CN107846653A - 具有优化的频率响应的电路装置和用于校准电路装置的方法 - Google Patents

Abstract

提供一种电路装置(200)。所述电路装置具有校准滤波器(208)所述校准滤波器设置用于接收基于第一信号(S1)的信号并且提供校准信号(kS)；其中，所述第一信号(S1)是由模拟数字转换器(204)提供的信号，该信号基于模拟信号(S0)，其中，所述模拟信号(S0)由一传感器装置的至少一个传感器(202)提供；滤波器装置(210)，所述滤波器装置设置用于接收基于所述第一信号(S1)的信号并且提供第二信号(S2)；和控制单元(206)，所述控制单元设置用于从多个控制信号(SS)中选出与所述传感器的频率响应有关的、传感器特定的控制信号(SS)并且提供到所述校准滤波器(208)上，其中，所述校准信号(kS)基于所述第一信号(S1)和所述传感器特定的控制信号(SS)并且在预定的频率范围内相当于或基本上相当于一预定的频谱掩模。

Description

具有优化的频率响应的电路装置和用于校准电路装置的方法

技术领域

实施方式涉及一种具有优化的频率响应的电路装置和用于校准电路装置的方法。

背景技术

传感器装置、例如麦克风用于记录环境声响或环境声音。为了提供所记录的声音良好的质量或者满足用户的要求，可能需要高的线性、高的信噪比(SNR)或用于麦克风的响应功能的预定的频谱掩模。

传统的麦克风500如图5中所示地具有麦克风膜502、例如微机电膜(MEMS)。膜502借助于声音感应的压力波动从静止位置偏移并且在此产生模拟电子信号，该模拟电子信号借助于放大器504或读取电路、例如源极跟随器放大。放大器504的信号以采样频率Fs 510由传感器电路506检测。传感器电路506具有模拟数字转换器512，该模拟数字转换器将放大器504的信号转换成数字信号。传感器电路还具有数字滤波器514，其阻塞模拟数字转换器512的高频数字信号(低通滤波器)。经滤波的数字信号由与数字滤波器514连接的调制器516转换成用户特定的1-Bit输出信号508。

低通滤波器对于该装置的稳定是必要的并且使过高的MEMS频率响应衰减。群延迟与该装置相关。

实际的麦克风通过过程偏差和封装变异(Package-Variation)的影响具有在频率响应中显著的偏差。在图1中示出图表100，在所述图表中示出与用于相同结构类型的麦克风106，108，110的信号的频率102相关的以dB为单位的振幅响应104。由图1明显看出，特别涉及由声音高通确定的低频率区域。

在一些应用中，通过多个麦克风同时检测和分析环境声响。多个麦克风为此在一个麦克风阵列(MIC-Array)中分别以一定间距以特定的布置相对彼此布置。由此声波在时间上错开地到达各个麦克风中。为了实现准确地分析由麦克风检测的信号，各个麦克风相对彼此不具有或者仅仅具有小的在频率响应中的波动。频率响应不包括或者仅仅包括小的在所检测的信号的振幅响应、相位响应和群延迟中的波动。对于这种应用，低频率区域、例如直至大约4kHz具有重要意义。

目前通过电路技术措施尝试，将各个麦克风的频率响应的偏差保持为尽可能小的。然而所述方案是局限的或者意味着相应的附加花费。

发明内容

存在的需求在于提供一种具有优化的频率响应的电路装置和用于校准电路装置的方法。

这种需求可以通过权利要求的主题实现。

附图说明

所述装置和/或方法的一些用作实例的实施方式在下文中仅仅作为实例并且参考附图来说明。

在附图中：

图1示出未校准情况下的传感器装置的振幅响应的图表；

图2A，2B示出根据不同的实施例的电路装置的方框图；

图3A，3B示出根据不同的实施例的电路装置的校准滤波器的振幅响应的图表；

图3C示出用于校准根据不同的实施例的电路装置的方法的流程图；

图4A示出根据不同的实施例的已校准的电路装置的振幅响应的图表；

图4B示出根据不同的实施例的已校准的电路装置的相位响应的图表；

图4C示出根据不同的实施例的已校准的电路装置的群延迟的图表；

图5示出传统的麦克风的方框图。

具体实施方式

不同的用作实例的实施方式在此完全参考附图来说明，在所述附图中示出用作实例的实施方式。在附图中出于清楚的原因可以夸大地示出线、层和/或区域的厚度。

虽然另外的实施方式可以相应地具有不同的变型和替换形式，但是在附图中示例性地示出并且在此详细地说明其中一些用作实例的实施方式。然而可理解的是，不期望使被用作实例的实施方式局限于所公开的特定的形式，而是用作实例的实施方式反之应该覆盖落入本发明的保护范围的所有变型、等效的构型或替换方案。相同的数字在附图说明中表示相同或类似的元件。

在这个说明的范围内，术语“连接”、“接通”以及“耦合”用于表示不仅直接的而且间接的连接、直接的或间接的接通以及直接的或间接的耦合。在附图中，相同的或类似的元件设有相同的附图标记，只要这是符合目的的或存在的。

