[发明专利]用于将麦克风电路连接至前置放大器的接口电路

说明书

技术领域

本发明涉及用于将麦克风电路连接至前置放大器的接口电路。

背景技术

在电子设备(特别是移动设备)的发展中纳入考虑的主要方面中的一个是占用面积。在诸如移动电话的移动设备领域中，在不改变电话的尺寸的前提下创造具有更多功能的电话的一个关键点是减少印刷电路板(PCB)上的占用面积。多年来，一直关注尽可能将表现面积减少的主要限制的所有那些无源部件(如电阻器、电容器和电感器)集成集成到芯片内。在老一代电话内，这种部件是直接安装在主板上的SMD(表面贴装设备)。后来，由于技术的进步，这些器件位于芯片封装内部，被称为PDI(无源设备集成)方法，并且在一些情况中直接集成在芯片内。然而，当涉及到麦克风前置放大路径时，由于在麦克风和前置放大器之间需要的去耦电容器的巨大电容值，该方法的实施是不可能的。

图1和图2分别显示使用RC网络来偏置并将麦克风电路MC_S、MC_D连接至前置放大器PA_S、PA_D的两个已知方式，即单端方式和差分方式。麦克风电路MC_S、MC_D包括麦克风3和由偏置电压V_BIAS馈入的偏置电路R_MB1、R_MB2、R_MB3、C1、C2。

在麦克风电路MC_S、MC_D的输出节点Mo，Mo′处来自麦克风电路MC_S、MC_D的信号的DC偏置电压将唯一地取决于偏置电路R_MB1、R_MB2、R_MB3、C1、C2，并且其通常与前置放大器PA_S、PA_D的DC偏置输入电压不同。通常使用利用前置放大器PA_S、PA_D输入阻抗来产生具有通常低于20Hz的转角频率的一阶高通滤波器的去耦电容器C_DEC，获得麦克风3与前置放大器PA_S、PA_DDC偏置电压之间的电平移位，以避免带内音频信号扰动。

在图3(反相配置)和图4(非反相配置)中显示了差分前置放大器PA_D的更详细的表示。

在反相的情况中，由于噪声生成，输入电阻器R_1A和R_1B不能具有高阻抗值(典型地从10kOhm至50kOhm)，然而在非反相解决方案中，电阻器R_3A和电阻器R_3B仅用于偏置在地和电源电压之间的中间电压V_CM上的放大器OA输入。因此，电阻器R_3A和电阻器R_3B并不助于噪声生成并且可以用相对于反相情况的更大阻抗值(然而，由于占用面积而不大于几百kOhm)来制成。在两种情况中，需要大于100nF的去耦电容器C_DEC并且该大电容值将难以集成至芯片中。事实上，利用片上集成具有该大电容值的电容器的实际的技术将要求大于20mm²的面积，并且这个事实使得该集成方法实际上无法使用。US2002/0125949公开了由于去耦电容器C_DEC在芯片中的集成而造成的面积浪费的上述问题，证实去耦电容器C_DEC的集成只对于相对低的电容值可行。此外，不幸的是即使利用PDI方法，也不能实现去耦电容器C_DEC，这是因为它们的高电阻值和它们的任意端子都没有与固定电势连接的事实。这就是为什么所有现存的已知技术方案使用SMD电容器的原因。由于前置放大器经常具有多个输入(语音麦克风、单声道和立体声音频麦克风、单声道和立体声线路输入等)并且每个输入可以是差分的，所以显然在移动电话的PCB上有许多SMD去耦电容器C_DEC。

这对于面积减少策略来说明显是瓶颈，并且强烈感到需要试图找到这个问题的解决方案，但至今没有成功。与移动电话不同的其他消费者设备(如便携式MP3播放器、数码相机、数字录音机、摄像机)，并且通常在有音频通信和/或记录能力的设备中具有相同的上述问题。