用于調整容性信號源的靈敏度的系統及方法
【專利摘要】本發明涉及用于調整容性信號源的靈敏度的系統及方法。根據實施方式，用于放大由容性信號源提供的信號的系統包括：阻抗變換器，具有被配置為耦接至所述容性信號源的第一端的輸入節點；以及可調容性網絡，具有被配置為耦接至容性信號源的第二端的第一節點和耦接至阻抗變換器的輸出節點的第二節點。
【專利說明】用于調整容性信號源的靈敏度的系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明主要涉及半導體電路和方法，更具體地，涉及一種用于調整容性(capacitive,電容性)信號源的靈敏度的系統及方法。
【背景技術】
[0002]音頻擴音器通常用于諸如蜂窩電話、數字音頻錄音機、個人計算機和電話會議系統的各種消費應用中。特別地，低成本駐極體電容式擴音器(ECM)用在大規模生產成本的靈敏應用中。ECM擴音器通常包括安裝在具有聲音端口和電氣輸出端的小的封裝中的駐極體材料的薄膜。駐極體材料附接至膜片或者其自身構成膜片。大多數ECM擴音器還包括前置放大器，該前置放大器可接入諸如蜂窩電話的目標應用之中的音頻前端放大器。另一種類型的擴音器是微型機電系統(MEMS)擴音器，其可以被實施為壓敏膜片被直接蝕刻至集成電路上。
[0003]外界環境中的聲壓級橫跨一個非常大的動態范圍。例如，人類聽力的閾值大約為OdBSPL，會話語音大約為60dBSPL，而50米外的噴氣式飛機的聲音大約為140dBSPL。盡管擴音器(諸如MEMS擴音器)的膜片也許能經受住高強度的聲音信號并能如實地將這些高強度的聲音信號轉變成電子信號，但是在處理這種高級別的信號時會產生一些困難。例如，很多用于聲學擴音器的放大器和前置放大器被最優化到一個特定的動態范圍。同樣的，這些系統不能在不增添明顯失真的情況下處理整個聲頻范圍。
[0004]此外，影響MEMS裝置一致性的參數可能引起MEMS裝置的增益和性能上的變化。包括例如機械剛度、電阻、膜片面積和氣隙高度這樣的參數可改變差不多+/-20%，這樣的參數變量在高電壓且低成本的MEMS制造方法中是特別重要的。
【發明內容】
[0005]根據實施方式，一種用于放大由容性信號源提供的信號的系統包括:阻抗變換器，具有被配置為耦接至所述容性信號源的第一端的輸入節點；以及可調容性網絡，具有被配置為耦接至容性信號源的第二端的第一節點和耦接至阻抗變換器的輸出節點的第二節點。
[0006]在以下附圖和說明中闡述了本發明的一個或多個實施方式的詳細內容。根據說明書和附圖以及權利要求，本發明的其他特征，目的和優點將變得顯而易見。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]從為了完全地理解本發明及其優點，現在結合附圖參照下文詳細描述，附圖中:
[0008]圖1不出了用于放大電容傳感器的輸出的不例性系統；
[0009]圖2示出了示例性緩沖器的示意圖；
[0010]圖3a和圖3b示出了示例性可調容性網絡及其相關的控制模塊；以及
[0011]圖4示出了示例性方法。
[0012]除非另有說明否則不同的附圖中的相應的數值與符號通常指代對應部分。繪制附圖是為了清晰地示出優選實施方式的相關方面，沒必要按比例繪制。為了更加清晰地示出某些實施方式，指示同樣結構、材料或者處理步驟的變化的圖號后會跟有一個字母。
【具體實施方式】
[0013]下面將詳細討論本優選實施方式的制造和使用。然而，應理解的是，本發明提供能夠在多種具體環境下實施的許多可應用的發明概念。所討論的【具體實施方式】僅為制造和使用本發明示例性的具體方式，且不限制本發明的范圍。
[0014]將相對于特定環境下(S卩，可以被用來調整諸如MEMS擴音器的容性信號源的靈敏度的反饋電路)的實施方式來描述本發明。然而，本發明也可應用到其他類型的電路和系統，諸如音頻系統、通信系統、傳感器系統和與MEMS設備，電容傳感器或其他電容電路連接的其他系統。
