[发明专利]MEMS系统及信号处理电路

说明书

本发明提供了一种MEMS系统及信号处理电路，电容式MEMS传感模块的MEMS电容在外部的声音信号的激励下产生电容变化量，电容式MEMS传感模块连接偏置电压生成模块以接入偏置电压，并根据电容变化量及偏置电压输出表征声音信号的第一电压信号；利用缓冲模块接入第一电压信号并进行阻抗转换，输出第二电压信号；利用增益调节模块接入第二电压信号，并对第二电压信号进行增益调节后反馈至电容式MEMS传感模块。本发明通过增益调节模块可以实现电容式MEMS传感模块的灵敏度的正负增益调节，扩大了MEMS系统的应用场景；同时，通过控制增益调节模块和缓冲模块的等效输入噪声可以大大降低灵敏度调节过程中的信噪比损失，在增益调节过程维持系统的信噪比固定。

技术领域

本发明涉及微麦克风技术领域，尤其涉及一种MEMS系统及信号处理电路。

背景技术

电容式MEMS麦克风是采用微加工工艺制造的MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微电子机械系统)器件。由于具有体积小、灵敏度高、与现有半导体技术兼容性好的优点，电容式MEMS麦克风在手机等移动终端上的应用越来越广泛。

电容式MEMS麦克风的结构具有振动膜、背板电极及支撑墙体，支撑墙体围合成一空腔，背板电极位于支撑墙体上且遮盖空腔，振动膜悬于空腔内且边缘延伸至支撑墙体内进行固定。当振动膜在外部的声音信号的激励下，振动膜与背板电极之间的距离改变，改变电容大小，再通过集成电路芯片将电容变化转化为电压信号的变化并进行输出。

目前，振动膜和背板电极可被制作在一起，间距做到1.5um以下，大大提高了电容式MEMS麦克风的性能，随着电容式MEMS麦克风的灵敏度的提高，我们可以制作出更高信噪比水平的MEMS麦克风器件，但是目前电容式MEMS麦克风制备完成之后，灵敏度无法调节，当灵敏度超出规格之后，低灵敏度场景的使用会受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MEMS系统及信号处理电路，能够调节电容式MEMS麦克风的增益。

为了达到上述目的，本发明提供了一种MEMS系统，包括：

偏置电压生成模块，用于生成偏置电压；

电容式MEMS传感模块，包括MEMS电容，所述MEMS电容在外部的声音信号的激励下产生电容变化量，所述电容式MEMS传感模块连接所述偏置电压生成模块，以接入所述偏置电压，并根据所述电容变化量及所述偏置电压输出表征所述声音信号的第一电压信号，所述第一电压信号通过一个输出端输出；

缓冲模块，连接所述电容式MEMS传感模块的输出端，以接入所述第一电压信号并进行阻抗转换，输出第二电压信号；

增益调节模块，连接所述缓冲模块的输出端，以接入所述第二电压信号，并对所述第二电压信号进行增益调节后经过第二耦合模块反馈至所述偏置电压生成模块的输出端。

可选的，所述偏置电压生成模块的输出端及所述电容式MEMS传感模块的输出端均呈高阻态。

可选的，所述MEMS电容的数量为一个，且所述偏置电压生成模块通过一个输出端输出一个所述偏置电压。

可选的，所述MEMS电容的数量为两个，两个所述MEMS电容在所述声音信号的激励下产生反向的电容变化量。

可选的，所述偏置电压生成模块通过一个输出端输出一个所述偏置电压。

可选的，还包括：

第一高阻模块，一端连接在所述电容式MEMS传感模块的输出端与所述缓冲模块之间的节点上，另一端接入第一共模电压。

可选的，所述偏置电压生成模块通过两个输出端分别输出一个所述偏置电压，所述电容式MEMS传感模块还接入第二共模电压，所述电容式MEMS传感模块根据所述电容变化量、两个所述偏置电压以及所述第二共模电压输出所述第一电压信号。