DE102012221001B4

DE102012221001B4 - Defektdetektion und Verfahren zum Detektieren eines Defekts

Info

Publication number: DE102012221001B4
Application number: DE102012221001.6A
Authority: DE
Inventors: Jose Luis Ceballos; Michael Kropfitsch
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2032-11-17
Also published as: CN103200512B; DE102012221001A1; US20170272879A1; US20150334499A1; US10015609B2; US20130129116A1; US9143876B2; CN103200512A; US9729988B2

Abstract

Verfahren zum Detektieren eines Defekts, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Erhöhen einer Vorspannung (Vbias) eines ersten Kondensators (C0, Cp); Abtasten (310) eines Eingangssignals (Vin) einer ersten Platte des ersten Kondensators (C0, Cp) mit einer Zeitperiode; Subtrahieren (320) des abgetasteten Eingangssignal (VStrobe) von dem Eingangssignal (Vin); und Vergleichen (330) des subtrahierten Signals (Vin-VStrobe) mit einem Referenzsignal (Vref-p-Vref-n), wobei das Abtasten des Eingangssignals (Vin) das Abtasten des Eingangssignals (Vin) mit einer Abtastzeitperiode (Tstrobe) aufweist und wobei die Abtastzeitperiode (Tstrobe) kleiner ist als eine Defektzeitperiode (Tglitch), und wobei das Vergleichen des subtrahierten Signals (Vin-VStrobe) mit dem Referenzsignal (Vref-p-Vref-n) das Vergleichen mit einer Vergleichszeitperiode (Tcomp) aufweist und wobei die Vergleichszeitperiode (Tcomp) kleiner ist als die Abtastzeitperiode (Tstrobe).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Halbleiterschaltungen und -verfahren und insbesondere auf eine Defektdetektionsschaltung.
Audiomikrophone werden üblicherweise in vielen verschiedenen Verbraucheranwendungen wie etwa Zellentelephonen, digitalen Audiorekordern, Personalcomputern und Telephonkonferenzsystemen verwendet. Insbesondere werden kostengünstigere Elektretkondensator-Mikrophone (ECM) in kostensensiblen Massenproduktionsanwendungen verwendet. Ein ECM-Mikrophon enthält typischerweise ein Elektretmaterial, das in einem kleinen Gehäuse montiert ist, das einen Schallzugang und elektrische Ausgangsanschlüsse besitzt. Das Elektretmaterial ist an eine nachgiebige Platte geklebt oder bildet selbst die nachgiebige Platte. Die meisten ECM-Mikrophone enthalten außerdem einen Vorverstärker, der eine Schnittstelle zu einem Audio-Vorstufenverstärker in einer Zielanwendung wie etwa einem Zellentelephon bilden kann. Der Ausgang des Vorstufenverstärkers kann mit einer weiteren analogen Schaltungsanordnung oder mit einem A/D-Umsetzer für die digitale Verarbeitung gekoppelt sein. Da ein ECM-Mikrophon aus diskreten Teilen hergestellt ist, umfasst der Herstellungsprozess viele Schritte in einem komplexen Fertigungsprozess. Daher ist ein kostengünstiges ECM-Mikrophon, das ein hohes Klangqualitätsniveau erzeugt, bei hoher Ausbeute schwer zu erzielen.
Die US 2011/0142261 A1 beschreibt ein MEMS-Mikrophon, bei dem mittels einer Steuerschaltung ein von dem Mikrophon ausgegebenes Signal analysiert werden kann, um zu bestimmten, ob dieses bestimmte Kriterien erfüllt, beispielsweise, ob das Signal abgeschnitten ist oder Ähnliches.
Die US 5,119,321 A beschreibt eine Schaltung zur Rauschunterdrückung, bei der ein Signal auf einer Eingangsleitung durch eine Sample/Hold-Schaltung abgetastet wird, und das abgetastete Signal und das Ursprungssignal werden voneinander subtrahiert und mit einem Referenzsignal verglichen.
