專(zhuān)利名稱(chēng)：溫度補(bǔ)償系統(tǒng)和溫度補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括的說(shuō)，本發(fā)明涉及麥克風(fēng)補(bǔ)償，具體地說(shuō)，涉及駐極體電容式麥克風(fēng)(ECM，electret condenser microphone)數(shù)字麥克風(fēng)溫度補(bǔ)償。
背景技術(shù)：
駐極體是具有準(zhǔn)永久電荷或偶極極化的電介質(zhì)材料。駐極體材料在大自然中相當(dāng)普遍。例如，石英和其他形式的ニ氧化硅天然地產(chǎn)生駐極體。然而，很多駐極體是通過(guò)以高于電介質(zhì)的熔化溫度對(duì)電介質(zhì)進(jìn)行加熱然后以強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)熔化的電介質(zhì)進(jìn)行冷卻來(lái)合成制備的。 在某些示例中，駐極體材料可以用作麥克風(fēng)的膜。駐極體電容式麥克風(fēng)(ECM)例如通過(guò)提供永久性的充電或極化材料，消除了在數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)中對(duì)極化電源的需要。然而，ECM對(duì)溫度很敏感。

發(fā)明內(nèi)容
除了其他方面，本申請(qǐng)討論了用于至少部分地補(bǔ)償數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)中的溫度靈敏度的系統(tǒng)和方法，其中，數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)包括例如溫度敏感膜，例如，駐極體電容式麥克風(fēng)(ECM)。在一個(gè)示例中，系統(tǒng)可以包括與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考和溫度補(bǔ)償電路，溫度補(bǔ)償電路包括與溫度有關(guān)的元件，其被配置為提供相對(duì)于與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考的第一參考；以及分壓器，其被配置為提供相對(duì)于與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考的第二參考和第三參考。在一個(gè)示例中，溫度補(bǔ)償電路可以被配置為提供電壓參考，電壓參考被配置為使用所述第三參考以及所述第一參考與所述第二參考之差來(lái)至少部分地補(bǔ)償數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)的溫度靈敏度。在一個(gè)示例中，溫度補(bǔ)償方法可以包括使用與溫度有關(guān)的元件來(lái)提供相對(duì)于與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考的第一參考；使用分壓器來(lái)提供相對(duì)于所述與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考的第二參考和第三參考；使用溫度補(bǔ)償電路根據(jù)所述第三參考以及所述第一參考與所述第二參考之差來(lái)提供電壓參考；以及使用所述電壓參考至少部分地補(bǔ)償數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)的溫度靈敏度。該部分意在概述本專(zhuān)利申請(qǐng)的主題，而非排他性或窮盡性解釋本發(fā)明，后續(xù)的具體實(shí)施方式
用于提供有關(guān)本專(zhuān)利申請(qǐng)的進(jìn)一歩信息。


在不必按比例繪制的附圖中，相似的數(shù)字可以描述不同視圖中的相似元件。具有不同字母后綴的相似數(shù)字可以表示相似元件的不同情況。附圖通常通過(guò)實(shí)例的方式而非通過(guò)限制的方式闡述本申請(qǐng)中所討論的各種實(shí)施例。圖I大體示出了包括溫度補(bǔ)償電路的示例性數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)；
圖2大體示出了用于數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)的示例性溫度補(bǔ)償電路；圖3大體示出了針對(duì)圖I的示例中的溫度補(bǔ)償電路，計(jì)算機(jī)模擬的増益校正(以分貝為單位(dB))與溫度(V )之間的關(guān)系的示例。
具體實(shí)施例方式除了其他方面，本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了，被配置為補(bǔ)償數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)中駐極體膜對(duì)溫度的靈敏度(dBV/Pa)的系統(tǒng)和方法。由于例如不同的制造商或制造エ藝，因此駐極體膜可以具有各種溫度系數(shù)。溫度變化可不利地影響數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)，這包括造成靈敏度失衡或變化的動(dòng)態(tài)增益。在一個(gè)示例中，可以針對(duì)溫度來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)的靈敏度以有效地忽略溫度變化，從而允許數(shù)字麥克風(fēng)制造商制造并銷(xiāo)售具有零増益或者接近零増益的溫度靈敏度的設(shè)備。
