麦克风封装体以及用于提供麦克风封装体的方法_3

文档序号:9220280阅读:来源:国知局
出了对应于在图5中示出的麦克风封装体100的各种信号特征。图6给出了针对硬开关(hard-switch)实施610 (参见图2或图3的电路130)和针对加权开关实施620 (参见图4中电路130)比较信噪失真比(signal-to-noise and distort1nrat1, SNDR)的图表。表示硬切换实施610的曲线显示,在SNDR为_5dBV左右时,急剧下降约20db。而通过采用加权切换实施620,在一些情况下可以导致听觉失真的该下降可以被减少或者甚至被避免。
[0037]图7和图8示出了在存在偏移的情况下的对SNDR的比较。图7中曲线710示出了在不进行偏移补偿的情况下的SNDR过程,图8中的曲线810则示出了在执行在图5的背景下描述的数字偏移补偿的情况下的SNDR过程。在图7和图8中的竖线标记参考值94dBSPL。图710显示在-20到1dBV之间的区间中延伸的上至20dB的下凹。在其中偏移被补偿的图810中,下凹消失。但是由于适应设置的作用,可能存在约0.1mV的残余误差。
[0038]图9示出了上文在图5的背景下阐述的针对第一数字信号值的偏移补偿910的收敛行为。针对增益失配观察到相似的结果。从O开始,偏移补偿值910遵循阻尼振荡曲线收敛于近似-0.01的值。振荡的最大减少量发生在O到0.02之间。
[0039]图10示出了根据一个实施方式的用于提供麦克风封装体的方法1100的流程图。方法1100包括1110提供集成电路。此处集成电路包括:第一模数转换器,用于提供第一数字信号;第二模数转换器,用于提供第二数字信号;以及电路,被配置用于基于第一数字信号和第二数字信号,提供麦克风信号。方法1100还包括1120将麦克风第一模数转换器耦合至第二模数转换器。方法1100进一步还包括1130将麦克风、第一模数转换器和第二模数转换器集成到共用封装体中。
[0040]图11图示了麦克风封装体100的一个实施方式的截面图。麦克风封装体包括麦克风I1以及ASIC 230。麦克风110被实施为MEMS麦克风,且包括密封了背容积1050的膜1030。帽盖1070至少部分地包围麦克风110和ASIC 230。由在帽盖1070中的开口形成了声音开口或声音端口 1090,该声音开口 1090允许压力变化进入封装体中从而使膜1030偏转。膜1030的偏转改变麦克风110的电容,从而用于生成麦克风信号。由麦克风封装体100产生的声音信号在麦克风封装体100的终端1010处提供。ASIC 230耦合至麦克风110并且耦合至终端1010。ASIC 230和MEMS麦克风110在一个实施方式中形成在分隔开的衬底上。MEMS麦克风110和ASIC 230两者都安装在共用的印刷电路板(PCB) 1040上,该PCB1040同时也提供了外部端口 1010。印刷电路板1040和帽盖1070形成了共用的外壳,该外壳至少部分地包围麦克风110和ASIC 230,至少留下用于声音开口 1090的开口。MEMS麦克风110与ASIC230可以通过印刷电路板1040或者附加的电路装置电耦合。
[0041]在图11实施方式中,麦克风110和ASIC 230两者都通过在麦克风封装体100内的共用的密封剂1020进行密封。然而,密封剂1020并没有封闭声音端口 1090。背容积1050可以气密密封,或者具有小的通风通道以避免背容积1050内的空气的压缩。
[0042]在进一步的实施方式中,声音开口 1090也可以形成在膜1030的之下,即,在封装的底部,例如如在图12中所图示的。封装体的另外的实施方式包括附加的终端,以便能够提供电源及接地连接。这可以使得可以在单个组装步骤中,通过一个或多个该终端,将麦克风封装体内的所有元件连接到另外的电路系统、印刷板等等。