Die US 2007/0013571 A1 beschreibt einen ΔΣ-AD-Wandler mit einem Abtastabschnitt, einem AD-Umwandlungsabschnitt, einem DA-Umwandlungsabschnitt und einem Schleifenfilter, welches ein Ausgangssignal des DA-Umwandlungsabschnitts von einem Ausgangssignal des Abtastabschnitts subtrahiert.
Die US 2003/0201777 A1 beschreibt einen MEMS-Sensor, der eine Steuerschaltung aufweist, und der zwischen einem Normalbetrieb und einem Testbetrieb umgeschaltet werden kann.
Die US 2010/0310096 A1 beschreibt eine Steuerschaltung zur Überwachung eines Signals, welches durch Mikrophon bereitgestellt wird, und bei Erfüllung eines vorbestimmten Kriteriums, z. B. beim Überschreiten einer Schwelle, die anzeigt, dass ein Ausgangssignal abgeschnitten wurde, wird zumindest ein Kondensator in eine Signalleitung des Mikrophons eingekoppelt, um das Signal zu dämpfen.
Die DE 10 2004 030 380 A1 beschreibt eine mikromechanische Membranstruktur mit einer Wandlerstruktur, die basierend auf einer mechanischen Verformung ein Signal ausgibt, und die ferner eine Selbsttest-Funktionalität aufweist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten und andere Probleme zu vermeiden oder zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
FÜR EIN VOLLSTÄNDIGERES VERSTÄNDNIS DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG UND IHRER VORTEILE WIRD NUN AUF DIE FOLGENDEN BESCHREIBUNGEN IN VERBINDUNG MIT DEN BEIGEFÜGTEN ZEICHNUNGEN BEZUG GENOMMEN, WORIN:
1 eine Ausführungsform einer Defektdetektions-Schaltungsanordnung zeigt;
2a–2e Funktionsdiagramme zeigen; und
3 einen Ablaufplan eines Verfahrens zum Detektieren eines Defekts zeigt.
Die Herstellung und die Verwendung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen werden im Folgenden im Einzelnen diskutiert. Es sollte jedoch anerkannt werden, dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare erfinderische Konzepte bereitstellt, die in einer großen Vielzahl unterschiedlicher spezifischer Kontexte ausgeführt werden können. Die diskutierten spezifischen Ausführungsformen veranschaulichen lediglich spezifische Weisen zum Herstellen und Verwenden der Erfindung, ohne den Schutzbereich der Erfindung einzuschränken.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf Ausführungsformen in einem spezifischen Kontext, nämlich einem Mikrophon, beschrieben. Die Erfindung kann jedoch auch auf andere Typen von Systemen, etwa auf Audiosysteme, Kommunikationssysteme oder Sensorsysteme, angewendet werden.
In einem Kondensatormikrophon bilden eine elastische Platte oder eine Membran und eine Gegenplatte (Rückplatte) die Elektroden eines Kondensators. Die elastische Platte spricht auf Schalldruckpegel an und erzeugt durch Veränderung der Kapazität des Kondensators elektrische Signale.
Die Kapazität des Mikrophons ist eine Funktion der angelegten Vorspannung. Bei einer Nullvorspannung zeigt das Mikrophon eine geringe Kapazität, während das Mikrophon bei höheren Vorspannungen entsprechend erhöhte Kapazitäten zeigt. Die Kapazität des Mikrophons als Funktion der Vorspannung ist nichtlinear. Insbesondere nimmt die Kapazität bei Abständen in der Nähe von null plötzlich zu.
Die Empfindlichkeit eines Mikrophons ist der elektrische Ausgang bei einem bestimmten Schalldruckeingang (Amplitude von akustischen Signalen). Falls zwei Mikrophone demselben Schalldruckpegel unterworfen werden und eines eine höhere Ausgangsspannung (größere Signalamplitude) als das andere hat, wird das Mikrophon mit der höheren Ausgangsspannung als Mikrophon mit der höheren Empfindlichkeit angesehen.