例如，包括ー個(gè)或兩個(gè)以上數(shù)字麥克風(fēng)的數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)，除了其他方面，可以用于移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用中的噪聲消除。在一個(gè)示例中，ー個(gè)或兩個(gè)以上數(shù)字麥克風(fēng)中的每ー個(gè)可受到不同溫度的影響，這取決于ー個(gè)或兩個(gè)以上數(shù)字麥克風(fēng)在移動(dòng)設(shè)備上的位置，例如，這些數(shù)字麥克風(fēng)與充電電路、傳輸電路或移動(dòng)設(shè)備的其他產(chǎn)生熱量的部分的接近程度。在噪聲消除應(yīng)用中，ー個(gè)或兩個(gè)以上數(shù)字麥克風(fēng)的靈敏度變化可大大地影響對(duì)所檢測(cè)的噪聲的消除。因此，ー個(gè)或兩個(gè)以上溫度補(bǔ)償電路可以用于至少部分地補(bǔ)償數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)中的溫度靈敏度。圖I大體示出了示例性數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)100，其包括溫度補(bǔ)償電路200、麥克風(fēng)101、前置放大器102和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 103。在一個(gè)示例中，麥克風(fēng)101可以包括具有溫度敏感膜的麥克風(fēng)，溫度敏感膜例如為駐極體膜或其他溫度敏感膜。在一個(gè)示例中，麥克風(fēng)101可以包括駐極體電容式麥克風(fēng)(ECM)或者具有非零溫度系數(shù)的ー個(gè)或兩個(gè)以上其他數(shù)字麥克風(fēng)。在一個(gè)示例中，前置放大器102可以包括音頻放大器或ー個(gè)或兩個(gè)以上其他放大器，音頻放大器或ー個(gè)或兩個(gè)以上其他放大器被配置為從麥克風(fēng)101接收信息(例如，音頻輸出等)并且向ADC 103提供信息(例如，經(jīng)放大的音頻信號(hào)等)。在一個(gè)示例中，溫度補(bǔ)償電路200可以被配置為將參考電壓(Vkef)提供給ADC 103以至少部分地補(bǔ)償麥克風(fēng)101的溫度靈敏度，或者提供給數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)100的ー個(gè)或兩個(gè)以上其他元件，例如，以針對(duì)溫度來(lái)控制數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)100的有效增益。在一個(gè)示例中，ADC 103可以被配置為向諸如噪聲消除電路、音頻處理器、基帶處理器等ー個(gè)或兩個(gè)以上元件提供數(shù)字麥克風(fēng)信號(hào)。在一個(gè)示例中，數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)100的増益可以表示為
_8] Gsystem (d— ) 二 Apre(dB} — VREF(dB￥)(等式 ι)在某些示例中，前置放大器102的增益(ApJ可以固定有(fixed with)很小的溫度變化。為了提供穩(wěn)定的Vkef，可以使用電壓和溫度的組合。圖2大體示出了用于數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)的示例性溫度補(bǔ)償電路200。在一個(gè)示例中，溫度補(bǔ)償電路200可以包括與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考105 ;與溫度有關(guān)的元件110，其被配置為提供相對(duì)于與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考105的第一參考(REF1);以及分壓器，其被配置為提供相對(duì)于與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考105的第二參考和第三參考(分別為REF2、REF3)。
在一個(gè)示例中，與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考105可以包括帶隙電壓(VBe)或其他電壓參考，帶隙電壓或其他電壓參考被配置為提供相對(duì)于溫度穩(wěn)定的參考電壓(vBe)。在某些實(shí)施例中，與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考105，除了其他方面，可以包括ニ極管、電阻或ー個(gè)或兩個(gè)以上其他元件。與溫度有關(guān)的元件110可以包括ニ極管或ー個(gè)或兩個(gè)以上其他有源或無(wú)源的與溫度有關(guān)的元件，ニ極管或ー個(gè)或兩個(gè)以上其他有源或無(wú)源的與溫度有關(guān)的元件被配置為提供相對(duì)于溫度變化的電壓(VD)。