處理電容性傳感器信號的抗震方法

專利名稱：處理電容性傳感器信號的抗震方法
技術領域：
本發明涉及電子電路領域。
背景技術：
許多電路和器件使用麥克風來感測例如講話、音樂等的聲音信 息。這種器件的非限制性示例包括移動電話、數字和基于磁帶的音 頻錄音機等。 一類常規的麥克風利用電容性薄膜。當通過適當的電 路的方式而電性偏置時，根據入射的聲能，在電容性元件中出現隨 時間變化的電荷。因此，電容性麥克風4是供了表示麥克風所4企測到 的聲能的電信號。
當電容性麥克風遇到"大信號"事件或震動(例如當麥克風受 固體撞擊，遇到巨大聲音而產生)時，其會呈現出不期望的長的恢
復時間。這是由于這樣一個事實電容性麥克風及其相關的偏置電 路限定了略微長的時間常數(也就是，t),某些在幾十秒的量級。 當電容性元件在被重新偏置到通常的工作信號等級時，相應段的重 要聲音信息(例如，講話)可能不能被麥克風檢測。電容性麥克風 的由于遇到震動事件而產生的緩慢恢復是不期望的。

發明內容
本發明提供了一種電子電3各，包含偏置電路，被配置為在第 一組工作狀態期間，在第一阻抗下將麥克風電性耦接至偏置電壓源；所述偏置電路還^皮配置為在第二組工作狀態期間，在第二阻抗 下將所述麥克風電性耦接至所述偏置電壓源。
本發明還才是供了一種與麥克風一起^f吏用的電子電路，所述電子 電贈4皮配置以響應于所述麥克風提供的在預定工作范圍內的電信 號而在第一阻抗下將所述麥克風電性耦接至偏置電壓源；以及響應 于所述麥克風提供的不在預定工作范圍內的電信號而在第二阻抗 下將所述麥克風電性耦4妄至所述偏置電壓源。
本發明還提供一種電子器件，包含被配置以接收來自麥克風 的電信號的節點；制作在基底上的第一晶體管、第二晶體管、第三 晶體管和第四晶體管，所述第一晶體管、所述第二晶體管、所述第
三晶體管和所述第四晶體管限定窗口 ^f企測器的至少 一 部分，所述窗 口檢測器被配置以響應于從所述麥克風接收的在預定工作范圍之 內的電信號而提供第一檢測信號；并且響應于從所述麥克風接收的 不在預定工作范圍之內的電信號而4是供第二才全測信號；至少部分地 制作在基底上的定時器，所述定時器被配置以響應于所迷第一4全測 信號而4是供第一控制信號，所述定時器還^f皮配置以響應于所述第二 檢測信號而提供第二控制信號；以及制作在基底上的第五晶體管， 所述第五晶體管^1配置以分別響應于所述第一控制信號和所述第 二控制信號而在第一阻抗下和第二阻抗下將所述偏置電壓源電性 耦接至所述節點。
本發明還4是供一種電子裝置，包括 一皮配置以接收來自麥克風 的電信號的節點；制作在基底上的電路排列，所述電路排列被配置 為響應于來自所述麥克風的在預定工作范圍內的電信號而沿才及化 方向在第一阻抗下將所述節點電性耦接至偏置電壓源，所述電路排 列還^皮配置為響應于來自所述麥克風的不在預定工作范圍內的電 信號而沿所述才及化方向在第二阻抗下將所述節點電性耦4妄至所述 偏置電壓源。


參考附圖來進行詳細說明。在附圖中，參考標號最左端的數字 代表該參考標號首次在其中出現的附圖。在說明書和附圖的不同實 例中所4吏用的相同參考標號可以表示類似或同一項目。
圖1是才艮據一個實施例的偏置電^各的示意圖。
圖2是^^艮據本教導的包括功能方面的偏置電^^示意圖。 圖3是描述根據本教導的偏置電路的示意圖。 圖4是描述根據本教導的另一個偏置電路的示意圖。 圖5是描述根據本教導的偏置電路部分的示意圖。 圖6是描述根據本教導的操作的流程圖。
具體實施例方式
本文所公開的是用于電容性麥克風的偏置電路。根據一個實施 例，在常規的聲音檢測操作期間的非常高的阻抗下，偏置電路將偏 置電壓施加到麥克風的一個節點。由麥克風所存^t的通常由震動事 件引起的異常高或低的電荷由偏置電路檢測。作為響應，在麥克風 和偏置電壓源之間建立了低阻抗電性耦接。 一旦麥克風回到正常操 作等級，耦4妄至偏置電壓源的高阻抗將^皮存々者。能夠至少部分地在 共同基底上制作本文所提供的電路結構，以使得可以限定各自的集 成電路器件。在一個或多個實施例中，本文中出現的驅動電路的至 少一部分能夠被制作在65納米(或更小)的環境中。
本文所說明的技術可以多種方式實施。下面將參考所包含的圖 和后序的討論來提供一個說明性的背景。i兌明性的環境