[0015]圖1示出了系統100，該系統100具有被配置為耦接至MEMS擴音器102的示例性放大器集成電路(IC)IOl，其以虛線示出以表明擴音器102沒有必要包括在IClOl內。在一些實施方式中，擴音器102也可以包括在IClOl內或者在相同封裝內的單獨的芯片上。在可選的實施方式中，可使用其他類型的電容傳感器電路代替MEMS擴音器102。MEMS擴音器102被示出為電壓源Vmic與擴音器電容Cmic串聯耦接且耦接至IClOl的引腳116和120的模型。電容Cp表示平行寄生電容。
[0016]IClOl具有放大器112、模擬數字轉換器(A/D)114、信號檢測和電平適配模塊122、可調容性網絡104、將放大器112的輸入偏置的偏壓發生器123和經由引腳120偏置MEMS擴音器102的偏壓發生器110。在實施方式中，放大器112是具有I或小于I的增益并具有高的輸入阻抗和低的輸出阻抗的放大器。可選地，放大器112可具大于I的電壓增益。在一些實施方式中，放大器112可被實施為使用MOS源極跟隨器電路，或者其他根據源極跟隨器原理操作的電路。
[0017]可調容性網絡104被耦接至放大器112的輸出并包括通過使用可切換電容器陣列實施的可調電容器Cl和C2。在一些實施方式中，對于大約16dB的總可控增益范圍來說，可以獲得在大約_6dB至IOdB之間的增益適配。可選地，可獲得該范圍之外的其他可控增益的范圍。
[0018]被表示為DC電壓源126與電阻器124串聯耦接的偏壓發生器123向放大器112的輸入提供偏置電壓。在一些實施方式中，電阻器124具有高的電阻值以保持音頻的高輸入阻抗。例如，在一些實施方式中，阻抗值被設置為使得放大器112的輸入根據應用及其特定的規格而具有在大約IOOmH至大約20Hz之間的高通角頻率(high pass cornerfrequency)0高通角頻率可反比于輸入偏置電阻的RC時間常數和MEMS擴音器電容CmiC。可選地，也可使用這個范圍之外的高通角頻率。可根據放大器112的輸入電壓要求來設置DC電壓源126的電壓。
[0019]在實施方式中，ADC114輸出放大器112的信號輸出的數字表不。如在2012年4月 16 日提交的號為 13/447, 792 題為 “System and Method for High Input CapacitiveSignal Amplifier”的未決申請(其全部內容結合于此作為參考)中所描述的，數字表示可以是數字詞、位流或者擴音器信號在輸出墊(output pad) 118處的脈沖寬度調制表示的形式。可選地，擴音器信號的模擬表不可稱接至輸出墊118。[0020]在一些利用MEMS擴音器的實施方式中，表示為DC電壓源127與電阻器128串聯耦接的偏壓發生器110在引腳120處為擴音器102提供了偏置電壓。根據特定的擴音器和系統實施該偏置電壓可在大約3V至大約16V之間。可選地，可使用其他的電壓范圍。偏壓發生器110可以被實施為使用現有技術中的電路技術。例如，在一些實施方式中，偏壓發生器110可以被實施為使用電荷泵。在一些實施方式中，該偏置電壓是可調整的并實施為如 2012 年 4 月 30 提交的號為(2012P50197) 13/460，025 題為“System and Method for aProgrammable Voltage Source”的未決申請(其全部內容結合于此作為參考)那樣。可選地，可使用其他偏置結構和/或固定偏置電壓。
[0021]在實施方式中，信號檢測和電平適配模塊122測量放大器112的輸出處的振幅，并計算作為所測量的振幅的函數的增益控制信號GC。增益控制信號GC控制可調容性網絡104，從而調整系統的增益。通過改變電容器Cl和/或電容器C2的電容，調整放大器112的輸出處的信號電平。在實施方式中，放大器112輸出處的電壓的振幅相對于MEMS擴音器102的聲音輸入以一階的形式與大約1+C1/C2成比例。
