用于处理输入信号的电路组件和方法以及麦克风组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及用于处理输入信号的电路组件和方法。
【背景技术】
[0002]由于需要处理的声级(sound level)的增加，对于麦克风的要求已经提高。对于目前一些应用，必须实现高达HOdBSPL的声级的处理。这会增加将要被信号路径覆盖的动态范围，而这又会影响被配置用于处理麦克风信号的专用集成电路(ASIC)。处理例如在120dBSP和HOdBSPL之间的高声级的传统解决方案会因此导致麦克风的薄膜的刚度的增加。然而，这会将可实现的信噪比降低到不可接受的程度。
[0003]因此，期望改进用于处理来自麦克风的输入信号的构思。
【发明内容】
[0004]根据一方面，提供用于处理输入信号的电路组件。该电路组件包括被配置用于接收电源电压并提供高于电源电压的内部电源电压的电压提供器。电路组件也包括与电压提供器的输出端口耦合的信号跟随器。信号跟随器被配置用于接收内部电源电压和输入信号，并且提供依赖于输入信号的输出信号。
[0005]根据另一方面，实施例涉及麦克风组件。麦克风组件包括被配置用于提供原始麦克风信号的麦克风。麦克风组件进一步包括用于处理输入信号的电路组件。该电路组件包括电压提供器，该电压提供器被配置用于接收电源电压并提供高于电源电压的内部电源电压。麦克风组件也包括信号跟随器，该信号跟随器被配置用于接收内部电源电压和作为输入信号的原始麦克风信号，并且提供依赖于输入信号的输出信号。
[0006]一个或者多个实施例进一步涉及跟随输入信号的方法。该方法包括电源电压的接收。该方法也包括使用电源电压提供内部电源电压，内部电源电压高于电源电压。该方法进一步包括输入信号的接收。此外，该方法包括提供输出信号，该输出信号依赖于输入信号和内部电源电压。
[0007]一些实施例包括安装在装置内的用于实现该方法的数字控制电路。该数字控制电路，例如数字信号处理器(DSP)，需要被相应地编程。因此，另外的实施例也提供具有程序代码的计算机程序，用于在计算机或者信号处理器上执行计算机程序时实现该方法的实施例。
【附图说明】
[0008]下文将仅借助于示例并且参考附图描述装置和/或方法的一些实施例，其中:
[0009]图1示出了根据传统解决方案的电路组件和麦克风的框图；
[0010]图2示出了根据第一实施例的用于处理来自麦克风的输入信号的电路组件的框图；
[0011]图3示出了根据第二实施例的用于处理来自麦克风的输入信号的电路组件的框图；
[0012]图4示出了根据第三实施例的用于处理来自麦克风的输入信号的电路组件的框图；
[0013]图5示出了根据第四实施例的用于处理来自麦克风的输入信号的电路组件的框图；
[0014]图6示出了根据第五实施例的用于处理来自麦克风的输入信号的电路组件的框图；以及
[0015]图7示出了根据一个实施例的用于跟随输入信号的方法的流程图。
[0016]现在将参考其中图示了一些示例实施例的附图更加完整地描述各种示例实施例。在附图中，为了清晰起见，线、层和/或区域的厚度可能被夸大。
[0017]因此，虽然示例实施例能够有各种修改和替代形式，但在附图中以示例的方式示出其实施例并且会在这里详细描述其实施例。然而，应当理解，本文没有意图将示例实施例限制到公开的具体形式，而是与此相反，示例实施例将涵盖所有落入本发明实施例范围内的修改、等同和替代。在附图的描述中，相同的编号指代相同或相似的元件。
[0018]应当理解当元件被称作“连接”或“耦合”到另一元件时，其可以是直接地连接或親合到另一元件，或者可以存在中介元件(intervening element)。相比之下，当元件被称作“直接连接”或者“直接耦合”到另一元件时，则不存在中介元件。其他用于描述元件之间关系的词汇也应该以类似方式解释(比如，“在……之间”与“直接在……之间”，“邻近”与“直接邻近”等)。
[0019]这里使用的术语只出于描述具体的实施例的目的，而并非意在限制示例实施例。这里使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指明。应当进一步理解，术语“包括”、“包含”、“含有”和/或“具有”等在使用时指明所陈述的特征、总体、步骤、操作、元件和/或组分的存在，但并不排除一个或者多个其他特征、总体、步骤、操作、元件和/或组分和/或前述群组的存在或者附加。
[0020]除非另外定义，否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例实施例所属领域的普通技术人员的通常理解一样的含义。需要进一步理解，对于术语，比如在常用词典中定义的术语，应当被解释为具有与在相关技术的背景下的含义相一致的含义，而不应该以一种理想化的或者过度正式的意义进行解释，除非在此明确地限定。
【具体实施方式】