[0043]换言之,根据一些实施方式,麦克风的背容积至少部分地被封装体构成部分定界。背容积在麦克风膜的与声音端口相对之侧。当压力变化通过封装体的声音端口进入时,膜在背容积内的气体压力的按压下偏转。根据一些实施方式,背容积被封装体的共用衬底或者印刷电路板定界。在另外的实施方式中,背容积被安装在封装体的共用衬底上的帽盖来分隔。根据一些实施方式中,封装体的尺寸小于等于15mm X 15mm x 15mm。
[0044]图12图示了具有不同的几何形体的麦克风封装体的另外的实施方式的顶视图和底视图。图12与图11的实施方式的实施之间的差异简短总结如下:在图12中,声音端口1090形成在PCB 1040内,以使得帽盖(图上未显示)形成用于MEMS麦克风110的背容积。麦克风封装体100的终端1010-1到1010-4位于共用PCB 1040的底部,这可以有助于减少麦克风封装体100总的占用的面积。MEMS麦克风110与ASIC 230借助键合接线电耦合。ASIC 230与终端1010-1到1010-4也借助键合接线连接。PCB 1040将终端1010-1到1010-4从封装体100的内部传到封装体100的外部。
[0045]在生成麦克风封装体100期间,在MEMS麦克风110的衬底以及ASIC 230通过键合接线电耦合之前,它们被附连到PCB 1040上。最后,通过从顶侧施加帽盖,将封装体气密密封。
[0046]ASIC 230装置的特性可被调整,以适应MEMS麦克风110以及所使用的特定封装体设计。相同的MEMS麦克风110可用于不同的封装体设计,该封装体设计提供具有相似特征或信噪比的改进的麦克风信号。ASIC 230的特性或滤波系数可以针对MEMS麦克风110和封装体设计的每个组合来确定,因此适当地预配置的ASIC可以用于不同的组合。
[0047]或者,ASIC的特性可以在组装后是可编程的。产品的差异可以得到补偿,这是因为未修改的麦克风信号的频率响应可以在封装体的组装之后确定。然后,ASIC 230的特性可被编程,以便针对每个独立封装体的修改的麦克风信号实现期望的频谱特性。
[0048]根据前述示例实施方式的麦克风封装体可以例如用于移动通讯装置,例如移动电话等等。任何需要录制或监听环境声音的应用都可以使用根据示例实施方式的麦克风封装体。例如,在汽车应用中,免提车载套件可以使用麦克风封装体示例实施方式以实现增强的声音质量。又如,呼叫中心工作人员的头戴式耳机等等也可利用根据示例实施方式的麦克风封装体以提高信号质量,正如呼叫中心的客户所体验到的。一般地说,在环境声音需要被录制或监听、或者需要借助在印刷电路板等等上的另外的电路被进一步处理的任何应用中,根据一些示例实施方式的麦克风封装体都会提供额外的益处。
[0049]进一步的,实施方式可以提供具有程序代码的计算机程序,当计算机程序在计算机或处理器上被执行时,该程序代码用于执行上述方法之一。本领域技术人员很容易认识到,各种上述方法的步骤可以通过编程的计算机来执行。此处,一些示例实施方式也旨在覆盖计算机存储设备,例如数字数据存储介质,该计算机存储设备为机器或计算机可读的并且编码机器可执行的或者计算机可执行的指令程序,其中指令执行上述方法的一些或所有行为。计算机存储设备可以是,例如,数字存储器、磁存储介质诸如磁盘和磁带、硬盘驱动、或光学可读的数字数据存储介质。另外的示例实施方式也旨在涵盖被编程以执行上述方法的行为的计算机、或者被编程以执行上述方法的行为的(现场)可编程逻辑阵列((F)PLA)或(现场)可编程门阵列((F) PGA器)。
[0050]说明书和附图仅仅解释本公开的原理。因此,显而易见的是,本领域技术人员能够设计出各种实施,这些实施虽然没有在本文中明确地描述或展示,但实施了本公开的原理并且被包括在其精神和范围之内。此外,本文所列举的所有示例显然主要意图仅用于教学目的,以帮助读者理解本公开的原理以及由本
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