[0022]信號檢測和電平適配模塊122可包括檢測增益控制信號GC的峰值檢波器和控制邏輯(未不出)。在一些實施方式中，信號檢測和電平適配模塊122隨著增加的聲音振幅(acoustic amplitude)降低系統的靈敏度并隨著減小的聲音振幅增大系統的靈敏度以此將高的聲學動態范圍(acoustic dynamic range)映射至較小的電氣動態范圍。信號檢測和電平適配模塊122具有線性轉移特性。在一些實施方式中，如在上述引用的號為13/447，792的未決申請中描述的，通過增加數字域中的增益來校正模擬域中的增益的減小。如在 2011 年 8 月 25 日提交的號為 13/217,890 題為 “System and Method for LowDistortion Capacitive Signal Source Amplifier”的未決申請(其全部內容結合于此作為參考)中描述的，可實施存在于信號檢測和適配模塊122中的峰值檢測器、控制邏輯和其他電路。可選地，也可以使用現有技術中已知的其他增益控制電路和方法。
[0023]在一些實施方式中，還可包含校準模塊130以經由可調容性網絡104校準MEMS擴音器102的靈敏度。例如，在系統100制造期間，可調整靈敏度以在預定的限度內提供標稱靈敏度(nominal sensitivity)。可通過一個或兩個步驟執行MEMS校準方法。在第一可選步驟中，由DC偏置電壓發生器模塊110輸出的電壓可以被增加至吸合電壓的情況(pull-1nvoltage event)。在這種情況下,傳感器的兩個極板彎曲(collapse),在緩沖器112的輸入處產生電壓假信號，所述電壓假信號由假信號檢測電路140檢測。接下來，例如，從吸合電壓中得出DC偏置電壓的界定部分(defined fraction)并將其存儲在例如位于校驗模塊130中的一個或多個非易失性存儲器單元中。
[0024]在第二步驟中，例如，將預定的聲音信號(acoustical signal)施加至MEMS擴音器102，并利用信號檢測電平適配模塊122內的峰值檢波器測量在放大器112的輸出處的所得振幅。然后，將該測量值與預定的閾值進行比較。在一些實施方式中，可通過測試系統接口 142在芯片外部執行該比較。
[0025]在一些實施方式中，校準模塊130調整Cl和C2的值直至放大器112的輸出處的測量的振幅落入預定閾值的范圍內，或者直至測量的振幅超過預定閾值。在另外的實施方式中，校準模塊130可用于調整增益曲線以校準信號檢測和電平適配模塊122的操作。在一些實施方式中，通過校準模塊130得出的校準值可寫入存儲器，諸如非易失性存儲器中和/或輸入到系統所使用的查找表中。可根據2011年11月28日提交的號為13/305，572題為“Microphone and Method for Calibrating a Microphone” 的未決申請(其全部內容結合于此作為參考)實施校準系統和方法。可選地，可使用其他的校準電路和方法。
[0026]應當進一步理解的是，在可選實施方式中，可使用一個以上的組件和/或一個以上的IC實施IClOl上的組件。
[0027]圖2示出了緩沖器或者阻抗變換器200的實施方式的示意圖。在基級處，緩沖器200具有緩沖節點Vin處的電壓并在節點Vout處提供較低的阻抗緩沖電壓的PMOS源極跟隨器晶體管228。在本發明的可選實施方式中，可使用NMOS源極跟隨器而不是PMOS源極跟隨器228。