在此使用的术语仅仅用于描述特定的用作实例的实施方式并且受限地不设置作为其他用于实例的实施方式。在此，单数形式“一个”和“所述”也包括复数形式，只要未另外明确指出。此外需注意的是，在此使用的术语“包括”、“包括的”和/或“具有”、“具有的”具体表示存在所述的特征、所有数量、步骤、操作、元件和/或部件，然而其中不排除存在或添加一个或多个另外的特征、整个数量、步骤、操作、元件、部件和/或组件。

图2A和2B示出根据不同的实施例的电路装置的方框图。图2A示出根据不同的实施例的电路装置的一个实施方式的截面200的方框图。图2B还以另外的细节示出呈一阶可编程递归滤波器形式的校准滤波器208。校准滤波器是根据不同的实施例的所述电路装置的部件。

在不同的实施例中，电路装置200具有带至少一个传感器202的传感器装置、模拟数字转换器204、校准滤波器208、滤波器装置210和控制单元206，其在下文中详细说明。

传感器装置的一些特性可以通过传感器202的硬件特性自身调谐，例如麦克风中的膜的背侧体积或刚性。这些特性设置由电路装置提供的、例如与作用到压力传感器202上的压力相关的信号S4。然而，仍存在在传感器的频率响应中的结构类型典型的波动，所述波动例如在图1中示出。

校准滤波器208设置为可编程的，从而传感器装置的传感器的频率响应可以分别相当于或者基本上相当于预定的频谱掩模。在此，传感器装置可以传感器特定地、传感器个体的或对于一组具有类似特性的传感器被校准。传感器装置的误差或者与预定的频谱掩模的偏差可以在此被测量或估计。与此相关地，一组滤波器系数可以从两组或多组滤波器系数(也称为控制信号)为校准滤波器208选出，并且校准滤波器208相应地被编程。这样实现所述选出，以使得校准信号在预定的频率范围内、例如在100Hz至4kHz的范围内平均具有与预定的频谱掩模尽可能小的偏差、例如在频谱掩模的相应值周围±3％的范围内。例如振幅误差、相位误差或群延迟误差可以考虑作为误差信号。

显而易见地，电路装置200利用校准滤波器基于相应的传感器特定的控制信号实现关于预定的频谱掩模的优化的频率响应。由此，如同在图4A-C中示出的那样，传感器202的结构类型典型的波动可以在频率响应中、例如在低频信号范围内被补偿，这可以理解为对频率响应的优化。

电路布置200例如被构造为压力传感器布置或麦克风装置。麦克风装置可以具有一个或多个麦克风的布置。在这种情况中，麦克风设置为传感器装置的传感器202。

在不同的实施例中，电路布置200用于记录周围声响、谈话、音乐或者诸如此类并且提供基于这些声音的信号S4。信号的记录或提供可以理解提供电信号，该电信号与环境声响或者换而言之与作用到麦克风上的声压有关。可以使用不同的麦克风类型、例如电介体麦克风或另外的电容麦克风。一个特定的实例是实施为微机电系统的硅麦克风。也就是说，膜和另外的构成麦克风的部件可以在使用下述加工步骤和技术的情况下被制造，所述加工步骤和技术通常在微处理器制造中被使用。

信号的频率响应相当于或基本上相当于预定的频谱掩模是指，传感器的信号在一个频率下的振幅放大、相位角和/或群延迟相当于频谱掩模在这个频率下的预定值、即与其一致，(例如在遵守取整规则和测量误差的情况下)，或者处于这个值周围的范围内，也就是说，信号的相应的值可以与频谱掩模的值相差很小。当信号的值处于频谱掩模的值周围例如大约±10％、例如±5％的范围内时，所述信号的值例如基本上相当于频谱掩模的值。

这样理解对于由滤波器接收的信号基于一个另外提供的信号的情况，即所接收的信号与提供的信号一致，或者在所述提供的信号由滤波器接收之前，提供的信号首先还另外地、例如通过另外的滤波器处理。

至少一个传感器设置用于提供模拟信号S0。传感器装置具有多个传感器202。传感器202分别提供一个模拟信号S0。传感器202的至少一个信号S0关于预定的频谱掩模改变。此外，电路装置的多个传感器202的信号S0关于一个共同的预定的频谱掩模、即关于相同的频谱掩模改变。

传感器装置的至少一个传感器202可以具有膜，其中，膜从静止位置的偏移产生模拟信号S0。膜例如是微机电结构(MEMS)或具有所述微机电结构。替换地或者换句话说，传感器可以是或者具有微机电结构。

模拟数字转换器204设置用于接收模拟信号S0和提供第一信号S1。可选地，在传感器的模拟信号由模拟数字转换器204接收之前，所述传感器的模拟信号S0可以借助于放大器、例如源极跟随器放大。模拟数字转换器204可以是多比特转换器，从而第一信号S1是多比特图。模拟数字转换器例如是Sigma-Delta模拟数字转换器，例如3阶。

