电容式麦克风中膜片破裂的检测及控制的制作方法

专利名称：电容式麦克风中膜片破裂的检测及控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电容式麦克风，包括检测装置和破裂控制装置，检测装置适合于确定与换能器元件膜片和后极板之间的间距相关的物理参数值，破裂控制装置适合于基于所确定的物理参数值控制换能器元件的DC偏压。
背景技术：
众所周知，静电执行单元和传感器在某些操作条件下，例如当其暴露在特别高的声压级和机械振动中的时候，可能会进入人们不想要的所谓破裂状态。
破裂状态的特征是在膜片和后极板之间‘破裂’或粘连，如在公开了硅质换能器元件的PCT专利申请WO02/098166中所描述的。当引入声压的极性时，膜片，通常是可移动的板，向后极板弯曲，由声压碰撞所产生的力与膜片和后极板之间提供的DC电场所产生的引力相结合。当这些力的总和超过事先确定的临界值的时候，悬置膜片所产生的反作用力将不足以防止膜片接近并接触后极板，于是麦克风进入破裂的状态。只有当DC电场所产生的作用在膜片上的引力已经被去除或至少在幅度上明显减少时，膜片才能从后极板上脱离。
美国专利US5870482公开了采用现有技术的硅质麦克风，其中包括机械式解决方案，其通过限制麦克风膜片最大弯曲使其小于破裂极限来防止膜片的破裂，在所公开的麦克风结构中破裂极限大约是1μm。
在硅质换能器麦克风中没有采用特殊的措施来防止膜片的破裂，整体或至少部分地去除麦克风DC偏压将修复破裂状态，并确保换能器元件返回到正常或静止的操作状态。通常来说，膜片和后极板电容器极板都用非导电抗粘接涂层处理，该涂层将防止保持膜片粘着的范德瓦尔力(Van der Waal forces)，即使换能器元件膜片和后极板之间的DC电场所产生的DC偏压已经消除(为零)。
根据发明人的了解，还没有公开用在电容式麦克风中的破裂检测和控制电路。

发明内容
本发明的第一方面提供了一种电容式麦克风，包括-换能器元件，包括-膜片，其具有导电部分，-后极板，其具有导电部分，-DC偏压装置，其可操作地连接至膜片和后极板上，-破裂检测装置，其适合于确定关于膜片和后极板之间的间距的物理参数值，-破裂控制装置，其适合于基于所确定的物理参数值控制DC偏压装置。
破裂的检测适合于检测膜片和后极板之间的间距或距离，作为测量关于破裂的换能元件操作条件或状态的标准。一旦出现破裂，在膜片和后极板之间不会出现间距。非常小的间距表示换能器元件可能接近破裂。在膜片和后极板之间的非常大的间距或者距离表示换能器元件处在安全的操作状态，也就是说离破裂还很远。
破裂控制装置适合于控制DC偏压以便控制换能器元件的操作状态。一旦出现了破裂，就可以通过减少或完全去除DC偏压来修复换能器元件的破裂状态。如果检测到或确定了处于安全操作情况下，破裂控制装置将提供正常或标称DC偏压。如果破裂检测装置确定膜片和后极板之间的间距太小，就需要降低DC偏压从而降低膜片和后极板之间DC电场的强度，由此避免即将发生的破裂。
破裂检测装置可适合于确定物理参数的瞬时值或物理参数的短期平均值。由于单个的声压峰值可导致破裂，因此需要监控峰值，即物理参数的瞬时值。然而，最好在短时间段内对物理参数的值求平均，例如在1-100μs的时间段内，或者100μs到100ms的时间段内。
在一些实施例中，破裂控制装置适合于避免换能器元件的破裂。在另外的实施例中，破裂控制装置适合于允许换能元件的破裂，还适合于通过放电装置可操作地与换能器元件相连接来修复破裂状态，并适于在预定放电时间内对换能器元件放电。