[0028]NMOS電流源晶體管224向PMOS源極跟隨器晶體管228提供偏置電流，且NMOS共源共柵晶體管226在PMOS源極跟隨器228的漏極處提供低阻抗。由PMOS裝置214和216以及NMOS裝置226和228組成反饋環調整PMOS晶體管216的柵極處電壓以提供足夠的電流，從而使得通過PMOS裝置214、PM0S裝置216的電流以及通過節點Vout損耗的任何電流的總和大致等于NMOS裝置224提供的電流。NMOS裝置226和PMOS裝置214由包括PMOS晶體管210、212和NMOS晶體管218、220和222的偏置網絡偏置。電壓Vbias由偏壓發生器(諸如耦接至二極管連接NMOS晶體管(未示出)的電流源)提供。與源極跟隨器晶體管228的柵電容串聯的電阻器230實現了用于高頻噪聲的低通濾波器，因為MEMS擴音器在某些情況下可用作天線。例如，在移動電話的應用中，來自蜂窩電話的天線的信號可經由MEMS擴音器被耦接至放大器的輸入。在一些實施方式中，低通濾波器被配置為過濾范圍在800MHz至1900MHz及以上的噪聲和干擾。可選地，其他的頻率范圍可被衰減。
[0029]在實施方式中，設置串聯電阻器232和234以滿足ESD要求而不增加緩沖器的輸出端阻抗。因為電阻232和234在反饋環之內，所以它們的阻抗要除以環路增益。與電阻器236串聯的電容器238可用于補償通過晶體管216控制的電流的反饋環。
[0030]在實施方式中，輸入節點Vin通過運算放大器206偏置，該運算放大器206緩沖由電流源202和電阻器204產生的參考電壓VR。在一些實施方式中，可以使用帶隙電壓發生器(bandgap voltage generator)或者現有技術中已知的其他電壓參考電路來生成電壓VR0電阻器208具有高的電阻值以向擴音器102 (圖1)提供足夠高的阻抗。在一些實施方式中，該阻抗值可在大約50GQ至大約300GQ之間。可選地，同樣可以使用這個范圍之外的阻抗。使用在所用的特定工藝技術中可用的電阻層和/或被偏置以提供高阻抗的長通道MOSFET裝置來施電阻器208。
[0031]圖3a示出了包括可以被用來實施圖1中所示的可調電容Cl和C2的電容器陣列302的示例性可調電容器網絡300。電容器陣列302具有多個電容器308，多個電容器308中的每一個均耦接至開關310和開關311。每個開關310可切換地耦接至輸入節點In，而且每個開關311可切換地耦接至接地或另一個參考節點。圖1所示，輸出節點Out耦接至電容器308的上極板并且可經由圖1中所示的引腳120耦接至MEMS擴音器102。輸入節點In可耦接至放大器或者緩沖器112的輸出。在一些實施方式中，電容器308的上極板被耦接至節點Out并且電容器308的下極板被耦接至開關310和311。可選地，可使用其他配置。
[0032]在一些實施方式中，根據應用和其規格，電容器308可以被配置為具有相同的值或成比例的值。電容器陣列302可以使用二元加權電容器陣列來實施。可選地，也可以是其他的加權，諸如，對數加權電容器值。在一些實施方式中，根據應用和其特定規格以及所用的半導體工藝的特定的容限，電容器使用值在大約IOOfF和大約500fF之間的單位電容器來實施。盡管在圖3a中僅示出了四個可切換的電容器，但根據特定的實施方式及其規格，可以使用任意數量的電容器。
[0033]數字控制模塊301使用數字控制總線S控制電容器陣列302中的開關310和311的狀態。在實施方式中，數字控制模塊301將增益控制信號GC轉換為總線S上的信號。可以通過圖1中示出的校準模塊130使用校準信號CAL以校準MEMS擴音器的標稱電平和/或校準由同樣在圖1中示出的信號檢測和電平適配模塊122執行的增益控制曲線的相對電平形狀(relative level shape)。
[0034]圖3b示出了示例性數字控制模塊301的框圖。數字控制模塊301包括將增益控制信號GC映射至開關控制總線SI和S2的查找表320以及根據示例性校準方法調整查找表320的內容的校準邏輯322。在本發明的可選實施方式中，可以使用其他的拓撲來實施數字控制模塊301。例如，取代或除了使用查找表320，還可以使用數字處理器或自定義數字邏輯來創建確定開關總線SI和S2的輸出。
