本發(fā)明涉及一種電路，尤其涉及一種運(yùn)用在MEMS工藝的麥克風(fēng)放大器的電源穩(wěn)壓器電路。

背景技術(shù)：

麥克風(fēng)放大器電路主要包括MEMS傳感器和ASIC(Application-Specific Integrated Circuit，專用集成電路)，兩者電性連接以實(shí)現(xiàn)將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號從而實(shí)現(xiàn)麥克風(fēng)的功能。

相關(guān)技術(shù)的麥克風(fēng)放大器電路中，電源在217赫茲處的電源抑制比(Power Supply Rejection Ratio，PSRR)決定了噪聲從電源到輸出的耦合能力。由于電流源的輸出阻抗并非無限大，導(dǎo)致所述麥克風(fēng)放大器電路普遍存在著電流消耗較大，PSRR較低的問題，一般只能達(dá)到80dB。為了降低噪聲和提高輸出端信噪比(Signal-Noise-Ratio，SNR)，通常在所述麥克風(fēng)放大器電路外部并聯(lián)一個幾微法的電容于電源和接地之間。為了提高PSRR，通常在電路中使用電源穩(wěn)壓器對所述麥克風(fēng)放大器電路提供電源。

然而，相關(guān)技術(shù)的電源穩(wěn)壓器的輸出電壓為固定值，而當(dāng)所述麥克風(fēng)放大器電路應(yīng)用于電池供電系統(tǒng)中時，電池輸出電壓隨著時間變化而有較大變化范圍。為了適應(yīng)電池供電，所述電源穩(wěn)壓器的輸出電壓需要低于電池最低電壓，即電池接近耗盡時電壓，這就意味著限制了所述麥克風(fēng)放大器電路在新電池使用時的電壓輸出范圍，即限制了所述麥克風(fēng)放大器電路的聲過載點(diǎn)(Acoustic Overload Point，AOP)。

因此，有必要提供一種新的電源穩(wěn)壓器電路以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電源穩(wěn)壓器電路，該電路運(yùn)用在麥克風(fēng)放大器時，在提供足夠的電源抑制比的同時，輸出電壓能夠跟隨電源電壓，從而不會限制麥克風(fēng)放大器的輸出電壓范圍和聲學(xué)過載點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種電源穩(wěn)壓器電路，包括第一晶體管、第一分壓電阻、第二分壓電阻、放大器和信號處理器；

所述第一晶體管的源極作為所述電源穩(wěn)壓器電路的輸入端連接至電源電壓，所述第一晶體管的漏極作為所述電源穩(wěn)壓器電路的輸出端連接至輸出電壓；

所述第一分壓電阻串聯(lián)連接至所述第一晶體管的漏極；

所述第二分壓電阻一端串聯(lián)連接至所述第一分壓電阻，另一端接地；

所述放大器的同相輸入端連接至所述第一分壓電阻和所述第二分壓電阻之間，所述放大器的反相輸入端連接至所述信號處理器的輸出端，所述放大器的輸出端連接至所述第一晶體管的柵極；

所述信號處理器的輸入端連接至所述電源電壓，所述信號處理器用于對所述電源電壓依次進(jìn)行分壓和濾波處理。

優(yōu)選的，所述信號處理器包括分壓器和濾波器，所述分壓器的一端連接至所述電源電壓，另一端連接至所述濾波器的輸入端，所述濾波器的輸出端連接所述放大器的反相輸入端。

優(yōu)選的，所述分壓器包括第三分壓電阻和第四分壓電阻，所述第三分壓電阻一端連接至所述電源電壓，另一端連接至所述濾波器的輸入端；所述第四分壓電阻串連至所述第三分壓電阻并接地。

優(yōu)選的，所述濾波器包括第二晶體管和電容，所述第二晶體管的柵極連接至所述第二晶體管的漏極，所述第二晶體管的源極連接至所述第三分壓電阻與所述第四分壓電阻之間，所述第二晶體管的漏極連接至所述放大器的反相輸入端；所述電容的一端連接至所述第二晶體管的漏極，另一端接地。

