[发明专利]具有双换能器的传声器

说明书

相关申请的交叉引用

【0001】本申请要求于2007年2月13日提交的美国临时申请No.60/889,740的权益。

技术领域

【0002】本发明总体上涉及传声器，并且更特别的，涉及一种具有双电声换能器的传声器。

背景技术

【0003】典型的例如用于传声器中的声学换能器，包括柔性隔膜和与柔性隔膜基本平行的坚硬背板。隔膜将声学换能器分为前容积和后容积，并通过该背板构成电容器。对于MEMS(微电机系统)传声器，电压发生器在背板上提供和维持电压。MEMS传声器的例子可以在例如共同转让的美国公开的申请No.20040120540中找到，其结合于此用于参考。在传统的驻极体电容传声器(ECM)的背板上不需要电压发生器来维持电压。在操作中，声波撞击隔膜使得隔膜根据由声波施加的压力而运动。隔膜的运动包括背板上电压的波动，所述波动被放大器检测为电信号。放大器将这些信号进行放大，并将它们传输到传声器内部和/或外部的其它电子部件上进行处理。

【0004】对于MEMS传声器和传统的驻极体电容传声器而言，挑战在于改善信噪比。一种方法是这可以通过提供具有非常小的声音阻抗值的传声器系统来实现。但遗憾的是，低的声音阻抗值将导致非常高的无阻尼峰值频率。一般情况下，例如在助听器中使用的传声器的峰值频率对于最佳性能而言应该在9到15kHz之间。9kHz下限由例如助听器的应用的带宽要求来规定。大多数的助听器需要高于6kHz的峰值频率，且较高的峰值频率是优选的。但是高于15kHz的峰值频率在存在超声信号的情况下可能会导致传声器的过载。例如，25到40kHz的信号可能具有110dB SPL(声压级)或更大的幅度，其可能使传声器过载。

【0005】因此，需要一种能克服上述峰值频率问题和其它问题的传声器。特别是，需要一种提供改善的信噪比同时保持位于可接受的范围内的峰值频率和/或幅度的传声器。

发明内容

【0006】本发明涉及一种具有不匹配的电声换能器的传声器。该传声器可以是传统的ECM传声器，也可以是MEMS传声器。每一个不匹配的电声换能器可以有自己选定的峰值频率，以使得电声换能器共同产生期望的合成峰值频率。所述不匹配的电声换能器可以有不同的封装尺寸、前容积、后容积、和/或隔膜张力、厚度、长度、宽度、和/或直径。在一些实施例中，传声器可以有用于电声换能器的不同的背板充电和/或输出信号放大配置。传声器是MEMS传声器时，由集成电路提供电压产生和输出信号放大，该集成电路可以安装在其中一个电声换能器的前容积内，或者在其中一个电声换能器附近。

【0007】一般地，一方面，本发明涉及传声器组件。该组件包括具有第一峰值频率的第一电声换能器，和电并联于第一电声换能器并具有第二峰值频率的第二电声换能器。该第二峰值频率基本上区别于第一峰值频率预定的最小量，以使得两个峰值频率为传声器产生期望的合成峰值频率。

【0008】一般地，另一方面，本发明涉及一种传声器。该传声器包括具有第一峰值频率的第一电声换能器，和电并联于第一电声换能器并具有第二峰值频率的第二电声换能器。此外，该传声器还包括连接到第一和第二电声换能器中的一个或多个的至少一个电压发生器和连接到第一和第二电声换能器中的一个或多个的至少一个放大器。该第二峰值频率基本上区别于第一峰值频率预定的最小量，使得两个峰值频率为传声器产生期望的合成峰值频率。

【0009】一般地，另一方面，本发明还涉及一种装配传声器的方法。该方法包括安装具有第一峰值频率的第一电声换能器在基板上，并且将具有第二峰值频率的第二电声换能器安装于基板上电并联于第一电声换能器。该第二峰值频率基本上区别于第一峰值频率预定的最小量，使得两个峰值频率为传声器组件产生期望的合成峰值频率。

【0010】本发明的另一方面，提供了传声器组件，包括用于产生第一电输出信号的第一电声换能器，和用于产生第二电输出信号的第二电声换能器。该传声器组件进一步包括一个或多个偏置电压发生器，用于分别提供相反极性的第一和第二DC偏置电压给所述第一和第二电声换能器，以及放大器电连接到第一和第二电输出信号以提供从第一和第二电输出信号获得的放大器输出信号。优选的，该一个或多个偏置电压发生器和放大器集成在单个半导体基板上，例如亚微米CMOS集成电路，其还包括用于互连到第一和第二电声换能器的一对输入焊盘(inputpad)，以及用于传送传声器组件输出信号的输出焊盘(output pad)。