[实用新型]MEMS麦克风前置放大器

说明书

本实用新型公开一种MEMS麦克风前置放大器，包括：第一电容、第一电阻、频率解调电路和输出缓冲器，所述第一电阻与所述第一电容构成RC振荡器，所述频率解调电路的一个输入端与所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述频率解调电路的另一个输入端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述频率解调电路的输出端与所述输出缓冲器的输入端连接。本实用新型提供的放大器不需要DC‑DC升压电路产生高压，也不需要MEMS传感器通过大的偏置电阻连接到一个偏置电压上，成本低，噪声小，而且还能够提高电源电压抑制比(PSRR)。

技术领域

本实用新型涉及领域，特别是涉及一种MEMS麦克风前置放大器。

背景技术

麦克风的工作原理是声压引起电容传感器的电容变化，传统驻机体麦克风，将电荷注入到麦克风一个电极板上(该电极板是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层金属薄膜。然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通)，电荷不能流动，当声压引起驻机体电容变化时，极板上电压发生变化，由节型场效应晶体管(JFET) 放大器读出电压信号。MEMS传感器麦克风是金属电极板，电荷无法固定在电极板上不流动。MEMS传感器一个基板连接到一个固定电压上，另一基板接到一个前置放大器上。如图1所示，为了提高灵敏度，MEMS传感器需要连接到一个10V左右偏置电压上。这样需要MEMS传感器前置放大器需要包含另外一个DC-DC升压器，从1.8V左右电源上来产生10V左右电压，通过大电阻R1偏置MEMS传感器。当声压引起MEMS传感器电容变化时，MEMS 传感器由于大串联电阻(R1+R2)，MEMS传感器电容上电荷基本上没有变化，声压从而引起MEMS传感器上电压信号变化。

MEMS传感器的这种前置放大器存在下面一些问题，DC-DC升压电路占很大面积，芯片成本高；DC-DC升压电路需要一个振荡器，产生的高偏置电压源有很高噪声；DC-DC升压器需要一定时间来产生大的偏置电压，麦克风启动速度慢；DC-DC升压器噪声直接耦合到输入端，信噪比(SNR)变低，抗电源纹波干扰可能变差；同时，MEMS需要大的偏置电阻，声压大电压信号变化大，偏置电阻减小或非线性变化，引起高级谐波干扰信号，或频响变差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种MEMS麦克风前置放大器，成本低，噪声小，电源电压抑制比高。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种MEMS麦克风前置放大器，包括：第一电容、第一电阻、频率解调电路和输出缓冲器，所述第一电阻与所述第一电容构成RC振荡器，所述频率解调电路的一个输入端与所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述频率解调电路的另一个输入端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述频率解调电路的输出端与所述输出缓冲器的输入端连接。

可选的，所述频率解调电路包括：放大器、低通滤波器、压控振荡器和除法器；

所述放大器的一个输入端与所述第一电容的一端连接，所述放大器的另一个输入端与所述第一电阻的一端连接，所述放大器的输出端依次连接压控振荡器和除法器；所述低通滤波器连接于所述放大器与所述压控振荡器之间，所述输出缓冲器与所述低通滤波器连接。

可选的，所述低通滤波器包括第二电阻、第二电容和第三电容；所述第二电阻的一端与所述放大器的输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地，所述第三电容的一端与所述放大器的输出端连接，所述第三电容的另一端接地，所述输出缓冲器与所述第二电阻的另一端连接。

可选的，所述MEMS麦克风前置放大器还包括：第四电容、第一电流源和第二电流源，所述第一电流源的一端与所述第二电流源的一端连接，所述第一电流源的另一端与所述第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端接地，所述第二电流源的另一端与所述第一电阻的一端连接。