[0035]圖4示出了示例性校準方法的流程圖400。在可選第一步驟401中，執行用于擴音器偏置電壓適配的吸合電壓檢測。在該步驟中，檢測彎曲電壓(吸合電壓)，因為該值是用于MEMS擴音器的靈敏度的測量值。此處，MEMS擴音器的DC偏置電壓增加直至兩個極板彎曲。最終DC偏置電壓是檢測的吸合電壓的分數并被存儲在ASIC內的存儲單元中。然后將定義的存儲的DC偏置電壓施加至MEMS擴音器。
[0036]接下來，在步驟402中，通過將定義的聲音信號施加至MEMS裝置來校準包括MEMS擴音器和示例性的放大系統的系統的標稱電平。在步驟404中，測量放大器單元的輸出靈敏度，以及在步驟406中，確定所測量的輸出靈敏度和目標輸出靈敏度之間的差值。最后，在步驟408中，例如，通過調整示例性容性網絡的電容并將最終增益設置存儲在一個或多個非易失性存儲器單元中，來校正振幅單元的增益。在一些實施方式中，可使用多個步驟以確定目標靈敏度值的電容設置。例如，在一些實施方式中，可以做出多個測量和調整直到系統收斂于一個解。
[0037]圖4中示出的方法也可用于校準增益控制函數。例如，可以使用流程圖400中示出的方法來校準增益曲線中的一個或多個點。在一些實施方式中，如果校準了增益曲線中點的子集，可以使用插值法來得出增益曲線中剩余的點。
[0038]在一些實施例中，在設置標稱電平之前確定彎曲電壓或吸合電壓。這可通過增加MEMS擴音器的DC偏置電壓直至兩個極板彎曲來實現。最終DC偏置電壓是檢測的吸合電壓的分數。一旦確定了該分數，將最終DC偏置電壓施加至MEMS擴音器，從而執行圖4中校準程序的概要。
[0039]根據實施方式，一種用于放大由容性信號源提供的信號的系統，包括:阻抗變換器，具有被配置為耦接至所述容性信號源的第一端的輸入節點；可調容性網絡，具有被配置為耦接至容性信號源的第二端的第一節點和耦接至阻抗變換器的輸出節點的第二節點。可調容性網絡可包括耦接在第一節點和第二節點之間的第一電容器和耦接在第一節點和參考節點之間的第二電容器，其中，第一電容器和第二電容器中的至少一個電容器包括可調電容器。可調電容器可包括經由對應的多個開關選擇地并行耦接的多個電容器，以及第二節點可以是接地節點或其他參考電壓。此外，多個電容器中的每個電容器可耦接至容性網絡的第一節點的上極板。在一些實施方式中，所述系統可包括容性信號源，該容性信號源可以是MEMS擴音器。
[0040]在實施方式中，所述系統可進一步包括增益控制電路，該增益控制電路被配置為測量阻抗變換器的輸出節點處的信號的振幅并基于所測量的振幅調整容性網絡的電容。該系統還可包括耦接至可調容性網絡的校準電路，從而使得校準電路被配置為調整可調容性網絡的電容。
[0041]在實施方式中，校準電路進一步被配置為增加被配置為耦接至容性信號源的偏置電壓直至從容性信號源中檢測到電壓假信號以確定第一電壓，并基于第一電壓確定最終DC偏置電壓，將所確定的最終DC偏置電壓施加至容性信號源。校準電路可包括被配置為存儲校準設置的查找表電路和/或存儲單元。
[0042]根據另一實施方式，一種集成電路，包括:電壓緩沖器具有被配置為耦接至MEMS擴音器的第一端的輸入節點；以及可調容性網絡，具有被配置為耦接至MEMS擴音器的第二端的第一節點、耦接至電壓緩沖器的輸出節點的第二節點、被配置為調整可調容性網絡的電容的調整輸入。集成電路可進一步包括增益控制電路，所述增益控制電路具有耦接至電壓緩沖器的輸出的輸入節點，以及耦接至可調容性網絡的調整輸入的輸出。該增益控制電路可被配置為測量電壓緩沖器的輸出處的信號的振幅并基于所測量的振幅調整容性網絡的電容。
[0043]在實施方式中，使用MOS源極跟隨器實施電壓緩沖器。在一些情況下，電壓緩沖器可具有I或小于I的電壓增益。
[0044]在實施方式中，可調容性網絡第一電容陣列，所述第一電容陣列包括:多個第一電容器，具有耦接至可調容性網絡的第一節點的第一極板以及對應的多個開關，耦接至多個第一電容器的第二極板。多個第一電容器的第一極板可以是多個第一電容器的上極板。