如上所述，本发明的第一个方面提供了一种电容式麦克风，该电容式麦克风能够控制很高的声压水平或降低引起的振动，而不会发生不可逆的破裂状态。这个后面的状态会要求使用者拔掉麦克风的电源并重新启动麦克风或者使用麦克风的整个装置。这可以通过防止麦克风破裂实现，因此换能器将保持运行状态而不会中断声音。可选择地，在破裂发生以后能够修复破裂，为此在换能器元件的正常运行状态被重新建立前的某个预定时间内，麦克风可能处于故障状态。然而，如果声音中断非常短暂，例如小于3秒或最好小于1秒，例如小于500ms或者200ms或最好小于100ms，那么对使用者来说这样的故障时间是可以接受的。电容式麦克风可以暴露在车门使劲关闭声产生的低频的高声压中。然而，在这种情况下，如果在例如几百毫秒之后再恢复正常运行的话，麦克风声音的短暂中断对用户来说是完全可以接受的。
破裂检测装置可适用于确定换能器元件的电容。破裂检测装置可适用于通过给换能器元件提供探测信号来确定物理参数值，并确定对探测信号的响应值。这样的探测信号可以包含从DC信号和超声信号组成的组中选出来的信号。
在一些实施例中，破裂检测装置包括一由固定电容器和换能器元件之间级联而成的电容分频器。在一些实施例中，破裂检测装置可以响应于在膜片上施加的声压。在这些实施例中，破裂检测装置可以包括设置在换能器元件邻近处并可与破裂控制装置可操作地连接的传感器麦克风。
在其它实施例中，破裂检测装置适用于检测换能器元件所产生的峰值电压，也就是将换能器元件的瞬时输出信号直接用作反射声压级的物理参数，换能器元件暴露在该声压级中。为了不干扰换能器元件的正常功能，检测电路应该具有一个不能有效负载换能器元件的输入缓冲器，也就是说输入缓冲器必须表现出比换能器元件的输出电容小的输入电容。
优选的是，破裂控制装置适合于基于所确定的物理参数值降低换能器元件两端的DC偏压。破裂控制装置可包括适用于检测从DC偏置电压装置流至换能器元件的DC电流的偏置电流监控装置。破裂控制装置可适于在检测到的物理参数值超过预先确定的阈值时将膜片和后极板电气连接。
优选的是，破裂控制装置包括-适于基于所确定的物理参数值产生具有预定周期和振幅的电脉冲的可控元件，及-适于接收所述电脉冲及适于对其做出响应将膜片和后极板电气连接的开关元件。
破裂控制装置可适用于基于所确定的物理参数值来适当降低DC偏压。
在优选实施例中，换能器元件包含硅质换能器或MEMS换能器。硅质换能器可以被安装在第一硅质基底上，而破裂检测装置和破裂控制装置可以安装在第二硅质基底上。破裂检测装置和破裂控制装置最好以单片方式集成在单个模片中。该模片可以进一步包括与换能器元件可操作地连接的前置放大器。
如上面的说明，破裂检测装置和破裂控制装置的优选实施例包括能够替代换能器的机械解决方案、并在换能器元件的机械结构中允许更高自由度的电子电路。对基于硅和MEMS的麦克风来说，这是一种重大的设计进步。另外，电子的解决方案在与特定声压水平或膜片和后极板之间触发破裂控制装置的特定间距相关的预定极限水平的实际设置中表现出更大的灵活性。基于电子电路的破裂检测装置因此允许简单的定制来满足任何特定应用的需要。
本发明的第二方面提供了一种用于电容式麦克风的电子电路，该电路包括能够连接到电容式麦克风的膜片和后极板的DC偏压装置，-破裂检测装置适用于确定关于相关电容式麦克风的膜片和后极板之间的间距的物理参数值，破裂控制装置还适用于基于所确定的物理参数值控制DC偏压装置。
这样的电子电路甚至可以不经任何修改或者借助于有限数量的与破裂控制装置的功能相关的可调整参数适用于不同类型的换能器元件。电子电路可以集成在单个的半导体基底或者模片上，或者可以以单片方式集成在麦克风换能器元件上，特别在换能器元件包含硅质换能器元件的情况下。