圖1示出了根據已知技術的說明性電路100。該電路100描述 了已知的電容性麥克風偏置和信號緩沖電路。該電路IOO包括電容 性麥克風等效電路(C叫)102。 C叫102包括電容性元件104和信 號發生器106。電容性元件104表示了電容性類型的麥克風的電容 (即，電荷存儲)特性。進而，信號發生器106表示電容性麥克風 響應于入射聲音能量所提供的隨時間變化的電信號。電工程領域中 的普通技術人員能夠理解，C叫102提供了包括相應的電容性麥克 風的重要方面的簡化模型。C叫102在節點108耦接至接地電勢， 并在節點IIO提供相應于檢測到的聲音能量的電信號。在替換方式 中(未示出)中，C叫102也能夠在節點108耦接至除接地之外的 電勢。此夕卜，同樣可以使用偏置電阻器112的各個值。
電路100還包括電阻元件(即，電阻器)112。電阻器112典 型地具有相對高的歐姆值，例如兩兆歐姆(即，2x 106歐姆)電阻。 同樣能夠使用電阻器112的其他合適值。為了保持電路100的信噪 比(SNR)在可4妄受的偏差內，電阻器112通常必須具有高歐姆^f直。 電阻器112在節點110將Ceq 102電性耦接至節點114處的偏置電 壓源(V-BIAS)。在一個說明性且非限制性的實施例中，V-BIAS的 值是2伏DC (直流)。Ceq 102和電阻器112配合以在節點110處 提供等于V-BIAS的靜態工作電壓，在該節點上還疊加了表示所檢 測到的聲音的電信號。
電路100同樣包括緩沖放大器(緩沖器)116。如圖1所描述 的，緩沖放大器116是單位增益(也就是單增益)放大器。同樣可 以z使用其他具有相應的不同增益因子的緩沖器116。緩沖器116呈 現出相對高的輸入阻抗(例如，典型的若干兆歐姆)和通常專交低的 輸出阻抗。連接緩沖器116以接收節點IIO處的電信號，并在節點 118處才是供相應的f俞出4言號。
12在典型的才喿作期間，Ceq 102所表示的麥克風遇到例如i井話， 音樂等的入射聲能。該聲能導致由電容器104表示的麥克風電容性 薄膜上的壓力變化。這些壓力變化引起電容性薄膜伸縮，引起電容 值(即，在皮法量級等)隨時間變化而改變，并且，進而，存儲在 Ceq 102中的電荷也隨時間變4b而改變。所存儲電荷的這些變4匕表 示為節點IIO處的電信號。典型的，節點IIO處的電信號通常在以 V-BIAS電勢為中心的某正常工作范圍內U旦這不是必然的)變4匕。
當Ceql02遇到撞擊事件，例如，將麥克風掉落在桌子表面上 時，異常的電荷(即，電壓)值被存儲在電容器104中。這些異常 高(或低)的電荷具有基本上大于偏置電勢V-BIAS的絕對電壓值。 最終結果是，Ceq 102無法在節點110處提供可用的電信號信息， 直到由于震動事件而產生的過量電荷^皮有效除去，將節點110處的 工作信號等級恢復到大約為V-BIAS的電勢。Ceq 102和電阻器112 限定出表示相應時間常數的RC (電阻-電容性)網絡。此時間常數 的具體值主要受電阻器112的高歐姆值的影響。此外，時間常數越 大(通常測量值為幾十秒)，RC網絡恢復到靜態工作狀態時的延時 就越大。
第一說明性實施例
圖2示出了根據本教導的一個實施例的說明性電路200。電路 200包括基本類似于上面所定義和說明的元件102， 110, 112， 114, 116和118。
電路200還包括窗口檢測器202。窗口沖全測器202 4皮配置以監 測節點118處的來自緩沖放大器116的輸出信號。窗口檢測器202 還#1配置以響應于節點118處的電信號4是供第一4企測信號，這些電 信號在某預定的"正常，，工作范圍內。為了非限定性示例的目的， 工作范圍4皮限定為(V-BIAS±0.5)伏。因此，布支定V-BIAS是2.0
13伏，則可以限定出1.5到2.5伏的說明性工作范圍。同樣能夠限定 和使用與電路200的其他實施例對應的其他工作范圍。窗口檢測器 202還被配置以響應于在預定工作范圍之上或之下的超量電信號而 提供第二檢測信號。在上面剛才闡述過的非限定性示例中，這種在 工作范圍之外的信號可以是低于1.5伏或高于2.5伏的任4可信號。
電路200還包括定時器204。定時器204被配置以接收來自窗 口檢測器202的4全測信號(定義為第一和第二級或值)。定時器204 被配置以響應于第 一類4企測信號而提供第 一控制信號輸出。在一個 或多個實施例中，第一控制信號是大約為地電勢的輸出等級。只要 節點118處的電信號保持在限定的工作范圍內，定時器204就提供 作為連續信號的第 一控制信號輸出。