[0045]在實施方式中，可調容性網絡包括第一可調電容器，耦接在可調容性網絡的第一節點和可調容性網絡的第二節點之間；以及第二可調電容器，耦接在可調容性網絡的第一節點和參考節點之間。
[0046]在另一實施方式中，可調容性網絡包括多個電容器，每個電容器具有上極板和下極板，該上極板耦接至可調容性網絡的第一節點。多個電容器中的每個電容器的下極板被配置為可切換地耦接至參考節點和可調容性網絡的第二節點。
[0047]在一些實施方式中，集成電路還包括MEMS擴音器和/或耦接至電壓緩沖器的輸出的模數轉換器。
[0048]根據另一實施方式，一種校準具有耦接至電壓緩沖器電路的第一節點的MEMS擴音器的方法，所述方法包括將聲音信號施加至MEMS擴音器，測量MEMS擴音器和電壓緩沖器電路的靈敏度，校正MEMS擴音器和電壓緩沖器電路的增益。校正增益可包括調整耦接在電壓緩沖器電路的輸出和MEMS擴音器的第二節點之間的容性網絡的電容。
[0049]在實施方式中，所述方法進一步包括確定MEMS擴音器和電壓緩沖器電路的測量的靈敏度與目標輸出靈敏度之間的差值。校正增益可包括選擇設置在容性網絡內的可切換電容器陣列的切換配置。在一些實施方式中，選擇所述切換配置包括配置數字查找表。[0050]在實施方式中，所述方法還包括增加被配置為耦接至MEMS擴音器的偏置電壓直至從MEMS擴音器中檢測到電壓假信號以確定第一電壓,基于第一電壓確定最終DC偏置電壓并將所確定的最終DC偏置電壓施加至MEMS擴音器。
[0051]與僅通過使用可變增益放大器控制增益的系統相比，本實施方式的優點包括更好的噪聲性能和低的功耗。由于緩沖放大器或者阻抗變換器的簡單的結構而改善了噪聲性能，例如，緩沖放大器或者阻抗變換器的簡單的結構可使用源極跟隨器來實施。在一些實施方式中，源極跟隨器晶體管比更復雜的放大器使用更少的有源電路組件，從而產生了更小的噪聲并消耗更低的功率。此外，在其中MEMS輸出信號直接由讀出電路調整的實施方式中，改善了 SNR。
[0052]實施方式的其他優點包括消除參數變化(諸如包含寄生電容變化的集成電路上的容性網絡的MEMS參數(靈敏度、電容)的變化)的影響的能力。使用示例性的校準系統和方法，可在裝配MEMS和集成電路已經被裝配到一起之后校準所述變化。
[0053]雖然已參照示意性實施方式描述了本發明，但是該描述不應被解釋為用來限制。參照所述描述，示例性實施方式的各種修改和組合以及本發明的其他實施方式對于本領域的技術人員來說都將是顯而易見的。因此，所附權利要求旨在包括任何這樣的修改或實施方式。
【權利要求】
1.一種用于放大由容性信號源提供的信號的系統，所述系統包括: 阻抗變換器，具有被配置為耦接至所述容性信號源的第一端的輸入節點；以及 可調容性網絡，具有被配置為耦接至所述容性信號源的第二端的第一節點和耦接至所述阻抗變換器的輸出節點的第二節點。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述可調容性網絡包括: 第一電容器，耦接在所述第一節點和所述第二節點之間，以及 第二電容器，耦接在所述第一節點和參考節點之間，其中，所述第一電容器和所述第二電容器中的至少一個電容器包括可調電容器。
3.根據權利要求2所述的系統，其中，所述第二節點是接地節點。
4.根據權利要求2所述的系統，其中，所述可調電容器包括經由對應的多個開關選擇性地并行耦接的多個電容器。
5.根據權利要求4所述的系統，其中，所述多個電容器中的每一個包括耦接至所述容性網絡的所述第一節點的上極板。
6.根據權利要求1所述的系統，進一步包括增益控制電路，被配置為測量所述阻抗變換器的所述輸出節點處的信號的振幅并基于所測量的振幅調整所述容性網絡的電容。
7.根據權利要求1所述的系統，進一步包括校準電路，耦接至所述可調容性網絡，其中，所述校準電路被配置為調整所述可調容性網絡的電容。