破裂检测装置可适用于确定换能器元件的电容。可选择地，破裂检测装置可适用于通过向换能器元件提供探测信号来确定物理参数值。在本发明的简单便利的实施例中，破裂检测装置适用于检测换能器元件产生的瞬时峰值信号电压或最大电压。这个峰值电压可在破裂之后达到，这样破裂本身从换能器产生瞬时信号电压，该瞬时信号电压超出预先确定的触发电压并启动破裂控制装置。
破裂控制装置可适用于基于所确定的物理参数值来相应地减小DC偏压。在一个简单实施例中，破裂控制装置包括可操作地连接到换能元件、并在预定的放电时间内对换能元件放电的放电装置。


在下文中将参照附图来描述本发明，其中图1所示为破裂检测和控制电路的优选实施例，图2所示为DC偏压发生器的优选实施例，图3所示为使用试探信号的破裂检测和控制电路的实施例的框图，及图4所示为使用传感器麦克风的破裂检测电路和采用数字信号处理器(DSP)实现的控制电路的另一个实施例的框图。
本发明可以很容易地做出各种变形和替换形式，在附图中已经示出了作为实例的特定实施例并将在此进行详细描述。然而，本发明并没有特意限定于公开了的特别形式，这一点是能够理解的。相反，本发明覆盖了所有属于随附的权利要求所确定的发明的精神和范围内的变形、等效替换及可选的形式。
具体实施例在下面的实施例中，将描述适于集成到基于小型硅的电容式麦克风中的破裂检测和控制电路。
可以预想关于检测膜片和后极板之间间距的破裂检测电路的几个实施例。物理参数例如电压、电容和声压可如下文描述的那样使用。检测电路最好使电容式麦克风的换能器元件不负载任何明显的阻抗(相对于换能器元件本身的发生器阻抗)。MEMS麦克风的硅质换能器元件具有非常大的阻抗，其基本上对应于5-20pF的电容，这使满足该要求是一项很大的挑战。
根据本发明的破裂控制电路的几个实施例也是有可能的，它们中的一些将与检测电路一起在下文中进行描述。破裂检测和控制电路最好制作在CMOS半导体基底上，例如0.35μm的混合模式的CMOS工艺。这一技术具有灵活性，并且具有优良的模拟和数字电路性能。电容换能器元件的偏压电路和前置放大器可以方便地集成在同一个半导体基底上。在后者的情况下，CMOS工艺最好包含高电压的性能。这意味着半导体装置如晶体管、二极管、电容器等能够承受高于10V，或者最好高于15V或20V的相应终端电压差。
图1所示为通过MEMS技术制作的适合集成到硅基的电容式麦克风中的破裂检测和控制电路的优选实施例。这种电容式麦克风的硅质换能器元件具有1.3×1.3mm的尺寸，还在后极板和膜片之间具有大约1μm的气隙，标称电容大约为5-15pF。检测电路包括适用于确定并标记所产生的每个具有极性的信号峰值的峰值电压检测器，其信号峰值与朝后极板方向移动膜片的声压相等，并超出预先确定的等于最大安全声压水平的阈值水平。
在图1中，电容式麦克风元件1或换能器元件连接至用虚线框2表示的集成的麦克风前置放大器、麦克风偏压及破裂的检测及控制电路。信号放大器3或前置放大器连接在输入端IN和输出端OUT之间。DC偏压发生器4提供VB的DC电压。高阻抗元件和具有晶体管元件A、B和C的充电监控器电路5控制提供给DC偏压终端BIAS的DC偏压。破裂控制电路6显示在虚线框中。破裂控制电路6具有电压发生器VP，与电阻R两端的电压降一起为破裂控制器7提供预定的阈值电压。比较器8将所说的破裂控制器7的阈值电压与电容式麦克风元件1在终端IN提供的输入信号相比较。比较器8的输出连接到单稳态脉冲发生器9上，该单稳态脉冲发生器9连接到偏压箝位开关10上，其最好包括高压NMOS晶体管，能够通过相对低的电阻，例如10千欧或更小的电阻将偏压终端BIAS连接至地，以使换能器元件放电。