響應于第二類檢測信號，定時器204被配置以提供電勢與第一 控制信號的電勢完全不同的第二控制信號。在一個或多個實施例 中，第二控制信號在例如2.0伏DC的等級。此外，第二控制信號 在有限的持續時間內提供，之后定時器204恢復為提供第一控制信 號類型。第二控制信號的周期可以是任何合適的時間值。在一個非 限定性執行例中，定時器204被配置以提供第二控制信號大約5毫 秒。同沖羊可以4吏用其他時間周期。
電路200包括開關206。開關206與電阻器112并聯，并且因 此在閉合狀態下能夠在節點110和114之間提供直接的電性耦接。 開關206還被配置以由定時器204的控制信號所控制。開關206被 配置為響應于來自定時器204的第一控制信號而呈斷開狀態。此外， 開關206被配置為響應于來自定時器204的第二控制信號而呈閉合 狀態。
在典型的、說明性的工作期間，Ceql02^r測講話或其他聲音， 并在節點110處提供在關于V-BIAS的常失見預定工作范圍內的電信號。緩沖器116在節點118處提供(基本上)這些信號的電性復制。 在此常規操作中，窗口檢測器202提供由定時器204接收的第 一檢 測信號。定時器204提供用于將開關206保持在斷開狀態的第一控 制信號。結果，Ceql02(即，由其代表的麥克風)通過電阻器112 l禺4妄至節點114的V-BIAS電勢。
現在，4i定C叫102 (即，麥克風)遇到"大信號"或震動事 件。為了示例，fi定Ceq 102 (即，麥克風)受到^f吏用者的手的沖 撞。結果，超過預定工作范圍的電信號突然出現在節點110處并被 緩沖后送至節點118。々支設Ceq 102的電容性薄膜充滿(或幾乎充 滿)顯著大于靜態工作狀態時的電荷。
響應于該超出工作范圍的情況，窗口檢測器202提供第二檢測 信號，該信號由定時器204接收。定時器204提供有限時長的第二 控制信號，該信號迫使開關206進入閉合狀態。現在，Ceql02(即， 由其表示的麥克風)通過非常低阻抗(幾乎為零)的阻抗電路徑而 直接耦接至節點114處的V-BIAS電勢。這樣，存儲在Ceq 102中 的電荷以一定時間恢復到V-BIAS等級，該(恢復)時間遠遠短于 通過電阻器112來消除多余電荷的時間。事實上，避免了Ceql02/ 電阻器112網絡的RC時間常數，以利于在電路200中恢復常規的 偏置狀態。
通過說明性的電路200描述了本教導的功能性原理。在下文中 考慮具體且非限制性的執行例。
第二i兌明，性實施例
圖3是描述根據本教導的偏置電路(電路)300的示意圖。該 電路300包括基本上類似于如上所限定和配置的Ceq 102，節點108和114,以及緩沖放大器116。緩沖器116被配置以在節點118提供輸出。
電路300包括晶體管302。就像所描述的，晶體管302被定義 為N溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管(NMOS)。也可以4吏用 其他合適類型的晶體管。例如，在可替換的實施例(未示出)中， 晶體管302可以被限定為P溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管 (PMOS)。在另一個實施例(未示出)中，晶體管302可由PMOS 和NMOS晶體管類型的結合而替代。不管怎樣，晶體管302^皮配置 為才艮據連接至晶體管302的控制信號而將節點114處的V-BIAS電 勢源耦接至節點110。下文中將提供該控制信號的進一步詳細描述。 在通常的工作狀態下，該晶體管302提供非常高歐姆的通路，用類 似于電路100的電阻器112性能的方式將V-BIAS耦接至C叫102。
電^各300包括第二晶體管304。如同所描述的，晶體管304被 限定為NMOS晶體管。同樣可以使用其他合適類型的晶體管。電路 300還包括第二緩沖器306。緩沖器306是單位增益緩沖器；但是， 同樣能夠使用其他適當增益系數的緩沖器。緩沖器306通過節點308 耦接至V-BIAS電勢源。緩沖器306在節點310處提供輸出。電路 300包括一對電阻器312和314。電阻器312和314分別將節點118 和310處的輸出耦接至節點316。這樣，實現了共模提取器318
