[发明专利]具有内部参数校准的麦克风

说明书

相关申请

本申请要求享有于2013年7月3日递交的共同待决的美国临时专利申 请No.61/842,694、于2014年4月22日递交的共同待决的美国专利申请 No.14/258,465(代理人案号no.081276-9719)的权益，故此以引用方式将 上述每项申请的全部内容并入本文。

背景技术

本发明涉及一种麦克风，具体而言，涉及一种具有内部参数校准和通 信系统的麦克风。

为了对麦克风进行详细的测量，必须知道它的绝对灵敏度。由于绝对 灵敏度会随着设备的使用期而变化，因此定期地对测量麦克风进行校准是 必要的。麦克风的输出灵敏度随着频率(以及随着诸如环境条件之类的其 它因素)而变化，并且因此通常被记录为若干个灵敏度值，每个灵敏度值 针对特定的频带。麦克风的输出灵敏度还可以取决于麦克风所暴露于的声 场的性质。出于此原因，通常在一个以上的声场(例如，压力场和自由场) 中对麦克风进行校准。

由某些麦克风制造商以及由独立认证的测试实验室来提供麦克风校准 服务。在指定的麦克风校准站点处执行的校准技术通常涉及额外的麦克风， 以便对单个设备进行校准。所有的麦克风校准可最终溯源到国家计量研究 院(例如，美国的NIST)的基准。互易校准技术是关于麦克风校准和测试 过程的公认国际标准。

发明内容

可以通过向输入信号(由换能器在从声源接收到声压波时所生成的) 施加经计算的电子增益，或者通过对施加到MEMS换能器的偏置电压进行 调制，来控制麦克风信号的最终输出灵敏度。可以基于用户定义的调整参 数来控制麦克风信号的最终输出灵敏度。

在一个实施例中，本发明是一种用于调整麦克风信号的最终输出灵敏 度的麦克风系统。所述系统包括：第一换能器，所述第一换能器输出第一 换能器信号，以及第二换能器，所述第二换能器输出第二换能器信号。所 述系统还包括第一偏置电路和第二偏置电路，所述第一偏置电路和所述第 二偏置电路分别向所述第一换能器和所述第二换能器提供第一偏置信号和 第二偏置信号。第一放大器接收所述第一换能器信号并且输出第一经放大 的换能器信号，并且第二放大器接收所述第二换能器信号并且输出第二经 放大的换能器信号。随后，由加法器对所述第一经放大的换能器信号和所 述第二经放大的换能器信号进行求和，所述加法器输出经求和的信号。控 制器接收所述经求和的信号。所述控制器被配置为：获得期望的麦克风输 出特征，并且基于所述期望的麦克风输出特征来获得经计算的第一调整量 和第二调整量。所述控制器还被配置为：基于经计算的所述第一调整量来 修改来自所述第一换能器的信号，以及基于经计算的所述第二调整量来修 改来自所述第二换能器的信号。所述控制器随后基于所述经求和的信号来 输出麦克风信号。

在另一个实施例中，本发明提供了一种用于操作麦克风以使得能够调 整麦克风信号的最终输出灵敏度的方法。所述方法包括：由第一换能器来 输出第一换能器信号，以及由第二换能器来输出第二换能器信号。所述方 法还包括：向所述第一换能器提供第一偏置信号，以及向所述第二换能器 提供第二偏置信号。此外，所述方法包括：由第一放大器和第二放大器来 接收所述第一换能器信号和所述第二换能器信号，其中，所述第一放大器 随后输出第一经放大的换能器信号，并且所述第二放大器输出第二经放大 的换能器信号。加法器随后接收所述第一换能器信号和所述第二换能器信 号，并且向控制器输出经求和的信号。所述控制器涉及获得期望的麦克风 输出特征，以及基于所述期望的麦克风输出特征来计算第一调整量和第二 调整量。所述控制器还涉及基于经计算的所述第一调整量来修改来自所述 第一换能器的信号，以及基于经计算的所述第二调整量来修改来自所述第 二换能器的信号。所述控制器随后基于所述经求和的信号来输出麦克风信 号。

通过考虑具体实施方式和附图，本发明的其它方面将变得显而易见。

附图说明

图1是使用电子增益来控制输出信号的麦克风的示意图。

图2是使用可控MEMS偏置来控制输出信号的麦克风的示意图。

图3是使用电子增益来控制输出信号的另一个麦克风实施例的示意图。

图4是使用可控MEMS偏置和三电极MEMS设备来控制输出信号的 麦克风的示意图。

图5是使用可控MEMS偏置和两个三电极MEMS设备来控制输出信 号的麦克风实施例的示意图。