CN109587614A - 微机电麦克风 - Google Patents

Abstract

本发明涉及声电转换技术领域，公开了一种微机电麦克风。该微机电麦克风包括第一线路板基板、第二线路板基板、框架基板、微机电芯片、专用集成电路芯片、数字信号处理单元，第一线路板基板与第二线路板基板相对设置，框架基板、第一线路板基板、第二线路板基板形成一收容腔，微机电芯片、专用集成电路芯片及数字信号处理单元固定安装于第一线路板基板上并收容于收容腔内，微机电芯片将声音信号转为音频电信号传输至专用集成电路芯片，专用集成电路芯片将处理后的音频电信号传输至数字信号处理单元，数字信号处理单元处理接收到的音频电信号识别出唤醒电信号，并发送唤醒电信号至专用集成电路芯片。本发明提供的微机电麦克风性能优良、结构简单。

Description

微机电麦克风

技术领域

本发明涉及声电转换技术领域，特别涉及一种微机电麦克风。

背景技术

麦克风是一种声学传感器，可以用以拾取语音及声音，并将其转换成电信号。随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多，用户对移动电话的要求已不仅满足于通话，而且要能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移动电话的通话质量更显重要，移动电话的麦克风作为移动电话的语音拾取装置，其设计好坏直接影响通话质量。

目前，微机电系统(Micro-Electro-Mechanical-System，简称MEMS)麦克风是采用微机电系统工艺制作的微型麦克风，已普遍运用于移动装置之中。而现有的应用较多的MEMS麦克风性能较差、结构复杂。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种微机电麦克风，其性能良好，结构简单。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种微机电麦克风，其包括第一线路板基板、第二线路板基板、框架基板、微机电芯片、专用集成电路芯片以及数字信号处理单元，所述第一线路板基板与所述第二线路板基板相对设置，所述框架基板分别与所述第一线路板基板以及所述第二线路板基板固定并形成一收容腔，所述微机电芯片、所述专用集成电路芯片以及所述数字信号处理单元均固定安装于所述第一线路板基板上并收容于所述收容腔内，所述微机电芯片将声音信号转换为音频电信号并传输至所述专用集成电路芯片，所述专用集成电路芯片处理接收到的音频电信号并将处理后的音频电信号传输至所述数字信号处理单元，所述数字信号处理单元处理接收到的音频电信号识别出唤醒信号，并发送相应的唤醒电信号至专用集成电路芯片。

本发明实施方式相对于现有技术而言，框架基板、第一线路板基板以及第二线路板基板形成一收容腔，通过将微机电芯片、专用集成电路芯片以及数字信号处理单元收容于上述收容腔内并固定安装于第一线路板基板上，使得该微机电麦克风结构简单，并且具有良好的性能。

另外，所述数字信号处理单元包括模数转换器及数字信号处理芯片，所述微机电芯片将声音信号转换为模拟电信号并传输至所述专用集成电路芯片，所述专用集成电路芯片处理接收到的模拟电信号并将处理后的模拟电信号传输至所述数字信号处理单元，所述模数转换器将接收到的模拟电信号转换为数字电信号传输至数字信号处理芯片，所述数字信号处理芯片根据数字电信号识别出唤醒电信号，并发送相应的唤醒电信号至专用集成电路芯片。

另外，所述专用集成电路芯片包括模数转换器，所述微机电芯片将声音信号转换为模拟电信号并传输至所述专用集成电路芯片，所述模数转换器将接收到的模拟电信号转换成数字电信号，所述专用集成电路芯片将所述模数转换器处理后的数字电信号传输至所述数字信号处理单元，所述数字信号处理单元根据数字电信号识别出唤醒电信号，并发送相应的唤醒电信号至专用集成电路芯片。

另外，所述专用集成电路芯片包括放大器，所述放大器将微机电芯片输出的模拟电信号进行放大后传输至所述模数转换器。

另外，所述专用集成电路芯片与所述数字信号处理单元之间通过导线连接。

另外，所述微机电芯片与所述专用集成电路芯片之间通过导线连接。

另外，所述第一线路板基板上开设有声孔，所述微机电芯片具有背腔，所述声孔与所述微机电芯片的背腔相通。

另外，所述第二线路板基板上开设有声孔，所述收容腔通过所述声孔与外界相通。

另外，所述声孔设置在所述第二线路板基板上，并且所述声孔与所述微机电芯片正对。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中微机电麦克风的结构示意图；