(common- mode extractor)并在節點316處提供4皮限定為V-感測
(V-SENSE)的J言號。
電路300同樣包括限定了窗口檢測器320的電路。窗口檢測器 320包括4個內含的晶體管322-328。如同所描述的，晶體管322-328 中的每一個均^皮定義為p溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管 (PMOS)。同樣可以使用其他合適類型的晶體管。晶體管322和 324各自的源極連接至電流源330，而晶體管326和328各自的源 才及連4妄至電流源332。晶體管322和326各自的漏極通過電阻器336耦接至節點334 的接地(GND)電勢源。進而，晶體管324和328各自的漏極通過 電阻器340耦接至節點338的接地(GND)電勢源。晶體管324與 晶體管328以及與電阻器340連接的共同連接點限定窗口檢測器輸 出節點342。電流源330和332通過各自的節點344和346連4妻至 正(VDD)電勢源。
晶體管322具有連4妻至節點348處的參考電壓源VREF-N的控 制節點(即，柵極)。晶體管328具有連接至節點350處的參考電 壓源VREF-P的控制節點(即，片冊才及)。可以分別選擇VREF-P和 VREF-N的具體電壓值，以限定窗口檢測器320的常規工作范圍的 上界和下界。就是說，VREF-P和VREF-N分別限定了對于Ceq 102 是正常的上電信號限制值和下電信號限制值。晶體管324和326各 自具有耦接至節點316處提供的V-感測信號的控制節點(即，柵極)。 因此，晶體管324和326各自的導通狀態至少部分由V-感測信號的 值所控制。
在一個非限制性的說明中，VREF-P等于2.5伏DC，而VREF-N 等于1.5伏DC，因此限定工作范圍為1伏寬，并以2.0伏DC(即， V-BIAS )為中心。同樣可以使用其他的VREF-P和VREF-N值。此 外，在本教導下，關于V-BIAS對稱并不是必需的條件，并且同樣 可以4吏用非對稱(關于V-BIAS)的范圍限制。4壬^T情況下，窗口 才企測器響應于在VREF-P和VREF-N所限定的工作范圍之內的V-感測信號(相當于所檢測的聲音)而在節點342處提供第一檢測信 號。窗口 4企測器還響應于在VREF-P和VREF-N所定義的工作范圍 之上或之下的V-感測信號(相當于所檢測的聲音)而在節點342處 提供第二檢測信號。在節點342處提供的第一和第二檢測信號是完 全不同的且非同步的。換句話i兌，在任意給定時間只有第一和第二 檢測信號之一或另一會出現在節點342上。電路300還包括定時器352。定時器352耦接至節點342，以 當窗口檢測器320提供第 一和第二檢測信號時接收第 一和第二檢測 信號。定時器352還耦接至節點354處的時鐘信號源。定時器352 4皮配置為在本質上用作可重置時鐘脈沖計數器，該計數器在節點 356處纟是供定義為V-控制的控制信號。定時器352響應于節點342 處的第 一檢測信號提供第 一控制信號。第 一控制信號被限定為在電 路300的常規聲音感測工作期間保持晶體管302和304分別在非常 高阻4元的;R態下。
該定時器還被配置以響應于節點342處的第二檢測信號而提供 有限時長的第二控制信號。第二控制信號響應于震動事件而將晶體 管302和304偏置到各自的低阻抗狀態。第二控制信號引起V-BIAS 電勢耦接至Ceq102 (即，麥克風)，使得電路300在短時間內恢復 到正常靜態工作狀態。
圖3包括信號圖Sl,其描述了信號V-感觀'J， V-控制，VREF-N, V-BIAS和VREF-P之間的關系。如同所描述的，常頭見的工作范圍 358凈皮限定為圍繞V-BIAS值，而超出工作范圍的狀態-故限定為在 范圍358之上和之下。下表1提供了根據電路300的一個實施例的 說明性、非限制性的工作電壓和信號值。同才羊可以z使用具有相應地 變化的工作值的其他實施例。
表l 說明性的值
VDD2.5伏
V-BIAS2.0伏
VREF陽P2.5伏
VREF-N1.5伏
V-控制(Ist)O.O伏(接地)