Die Empfindlichkeit des Mikrophons kann auch durch andere Parameter wie etwa Größe und Festigkeit der Membran, Größe des Luftspalts und andere Faktoren beeinflusst werden.
In einer Ausführungsform wird ein Defekt in einem Mikrophonsystem unter Verwendung einer Defektdetektionsschaltung detektiert. Die Defektdetektionsschaltung kann ein Eingangssignal abtasten und zu dem, von dem bzw. mit dem Eingangssignal ein momentanes Eingangssignal addieren, subtrahieren bzw. vergleichen. Das addierte, subtrahierte oder verglichene Signal wird dann mit einem Referenzsignal verglichen.
In einer Ausführungsform ist die Defektdetektionsschaltung in das Mikrophonsystem integriert. In einer Ausführungsform ist die Defektdetektionsschaltung mit dem Mikrophonsystem über einen Schalter verbunden. In einer Ausführungsform ist der Schalter geschlossen (ON (EIN)), wenn das Mikrophonsystem in einer Kalibrierungsbetriebsart ist, ansonsten ist der Schalter geöffnet (OFF (AUS)). In einer Ausführungsform des Mikrophonsystems ist die normale Betriebsart des Mikrophonsystems deaktiviert, wenn das Mikrophonsystem in einer Kalibrierungsbetriebsart ist.
1 zeigt einen Ersatzschaltplan eines Mikrophonsystems 101 und einer Defektdetektionsschaltung 102. Die Defektdetektionsschaltung 102 kann ein geschalteter Kondensatorkomparator (SC-Komparator) sein. Das Mikrophonsystem 101 ist mit der Defektdetektionsschaltung 102 über einen Schalter 103 verbunden. Die Defektdetektionsschaltung 102 wird verwendet, um einen Defekt zu detektieren, wenn das Mikrophonsystem 101 in einer Kalibrierungsbetriebsart betrieben wird. Falls das Mikrophonsystem 101 kalibriert wird, ist der Schalter 103 geschlossen oder in einem EIN-Zustand; ansonsten ist der Schalter 103 geöffnet oder in einem AUS-Zustand. In einer Ausführungsform wird das Mikrophonsystem 101 kalibriert, wenn die Betriebsart des Mikrophonsystems 101 deaktiviert ist.
Das Mikrophonsystem 101 umfasst ein Mikrophon oder eine MEMS-Vorrichtung 111, eine Ladungspumpe 112 und einen Verstärker 113. Das Mikrophon 111 ist in Form von Spannungsquelle 114 und Kondensatoren C₀ und C_p gezeigt. Die Ladungspumpe 112 ist in Form von Spannungsquelle V_bias und Widerstand R_in gezeigt. In einer Ausführungsform ist der Verstärker 113 als ein Puffer 116, ein Widerstand R_bias 115, als Spannungsquelle 117 und als Rückkopplungsverstärkungsanordnung C₁ und C₂ gezeigt. In einer Ausführungsform ist die Rückkopplungsverstärkung größer als 1. Beispielsweise kann die Verstärkung als Verstärkung = 1 + C₁/C₂ berechnet werden. Der Puffer 116 kann beispielsweise ein Spannungspuffer oder ein verstärkter Verstärkungsquellen-Folger sein. In anderen Ausführungsformen kann der Verstärker 113 andere Schaltungsanordnungen aufweisen.
Das Mikrophon 101 kann auf einem einzelnen Chip angeordnet sein. Alternativ kann das Mikrophonsystem 101 auf zwei oder mehr Chips angeordnet sein. Beispielsweise ist das Mikrophon 111 auf einem ersten Chip angeordnet und sind der Verstärker 113, die Ladungspumpe 112 und die Defektdetektionsschaltung 102 auf einem zweiten Chip angeordnet.