8.根據權利要求7所述的系統，其中，所述校準電路進一步被配置為: 增加被配置為耦接至所述容性信號源的偏置電壓直至從所述容性信號源中檢測到電壓假信號以確定第一電壓； 基于所述第一電壓確定最終DC偏置電壓；以及 將所確定的最終DC偏置電壓施加至所述容性信號源。
9.根據權利要求7所述的系統，其中，所述校準電路包括查找表電路。
10.根據權利要求7所述的系統，其中，所述校準電路包括被配置為存儲校準設置的存儲單元。
11.根據權利要求1所述的系統，進一步包括所述容性信號源。
12.根據權利要求11所述的系統，其中，所述容性信號源是MEMS擴音器。
13.一種集成電路，包括: 電壓緩沖器，具有被配置為耦接至MEMS擴音器的第一端的輸入節點；以及 可調容性網絡，具有被配置為耦接至所述MEMS擴音器的第二端的第一節點、耦接至所述電壓緩沖器的輸出節點的第二節點、被配置為調整所述可調容性網絡的電容的調整輸入。
14.根據權利要求13所述的集成電路，進一步包括增益控制電路，具有耦接至所述電壓緩沖器的輸出的輸入節點，以及耦接至所述可調容性網絡的所述調整輸入的輸出，所述增益控制電路被配置為測量所述電壓緩沖器的所述輸出處的信號的振幅并基于所測量的振幅調整所述容性網絡的所述電容。
15.根據權利要求13所述的集成電路，其中，所述電壓緩沖器包括MOS源極跟隨器。
16.根據權利要求13所述的集成電路，其中，所述電壓緩沖器包括I以下的電壓增益。
17.根據權利要求13所述的集成電路，其中，所述可調容性網絡包括第一電容器陣列，所述第一電容器陣列包括: 多個第一電容器，具有耦接至所述可調容性網絡的所述第一節點的第一極板，以及 對應的多個開關，耦接至所述多個第一電容器的第二極板。
18.根據權利要求17所述的集成電路，其中，所述多個第一電容器的所述第一極板包括所述多個第一電容器的上極板。
19.根據權利要求13所述的集成電路，其中，所述可調容性網絡包括: 第一可調電容器，耦接在所述可調容性網絡的所述第一節點和所述可調容性網絡的所述第二節點之間；以及 第二可調電容器，耦接在所述可調容性網絡的所述第一節點和參考節點之間。
20.根據權利要求13所述的集成電路，所述可調容性網絡包括多個電容器，所述多個電容器的每一個都具有耦接至所述可調容性網絡的所述第一節點的上極板，以及下極板，其中，所述多個電容器中的每一個的所述下極板被配置為可切換地耦接至參考節點和所述可調容性網絡的所述第二節點。
21.根據權利要求13所述的集成電路，進一步包括所述MEMS擴音器。
22.根據權利要求13所述的集成電路，進一步包括耦接至所述電壓緩沖器的輸出的模數轉換器。
23.一種校準具有耦接至電壓緩沖器電路的第一節點的MEMS擴音器的方法，所述方法包括: 將聲音信號施加至所述MEMS擴音器； 測量所述MEMS擴音器和所述電壓緩沖器電路的靈敏度；以及 校正所述MEMS擴音器和所述電壓緩沖器電路的增益，校正所述增益包括調整耦接在所述電壓緩沖器電路的輸出和所述MEMS擴音器的第二節點之間的容性網絡的電容。
24.根據權利要求23所述的方法，進一步包括確定所述MEMS擴音器和所述電壓緩沖器電路的測量的靈敏度與目標輸出靈敏度之間的差值。
25.根據權利要求23所述的方法，其中，校正所述增益包括選擇設置在所述容性網絡內的可切換電容器陣列的切換配置。
26.根據權利要求25所述的方法，其中，選擇切換配置包括配置數字查找表。
27.根據權利要求23所述的方法，進一步包括: 增加被配置為耦接至所述MEMS擴音器的偏置電壓直至從所述MEMS擴音器中檢測到電壓假信號以確定第一電壓； 基于所述第一電壓確定最終DC偏置電壓；以及 將所確定的最終DC偏置電壓施加至所述MEMS擴音器。
【文檔編號】H04R27/00GK103686576SQ201310384692
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月29日 優先權日:2012年8月30日
【發明者】邁克爾·克羅普菲奇, 安德烈亞斯·維斯鮑爾 申請人:英飛凌科技股份有限公司