高阻抗元件和电荷监控电路5是由两个反向并联、二极管耦合的P通道MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)A和B组成的。P通道MOSFETC是M倍电流反射镜，其确保流经与BIAS和IN相连的麦克风的电流被放大M倍。破裂控制电路6比较在终端IN处的输入信号与预定的部分VP和电阻R两端的电压降一起组成的阈值电压7。参考电压7被设计为使得在电容式麦克风元件1的充电期间，也就是说在由接近破裂时引起的DC偏压发生器VB4的起动期间，麦克风充电过程引起的终端IN处的信号干扰将不能通过箝位开关10触发比较器8并发出脉冲信号来关闭偏置。
在正常操作期间当麦克风完全充电时，箝位开关10的触发只发生在IN处的正极性信号峰值超过VP的时刻，这一时刻反映出声压水平超出理想的预定阈值电压或水平。如果选择预定的阈值电压使其等于换能器元件的最大安全声压水平，这就有可能在破裂前使换能器元件放电从而防止破裂。
图2所示为图1中偏压发生器VB 4的优选实施例，其包括迪克森(Dickson)电压倍增器。VB4适用于通过倍增1.0至1.4伏特的VBAT电压来为节点BIAS提供大约8-10V的DC偏压。这种类型的电压信增器需要具有两个不重叠的相位φ1和φ2的一个时钟，如在图2的下方所绘制的一样。DC电压源例如电池向电压倍增器供应DC电压VBAT。电压倍增器是由多个分开的串联连接的级11组成的。每一级11都包含二极管D12和电容器C13，其中例如电容器13的底板连接至φ1，而后一级的电容连接到φ2等等。输出DC电压OUT是跨过末级电容C14产生的。所有的二极管例如二极12最好是那种对相邻装置和周围电路(基底、时钟、地或电力线)呈低电流泄漏和低寄生电容的类型。这意味着二极管的优选实施例包括绝缘基底型二极管例如多晶硅二极管。在其它实施例中，二极管D12可以是PN结二极管、肖特基二极管、双极耦合二极管或场效应晶体管。
图3是本发明的另一个实施例，其中依靠高频探测信号的检测电路通过换能器元件来传输探测信号，并检测指示换能器元件破裂或接近破裂的换能器元件电容的任何明显改变。
在图3中显示电容式麦克风的换能器元件1通过前置放大器Amp连接到输出终端Out。生成参考电压Ref V并将其提供给振荡器30。这样连接后使得振荡器30的输出完全被限定。电压泵或电压倍增器工作在振荡器所产生的时钟频率上。VP增加参考电压至MEMS麦克风换能器元件1的DC偏置电压，典型的是在10-20V的范围内。
来自振荡器30的一部分AC电压用作高频探测器，并通过级联耦合的电容器31、CX提供给换能器元件1。电容换能器元件1两端的探测电压降将被由于其电容改变而引入的任何声压所调制。
如果麦克风膜片破裂，换能器元件1的膜片与后极板之间的平均间隔将比正常间隔显著减小，正常间隔也就是后极板与膜片之间的静止间隔。在破裂期间由于这两个极板之间的距离为零，换能器元件1的电容将显著增大，以导致麦克风的换能器元件1两端的探测电压较低。同样，较大的探测电压存在于外部电容器31两端。后面这介信号通过高通滤波器32、HPF被高频滤波，以去除任何声音信息并排除DC的偏移。高频分量输出至电子倍增器X，电子倍增器X可以包括模拟乘法器例如吉伯单元(Gilbert cell)，并与振荡器30的直接输出相乘。
相乘将得到角度振荡器频率ω的总和及差值，以数学式表示A0×cos(ωt)×B0×cos(ωt+φ)=12A0B0((cos(2ωt+φ)+cos(φ))]]>其中A0是换能器元件1两端的探测信号的幅值，B0是与相乘处理相关联的常数。在低通滤波器LPF后，输出是1/2A0B0cos(φ)，这里的φ是换能元件1两端的高频探测信号与振荡器30的探测信号之间的小的相差(φ＜＜1)。解调后的探测信号的DC分量因此与换能器元件1两端的探测电压成正比，并且能够利用其来通过一个简单阈值电路或具有预先确定的阈值水平的程序确定换能器元件1的状态。