模拟数字转换器202的采样频率是可改变的，从而多个采样频率可以通过电路装置支持。根据电路装置的一些用作实例的实施方式，传感器装置的特性是可改变的，这可以实现达到对于模拟数字转换器204的不同采样频率的、传感器装置的类似的变型特性。采样频率具有例如在大约1MHz至大约4MHz的范围内的值。

控制单元206例如是集成电路(IC)或专用集成电路(ASIC)或者具有所述集成电路或专用集成电路。所述控制单元还具有探测器电路或者与所述探测器电路连接，以便检测与控制单元206连接的传感器202的传感器特定的特性。

校准滤波器208设置用于接收基于第一信号S1的信号并且提供校准信号kS。由校准滤波器208输出的校准信号kS此外与控制信号SS相关，所述控制信号基于传感器特定地检测的特性SE。

校准滤波器208在时间离散的数字范围内工作并且在每个处理步骤中提供一个关于预定的频谱掩模进行校准的信号kS。校准信号与和校准参数(a0，b0，b1)相乘的当前的输出信号相关。输入信号可以是由模拟数字转换器204提供的第一信号S1或者基于该第一信号。

校准滤波器208可以设置为可编程数字校准滤波器208、替换地或附加地，校准滤波器208设置为递归校准滤波器208。校准滤波器208具有例如至少两个滤波器系数b0，b1、例如三个滤波器系数a0，b0，b1。

校准滤波器例如是具有下述传递函数H(z)的可编程数字递归滤波器：

具有作为滤波器系数b1，b0和a0。

所述滤波器原则上具有三个自由度、即三个系数。在频率响应与预定的频谱掩模和/或递归采样率的偏差小的情况下，系数a0可以被固定在校准滤波器的响应函数H(z)的分母中。由此实现，对于校准滤波器而言两个滤波器系数(b1，b0)足够用于使电路装置的频率响应与预定的频谱掩模相符或者一致。校准信号kS在至少一个频率范围内不同于第一信号S1。在不同的实施例中，校准信号kS在至少一个频率范围内相当于例如大于大约10kHz的频率的第一信号S1。换句话说，即在这个频率范围内通过校准滤波器208实现信号的1比1反映，如同在图3A中所示的那样。

滤波器装置210设置用于接收基于第一信号S1的信号并且提供第二信号S2。显而易见的，滤波器装置210与模拟数字转换器204连接，从而由模拟数字转换器204提供的信号S1被处理或者转换成由滤波器装置210提供的信号S2。滤波器装置210例如设置用于接收基于校准信号kS的信号、例如校准信号kS并且提供第二信号S2。

第二信号S2在至少一个频率范围内不同于校准信号和第一信号。在不同的实施例中，第二信号相当于校准信号kS，也就是说，在这个频率范围内通过滤波器装置或校准滤波器实现信号的1比1的显示。

滤波器装置210可以例如具有一个或多个以下滤波器或滤波器功能：频率选择滤波器、例如通过型滤波器(Passfilter)和/或阻塞型滤波器(Sperrfilter)；抽取滤波器、插值滤波器、用于减小群延迟的滤波器。滤波器装置210可以设置线性的并且时间不变的。替换地，滤波器装置210具有例如用于改变采样率的滤波器、例如抽取滤波器和/或插值滤波器；由此滤波器装置变为非线性的。换句话说：在不同的实施例中，滤波器装置210具有下述的滤波器，该滤波器设置用于减小连续信号的群延迟。替换地或附加地，滤波器装置210可以具有下述的滤波器或滤波器功能，该滤波器或滤波器功能显然可以设置为低通滤波器或带通滤波器。替换地或附加地，滤波器装置210可以具有下述的滤波器或滤波器功能，该滤波器或滤波器功能显然可以改变信号的采样率，其例如呈抽取滤波器和/或插值滤波器。滤波器装置可以一个滤波器或多个滤波器或滤波器功能。多个滤波器功能可以实施在一个共同的滤波器中。滤波器功能例如是改变接收信号的采样率、改变接收信号的频率响应、例如使接收信号的频率范围选择性地阻塞或者通过。这个滤波器或多个滤波器可以分别设置为单级的或多级的。

下面还详细说明的、接收的和提供的信号S1，S2，S3，S4，kS，SS，SE可以分别是数字信号并且是彼此不同的。

由校准滤波器208提供的校准信号kS基于由模拟数字转换器204提供的第一信号S1和由控制单元206提供的传感器特定的控制信号SS。校准信号kS在一个预定的频率范围内相当于或者基本上相当于预定的频谱掩模，所述预定的频谱掩模在图4A-C示例性地更详细地示出。

传感器特定的控制信号SS可以与传感器的测量的或估计的特性SE关于预定的振幅响应、预定的相位响应和/或预定的群延迟相关。控制单元206例如具有存储器或者与所述存储器连接。多个控制信号SS存储在所述存储器中。控制单元206设置用于根据传感器SE的测量的或估计的特性将所述多个控制信号SS之一选择为传感器特定的控制信号SS并且提供到校准滤波器208上。