V-控制(2nd)2.5伏
電路300的工作基本與上面關于電路200所限定的相同。窗口 才全測器320在與窗口4企測器202類4以的方式下工作，而定時器352
18在與定時器204類似的方式下工作。當V-控制在第一控制信號狀態 (即，正常工作狀態)時，晶體管302提供將V-BIAS電勢電性耦 接至Ceql02的非常高的阻抗。進而，當V-控制在第二控制信號狀 態時(即，震動事件狀態)，晶體管302提供將V-BIAS電勢耦接至 C叫102的相對l氐的阻抗。
第三i兌明性實施例
圖4是描述根據本教導的偏置電路(電路)400的示意圖。基 本如上所說明的，電路400包括如上所述的連接至地電勢節點108 的C叫(即，相當于麥克風)102、連接至Ceql02的節點110、在 節點114處的V-BIAS電勢源，和具有輸出節點118的緩沖器116。 電路400可以是包括其他功能元件的更大的電路排列的一部分。然 而，這些可能有或可能沒有的其他方面與對本教導的理解無關。無 論如何，應當注意，窗口檢測器(例如，202, 320)和定時器(例 如，204， 352) ^卩;殳有包4舌在電i 各400中。
電路400還包括子電路402。子電路402包括連接成串聯電^各 排列406的3個二極管404。這樣，排列406的二極管404械_極化 為沿第一正向方向Fl電性導通。當在沿方向F1的常^L、導通的才莫 式下工作時，排歹ij 406的每一個二才及管404各自表現為正向電壓降 的特征。因此，在正向導通期間在排列406兩端出現累積的電壓降。 為了將排列406偏置為沿方向Fl的正向導通，需要在節點114 (正 極)和IIO (負極)之間的電勢差等于或大于累積的電壓降。
子電路402還包括連接成串聯電路排列408的另三個二極管 404。這樣，排列408的二極管404^皮極化為沿第二正向方向F2電 性導通。當在沿方向F2導通的模式下工作時，排列408的二極管 404各自表現為正向電壓降的特征。因此，在正向導通期間在排列 408兩端出現累積的電壓降。為了將排列408偏置為正向導通，需要在節點110 (正極)和114 (負極)之間的電勢差等于或大于累積 的電壓降。當排列406或408都不在正向偏置狀態時，只有非常小 的泄漏電流流經子電^各402。
在典型的、i兌明性的電路400的才喿作中，節點110和114之間 有相對小的電勢差(不考慮極性)。在這些常規狀態下，流經子電 ^各402的非常小的泄漏電流^是供了將V-BIAS電勢在節點110處耦 接至Ceq 102的本質上非常高的阻抗。Ceq 102 (即，麥克風)4企測 例如講話等的聲音，并在節點IIO處提供相應變化的電信號，該信 號通過緩沖器116 "復制，，到節點118。如果C叫102檢測到的聲級 保持在常規工作范圍內，該正常工作模式就得以持續提供。常規工 作范圍的限制基本由排列406和408的各自正向電壓降所確定。
現在，假設發生了震動事件，例如由Ceq 102表示的麥克風掉 落。Ceq 102現在存儲了超出常規工作范圍的電荷。在一個非限制 性示例中，假設在節點IIO處表現為近地電勢。為了說明，還假設 V-BIAS電勢是2.0伏DC。因此，在節點IIO和114之間出現大約 2伏的電勢差，其中節點114的才及性相對為正。
由于前述的結果，排列406的二才及管404^皮正向偏置為導通狀 態，并且/人節點114至節點110 (方向Fl )的電流流動速率以比常 規的泄漏值略高。現在，排列406表現出在節點114和IIO之間具 有相對低的阻抗通路。由C叫102存儲的電荷通過排列406的正向 導通行為而迅速消散，從而在相對較短時間內將Ceq 102恢復到靜 態工作狀態。 一旦恢復到正常工作狀態，或4妄近正常時，排列406 的二極管404重新回到它們的非正向偏置狀態，并且流經子電路402 的電流返回至泄漏等級。
現在，假設發生第二震動事件，使得節點IIO處表現出3.2伏 的電勢。在此情況下，節點IIO相對于節點114的極性為正，而排偏置為導通。這才羊，電流以F2方向流 動，以使Ceq 102朝向V-BIAS電勢放電。 一旦恢復到靜態狀態， 或接近靜態狀態，排列408的二極管404重新回到它們的非正向偏 置狀態，并且流經子電路402的電流返回至泄漏等級。