通过比较上文所描述的检测方案与基于破裂条件检测的方案(其中破裂条件的检测仅仅是基于相对于声学输出的阈值触发机制)，其可能的优点是明显的。通过测量来自麦克风的声学水平，检测破裂将导致测量破裂的困难，如果这出现在需要测量的声学水平的最大值附近。在这些条件下，如果触发水平设置得太高，则可能检测不出破裂，或者在正常工作范围内时检测到破裂。一种甚至在破裂水平接近需要测量的最大声学水平时也能确保完全安全地防止破裂的方法是通过将角频率设置为低于高通滤波器32的频率，例如设为大约10-30Hz的频率。
在不产生假的积极破裂检测的条件下，对破裂状态的可靠检测的最佳噪声边缘能够在下文的描述中发现。如果在静态操作中的麦克风的电容指定为Cn，在破裂的状态下为Cc，通过选择外部提供的集成在芯片上的电容器Cx的值来获得最大的灵敏度，如下Cx=12(Cn+Cc)]]>为了可靠准确地检测换能器元件1的破裂状态，最好使Cn和Cc各自的制造公差被保持在大约小于10-20％。以振荡器1的频率跨接在换能器元件1两端的高频探测电压将具有大于U/2的振幅，这里的U是在正常工作期间振荡器30提供的AC电压，并且在破裂状态期间具有小于U/2的振幅。
作为数字示例，假设Cc＝15pF及Cn＝5pF。最佳的前馈电容为Cx＝10pF。
最后将提到，由于电容的充电/放电，功率被消耗掉。在正常的工作期间功率的损耗为P＝f×U×U×(Cn×Cx)/(Cn+Cx)，如果U＝1伏，f＝250kHz并且具有上面的值，功率的损耗P将是P＝0.25×6μW＝1.5μW这个数值对低能耗的应用例如便携的和电池驱动的移动终端及助听器也是适合的。
在振荡器的频率大大超过250kHz的情况下，除以固定的整数N也许是有益的，使用这一频率来代替上面列出的乘法。这对保持测试和混合的同一频率来说是有益的，并且这样的频率设置在可听见的范围之外。另外，优选的是不要将该频率恰好设置在硅质麦克风的高频谐振处。优选的是经过换能器元件1的高频探测具有与用于电压泵34、VP泵频相同的频率，这产生换能器元件1的电容板两端的DC偏压。这样的选择将避免在这两个频率之间生成任何不想要的混频产物。
在发明的另一个实施例中，图3中检测电路的一些部分被使用，这个实施例同样基于从电容性的分压器中导出的检测参数。在本实施例中，换能器元件1两端的DC电压的改变被直接测量，并用来指示或检测换能器元件1所处的状态。这一实施例依靠通过检测由于换能器元件1电容的突然改变所导致的换能器元件1两端信号电压较大的DC漂移来测定换能器元件1的破裂状态。电容的这种突然改变改变了固定电容器31和换能器元件1之间的DC电压划分。图3中的阈值检测器TD 35能检测DC电压的改变。如果换能器元件1和麦克风前置放大器3(见图3)具有长的设定时间，这意味着破裂产生一个长的DC脉冲。
基于通过阈值检测器TD检测到的阈值，复位电路36、Res C可以包括低阻抗的半导体开关，例如当运行时低于25千欧或10千欧。有效的半导体开关用来在预先确定的时间内减少或甚至清零换能器元件1的极板之间的任何DC电压。最好包括定时器37、T，用来在预先确定的时间段内例如1-100ms内提供DC偏压的减少或清零，在此之后换能器元件1的破裂状态可以认为已经被修复。