優(yōu)選的，所述濾波器的帶寬的下限值小于1Hz。

優(yōu)選的，所述濾波器還包括第三晶體管，所述第三晶體管的柵極連接至控制電壓，所述第三晶體管的源極連接至所述第二晶體管的源極，所述第三晶體管的漏極連接至所述第二晶體管的柵極，所述第三晶體管用于對所述電容快速充電。

優(yōu)選的，所述電容為交流耦合電容。

與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明的電源穩(wěn)壓器電路通過所述分壓器和所述濾波器對所述電源電壓依次進(jìn)行分壓和濾波處理，處理后的電壓跟隨所述電源電壓成正比例變化，且處理后的所述電壓具有一定的PSRR值，在提供足夠的電源抑制比的同時，輸出電壓能夠跟隨電源電壓，從而不會限制麥克風(fēng)放大器的輸出電壓范圍和聲學(xué)過載點(diǎn)。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明電源穩(wěn)壓器電路的電路圖；

圖2為本發(fā)明電源穩(wěn)壓器電路的較佳實(shí)施例的電路圖。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

請參閱圖1，為本發(fā)明電源穩(wěn)壓器電路的電路圖。本發(fā)明提供的電源穩(wěn)壓器電路10包括第一晶體管M₁、第一分壓電阻R₁、第二分壓電阻R₂、放大器A₁和信號處理器1。

所述第一晶體管M₁的源極作為所述電源穩(wěn)壓器電路10的輸入端連接至電源電壓VDD，所述第一晶體管M₁的漏極作為所述電源穩(wěn)壓器電路10的輸出端連接至輸出電壓V_LDO。

所述第一分壓電阻R₁串聯(lián)連接至所述第一晶體管M₁的漏極；所述第二分壓電阻R₂一端串聯(lián)連接至所述第一分壓電阻R₁，另一端接地。

所述放大器A₁的同相輸入端連接至所述第一分壓電阻R₁和所述第二分壓電阻R₂之間，所述放大器的反相輸入端連接至所述信號處理器1的輸出端，所述放大器A₁的輸出端連接至所述第一晶體管M₁的柵極。

所述信號處理器1的輸入端連接至所述電源電壓VDD，所述信號處理器1用于對所述電源電壓VDD依次進(jìn)行分壓和濾波處理并得到第一參考電壓V₁，并使得所述第一參考電壓V₁與所述電源電壓VDD成正比，且V₁具有一定的PSRR，進(jìn)而使得所述輸出電壓V_LDO與所述電源電壓VDD成正比，且所述輸出電壓V_LDO處具有一定PSRR值。

本實(shí)施方式中，所述信號處理器1包括分壓器11和濾波器12。所述分壓器11的一端連接至所述電源電壓VDD，另一端連接至所述濾波器12的輸入端，所述濾波器12的輸出端連接所述放大器A₁的反相輸入端。

請參閱圖2，為本發(fā)明電源穩(wěn)壓器電路的較佳實(shí)施例的電路圖。具體的，所述分壓器11包括第三分壓電阻R₃和第四分壓電阻R₄，所述第三分壓電阻R₃一端連接至所述電源電壓VDD，另一端連接至所述濾波器12的輸入端；所述第四分壓電阻R₄串連至所述第三分壓電阻R3并接地。

所述濾波器12包括第二晶體管M₂、第三晶體管M₃和電容C₁。所述第二晶體管M₂的柵極連接至所述第二晶體管M₂的漏極，所述第二晶體管M₂的源極連接至所述第三分壓電阻R₃與所述第四分壓電阻R4之間，所述第二晶體管M₂的漏極連接至所述放大器A₁的反相輸入端。所述第三晶體管M₃的柵極連接至控制電壓V_FastOn，所述第三晶體管M₃的源極連接至所述第二晶體管M₂的源極，所述第三晶體管M₃的漏極連接至所述第二晶體管M₂的柵極。所述電容C₁的一端連接至所述第二晶體管M₂的漏極，另一端接地。

本實(shí)施方式中，所述電容C₁為交流耦合電容。

所述電源電壓VDD被所述分壓器11分壓處理和被所述濾波器12濾波處理后提供所述第一參考電壓V₁，且所述第一參考電壓V₁具有一定PSRR，本實(shí)施方式中，所述第一參考電壓V₁的PSRR可為50dB。

