[发明专利]有音频信号检测的包括麦克风和低功率电路的微机电系统（MEMS）

说明书

提供了MEMS传感器系统和操作的方法。MEMS传感器系统包括具有可移动构件的传感器设备和传感器电路，所述传感器电路将传感器设备通信地耦合到至少一个或多个端子。传感器电路包括传感器ASIC和模拟信号处理器，所述模拟信号处理器耦合到传感器ASIC、传感器设备和端子中的至少一个。传感器ASIC被配置为在检测到音频信号之后以全性能模式操作，或者当没有检测到音频信号时以较低功率模式操作。耦合到传感器设备的前置放大器被配置为输出信号，所述信号指示提供在可移动构件上的声压。传感器电路还包括通信地耦合到前置放大器的西格马‑德耳塔调制器。当模拟信号处理器检测到目标音频信号时，向传感器ASIC发送控制信号来将前置放大器设置为全性能模式并且使西格马‑德耳塔转换器通电。当模拟信号处理器没有检测到目标音频信号时，到传感器ASIC的控制信号将前置放大器设置为低性能模式并使西格马‑德耳塔转换器断电。传感器ASIC和音频信号处理器可以在三维芯片堆叠配置中或集成在一起以形成单个传感器电路。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年5月10日提交的美国临时专利申请序列号62/334,190的优先权，其内容通过引用并入本文，如同完全包含在本文中一样。

技术领域

本公开涉及微机电系统（MEMS）传感器设备，具体涉及用于MEMS传感器设备的模拟信号处理系统。

发明内容

下面阐述了本文公开的某些实施例的概述。应当理解，仅仅为了向读者提供这某些实施例的简要概述而呈现这些方面，并且这些方面没有限制本公开的范围的意图。实际上，本公开可以涵盖可能未在下面阐述的各种方面。

本公开的实施例涉及MEMS传感器系统和操作的方法。例如，MEMS传感器系统包括具有可移动构件的传感器设备和传感器电路，所述传感器电路将传感器设备通信地耦合到至少一个或多个端子。传感器电路包括传感器ASIC和模拟信号处理器，所述模拟信号处理器耦合到传感器ASIC、传感器设备和端子中的至少一个。传感器ASIC被配置为以全性能模式或以低性能模式操作。耦合到传感器设备的前置放大器被配置为输出信号，所述信号指示提供在可移动构件上的声压。传感器电路还包括通信地耦合到前置放大器的西格马-德耳塔调制器。当模拟信号处理器检测到目标音频信号时，向传感器ASIC发送控制信号来将前置放大器设置为全性能模式并且使西格马-德耳塔转换器通电。当模拟信号处理器没有检测到目标音频信号时，到传感器ASIC的控制信号将前置放大器设置为低性能模式并使西格马-德耳塔转换器断电。传感器ASIC和音频信号处理器可以在三维芯片堆叠配置中或集成在一起以形成单个传感器电路。

附图说明

当参考附图阅读以下某些示例性实施例的详细描述时，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，附图中同样的字符贯穿各图表示同样的技术，其中：

图1是根据本公开的实施例的示例性MEMS设备封装的透视图；

图2是根据本公开的所描述实施例的具有低功率传感器电路的示例性MEMS设备封装的示意性框图；

图3是根据本公开的所描述实施例的图2的MEMS设备封装的横截面视图；

图4是根据本公开的另一个所描述实施例的具有较低功率传感器电路的示例性MEMS设备封装的示意性框图；

图5是根据本公开的另一个所描述实施例的图4的MEMS设备封装的横截面视图；

图6是根据本公开的另一个所描述实施例的具有低功率传感器电路的示例性数字MEMS传感器系统的示意图；

图7是根据本公开的另一个所描述实施例的具有低功率传感器电路的示例性数字MEMS传感器系统的示意图；

图8是根据本公开的另一个所描述实施例的具有低功率传感器电路的示例性差分模拟MEMS传感器系统的示意图；以及