图2是本发明第一实施方式中数字信号处理单元的结构示意图；

图3是本发明第二实施方式中微机电麦克风的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种微机电麦克风100，如图1-2所示，其包括第一线路板基板10、第二线路板基板11、框架基板13、微机电芯片14、专用集成电路芯片15以及数字信号处理单元16，第一线路板基板10与第二线路板基板11相对设置，框架基板13分别与第一线路板基板10以及第二线路板基板11固定，第一线路板基板10、第二线路板基板11、框架基板13共同形成一收容腔12，微机电芯片14、专用集成电路芯片15以及数字信号处理单元16均固定安装于第一线路板基板10上并收容于收容腔12内，微机电芯片14将声音信号转换为音频电信号并传输至专用集成电路芯片15，专用集成电路芯片15处理接收到的音频信号并将处理后的音频电信号传输至数字信号处理单元16，所述数字信号处理单元16处理接收到的音频电信号识别出唤醒电信号，并发送相应的唤醒电信号至专用集成电路芯片15，其中，唤醒电信号包括人声、撞击声、玻璃破碎声、特定关键字等。数字信号处理单元16能够识别讲话人的身份，提高唤醒的安全度。例如，数字信号处理单元16能够根据接收到的数字电信号的语音特征，与预先设定的语音特征进行匹配，匹配成功后再发送相应的唤醒电信号至专用集成电路芯片15。

本发明具有上述结构的微机电麦克风100性能良好，且结构简单。

由于数字信号具有极好的抗干扰能力、无噪声积累等优点，因此，在本实施方式中，在数字信号处理单元16中包括可以将模拟电信号转换成数字电信号的模数转换器161，以将模拟电信号转换成数字电信号，此外，数字信号处理单元16还包括数字信号处理芯片162，如图2所示。具体的说，当微机电芯片14将声音信号转换为模拟电信号并传输至专用集成电路芯片15后，专用集成电路芯片15对模拟电信号做进一步处理，处理后的模拟电信号由专用集成电路芯片15传输至数字信号处理单元16中，数字信号处理单元16中的模数转换器161将模拟电信号转换为数字电信号后，将该数字电信号传输至数字信号处理芯片162中，最后，数字信号处理芯片162根据数字电信号识别出唤醒电信号，并发送相应的唤醒电信号至专用集成电路芯片15中，最终完成唤醒功能。

需要说明的是，除了在数字信号处理器16中将模拟电信号转换为数字电信号外，该种信号的转变也可以在专用集成电路芯片15中进行，即在本发明的另一可实施方式中，专用集成电路芯片15包括模数转换器。具体的说，在该可实施方式中，微机电芯片14将声音信号转换为模拟电信号、并传输至专用集成电路芯片15中后，专用集成电路芯片15中的模数转换器将模拟电信号转换成数字电信号后，该处理过的数字电信号经由专用集成电路芯片15传输至数字信号处理单元16，数字信号处理单元16根据数字电信号识别出唤醒电信号，并发送相应的唤醒电信号至专用集成电路芯片15，以完成唤醒功能。

专用集成电路芯片15还可以包括放大器(图中未示出)，专用集成电路芯片15中的所述放大器将微机电芯片14输出的模拟电信号进行放大后传输至所述模数转换器，模数转换器将模拟电信号转换成数字电信号后传输至数字信号处理单元16。

本实施方式中，专用集成电路芯片15与数字信号处理单元16之间通过导线17连接，这样可以减小专用集成电路芯片15与数字信号处理单元16之间的传输阻抗，减小功耗。优选的，微机电芯片14与专用集成电路芯片15之间也通过导线17连接，这样能够减小微机电芯片14与专用集成电路芯片15之间的传输阻抗，减小功耗。

如图1所示，本实施方式中，微机电芯片14、专用集成电路芯片15以及数字信号处理单元16在第一线路板基板10上排列成一排，并且微机电芯片14和数字信号处理单元16分别位于专用集成电路芯片15的两侧，缩短了微机电芯片14和数字信号处理单元16分别与专用集成电路芯片15之间信号传输线路，能够减少功耗，性能良好。可以理解的是，基于一些特殊原因的考量，在本发明的其他实施方式中，微机电芯片14、专用集成电路芯片15以及数字信号处理单元16也可以在第一线路板基板10上呈其他形式的排列或随机排列，同时，专用集成电路芯片15与数字信号处理单元16之间以及专用集成电路芯片15与微机电芯片14均可通过导线17连接。