所述第二晶估管M₂和所述電容C₁形成的所述濾波器12(具體為低通濾波)其帶寬的下限值小于1Hz。而在217Hz處，所述第一參考電壓V1的PSRR可達(dá)到大于50dB。所述第三晶體管M₃相當(dāng)于一個開關(guān)，當(dāng)所述電源穩(wěn)壓器電路10在初始化時，所述第三晶體管M₃打開，用于對所述電容C₁快速充電；當(dāng)所述電源穩(wěn)壓器電路10正常工作時，所述第三晶體管M₃斷開，此電路滿足：

$V1=\frac{R4}{R3+R4}\×VDD=V2=\frac{R2}{R1+R2}\×V_{LDO}---\left(1\right)$

其中，V₁為第一參考電壓，V₂為第二參考電壓，V_LDO為輸出電壓。

由上述公式(1)可得：

$V_{LDO}=\frac{R4}{R3+R4}\×\frac{R1+R2}{R2}\×VDD---\left(2\right)$

由上述公式(2)可知，通過設(shè)置所述第一分壓電阻R₁，第二分壓電阻R₂、第三分壓電阻R₃和第四分壓電阻R₄的阻值，可實(shí)現(xiàn)所述輸出電壓V_LDO＝0.96VDD。

當(dāng)所述電源電壓VDD＝1.5V時，所述輸出電壓V_LDO＝1.44V；

當(dāng)所述電源電壓VDD＝3.6V時，所述輸出電壓V_LDO＝3.456V。

由此可見，本發(fā)明的電源穩(wěn)壓器電路10相較于相關(guān)技術(shù)的穩(wěn)壓器而言，其在所述輸出電壓V_LDO處的PSRR值要低，為50dB，但對于運(yùn)用于相關(guān)麥克風(fēng)放大器電路已經(jīng)可完全滿足其性能要求。

若相關(guān)的麥克風(fēng)放大器電路由相關(guān)的穩(wěn)壓器輸出提供電源。相關(guān)的穩(wěn)壓器輸入為電源電壓，可以在1.5V-3.6V變化，相關(guān)的穩(wěn)壓器輸出為固定電壓，必須小于1.5V。這樣在電源電壓為3.6V時，相關(guān)的穩(wěn)壓器輸出電壓仍然小于1.5V，原本相關(guān)麥克風(fēng)放大器如果直接工作在3.6V電源電壓是可以有更大的輸出電壓范圍和聲學(xué)過載點(diǎn)的，在和相關(guān)穩(wěn)壓器協(xié)同工作時，相關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓限制了相關(guān)麥克風(fēng)放大器的輸出電壓范圍和聲學(xué)過載點(diǎn)。

而若相關(guān)的麥克風(fēng)放大器電路由本發(fā)明穩(wěn)壓器輸出提供電源。本發(fā)明穩(wěn)壓器的輸出跟隨電源電壓。這樣在電源電壓為3.6V時，本發(fā)明穩(wěn)壓器輸出電壓為3.456V，這樣就不會限制相關(guān)麥克風(fēng)放大器的輸出電壓范圍和聲學(xué)過載點(diǎn)。與此同時本發(fā)明穩(wěn)壓器仍然在V_LDO處提供50dB的PSRR。

與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明的電源穩(wěn)壓器電路10通過所述第三分壓電阻R₃、第四分壓電阻R₄形成所述分壓器，通過所述第二晶體管M₂、第三晶體管M₃和電容C₁形成所述濾波器，其同對所述電源電壓VDD形成分壓與濾波處理后提供所述第一參考電壓V₁，利用所述第三晶體管M₃作為開關(guān)對所述電容C₁快速充電，使得所述第一參考電壓V₁與所述電源電壓VDD成正比變化，從而使得輸出電壓V_LDO在1.5V-3.6V的范圍內(nèi)始終跟隨著所述電源電壓VDD成正比變化且具有一定的PSRR，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)所述電源電壓VDD較高時不會對相關(guān)運(yùn)用中的麥克風(fēng)放大器電路的輸出范圍和聲過載點(diǎn)造成限制，提高了相關(guān)運(yùn)用中的聲學(xué)性能。

以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施方式，在此應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進(jìn)，但這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。