233D， 234)向所述复合原声信号(S5e)赋予方向性。
10、 如权利要求9所述的半导体麦克风，其中所述赋予器包括 方向性控制单元(22E, 232)，确定参与从特定方向(DR)传播的声波的所述方向性的赋予的所述多个原声换能器(11A, 11B, IIC， IID)中的超过一个 的原声换能器，并且计算直到所述声波到达除了所述多个原声换能器中的充 当参考换能器的一个原声换能器以外的、所述多个原声换能器(11A, 11B, IIC， IID)中的所述超过一个的原声换能器为止多消耗的延迟时间量，延迟单元(22E, 233A/233B/233C/233D),连接到所述方向性控制单元 (22E， 232),并且将所述延迟时间量引入所述中间原声信号(DS1， DS2， DS3， DS4)的传播中，以便使得所述声波同时到达所蜂多个原声换能器(11A， IIB， IIC， IID)中的所述超过一个的原声换能器，以及强化单元(22E, 234),连接到所述方向性控制单元(22E, 232)和所述延迟 单元(22E, 233A/233B/233C/233D),并且对经延迟的中间原声信号执行计算 以强化在所述特定方向(DR)上传播的声波。
11、 如权利要求2所述的半导体麦克风，其中所述多个原声换能器(11A, IIB， IIC， 11D; IIA，， 11C，)是具有静止电极(16)和与所述静止电极(16)隔开 的振动电极(15)的类型，并且通过所述静止电极(16)和所述振动电极(15)之间 的电容变化来使得所述声波被转换为所述中间原声信号(S1， S2, S3, S4)。
12、 如权利要求11所述的半导体麦克风，其中在单个半导体芯片(10)上 制造所述多个原声换能器(11A， IIB，1C， IID)。
13、 如权利要求12所述的半导体麦克风，其中与另一半导体芯片一起封 装所述单个半导体芯片(10),在所述另 一半导体芯片上制造了所述信号处理器 (22a， Sl到S37)。
14、 如权利要求11所述的半导体麦克风，其中所述多个原声换能器(11A, 11B, IIC， 11D; 11A，， 11C，)的振动电极(15)在尺寸上彼此不同，以便使得 所述灵敏度的所述值彼此不同。
15、 如权利要求1所述的半导体麦克风，还包括与所述多个原声换能器 (IIA， 11B, IIC， 11D)相关联地提供的至少一个均衡器(250a， 250b, 250c， 250d)，用于补偿所述多个原声换能器的声音-信号转换特性的失真。
16、 一种用于将声波转换为复合原声信号的半导体麦克风(le)，包括 外壳(30b)，具有内部空间；多个原声换能器(11A， 11B, IIC， 11D),被提供于所述内部空间中，并 且将所述声波转换为多个中间原声信号；以及信号处理器(20b),连接到所述多个原声换能器(11A, 11B, 11C, 11D),用于产生复合原声信号， 其特征在于还包括分隔壁结构(36, 37， 38)，被提供于所述内部空间中，以便将所述内部 空间划分为多个隔间，所述多个隔间通过在所述外壳(30b)中形成的多个音孔 (34bA, 34bB, 34bC, 34bD)而选择性地向所述外壳(30b)的外部开放，并且其特征在于所述信号处理器具有赋予器(23)，其将延迟引入到所述多个中间原声信 号中的所选的一些中间原声信号中以便产生延迟原声信号，并且从所述延迟 原声信号形成所述复合原声信号，由此对所述半导体麦克风给出方向性。
全文摘要
一种硅麦克风包括其上集成了四个原声换能器(11A，11B，11C，11D)的硅麦克风装置(10)、集成电路装置(20a)、以及用于在其中限定的内部空间中容纳这些装置(10，20a)的包装(30a)，并且四个原声换能器具有不同的灵敏度值，因此具有不同的动态范围值；模拟原声信号(S1，S2，S3，S4)被从四个原声换能器(11A，11B，11C，11D)提供到集成电路装置(20a)并被转换为数字原声信号(DS1，DS2，DS3，DS4)；相对于从具有最低灵敏度的原声换能器(11D)输出的数字原声信号(S4)来标准化从具有相对高灵敏度的原声换能器(11A，11B，11C)输出的数字原声信号(S1，S2，S3)，并且根据声波的声压而将标准化的数字原声信号选择性地形成为复合原声信号(S5)，使得扩展动态范围而不牺牲低声压范围中的高灵敏度。
文档编号H04R19/04GK101257738SQ20081008201
公开日2008年9月3日 申请日期2008年2月26日 优先权日2007年2月26日
发明者吉村克二, 大村昌良, 平出诚治, 鸟居顺司 申请人:雅马哈株式会社