在常^見工作狀態期間，電路400的子電路402在第一的、相對 高的阻抗下在節點IIO和114之間提供泄漏等級電流。在"大信號" 或震動狀態下，電路400的子電路402同樣在第二的、相對低的阻 抗下在節點110和114之間提供恢復的電流。子電路402呈現為由 相應的正向電壓降所限定的常關見的工作范圍，該電壓降由擬J匕后的 排列406和408所限定。因此，可以通過相應二才及管404的正向電 壓降選"t奪相應工作范圍的范圍限制值(也即寬度)。
盡管電路400包括總共6個二極管，需要理解，同樣可以使用 包括其他數量晶體管的其他實施例。在一個非限制性示例中，提供 了一個子電路(未示出)，其包括具有兩個二極管的第一排列(即， 以方向Fl極化)和具有一個二極管的第二排列(即，以方向F2極 化)。另外，可以分別選擇子電^各中的每個二4及管的正向電壓降， 以使得能夠才艮據期望"調節，，相應排列(比如，406和408)的總 電壓降。因此，盡管子電路402描述了總共6個等效二才及管404, ^旦本教導預期有可相應變化的其他實施例。
第四i兌明'性實施例
圖5是描述根據本教導的電路500的示意圖。電路500能夠被 稱為根據本文教導的偏置電路的子電路或一部分。電路500是與電 路400中子電路402類似并可以用來替代該子電路的可替換實施 例。因此，電路500可能會用于耦接圖4中的節點IIO和114。
21電路500包括6個晶體管502，這些晶體管^皮連^^妄以限定相應 的串聯電路排列504和506。如同所描述的，每個晶體管502都是 P溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管(PMOS)。同樣可以使用其 它適當的類型的晶體管502。在一個或多個實施例中，晶體管502 以分離的N型井區的形式制作在基底上，使得至少限定了集成電路 的一部分。同樣可以4吏用其他結構。
電^各500 ^皮配置為在電路500兩端的電勢小于排列504或506 中4壬一個的正向導通等級時，^是供通過該電i 各的^氐泄漏等級電流。 因此，在電路400的常規聲音檢測工作狀態下，V-BIAS等級電勢 在相對高阻抗狀態下通過電路500而提供到Ceq 102。在震動事件 狀態下，通過排列504或506之一 (取決于才及性)提供正向導通通 路，以在基本上比常少見靜態狀態低的阻抗下將V-BIAS電勢耦接至 C叫102。
電^各500包括總共6個晶體管。然而，需要理解，可以4吏用包 括其他數量晶體管的其它實施例。在一個非限制性示例中，提供了 一電路(未示出)，其包括具有兩個晶體管的第一排列(即，以方 向Fl極化)和具有三個晶體管的第二排列(即，以方向F2極化)。 另外，可以分別選擇電路中每個晶體管的正向電壓降，使得能夠按 期望設置對應排列(比如，504和506)的總電壓降。因此，盡管 電路500描述了總共6個等效晶體管，但本教導預期有可相應變化 的其〗也實施例。
說明性操作
圖6是描述根據另 一個實施例的方法600的流程圖。方法600 描述了按照特定執4亍順序的特定步驟。然而，在不脫離本教導的范 圍內，可以省略某些步驟或增加其它步驟，和/或可以實行其他的執 行順序。為了清楚的理解，方法600描述了完全不同且不連續事件
22的流程。然而，電領域熟悉的技術人員可以知道，方法600能夠在 本質上連續的方式下工作，并從一個步驟向下一個步驟平滑地過渡。
在602處，電容型麥克風在相對高的阻抗下耦4妄至偏置電壓。 ，i定這才羊的高阻抗可以用于改進信噪比(SNR)性能的目的。
在604處，麥克風遇到震動或者"大信號"事件，例如掉落到 桌子上表面。結果，異常高(或低)的電荷被存儲在麥克風的電容 性元件或薄膜中。現在，麥克風超出了其常規或靜態工作狀態，而 不能用于提供與入射聲能相應的可用電信號。
在606處，偏置電壓在相對^f氐的阻抗上耦4妄至麥克風。典型的， 該低阻抗在數量級上遠遠小于上述602中的高阻抗。不管怎樣，由 于震動事件而存儲在麥克風中的異常高(或低)的電荷現在能夠在 相只于4豆時間內消散。
在608處，麥克風中的與震動事件相關的電荷迅速消散，并且 麥克風返回至偏置電壓等級或圍繞偏置電壓等級的靜態工作狀態。
在610處，偏置電壓在初始的高阻抗等級下耦接至麥克風。這 樣，麥克風能恢復以進行聲音檢測并提供相應的電信號。