In einer Ausführungsform umfasst die Defektdetektionsschaltung 102 einen ersten Summierer 121 und einen zweiten Summierer 122. Der erste Summierer 121 ist konfiguriert, um ein Ausgangssignal zu erzeugen. Beispielsweise ist der erste Summierer 121 konfiguriert, um an einem Eingang ein Eingangssignal zu empfangen und um an dem invertierten Eingang ein abgetastetes Eingangssignal zu empfangen. Der erste Summierer 121 subtrahiert das abgetastete Eingangssignal von dem Eingangssignal. Das Eingangssignal kann ein momentanes Signal sein. Das Eingangssignal kann eine Spannung V_in sein und das abgetastete Eingangssignal kann eine abgetastete Spannung V_strobe (strobe = Übernahmesignal, Strobe-Signal) sein. In Abhängigkeit von der Konfiguration kann der erste Summierer 121 auch das Eingangssignal zu dem abgetasteten Eingangssignal addieren oder das Eingangssignal von dem abgetasteten Eingangssignal subtrahieren.
Der zweite Summierer 122 ist konfiguriert, um ein Referenzsignal zu berechnen. Beispielsweise ist der zweite Summierer 122 konfiguriert, um ein erstes Referenzsignal am Eingang und ein zweites Referenzsignal an einem invertierenden Eingang zu empfangen. Der zweite Summierer 122 subtrahiert das zweite Referenzsignal von dem ersten Referenzsignal. In Abhängigkeit von der Konfiguration kann der zweite Summierer 122 auch das erste Referenzsignal zu dem zweiten Referenzsignal addieren oder das erste Referenzsignal von dem zweiten Referenzsignal subtrahieren.
Der erste Summierer 121 ist mit einem Komparator 123 elektrisch verbunden, während der zweite Summierer 122 mit dem Komparator 123 elektrisch verbunden ist. Der Komparator 123 vergleicht das berechnete Ausgangssignal von dem ersten Summierer 121 mit dem Referenzsignal von dem zweiten Summierer 122.
Der Komparator 123 vergleicht das berechnete Ausgangssignal und das Referenzsignal mit einer Zeitperiode T_comp (oder einer verwandten Taktrate f_comp), wobei die Zeitperiode T_comp eine Zeit im Bereich von etwa 1 μs bis etwa 5 μs ist. Der Komparator 123 ist mit einem Ausgangsanschluss 124 elektrisch verbunden. Der Ausgangsanschluss 124 ist konfiguriert, ein Ausgangssignal oder Defektdetektionssignal bereitzustellen.
Die Defektdetektionsschaltung 102 umfasst ferner einen Eingangsanschluss 120, der mit dem ersten Summierer 121 elektrisch verbunden ist. Der Eingangsanschluss 120 ist mit dem ersten Summierer 121 über eine Leitung 131 und über eine Leitung 132 elektrisch verbunden. Die Leitung 132 umfasst einen ersten Puffer 141, einen Schalter 142 und einen zweiten Puffer 143. Mit der Leitung 132 ist ein Kondensator C_s verbunden. Ein Vorteil der Puffer besteht darin, dass die Ladung in dem Abtastkondensator C_s unverändert bleibt und dass die Ausgangsimpedanz für den Summierer niedrig und nicht hoch ist.
Das Eingangssignal wird über die Leitung 132 abgetastet und in dem Kondensator C_s gespeichert. Das Eingangssignal wird durch den Schalter 142 mit einer Zeitperiode T_strobe (oder einer verwandten Frequenz f_strobe) abgetastet. Die Zeitperiode T_strobe kann kürzer sein als die Zeitperiode eines Defekts (T_glitch). Die Zeitperiode T_strobe kann eine Zeit im Bereich von etwa 10 μs bis etwa 30 μs sein. Das erste Referenzsignal kann eine erste Referenzspannung V_ref-p sein und das zweite Referenzsignal kann eine zweite Referenzspannung V_ref-n sein. Der zweite Summierer 122 kann die zweite Referenzspannung V_ref-n von der ersten Referenzspannung V_ref-p subtrahieren, um die Referenzspannung V_ref bereitzustellen. Ein Vorteil einer differentiellen Struktur könnte sein, dass sie gegenüber Störungen, die von einer positiven oder einer negativen Versorgungsleitung kommen, unempfindlich ist. In einer alternativen Ausführungsform kann das Referenzsignal ein einziges Referenzsignal sein. Falls das Referenzsignal ein einziges Referenzsignal ist, kann der zweite Summierer 122 weggelassen werden.