在一個(gè)示例中，ニ極管可以通過(guò)電阻111連接到地面，并且在某些實(shí)施例中，ニ極管和電阻111可以匹配與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考105的ニ極管和電阻。在一個(gè)示例中，分壓器電路可以包括電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)，該電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)包括第一電阻115、第二電阻120和第三電阻125,該第一電阻115、第二電阻120和第三電阻125被配置為提供相對(duì)于與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考105的REF2和REF3。在其他實(shí)施例中，分壓器 電路可以包括被配置為提供REF2和REF3的ー個(gè)或兩個(gè)以上其他元件，例如，電容器、電感器
坐寸ο在一個(gè)示例中，溫度補(bǔ)償電路200可以包括放大器130(例如，各種配置的ー個(gè)或兩個(gè)以上放大器)，放大器130被配置為提供電壓參考(Vkef)，電壓參考(Vkef)被配置為使用REF3以及REF1與REF2之差來(lái)至少部分地補(bǔ)償數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)的溫度靈敏度。在ー個(gè)示例中，溫度補(bǔ)償電路105可以包括ー個(gè)或兩個(gè)以上模擬或數(shù)字電路，模擬或數(shù)字電路被配置為根據(jù)(I)REF3以及(2)REF1與REF2之差的和來(lái)提供VKEF。在一個(gè)示例中，放大器130可以被配置為(例如，通過(guò)因子G等)放大或衰減REF1, REF2或REF3、REF1與REF2之差、或者REF3以及REF1與REF2之差的和中的ー個(gè)或兩個(gè)以上。在一個(gè)示例中，在集成電路中，ニ極管可以在正向電壓上呈現(xiàn)出_2mV/°C的改變。因此，在溫度補(bǔ)償電路200中，溫度(Ttl)(例如，室溫，或 27°C )處的REF1可以表示為^EF1(T0) — ^SG(T0) — Pd(Tt0)(等式 2)示例性的和レD(TtJ)的值可以包括~(等式 3)Fo(7^) = O JV (等式 4)因此，Pref1 ￠7 )可以表示為 τ^> — 0-5F + ImVf0C (等式 5)在一個(gè)示例中，與溫度有關(guān)的元件110的電壓可以通過(guò)從ド只五F1 (T)中減去
(^BG(Tq)而獲得?？梢允褂脕?lái)估計(jì)p￡>(T0)的值，并且節(jié)點(diǎn)REF2處
的電壓可以表示為
_3] Vrefm ニ Vbg= vBG(Tfy) — Vd(T0)(等式
6)
將
權(quán)利要求
1.ー種溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，包括 用于數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)的溫度補(bǔ)償電路，所述溫度補(bǔ)償電路包括 與溫度有關(guān)的元件，其被配置為提供相對(duì)于與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考的第一參考；以及 分壓器，其被配置為提供相對(duì)于所述與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考的第二參考和第三參考， 其中，所述溫度補(bǔ)償電路被配置為提供電壓參考，所述電壓參考被配置為使用所述第三參考和所述第一參考與所述第二參考之差來(lái)至少部分地補(bǔ)償數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)的溫度靈敏度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，包括 與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考，其中，所述與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考包括帶隙電壓參考， 其中，所述帶隙電壓參考包括ニ極管， 其中，所述與溫度有關(guān)的元件包括ニ極管，以及 其中，所述與溫度有關(guān)的元件的所述ニ極管與所述帶隙電壓參考的所述ニ極管匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，包括 所述數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)，所述數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)包括 麥克風(fēng)，其包括溫度敏感膜； 前置放大器，其被配置為從所述麥克風(fēng)接收信息；以及 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其被配置為從所述前置放大器接收信息并從所述溫度補(bǔ)償電路接收所述參考電壓， 其中，所述溫度補(bǔ)償電路被配置為至少部分地補(bǔ)償所述溫度敏感膜的所述溫度靈敏度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，包括 放大器，其被配置為接收所述第一參考、所述第二參考和所述第三參考，并使用以下各項(xiàng)之和來(lái)提供所述電壓參考 (1)所述第三參考；以及 (2)所述第一參考與所述第二參考之差。