传感器特定的控制信号SS可以包含用于校准滤波器的滤波器系数或一组滤波器系数。替换地或附加地，控制单元206具有一个另外的存储器或者与所述另外的存储器连接。用于校准滤波器的滤波器系数或多组滤波器系数存储在所述另外的存储器中。校准滤波器208设置用于根据传感器特定的控制信号从与校准滤波器连接的存储器中加载一组滤波器系数。由此可以将基于第一信号的、由校准滤波器接收的信号改变成预定的频谱掩模或者基于该信号校准。

由模拟数字转换器204提供的第一信号S1可以在电路装置的一个线性的时间不变的特性中具有与由传感器装置提供的第四信号S4相同的采样率。然而这两个信号可以在振幅上、在相位上和在群延迟上不同。

接收的信号(输入信号)的振幅和提供的信号(输出信号)的辅导员的比例与频率相关地是振幅响应。输入信号和输出信号之间的相位差与频率相关地是相位响应。

电路装置200可以在不同的实施例中还具有调制器212。所述调制器与模拟数字转换器202、校准滤波器208和/或滤波器装置210连接。调制器212设置用于提供基于校准信号kS的第三信号S3。第三信号S3可以例如基于第二信号S2，也就是说，调制器212设置用于接收基于第二信号S2的信号并且提供第三信号S3。替换地，第二信号S2基于第三信号S3。

由调制器212接收的信号具有第一字宽。调制器212设置用于这样处理由调制器212接收的信号，以使得由调制器212提供的第三信号S3具有第二字宽。第二字宽可以小于第一字宽，例如第一字宽大于4bit、例如大于8bit、例如大于20bit；和第二字宽小于8bit、例如小于4bit、例如小于1bit。

一些用作实例的实施方式提供以单比特表示形式的信号S3，S4并且可以借助于调制器212提供所述信号以由多比特表示形式提供单比特表示形式，所述多比特表示形式可以在先前的处理步骤中在传感器装置内部被使用。

电路装置200还可以具有接口214。接口214设置用于提供第四信号S4。第四信号S4基于第二信号S2或校准信号kS，并且设置用于提供第四信号S4。第四信号S4可以与校准信号、第二信号或第三信号一致。

接口214设置用于将第四信号S4提供到电路装置外部的环境中并且可以例如具有插口。接口214可以例如设置用于将输出信号分配到多个通道或引脚上。由接口214提供的第四信号S4能够以任意不同的表示形式提供。例如可以使用单比特协议，从而第四信号S4提供为单比特流。另外的实施方案可以提供作为例如16进制中或十进制中的Bits或Bytes序列的第四信号S4。另外的实施方式可以提供作为模拟信号的第四信号。例如声学输出装置和/或光学输出装置、例如扩音器或显示屏可以与接口214连接。还出装置可以具有另外的滤波器和/或信号处理部件，所述另外的滤波器和/或信号处理部件进一步处理和改变被提供在接口上的信号。第四信号S4可以是单比特信号或多比特信号(也称为m-Bit或Multi-Bit信号)。

换句话说：在图2A，2B示出的实施例中，滤波器装置的传感器202提供模拟信号S0。模拟数字转换器204接收模拟信号S0并且提供第一信号S1。滤波器装置接收基于第一信号S1的信号并且提供第二信号S2。调制器212接收基于第二信号S2的信号并且提供第三信号S3。

根据一些用作实例的实施方式的电路装置还包括一个或多个接头，以便提供传感器装置内部的所有部件在一个唯一的装配步骤中通过接头与另外的电路装置、印刷电路板或诸如此类连接的可能性。

电路装置的一些用作实例的实施方式包括共同的壳体装置，所述壳体装置至少部分地包围传感器和另外的部件、例如放大器、例如源极跟随器、模拟数字转换器204、滤波器装置210和/或调制器212，其中，共同的壳体装置具有用于使所有部件与另外的电路装置电连接的输入端连接器。根据一些用作实例的实施方式的电路装置可以理解为一个单个的单元，所述单个的单元可以作为离散独立装置，从而电路装置内部的部件可以与另外的装置或电路布置连接，其方式是，电路装置整体上与另外的电路装置电连接。这可以实现减小使用在应用装置内部的接头的数量，例如其方式是，一个唯一的供电电压接头用于壳体内部的传感器和另外的部件。

电路装置200可以例如具有数字麦克风或模拟麦克风。在麦克风之后可以布置例如扩音器和/或语言识别装置，所述扩音器和/或语言识别装置可以是电路装置的部件或者能够借助于接口与所述电路装置连接。换句话说：传感器202、模拟数字转换器204、相应的滤波器208，210、控制单元206和/或可选的调制器212可以实施在一个或多个装置中，所述装置可以彼此连接。

