一种硅麦克风的灵敏度调整系统及调整方法
【技术领域】
本发明涉及一种电声换能器的灵敏度调整领域,尤其涉及一种硅麦克风的灵敏度调整系统及调整方法。
【背景技术】
硅麦克风相较传统驻极体麦克风而言,其性能参数温漂小,尺寸小,允许高温PCB贴装,机械振动不敏感,功耗低,这些优点使得硅麦克风症在受到消费类电子、助听器领域的青睐。
由于硅麦克风工艺、封装等因素影响,最终制造出来的硅麦克风灵敏度呈现一定的偏差,比如在±4dB。这样的偏差在一些应用中不能被接受,它们要求灵敏度偏差在更小的区间,比如在±1dB。一般的硅麦克风有3个管脚,即电源管脚、接地管脚、输出管脚,而为了能够在硅麦克风封装完成后再修调灵敏度,这类硅麦克风需要增加一个额外的管脚来接受灵敏度修正参数信息,但是额外增加的管脚,不利于减小硅麦克风的尺寸,增加了额外的封装成本,也不宜于兼容现有的产品。
因此,有必要提供一种硅麦克风的灵敏度调整系统及调整方法。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种硅麦克风的灵敏度调整系统及调整方法,使硅麦克风不需要额外增加接受信息的管脚就能进行硅麦克风灵敏度参数调整,使高性能硅麦克风大批量生产工艺更加简便。
一种硅麦克风的灵敏度调整系统,该调整系统包括完成声压到硅麦克风电容变化的传感器模块、给传感器模块提供正常工作所需要的电容极化电压并将电容变化转化为电压信号的前置放大器模块、用于判定前置放大器模块的电压工作区间的电压检测模块、对硅麦克风进行烧录的一次性可编程阵列模块、用于读取一次性可编程阵列模块的阻态并对硅麦克风的烧录结果进行判定的读出电路模块、用于修调和加载设置的逻辑控制电路模块、以及测试硅麦克风灵敏度并进行灵敏度比较以确定灵敏度偏差的外部软件模块。
优选的,前置放大器模块的电压工作区间包括用于测试的电压工作区间一和用于灵敏度调整的电压工作区间二,所述区间一的电压范围在1.5~3.3v之间,所述区间二的电压范围在1.3~1.4v之间。
优选的,所述一次性可编程阵列模块包括多个一次性编程单元,所述一次性编程单元用于进行烧录操作。
优选的,所述读出电路模块包括级联设置的电阻比较器模块和烧录结果判定模块,所述电阻比较器模块将一次性可编程单元输出端口给熔丝加上的PMOS导通电阻与基准电阻进行比较,从而确定一次性可编程单元的读出结果;所述烧录结果判定模块将一次性可编程单元读出的结果与烧录控制进行比较,从而确定一次性可编程单元的烧录结果。
优选的,所述逻辑控制电路模块包括分频器、预修调检测/选通控制模块和烧录/读取设定模块,所述分频器产生一次性可编程单元烧录/读取控制时间以及相关辅助时钟信号;所述预修调检测/选通控制模块用于预修调检测和选通控制;所述烧录/读取设定模块用于烧录设定和读取设定。
优选的,所述分频器产生六分频、七分频、八分频、正向和反向共五个信号。
优选的,该调整系统使用硅麦克风的输出端口作为灵敏度调整信号输入端口。
一种硅麦克风的灵敏度调整方法,该调整方法包括如下步骤:所述前置放大器模块给传感器模块加载偏置电压,传感器模块将声音信号转为电压信号输入给前置放大器模块;所述外部软件模块接收前置放大器模块输出的电信号,将其换算为测试灵敏度值,并将测试灵敏度值和产品要求值进行比较以确定灵敏度偏差,然后决定是否需要进行灵敏度调整,如果需要调整则外部软件模块计算进行灵敏度调整所需要的外部时钟信号个数并将该信号通过硅麦克风输出端口输入逻辑控制电路模块;所述逻辑控制电路模块接收外部时钟信号,并根据外部时钟信号发出调节指令用于调节前置放大器模块的增益和偏置电压;所述前置放大器模块接收逻辑控制电路模块发出的调节指令,并反馈内部时钟信号给逻辑控制电路模块用于选定一次性可编程阵列模块内的一次性编程单元;所述电压检测模块检测前置放大器模块加载的偏置电压,用于确定前置放大器模块的电压工作区间,当偏置电压处于1.5V~3.3V时,前置放大器模块处于区间一;当偏置电压处于1.3V~1.4V时,前置放大器模块处于区间二;所述一次性编程单元进行烧录,并将烧录结果信号馈给读出电路模块;所述读出电路模块接收一次性编程单元发出的烧录结果信号进行判定,并将判定结果馈给逻辑控制电路模块;所述逻辑控制电路模块读取下一个一次性编程单元,并进行烧录,至所有一次性编程单元读取完毕后,输出一个关断信号,硅麦克风灵敏度调整完毕。
优选的,所述关断信号将读出电路模块、电压检测模块和逻辑控制电路模块关闭。
本发明的有益效果在于:利用硅麦克风的输出管脚实现输入输出功能,不需要额外增加管脚,使高性能硅麦克风生产更加简便。
【附图说明】
图1是本发明硅麦克风的灵敏度调整系统及调整方法中的硅麦克风管脚示意图;