在本实施方式中，第一线路板基板10上开设有声孔101，微机电芯片14具有背腔141，背腔141设置在微机电芯片14的朝向第一线路板基板10的一侧，声孔101与微机电芯片14的背腔141相通。声音信号经声孔101传输至微机电芯片14的背腔141中，进而使微机电芯片14能够从背腔141中接收声音并将声音信号转换为模拟电信号，以传输至所述专用集成电路芯片15中。

本发明第二实施方式的微机电麦克风200的结构如图3所示，与第一实施方式的微机电麦克风100不同之处在于：第二线路板基板11上开设有声孔111，收容腔12通过声孔111与外界相通。声孔111可以设置在第二线路板基板11的任一位置，声音信号经声孔111传输至收容腔12，从而微机电芯片14能够从收容腔12中接收声音并将声音信号转换为模拟电信号，以传输至所述专用集成电路芯片15。

在本实施方式中，优选地，声孔111设置在第二线路板基板11上，具体的，该声孔111设置在与微机电芯片14正对的位置。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种微机电麦克风，其包括第一线路板基板、第二线路板基板、框架基板、微机电芯片、专用集成电路芯片以及数字信号处理单元，所述第一线路板基板与所述第二线路板基板相对设置，所述框架基板分别与所述第一线路板基板以及所述第二线路板基板固定并形成一收容腔，其特征在于：所述微机电芯片、所述专用集成电路芯片以及所述数字信号处理单元均固定安装于所述第一线路板基板上并收容于所述收容腔内，所述微机电芯片将声音信号转换为音频电信号并传输至所述专用集成电路芯片，所述专用集成电路芯片处理接收到的音频电信号并将处理后的音频电信号传输至所述数字信号处理单元，所述数字信号处理单元处理接收到的音频电信号识别出唤醒信号，并发送相应的唤醒电信号至专用集成电路芯片。

2.根据权利要求1所述的微机电麦克风，其特征在于，所述数字信号处理单元包括模数转换器及数字信号处理芯片，所述微机电芯片将声音信号转换为模拟电信号并传输至所述专用集成电路芯片，所述专用集成电路芯片处理接收到的模拟电信号并将处理后的模拟电信号传输至所述数字信号处理单元，所述模数转换器将接收到的模拟电信号转换为数字电信号传输至数字信号处理芯片，所述数字信号处理芯片根据数字电信号识别出唤醒电信号，并发送相应的唤醒电信号至专用集成电路芯片。

3.根据权利要求1所述的微机电麦克风，其特征在于，所述专用集成电路芯片包括模数转换器，所述微机电芯片将声音信号转换为模拟电信号并传输至所述专用集成电路芯片，所述模数转换器将接收到的模拟电信号转换成数字电信号，所述专用集成电路芯片将所述模数转换器处理后的数字电信号传输至所述数字信号处理单元，所述数字信号处理单元根据数字电信号识别出唤醒电信号，并发送相应的唤醒电信号至专用集成电路芯片。

4.根据权利要求3所述的微机电麦克风，其特征在于，所述专用集成电路芯片包括放大器，所述放大器将微机电芯片输出的模拟电信号进行放大后传输至所述模数转换器。

5.根据权利要求1所述的微机电麦克风，其特征在于，所述专用集成电路芯片与所述数字信号处理单元之间通过导线连接。

6.根据权利要求1所述的微机电麦克风，其特征在于，所述微机电芯片与所述专用集成电路芯片之间通过导线连接。

7.根据权利要求1所述的微机电麦克风，其特征在于，所述第一线路板基板上开设有声孔，所述微机电芯片具有背腔，所述声孔与所述微机电芯片的背腔相通。

8.根据权利要求1所述的微机电麦克风，其特征在于，所述第二线路板基板上开设有声孔，所述收容腔通过所述声孔与外界相通。

9.根据权利要求8所述的微机电麦克风，其特征在于，所述声孔设置在所述第二线路板基板上，并且所述声孔与所述微机电芯片正对。