在不同的实施例中，滤波器装置210接收由模拟数字转换器204提供的第一信号S1并且提供第二信号S2，所述第二信号由校准滤波器208接收并且如上所述地关于预定的频谱掩模校准。滤波器装置210可以在这种情况中改变、例如减小第一信号S1的采样率。在这种情况中，电路装置是非线性的并且时间可变的。由此对于滤波器装置210布置在校准滤波器之后的情况，所述滤波器装置的滤波器系数彼此不同。显而易见地，滤波器装置210关于信号流布置在校准滤波器208之前，通过滤波器装置210改变的信号被再校准。在通过滤波器装置210减小第一信号S1的采样率的情况中，通过校准滤波器将提供在接口214上的信号S4向预定的频谱掩模的校准变得更高效或者被简化。

图3A示出对于高补偿302的根据不同实施例的电路装置的校准滤波器的振幅响应的图表，并且示出对于低补偿304的校准滤波器的振幅响应的图表。

x轴表示以Hz为单位的频率102，并且y轴表示以dB为单位的通过校准滤波器208对由校准滤波器接收的信号的振幅的放大系数104。负放大系数相当于通过校准滤波器208的信号的信号振幅的衰减。

如同由图3A，3B可以看到的那样，校准滤波器208实现在高通范围内、即在大约100Hz至大约4kHz的频率范围内改变所接收的信号的振幅，以便在这个频率范围内与频谱掩模一致。

在大约10kHz和大约30kHz之间的频率范围内可以设置传感器装置的传感器的共振频率，校准滤波器208与该传感器连接。在高频范围内、例如从大约10kHz起，校准滤波器208使所接收的信号不放大地、基本上不放大地或者衰减地通过。使由校准滤波器208接收的信号不放大或者基本上不放大的通过可以理解为在这个频率范围内使接收的信号相对于提供的校准信号kS1的1比1反映，例如直至归因于电流波动的放大系数。不放大或者基本上不放大的通过可以在这个频率范围内具有例如-3dB至+3dB的范围内的放大系数。

图3C示出根据不同的实施例的用于校准电路装置的方法的流程图。

在不同的实施例中，提供一种用于校准电路装置200的方法350。电路装置200具有至少一个传感器202，所述传感器设置用于提供信号S0。

方法350包括检测K1电路装置的传感器的特性SE。所述特性可以是在一个预定的频率下的传感器信号值与这个频率下的预定的信号值、例如预定的频谱掩模的偏差。

方法350还包括由多个控制信号基于所检测的特性和预定的频谱掩模确定K2控制信号SS。例如，信号值与预定值的偏差的不同的值和方向可以与不同组、类别或批的校准、例如校准滤波器的频率响应(如同例如在图3A，3B示出的那样)相关。借助于控制单元、例如借助于如果那么准则来确定，所提供的校准借助于所述如果那么准则使相对于预定的频谱掩模的偏差最小。在此，单个的频率范围可以比其他频率范围更大地加权。

方法350此外包括借助于控制信号SS改变K3基于传感器信号的和提供到校准滤波器上的信号、例如第一信号S1，以便提供校准信号。控制信号实现利用至少两个信号系数对所提供的信号进行递归处理。显然在将控制信号传输到校准滤波器上之后校准滤波器的滤波器系数被调节并且被使用到第一信号上，所述第一信号基于传感器的信号S0。

滤波器系数在此可以是控制信号或者实施在所述控制信号中。替换地，校准滤波器具有存储器或多个寄存器，不同的滤波器系数存储在所述存储器或多个寄存器中。控制信号则实现从校准滤波器的电路中的一个确定的寄存器中加载滤波器系数。校准滤波器可以例如设置为IC或ASIC。

此外，方法350包括提供K1模拟信号、将模拟信号转换S1成数字的第一信号和将第一信号处理S3成第二信号，如同在电路装置的上下文所述的那样。方法350可以例如借助于前述的电路装置实施。

在不同的实施方式例中，可能产生的偏差被分成不同的组，给所述不同的组分别配置一个控制信号、即一组滤波器系数。这些组的偏差可以是与预定的频谱掩模在质上和/或量上相同的偏差。在不同的实施例中，例如如果未校准的传感器的频率响应已经接近预定的频谱掩模，则这些组的一部分可以分别具有一个带有仅仅两个滤波器系数的组；例如如果未校准的传感器的频率响应远离预定的频谱掩模，则这些组的另一部分可以分别具有一个带有三个或四个滤波器系数的组。频率响应编入到相应的组中可以应用特定地、例如根据所需的校准精度实现。

图4A-C示出根据不同的实施例的已校准的电路装置的频率响应，其中，在图4A中示出振幅响应，图4B示出相位响应，并且图4C示出群延迟。x轴在图4A-C中表示以Hz为单位的频率102。在图4A中，y轴表示以dB为单位的放大系数104。负放大系数相当于通过校准滤波器208的信号的信号振幅的衰减。在图4B中，y轴表示以度为单位的相位角。在图4C中，y轴表示以秒为单位的通过传感器装置的群延迟。

分别示出一个结构类型的传感器与标准额定值406、即预定的频谱掩模的下部偏差402和上部偏差404。偏差402、404相当于在传感器的制造中典型的最大产生的波动，所述波动在图中示出。