图4所示是根据硅质电容式麦克风41、MMIC1的膜片和后极板之间的间距来检测物理参数的实施例，这个检测是通过专用传感器麦克风40、S MIC感知声压实现的，电容式麦克风暴露在该声压中。传感器麦克风40和前置放大器2加到硅质基板和放大器电路上，放大器电路已经包含主麦克风41及与之相应的前置放大器，其破裂的检测和控制将被实施。
传感器麦克风40最好大大小于主麦克风41，并可以具有较低的灵敏度。优选的是传感器麦克风40的破裂点或阈值在声压水平上比主麦克风41的破裂阈值高大约10-30dB，使得对于所有预见的主麦克风变量来说可确保在主麦克风41的破裂区域内传感器麦克风40表现为基本为线性的特性。传感器麦克风40的输出提供给破裂控制装置42、BC，这最好是通过逐渐减少主麦克风41的电容式换能器元件(没有示出)的DC偏压来实现的。最好保持传感器麦克风40的DC偏压使其基本上为常数。
根据发明的本实施例，主麦克风41是通过偏压控制装置42控制的偏压来供电的，偏压控制装置42提供有可以是来自1.30伏锌空气电池(Zinc-airbattery)的电池电压的DC电压。破裂检测和控制装置可以包括DSP 43，DSP43适用于基于传感器麦克风40的输出信号来控制偏压控制电路42。在DSP 43中实现的控制算法可适用于只要达到阈值声压水平就减小对主麦克风的DC偏压，或者当瞬间或短时期平均导入的声压水平超出用来指示主麦克风41潜在破裂的阈值时，DSP43将减少或完全置零DC偏压。
破裂控制电路可以基于比示出的这个更为复杂的换能器元件DC偏压的控制。代替主麦克风41换能器元件两端的DC偏压箝位，响应于检测破裂的趋近可以逐渐地降低DC偏压。这种基于检测到的导入声压水平的DC偏压的动态适配也将能够打破引起破裂的正反馈回路。换能器元件的安全工作区域能得以维持。在断续的减少DC偏压以后，DC偏压可以具有优点地向着具有适当预先确定的释放时间常数的标称DC偏压增加。这种类型的适于逐渐控制的DC偏压能够被DSP 43中合适的软件组或程序指令集来实施。
基于所检测出的导入声压水平的这种类型的DC偏压的动态适配也能够添加到图1和图3中所示的任何检测电路上。
通常来说，希望使用DSP来实现至少部分的破裂检测和控制装置。利用在相关仪器中已经存在的DSP装置也是有益的，例如移动电话或助听器的可编程DSP。这样就可能使得实施破裂检测和控制所需的附加元件最少。使用DSP能够实现破裂检测和控制的复杂算法。
根据本发明的解决方案能够实现被集成到麦克风中或如图1所示安置在单个的专用集成电路上的破裂检测和控制电路。DC偏压电路可以与破裂控制电路集成在一起。如果需要的话，独立的ASIC可以提供给破裂检测电路和破裂控制电路。
本发明在适用于便携式通讯装置例如移动电话和助听器的微型电容式麦克风中有着广泛的应用。
权利要求
1.一种电容式麦克风，包括-换能器元件，包括-膜片，其具有导电部分，-后极板，其具有导电部分，-DC偏压装置，其可操作地连接到所述膜片和后极板上，-破裂检测装置，其适用于确定关于膜片和后极板之间的间距的物理参数值，-破裂控制装置，其适用于基于所确定的物理参数值来控制所述DC偏压装置。
2.根据权利要求1的电容式麦克风，其中破裂检测装置适用于确定物理参数的瞬时值或者物理参数短时期内的平均值。
3.根据权利要求1或2的电容式麦克风，其中破裂控制装置适用于避免换能器元件的破裂。
4.根据权利要求1或2的电容式麦克风，其中破裂控制装置适用于允许换能器元件的破裂，还适用于通过可操作地连接至所述换能器元件的放电装置来修复破裂状态，所述放电装置适用于在预定放电时间内使换能器元件放电。
5.根据权利要求4的电容式麦克风，其中预先确定的放电时间具有介于1毫秒和1秒之间的持续时间段，例如介于10毫秒和200毫秒之间。