[0021]图1示出了根据传统解决方案的电路组件100的框图。组件100包括微机电系统IlO(MEMS)和专用集成电路120 (ASIC)。MEMS 110可以包括被配置用于接收听觉信号并提供对应的电输入信号130给ASIC 120的装置。ASIC 120进一步包括源跟随器140、前置放大器150和模拟-数字转换器160 (ADC或者A/D)，通过这些设备信号被处理并且之后被提供为电输出信号170。源跟随器140、前置放大器150和ADC 160被耦合到低压差稳压器180 (LDO), LDO 180被包括在ASIC 120之中。LDO 180被配置用于接收外部电源电压190以及执行稳压，或者换句话说，在电源电压190被分别提供给源跟随器140、前置放大器150和ADC 160之前使电源电压190稳定化。例如电源电压可以是1.8V。
[0022]源跟随器140，在这里也可以称之为“缓冲器”，可以用于从具有高电阻率的MEMS110中读出或者接收输入信号130。前置放大器150被配置用于在信号被ADC 160从模拟域转换到数字域之前对该信号进行放大。至此，可以用组件100在足够的质量下处理高达120dBSPL的信号。然而，为了实现对于动态范围更高的要求，例如，由于具有高于120dBSPL的强度的信号，导致的输出信号170的质量会经常背离消费者的期望。为了增加信号质量，可以实现几种传统的解决方案。一种简单的方法可以是增加电源电压190的值，然而这可能是不期望的，例如由于经济原因。
[0023]另一传统的解决方案可以包括在输入信号130提供给源跟随器140之前信号强度的降低，以及在输出信号170已经被ADC 160例如在数字域中提供之后的增力卩。然而，源跟随器的输入信号130的人工压缩会导致不期望地高的信噪比(SNR)。换句话说，信号强度可以因为提供给ASIC 120的信号而受限制，并且该限制可以在信号路径端部处被再次补偿。然而，源跟随器140呈现高的输入电阻率。因此，它可以对其输入处的变化灵敏地做出反应，这可能传播到其输出并且给信号引入额外的噪音。
[0024]现在转到图2至图6，图示了与用于处理输入信号230的电路组件200相关的实施例。电路组件200包括电压提供器300以接收电源电压290和提供高于电源电压290的内部电源电压310。电路组件200也包括信号跟随器240 (也称之为缓冲器)，该信号跟随器240被配置用于接收内部电源电压310和输入信号230，并且提供依赖于输入信号230的输出信号270。在一些实施例中，信号跟随器240和电压提供器300可以任选地在ASIC 220上实现。
[0025]例如，电压提供器300可以是电压倍增器300。信号跟随器240可以是提供输出信号的设备，该输出信号对应于由所述设备接收的输入信号。例如，信号跟随器240可以是源跟随器240。例如，输入信号230可以是由麦克风提供的麦克风信号230。这些实施例也在图2至图6中示出。然而，应当理解所述实施例仅为示例性的并且不能视为约束性的。
[0026]MEMS 210可以接收听觉信号并且作为回应提供输入信号230给ASIC 220，ASIC220包括源跟随器240。SNR可以表示输出的质量的度量，该输出比如是由源跟随器240在处理后提供的麦克风信号270。例如，低SNR可以导致低质量输出。在强的输入信号230的情况下(例如具有至少120dBSPL)，减少噪音的量比在更弱信号情况下(例如具有小于120dBSPL)甚至更有帮助。依赖于提供给电源跟随器240的(内部)电源电压，源跟随器240可以对SNR具有显著的影响。换句话说，电源电压的值的减小可以显著地降低SNR。实施例因此可以呈现向包括电压倍增器300的电路组件200施加相对较低的电源电压290(例如1.8V)的可能性。电压倍增器300可以接收电源电压290和提供相对更强的内部电源电压310(例如3.6V)给源跟随器240。这样电源电压290可以保持为低，同时可以避免不期望地高的SNR。通过实施例，更强信号(HSPL应用)的处理可以是可能的。
[0027]电压倍增器300可以是任何种类的电子部件，它们可以允许电压的增加，例如加倍，同时保持电流值不变。例如，电压倍增器300可以作为额外的电压源，或者换句话说，产生额外的电压。例如，电压倍增器300可以包括电容器或者电池。可以为如下部件单独地提供增加的电压，对于该部件更高的电源电压可能是有帮助的。这样，可以减少由受限的外部电源电压带来的约束。
[0028]沿着输入信号230的路径，可以在源跟随器240后实施与源跟随器240相比具有低阻抗的一个或者多个节点。该一个或者多个节点可以是至少一个模拟模块255，如图3至图6所不。在一些实施例中电源电压290可以提供给模拟模块255。模拟模块255可以包括在ASIC 220之中。例如，模拟模块255可以是放大器250，如图2所示。此外，模拟模块255可以从源跟随器240接收输入信号230，执行比如放大信号的处理，并且将经该处理更改