通过对于各个临界情况优化的滤波器系数在图4A中相对于未补偿的振幅响应示出所产生的频率响应。可以看出，补偿的频率响应通过标准的频率响应、即预定的频谱掩模覆盖。图4B和4c示出关于相位响应和群延迟的相同的结果。

例如图1中的第一传感器108满足应用特定的规格，即(基本上)相当于预定的频谱掩模或者是预定的频谱掩模。这个传感器的频率响应由此相当于额定值406。

图1中的第二传感器106在低频信号频率内、即直至大约4kHz具有与由预定的频谱掩模所设置的衰减相比更大的衰减。这个传感器的频率响应在校准之前由此相当于下部偏差402。这个传感器的信号在低频信号范围被放大，以便相当于预定的频谱掩模406。在图4A-C中示出这个传感器在校准之后的作为曲线408的频率响应。传感器106在校准之后的频率响应408与额定值406、即预定的频谱掩模之间的差别在预定的频率范围内、在此在大约100Hz至大约4kHz的低频信号范围内根本不能被识别。

图1中的第三传感器110在低频信号频率内、即直至大约4kHz具有与由预定的频谱掩模所设置的衰减相比更小的衰减。这个传感器的信号在低频信号范围衰减，以便相当于预定的频谱掩模406。在图4A-C中示出这个传感器在校准之后的作为曲线410的频率响应。传感器110在校准之后的频率响应410与额定值406、即预定的频谱掩模之间的差别在预定的频率范围内、在此在大约100Hz至大约4kHz的低频信号范围内根本不能被识别。

由此可以看出，借助于电路装置可能的是，以简单的方式减小传感器的频率响应与预定的频率响应、即预定的频谱掩模在一个预定的频率范围内的由于制造条件造成的偏差。由此可以对具有多个麦克风的电路装置在其频率响应方面进行优化。这实现了改善电路装置的分辨率。替换地或附加地可以改善信噪比。

结合图1至4C示出的实例1是电路装置200，所述电路装置具有校准滤波器208，所述校准滤波器设置用于接收基于第一信号S1的信号并且提供校准信号kS；其中，第一信号S1是由模拟数字转换器204提供的信号，该信号基于模拟信号S0，其中，所述模拟信号S0由传感器装置的至少一个传感器202提供；和滤波器装置210，所述滤波器装置设置用于接收基于第一信号S1的信号并且提供第二信号S2；和控制单元206，所述控制单元设置用于从多个控制信号SS中选出与所述传感器的频率响应有关的、传感器特定的控制信号SS并且提供到校准滤波器208上。校准信号kS基于第一信号S1和传感器特定的控制信号SS并且在预定的频率范围内相当于或基本上相当于预定的频谱掩模。

在传感器和模拟数字转换器之间和/或在模拟数字转换器和另外的所述的部件之间可以(分别)布置在一个接口，也就是说，各个部件可以实施在多个物理不同的装置中。替换地，这些部件实施在一个共同的装置中。

预定的频谱掩模可以例如是应用特定的额定规格。替换地，预定的频谱掩模可以是传感器装置的一个另外的传感器的确定的频率响应。

这实现了传感器特定地减小传感器的频率响应的波动或偏差。由此可以改善具有多个传感器的传感器装置的精度或分辨率。

在实例2中，根据实例1的主题还可以包括，传感器装置具有多个传感器202，所述传感器分别提供一个模拟信号S0。传感器202的至少一个模拟信号S0关于预定的频谱掩模改变。

例如传感器装置具有第一传感器和第二传感器，所述第二传感器与第一传感器以一定间距布置。第一传感器可以是下述传感器，该传感器的频率响应应该被优化。然而不是在需求方法所必要的是，优化第二传感器的频率响应。例如对于第二传感器的频率响应相当于或者基本上相当于频谱掩模。替换地，第二传感器的频率响应可以用作用于第一传感器的频谱掩模。