图2是本发明中各模块的功能框架图;
图3是图2中读出电路模块框架图;
图4是图2中逻辑控制电路模块框架图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
参见图1,封装好的硅麦克风灵敏度的测试指标主要和两个因素有关,前置放大器电路增益和偏置电压值,因而需要根据硅麦克风的测试结果设置它们的值。该图为本发明提供的硅麦克风的管脚示意图,硅麦克风包括电源管脚P、接地管脚G和输出管脚0。本发明即将输出管脚0改为输入输出管脚,实现输入输出功能,不需要增加额外的管脚,使硅麦克风封装生产更加简便。
参见图2、图3和图4,本发明提供了一种使用硅麦克风的输出端口作为灵敏度调整信号输入端口的硅麦克风灵敏度调整系统,该调整系统包括完成声压到硅麦克风电容变化的传感器模块1、给传感器模块1提供正常工作所需要的电容极化电压并将电容变化转化为电压信号的前置放大器模块2、用于判定前置放大器模块2的电压工作区间的电压检测模块3、对硅麦克风进行烧录的一次性可编程阵列模块4、用于读取一次性可编程阵列模块4的阻态并对硅麦克风的烧录结果进行判定的读出电路模块5、用于修调和加载设置的逻辑控制电路模块6、以及测试硅麦克风灵敏度并进行灵敏度比较以确定灵敏度偏差的外部软件模块7。
所述电压检测模块3将前置放大器模块2提供的偏置电压与其内的基准电压进行比较,确定前置放大器模块2的电压工作区间,所述前置放大器模块2的电压工作区间包括用于测试的电压工作区间一和用于灵敏度调整的电压工作区间二,所述区间一的电压范围在1.5~3.3v之间,所述区间二的电压范围在1.3~1.4v之间。
所述一次性可编程阵列模块4包括多个可一次性编程单元,以便进行多次烧录操作。其中,所述一次性编程单元内部设有多晶硅熔丝,所述多晶硅熔丝热熔断后呈现高阻状态并不可恢复,从而提供了一次性编程操作。
所述读出电路模块5包括级联设置的电阻比较器模块51和烧录结果判定模块52,所述电阻比较器模块51将一次性可编程单元输出端口给熔丝加上的PMOS导通电阻与基准电阻进行比较,从而确定一次性可编程单元的读出结果。所述烧录结果判定模块52将一次性可编程单元读出的结果与烧录控制进行比较,从而确定一次性可编程单元的烧录结果。
所述逻辑控制电路模块6包括分频器61、预修调检测/选通控制模块62和烧录/读取设定模块63。所述分频器61产生一次性可编程单元烧录/读取控制时间以及相关辅助时钟信号,其产生六分频、七分频、八分频、正向和
反向共五个信号。所述预修调检测/选通控制模块62用于预修调检测和选通控制,进行选定一次性编程单元进行预设的烧录和结果读取。所述烧录/读取设定模块63用于烧录设定和读取设定,当外部软件模块7发出的外部时钟信号进入逻辑控制电路模块6,所述逻辑控制电路模块6将根据外部时钟信号发出调节指令用于调节前置放大器模块2的增益和偏置电压。
一种硅麦克风的灵敏度调整方法,该调整方法包括如下步骤:
所述前置放大器模块2给传感器模块1加载偏置电压,传感器模块1将声音信号转为电压信号输入给前置放大器模块2;
所述外部软件模块7接收前置放大器2模块输出的电信号,将其换算为测试灵敏度值,并将测试灵敏度值和产品要求值进行比较以确定灵敏度偏差,然后决定是否需要进行灵敏度调整,如果需要调整则外部软件模块7计算进行灵敏度调整所需要的外部时钟信号个数并将该信号通过硅麦克风输出端口输入逻辑控制电路模块6;
所述逻辑控制电路模块6接收外部时钟信号,并根据外部时钟信号发出调节指令用于调节前置放大器模块2的增益和偏置电压;
所述前置放大器模块2接收逻辑控制电路模块6发出的调节指令,并反馈内部时钟信号给逻辑控制电路模块6用于选定一次性可编程阵列模块内的一次性编程单元;
所述电压检测模块3检测前置放大器模块2加载的偏置电压,用于确定前置放大器模块2的电压工作区间,当偏置电压处于1.5V~3.3V时,前置放大器模块2处于区间一;当偏置电压处于1.3V~1.4V时,前置放大器模块2处于区间二;
所述一次性编程单元进行烧录,并将烧录结果信号馈给读出电路模块5;
所述读出电路模块5接收一次性编程单元发出的烧录结果信号进行判定,并将判定结果馈给逻辑控制电路模块6;
所述逻辑控制电路模块6读取下一个一次性编程单元,并进行烧录,至所有一次性编程单元读取完毕后,输出一个关断信号,硅麦克风灵敏度调整完毕。
其中,所述关断信号将读出电路模块5、电压检测模块3和逻辑控制电路模块6关闭。
以上所述的仅是本发明的实施方式,在此应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出改进,但这些均属于本发明的保护范围。