結論
盡管以特定的結構特征和/或方法行為對該主題進行了說明，但 應當理解，在所附權利要求中限定的該主題并不必需限制在所說明 的特定特征或行為中。相反地，這些特定的特征和行為是作為實施 這些權利要求的優選形式而公開的。
權利要求
1. 一種電子電路，包含偏置電路，被配置為在第一組工作狀態期間，在第一阻抗下將麥克風電性耦接至偏置電壓源；所述偏置電路還被配置為在第二組工作狀態期間，在第二阻抗下將所述麥克風電性耦接至所述偏置電壓源。
2. 根據權利要求1所述的電子電路，其中所述第一組工作狀態包括由所述麥克風提供的在預定工 作范圍中的電信號；所述第二組工作狀態包括由所述麥克風提供的等級大于 或小于所述工作范圍的電信號；并且所述第一阻抗^f直比所述第二阻抗^直大一百萬倍。
3. 根據權利要求1所述的電子電路，其中，所述偏置電路包括窗 口檢測器，所述窗口檢測器被配置以提供分別對應于所述第一 組工作狀態和所述第二組工作狀態的完全不同的第一檢測信 號和第二^r測信號。
4. 根據權利要求3所述的電子電路，其中，所述偏置電路包括定 時器，所述定時器^f皮配置以響應于所述第一^r測信號而^是供第一控制信號；并且響應于所述第二檢測信號而提供第二控制信號，所述第 一控制信號完全不同于所述第二控制信號。
5. 根據權利要求4所述的電子電路，其中，所述偏置電路包括金 屬氧化物半導體(MOS)晶體管，所述MOS晶體管包括耦接 至所述定時器的控制節點，所述MOS晶體管被配置為響應于所述第 一控制信號而在所述第 一 阻抗下將所述麥 克風電性耦4妄至所述偏置電壓源；并且響應于所述第二控制信號而在所述第二阻抗下將所述麥 克風電性耦4妄至所述偏置電壓源。
6. 根據權利要求4所述的電子電路，其中，所述偏置電路包括共模提取器，被配置以接收由所述麥克風提供的電信號， 所述共模提取器包括緩沖放大器；以及金屬氧化物半導體(MOS)晶體管，其包括耦接至所述 定時器的控制節點，所述MOS晶體管被配置以響應于所述第一控制信號而在所述第一阻抗下將所 述緩沖放大器電性耦接至所述偏置電壓源；并且響應于所述第二控制信號而在所述第二阻抗下將所 述緩沖放大器電性耦接至所述偏置電壓源。
7. 根據權利要求1所述的電子電路，其中，所述偏置電路包括第一電路排列，纟皮配置為分別在所述第一阻抗下和所述 第二阻抗下沿第一4 U匕方向將所述麥克風電性專馬4妄至所述偏 置電壓源；以及第二電^各排列，；故配置為分別在所述第一阻抗下和所述 第二阻抗下沿與所述第 一極化方向相反的第二纟及化方向將所 述麥克風電性耦4妄至所述偏置電壓源。
8. 根據權利要求7所述的電子電路，其中所述第 一 電路排列包括沿所述第 一極化方向以串聯電路取向耦4妄的一個或多個二才及管；并且所述第二電路排列包括沿所述第二極化方向以串聯電^各 耳又向耦4妻的一個或多個二才及管。
9. 根據權利要求7所述的電子電路，其中所述第 一 電路排列包括沿所述第 一極化方向以串聯電路 取向耦接的一個或多個金屬氧化物半導體(MOS)晶體管； 并且所述第二電路排列包括沿所述第二極化方向以串聯電路 取向耦接的一個或多個金屬氧化物半導體(MOS)晶體管。
10. 根據權利要求1所述的電子電路，其中，所述電子電路的至少 一部分凈皮制作在65納米環境內。
11. 一種與麥克風一起使用的電子電路，所述電子電路被配置以響應于所述麥克風4是供的在預定工作范圍內的電信號而 在第一阻抗下將所述麥克風電性耦接至偏置電壓源；以及響應于所述麥克風提供的不在預定工作范圍內的電信號 而在第二阻抗下將所述麥克風電性耦4妄至所述偏置電壓源。
12. 根據權利要求11所述的電子電路，其中，所述電子電路包括 窗口 4企測器，所述窗口 4企測器#1配置以響應于所述麥克風提供的在預定的工作范圍內的電信號 而提供第一4企測信號；并且響應于所述麥克風提供的不在預定的工作范圍內的電信 號而提供第二檢測信號。
13. 根據權利要求12所述的電子電路，其中，所述電子電路包括 耦接至所述窗口檢測器的定時器，所述定時器纟皮配置以響應于所述第一^r測信號而提供第一控制信號；并且響應于所述第二檢測信號而提供有限時長的第二控制信 號，所述第一控制信號與所述第二控制信號完全不同。
