[发明专利]麦克风以及用于校准麦克风的方法

说明书

本发明涉及用于校准包括换能器元件(2)和ASIC(3)的麦克风(1)的方法，其中，该方法包括以下步骤：校准ASIC(3)的频率特性，使得麦克风(1)在预定截止频率(f_LLF)处的灵敏度(S_mic(f_LLF))显示出与麦克风(1)在标准频率(f_标准)处的灵敏度(S_mic(f_标准))相比的预定义的减小量(Δ)。本发明的另一方面涉及麦克风(1)。

技术领域

本发明涉及麦克风以及用于校准麦克风的方法。

背景技术

具体地，本发明涉及使得能够校准麦克风的灵敏度的方法，使得可以实现预定的截止频率。截止频率也称为下限频率(LLF)。对于低于截止频率的频率，麦克风的灵敏度显著下降。具体地，与标准频率处的灵敏度相比，可以将使麦克风的灵敏度降低3dB或另一预定义的减小量的频率限定为麦克风的截止频率。

可以将麦克风的灵敏度限定为由麦克风响应于给定输入压力而提供的模拟输出电压或数字输出值的比率。灵敏度和截止频率是任何麦克风的关键规格。

由于MEMS换能器元件的制造中几乎不可避免的工艺变化，控制麦克风的截止频率是非常具有挑战性的。具体地，换能器元件的截止频率主要由通风孔的直径确定。原则上，可以通过使用具有较大直径的通风孔来减小换能器元件的截止频率的变化。然而，作为折衷，具有较大直径的通风孔导致降低的信噪比。

发明内容

本发明的一个目的是提供使得能够改进麦克风的校准的方法。此外，本发明的另一个目的是提供改进的麦克风。

这些目的通过根据未决的权利要求1所述的方法和根据第二个独立权利要求所述的麦克风来解决。

提供了用于校准包括换能器元件和ASIC的麦克风的方法。该方法包括下述步骤：校准ASIC的频率特性，使得麦克风在预定截止频率处的灵敏度显示出与麦克风在标准频率处的灵敏度相比预定义的减小量。

本发明的基本理念是：可以通过校准ASIC的频率特性来补偿导致换能器元件的截止频率变化的几乎不可避免的工艺变化。该方法使得能够校准麦克风，使得麦克风具有明确限定的预定截止频率。总的来说，麦克风的截止频率可以由换能器元件的频率响应和ASIC的频率响应的级联来确定。因此，换能器元件和ASIC二者都可以用作高通滤波器。

预定义的减小量可以是3dB加/减0.2dB的公差的减小量。标准频率可以是位于麦克风的响应频带中间的频率，例如1KHz。

换能器元件可以是MEMS器件。

术语“ASIC的频率特性”可以指ASIC的频率响应或灵敏度。频率特性可以描述由ASIC响应于给定输入信号而提供的输出电压的频率依赖性。对于低于截止频率的频率，频率特性显示出灵敏度的显著下降。

以相同的方式，可以限定换能器元件的频率特性和麦克风的频率特性。由换能器元件的频率特性和ASIC的频率特性确定麦克风的频率特性。因此，通过校准ASIC的频率特性，可以补偿换能器元件的频率特性的变化。因此，因为ASIC的校准使得能够补偿这些差，所以即使每个麦克风包括具有不同频率特性的换能器元件，该方法仍能够制造出具有相同频率特性的麦克风。

ASIC的频率特性可以通过逐次逼近算法来校准，该算法逐步调节ASIC的频率特性，直到麦克风在标准频率处的灵敏度与麦克风在预定截止频率处的灵敏度之间的差等于预定义的减小量。具体地，所述差可以等于在0.2dB的可接受公差限制范围内的预定义减小量。

已经证明逐次逼近算法的使用是用于微调ASIC的非常有效的方法。具体地，这使得能够校准和微调ASIC，直到截止频率收敛到期望的目标值。