这实现了传感器特定地减小传感器装置的传感器的波动或偏差。由此可以改善具有多个传感器的传感器装置的精度或分辨率。

在实例3中，根据实例2的主题还可以包括，所述信号S0由传感器装置的多个传感器202关于一个共同的、预定的频谱掩模改变。

这实现了传感器特定地减小传感器装置的传感器的波动或偏差。由此可以改善具有多个传感器的传感器装置的精度或分辨率。

在实例4中，根据实例1至3中任一个所述的主题还可以包括，传感器装置的至少一个传感器202具有膜，其中，所述膜从静止位置的偏移产生模拟信号S0。

在实例5中，根据实例4的主题还可以包括，所述膜是或者具有微机电结构。

在实例6中，根据实例1至5中任一个所述的主题还可以包括，所述校准滤波器208是可编程的校准滤波器208。

因此可以将不同的传感器特定的控制信号传输到校准滤波器上并且由此调节不同的滤波器系数。这实现了使用用于大量不同的传感器的校准滤波器。

在实例7中，根据实例1至6中任一个所述的主题还可以包括，校准滤波器208是递归的校准滤波器208。

在实例8中，根据实例1至7中任一个所述的主题还可以包括，校准滤波器208具有至少两个滤波器系数b0，b1、优选三个滤波器系数a0，b0，b1。

如果传感器的频率响应已经接近频谱掩模，则两个滤波器系数可以是足够的。由此可以实现高效并且更简单地校准。借助于三个或多个滤波器系数也可以补偿与频谱掩模较大的偏差。

在实例9中，根据实例1至8中任一个所述的主题还可以包括，电路装置200构造为压力传感器装置。

在实例10中，根据实例1至9中任一个所述的主题还可以包括，电路装置200构造为麦克风装置。

在实例11中，根据实例10的主题还可以包括，麦克风装置具有多个麦克风的布置，其中，麦克风设置为传感器装置的传感器202。

在实例12中，根据实例1至11中任一个所述的主题还可以包括，滤波器装置210具有以下滤波器或滤波器功能中的至少一种：频率选择滤波器、特别是通过滤波器和/或阻塞滤波器、抽取滤波器、插值滤波器、用于减小群延迟的滤波器。

这实现了应用特定地改变由电路装置提供的信号，以便实现预定的规格。

在实例13中，根据实例1至12中任一个所述的主题还可以包括调制器212，所述调制器与模拟数字转换器202连接并且设置用于提供基于所述校准信号kS的第三信号S3。

这实现了调节所提供的信号的字宽、例如单比特或多比特信号。

在实例14中，根据实例1至13中任一个所述的主题还可以包括用于提供第四信号S4的接口214，所述第四信号基于第二信号S2，其中，接口214设置用于将第四信号S4提供到电路装置外部的环境中。

在实例15中，根据实例14的主题还可以包括，第四信号S4是单比特信号。

在实例16中，根据实例14的主题还可以包括，第四信号S4是多比特信号。

在实例17中，根据实例1至16中任一个所述的主题还可以包括，所述传感器特定的控制信号SS与关于预定的振幅响应、预定的相位响应和/或预定的群延迟的、传感器的测量的或估计的特性(SE)有关。

在实例18中，根据实例17的主题还可以包括，控制单元206具有存储器或者与所述存储器连接。多个控制信号SS存储在所述存储器中。控制单元206设置用于根据传感器的测量的或估计的特性SE将多个控制信号SS之一选择为传感器特定的控制信号SS并且提供到校准滤波器208上。

滤波器系数可以通过控制信号传输到校准滤波器上。替换地或附加地，校准滤波器基于下述的存储器，不同组的滤波器系数存储在所述存储器中。控制信号在这种情况中传输下述信号，所述信号应该由所存储的或预存的组的滤波器系数。

在实例19中，根据实例1至18中任一个所述的主题还可以包括，所述校准滤波器接收由滤波器装置提供的信号。

在实例20中，根据实例1至18中任一个所述的主题还可以包括，滤波器装置接收由校准滤波器提供的校准信号kS。滤波器装置可以具有抽取滤波器，因此，可以减小由滤波器装置接收的信号的采样率并且由此可以简化通过校准滤波器的校准。

在实例21中，根据实例1至19中任一个所述的主题还可以包括带有至少一个传感器202的传感器装置，所述传感器提供模拟信号S0。

在实例22中，根据实例1至20中任一个所述的主题还可以包括模拟数字转换器204，所述模拟数字转换器设置用于接收模拟信号S0并且提供第一信号S1。

换句话说：电路装置200具有带至少一个传感器202的传感器装置，所述至少一个传感器设置用于提供模拟信号S0；模拟数字转换器204，所述模拟数字转换器设置用于接收模拟信号S0并且提供第一信号S1；校准滤波器208，所校准滤波器设置用于接收基于第一信号S1的信号并且提供校准信号kS；滤波器装置210，所述滤波器装置设置用于接收基于第一信号S1的信号并且提供第二信号S2；和控制单元206，所述控制单元设置用于从多个控制信号SS中选出与所述传感器的频率响应有关的、传感器特定的控制信号SS并且提供到校准滤波器208上。校准信号kS基于第一信号S1和传感器特定的控制信号SS并且在预定的频率范围内相当于或基本上相当于预定的频谱掩模。

结合图1至4C示出的实例23是一种用于校准电路装置200的方法350。电路装置200具有至少一个传感器202，所述至少一个传感器设置用于提供信号S0。所述方法包括：检测K1电路装置的传感器的特性SE；由大量控制信号基于所检测的特性和预定的频谱掩模确定K2控制信号SS；并且借助于控制信号SS改变K3基于传感器信号的和提供到校准滤波器上的信号，以便提供校准信号，其中，控制信号实现利用至少两个信号系数对所提供的信号进行递归处理。

在实例24中，根据实例23的主题还可以包括，电路装置200设置根据实例1至22中任一个实例构造。

Claims (24)