6.根据权利要求4或5的电容麦克风，其中放电装置包括可控制的MOS晶体管。
7.根据前述任一权利要求的电容式麦克风，其中破裂检测装置适用于确定换能器元件的电容。
8.根据前述任一权利要求的电容式麦克风，其中破裂检测装置适用于通过向换能器元件提供探测信号来确定物理参数值。
9.根据权利要求8的电容式麦克风，其中所述探测信号包括从DC信号和超声信号组成的组中选出的一个信号。
10.根据权利要求1的电容式麦克风，其中破裂检测装置包括电容性分压器，所述电容性分压器包括在固定电容器和换能器元件的电容之间的级联电路。
11.根据权利要求1的电容式麦克风，其中破裂检测装置响应于施加到膜片上的声压。
12.相据权利要求11的电容式麦克风，其中破裂检测装置包括设置在换能器元件的邻近、并可操作地连接至破裂控制装置的传感器麦克风。
13.根据权利要求1的电容式麦克风，其中破裂检测装置适用于检测换能器元件所产生的峰值电压。
14.根据权利要求1的电容式麦克风，其中破裂控制装置适用于基于确定的物理参数值来降低换能器元件两端的DC偏压。
15.根据权利要求14的电容式麦克风，其中破裂控制装置包括偏置电流监控装置，所述偏置电流监控装置适用于检测从DC偏压装置至换能器元件的DC电流。
16.根据权利要求14的电容式麦克风，其中破裂控制装置适用于在检测到的物理参数值超过预先确定的阈值时电连接膜片和后极板。
17.根据权利要求14的电容式麦克风，其中破裂控制装置包括-可控制元件，其适用于基于所确定的物理参数值来产生具有预定的周期和幅值的电脉冲，及-开关元件，其适用于接收所述的电脉冲，并响应于该电脉冲电连接膜片和后极板。
18.根据权利要求14的电容式麦克风，其中破裂控制装置适用于基于确定的物理参数值相应地降低DC偏压。
19.根据权利要求1的电容式麦克风，其中换能器元件包括硅质换能器。
20.根据权利要求19的电容式麦克风，其中硅质换能器在第一硅质基底上实现，并且其中的破裂检测装置和破裂控制装置在第二硅质基底上实现。
21.根据权利要求19的电容式麦克风，其中硅质换能器、破裂检测装置和破裂控制装置都以单片形式集成在单个模片中。
22.根据权利要求21的电容式麦克风，其中所述模片进一步包括可操作地连接至换能器元件的前置放大器。
23.一种用于电容式麦克风的电子电路，该电路包括-DC偏压装置，其可连接到电容式麦克风膜片和后极板，-破裂检测装置，其适用于确定关于电容式麦克风膜片和后极板之间的间距的物理参数值，及-破裂控制装置，其适用于基于确定的物理参数值来控制DC偏压装置。
24.根据权利要求23的电子电路，其中破裂检测装置适用于确定换能器元件的电容。
25.根据权利要求23的电子电路，其中破裂检测装置适用于通过向换能器元件提供探测信号来确定物理参数值。
26.根据权利要求23的电子电路，其中破裂检测装置适用于检测换能器元件的峰值电压。
27.根据权利要求23的电子电路，其中破裂控制装置适用于基于确定的物理参数值来自适应地降低DC偏压。
28.根据权利要求23的电子电路，其中破裂控制装置包括可操作地连接至换能器元件、并适用于在预先确定的放电时间内使换能器元件放电的放电装置。
全文摘要
发明涉及一种电容式麦克风，包括适用于确定关于换能器元件膜片和后极板之间的间距或距离的物理参数值的检测装置，以及适用于基于所确定的物理参数值来控制换能器元件的DC偏压的破裂控制装置。
文档编号H04R3/00GK1741685SQ20051009220
公开日2006年3月1日 申请日期2005年5月20日 优先权日2004年5月21日
发明者拉尔斯·J.·斯腾博格, 詹斯·K.·波尔森, 阿特·Z.·万霍特恩 申请人:桑尼奥公司