5.—種溫度補(bǔ)償方法,包括 使用與溫度有關(guān)的元件來(lái)提供相對(duì)于與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考的第一參考； 使用分壓器來(lái)提供相對(duì)于所述與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考的第二參考和第三參考； 使用溫度補(bǔ)償電路根據(jù)所述第三參考以及所述第一參考與所述第二參考之差來(lái)提供電壓參考；以及 使用所述電壓參考至少部分地補(bǔ)償數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)的溫度靈敏度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度補(bǔ)償方法，包括 使用帶隙電壓參考來(lái)提供所述與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考，所述帶隙電壓參考包括ニ極管， 其中，所述與溫度有關(guān)的元件包括ニ極管，以及 其中，所述與溫度有關(guān)的元件的所述ニ極管與所述帶隙電壓參考的所述ニ極管匹配。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)或者根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度補(bǔ)償方法，其中，所述與溫度有關(guān)的元件包括ニ極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)或者根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度補(bǔ)償方法，其中，所述數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)包括駐極體電容式麥克風(fēng)，所述駐極體電容式麥克風(fēng)包括溫度敏感膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度補(bǔ)償方法，其中，所述數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)包括具有溫度靈敏度的駐極體膜，并且其中，所述至少部分地補(bǔ)償所述溫度靈敏度包括至少部分地補(bǔ)償所述駐極體膜的所述溫度靈敏度。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)或者根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度補(bǔ)償方法，其中，所述分壓器包括電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)，所述電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)的第一電阻、第二電阻和第三電阻，其中，所述第一電阻、第二電阻和第三電阻具有共同的溫度系數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度補(bǔ)償方法，其中，所述提供所述電壓參考包括使用放大器接收所述第一參考、所述第二參考和所述第三參考并使用以下各項(xiàng)之和來(lái)提供所述電壓參考 (1)所述第三參考，以及 (2)所述第一參考與所述第二參考之差。
全文摘要
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種溫度補(bǔ)償系統(tǒng)和溫度補(bǔ)償方法。除了其他方面，本申請(qǐng)討論了用于至少部分地補(bǔ)償數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)中的溫度靈敏度的系統(tǒng)和方法，該數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)包括例如溫度敏感膜，例如，駐極體電容式麥克風(fēng)(ECM)。一種溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，包括用于數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)的溫度補(bǔ)償電路，所述溫度補(bǔ)償電路包括與溫度有關(guān)的元件，其被配置為提供相對(duì)于與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考的第一參考；以及分壓器，其被配置為提供相對(duì)于所述與溫度無(wú)關(guān)的電壓參考的第二參考和第三參考，其中，所述溫度補(bǔ)償電路被配置為提供電壓參考，所述電壓參考被配置為使用所述第三參考和所述第一參考與所述第二參考之差來(lái)至少部分地補(bǔ)償數(shù)字麥克風(fēng)系統(tǒng)的溫度靈敏度。
文檔編號(hào)H04R3/00GK102695113SQ20121007894
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者A·M·約爾丹, H·加薩 申請(qǐng)人:快捷半導(dǎo)體(蘇州)有限公司, 快捷半導(dǎo)體公司