14. 根據權利要求13所述的電子電路，其中，所述電子電路包括 金屬氧化物半導體(MOS)晶體管，所述MOS晶體管被配置 以響應于所述第 一控制信號而在所述第 一 阻抗下將所述麥 克風電性耦4妄至所述偏置電壓源；并且響應于所述第二控制信號而在所述第二阻抗下將所述麥 克風電性耦接至所述偏置電壓源。
15. 根據權利要求13所述的電子電路，其中，所述電子電路包括 緩沖放大器和金屬氧化物半導體(MOS)晶體管，所述MOS 晶體管纟皮配置以響應于所述第 一控制信號而在所述第 一 阻抗下將所述緩 沖放大器電性耦接至所述偏置電壓源；并且響應于 所述第二控制信號而在所述第二阻抗下將所述緩 沖放大器電性耦接至所述偏置電壓源。
16. 根據權利要求11所述的電子電路，其中，所述電子電路包括第一電鴻4非列，具有沿第一才及化方向以串寫關電路取向津禺 才妄的一個或多個二才及管；以及第二電鴻^非列，具有沿第二才及4匕方向以串聯電3各取向壽禺 4妄的 一個或多個二沖及管。
17. 根據權利要求11所述的電子電路，其中，所述電子電路包括第一電3各排列，具有沿所述第一才及化方向以串聯電路取 向耦接的一個或多個金屬氧化物半導體(MOS)晶體管；以 及第二電i 各排列，具有沿所述第二才及化方向以串聯電路取 向耦接的一個或多個金屬氧化物半導體(MOS)晶體管。
18. 根據權利要求11所述的電子電路，其中，電子電路的至少一 部分被制作在65納米環境內。
19. 一種電子器件，包含被配置以接收來自麥克風的電信號的節點；制作在基底上的第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管 和第四晶體管，所述第一晶體管、所述第二晶體管、所述第三晶體管和所述第四晶體管限定窗口 ^f企測器的至少一部分，所述 窗口檢測器被配置以響應于從所述麥克風4妾收的在預定工作范圍之內的 電信號而提供第一檢測信號；并且響應于從所述麥克風接收的不在預定工作范圍之內 的電信號而提供第二檢測信號；至少部分地制作在基底上的定時器，所述定時器被配置 以響應于所述第一4企測信號而提供第 一控制信號，所述定時器 還i皮配置以響應于所述第二檢測信號而l是供第二控制信號；以 及制作在基底上的第五晶體管，所述第五晶體管被配置以 分別響應于所述第一控制信號和所述第二控制信號而在第一 阻抗下和第二阻抗下將所述偏置電壓源電性井馬4妄至所述節點。
20. 根據權利要求19所述的電子裝置，還包括至少部分地制作在 基底上的共模提取器，所述共模提取器包括緩沖放大器和第六 晶體管，所迷第六晶體管被配置為分別響應于所述第一控制信 號和所述第二控制信號而在所述第一阻抗下和所述第二阻抗 下將所述緩沖放大器與所述偏置電壓源電性耦接。
21. 根據權利要求19所述的電子裝置，其中所述第 一晶體管包括被配置為電性耦接至第 一參考電壓 源的控制節點；所述第二晶體管包括被配置為電性耦接至第二參考電壓 源的控制節點；并且所述第 一參考電壓和所述第二參考電壓分別對應于各自 的工作范圍限制值。
22. 根據權利要求19所述的電子裝置，其中，所述定時器還被配 置為電性耦接至時鐘信號源。
23. 根據權利要求19所述的電子裝置，其中，所述電子裝置的至 少一部分^皮制作在65納米環境內。
24. —種電子裝置，包括被配置以接收來自麥克風的電信號的節點；制作在基底上的電路排列，所述電路排列被配置為響應 于來自所述麥克風的在預定工作范圍內的電信號而沿;f及化方 向在第一阻抗下將所述節點電性耦接至偏置電壓源，所述電路 排列還纟皮配置為響應于來自所述麥克風的不在預定工作范圍 內的電信號而沿所述才及化方向在第二阻抗下將所述節點電性 專禺才妄至所述偏置電壓源。
25. 根據權利要求24所述的電子裝置，其中，所述電路排列包括 沿第 一纟及化方向排列的至少 一個二纟及管或晶體管。
全文摘要
本發明涉及一種處理電容性傳感器信號的抗震方法，其提供了一種響應于例如掉落或撞擊等震動事件而在低阻抗下耦接至偏置電壓的方式，以驅散麥克風內的異常電荷等級。此后，恢復為在高阻抗下耦接至該偏置電壓。
文檔編號H04R3/00GK101448187SQ200810181470
公開日2009年6月3日 申請日期2008年11月14日 優先權日2007年11月14日
發明者喬斯·路易斯·塞巴洛, 邁克爾·克羅普菲奇 申請人:英飛凌科技股份有限公司