1.一种电路装置(200)，具有：

校准滤波器(208)，被设置用于接收基于第一信号(S1)的信号并且提供校准信号(kS)；

其中，所述第一信号(S1)是由模拟数字转换器(204)提供的信号，该信号基于模拟信号(S0)，其中，所述模拟信号(S0)由传感器装置的至少一个传感器(202)提供，

滤波器装置(210)，被设置用于接收基于所述第一信号(S1)的信号并且提供第二信号(S2)；以及

控制单元(206)，被设置用于从多个控制信号(SS)中选出取决于所述传感器的频率响应的、传感器特定的控制信号(SS)并且将所述控制信号提供到所述校准滤波器(208)上，其中，所述校准信号(kS)基于所述第一信号(S1)和所述传感器特定的控制信号(SS)并且在预定的频率范围内相当于或基本上相当于预定的频谱掩模。

2.根据权利要求1所述的电路装置(200)，其中，所述传感器装置具有多个传感器(202)，所述多个传感器各自提供一个模拟信号(S0)，其中，所述多个传感器(202)的至少一个模拟信号(S0)关于所述预定的频谱掩模改变。

3.根据权利要求2所述的电路装置(200)，其中，来自所述传感器装置的多个传感器(202)的所述信号(S0)关于共同的、预定的频谱掩模改变。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电路装置(200)，其中，所述传感器装置的至少一个传感器(202)具有膜，其中，所述膜从静止位置的偏移产生所述模拟信号(S0)。

5.根据权利要求4所述的电路装置(200)，其中，所述膜是或者具有微机电结构。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电路装置(200)，其中，所述校准滤波器(208)是可编程的校准滤波器(208)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电路装置(200)，其中，所述校准滤波器(208)是递归的校准滤波器(208)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电路装置(200)，其中，所述校准滤波器(208)具有至少两个滤波器系数(b0，b1)，优选具有三个滤波器系数(a0，b0，b1)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电路装置(200)，其中，所述电路装置(200)被构造为压力传感器装置。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电路装置(200)，其中，所述电路装置(200)被构造为麦克风装置。

11.根据权利要求10所述的电路装置(200)，其中，所述麦克风装置具有由多个麦克风构成的布置，其中，所述麦克风被设置为所述传感器装置的传感器(202)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的电路装置(200)，其中，所述滤波器装置(210)具有以下滤波器中或滤波器功能中的至少一种：频率选择滤波器、特别是通过型滤波器和/或阻塞型滤波器、抽取滤波器、插值滤波器、用于减小群延迟的滤波器。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的电路装置(200)，所述电路装置还具有：调制器(212)，所述调制器与模拟数字转换器(202)连接并且被设置用于提供基于所述校准信号(kS)的第三信号(S3)。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的电路装置(200)，还具有：用于提供第四信号(S4)的接口(214)，所述第四信号基于所述第二信号(S2)，其中，所述接口(214)被设置用于将所述第四信号(S4)提供到电路装置外部环境中。

15.根据权利要求14所述的电路装置(200)，其中，所述第四信号(S4)是单比特信号。

16.根据权利要求14所述的电路装置(200)，其中，所述第四信号(S4)是多比特信号。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的电路装置(200)，其中，所述传感器特定的控制信号(SS)取决于关于预定的振幅响应、预定的相位响应和/或预定的群延迟所测量或估计的传感器特性(SE)。

18.根据权利要求17所述的电路装置(200)，其中，所述控制单元(206)具有存储器或者与所述存储器连接，其中，在所述存储器中存储有多个所述控制信号(SS)，并且所述控制单元(206)被设置用于根据所测量或估计的传感器特性(SE)将所述多个控制信号(SS)之一选择为传感器特定的控制信号(SS)并且将该控制信号提供到所述校准滤波器(208)上。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的电路装置(200)，其中，所述校准滤波器(208)接收由所述滤波器装置(210)提供的信号(S2)。

20.根据权利要求1至18中任一项所述的电路装置(200)，其中，所述滤波器装置(210)接收由所述校准滤波器(208)提供的校准信号(kS)。

21.根据权利要求1至19中任一项所述的电路装置(200)，还具有：带有至少一个传感器(202)的传感器装置，所述传感器被设置用于提供所述模拟信号(S0)。

22.根据权利要求1至20中任一项所述的电路装置(200)，还具有：模拟数字转换器(204)，被设置用于接收所述模拟信号(S0)并且提供所述第一信号(S1)。

23.一种用于校准电路装置(200)的方法(350)，

其中，所述电路装置(200)具有至少一个传感器(202)，所述至少一个传感器被设置用于提供信号(S0)；

所述方法包括：

检测(K1)所述电路装置的传感器的特性(SE)；

由多个控制信号基于所检测的特性和预定的频谱掩模确定(K2)控制信号(SS)；

借助于所述控制信号(SS)改变(K3)基于所述传感器信号的并且提供到所述校准滤波器上的所述信号，以便提供校准信号(kS)，其中，所述控制信号实现利用至少两个信号系数对所提供的信号进行递归处理。

24.根据权利要求23所述的方法(350)，所述电路装置(200)被构造为根据权利要求1至22中任一项所述的电路装置(200)。