In einer Ausführungsform ist der Schalter 103 über den Widerstand R_cal 104 mit Masse verbunden. Der Widerstand R_cal 104 kann ein Widerstand im Bereich von etwa 100 kΩ bis etwa 10 MΩ sein. Der Widerstand R_cal 104 kann einen spezifischen Widerstandswert oder einen Widerstandsbereich haben. Der Widerstand R_cal 104 kann eine wesentlich geringere Impedanz haben als der Widerstand R_bias 115. In einem Beispiel besitzt der Widerstand R_bias 115 einen Widerstandswert im GΩ-Bereich, z. B. 400 GΩ, während der Widerstand R_cal 104 einen Widerstandswert im MΩ-Bereich haben kann, z. B. 1 MΩ. Der Widerstand R_cal 104 kann eine niedrige Impedanz haben, um die Kalibrierung des Mikrophons 101 in einem vernünftigen Zeitrahmen auszuführen.
In einer Ausführungsform erhöht die Ladungspumpe 112 die Vorspannung V_bias zwischen der Membran und der Gegenplatte des Mikrophons oder der MEMS-Vorrichtung 111. Der Eingang von der Gegenplatte zu der Defektdetektionsschaltung 102 ist mit Masse verbunden und umgeht den Hochimpedanzeingang des Verstärkers 113. Alternativ ist eine Implementierung mit anderen Vorspannungen ebenfalls möglich. Die Eingangsspannung V_in wird mit der Zeitperiode T_strobe abgetastet und im Kondensator C_s über die Leitung 132 gespeichert. Die ununterbrochene Eingangsspannung V_in wird von der abgetasteten Eingangsspannung V_strobe subtrahiert. Die Differenz wird mit einer Referenzspannung V_ref in einem SC-Komparator unter Verwendung der Frequenz f_comp verglichen. Falls die Differenz zwischen der Eingangsspannung V_in und der abgetasteten Eingangsspannung V_strobe größer ist als die Referenzspannung V_ref, ist ein Defekt aufgetreten.
Die 2a–2e zeigen verschiedene Funktionsdiagramme. 2a zeigt ein Diagramm, in dem die vertikale Achse der Vorspannung V_bias entspricht und die horizontale Achse die Zeit t repräsentiert. In einem MEMS-Kalibrierungsprozess kann die Vorspannung V_bias über die Zeit hinweg linear erhöht werden. Alternativ kann die Vorspannung V_bias gemäß einer anderen Funktion erhöht werden. Die eingehende Spannung V_pull-in ist mit einer gestrichelten Linie angegeben. 2b zeigt ein Diagramm, in dem die vertikale Achse der Kapazität C₀ der MEMS entspricht und die horizontale Achse der Spannung V_bias (z. B. ist V_bias = vmic – vinpm) entspricht. Der Graph in 2b zeigt die Form einer Stufe. Die Kapazität Co von MEMS ändert sich im ersten Bereich 210 kaum. Der erste Bereich 210 stellt die Situation dar, in der die Kalibrierungsspannung unterhalb der eingehenden Spannung V_pull-in bleibt. In dem zweiten Bereich 220 nimmt die Kapazität des MEMS in der Nähe der oder um die eingehende Spannung V_pull-in drastisch zu. Die Kapazitätsänderung hängt von dem MEMS-Typ ab. In einem besonderen Beispiel kann sich die Kapazität des MEMS im Bereich von etwa 1 pF ändern. Größere und kleinere Änderungen sind ebenfalls möglich. In einem dritten Bereich 230 oberhalb der eingehenden Spannung V_pull-in ändert sich die Kapazität des MEMS nicht (oder ändert sich nur minimal), selbst wenn die Kalibrierungsspannung erhöht wird.
2c zeigt ein Diagramm, in dem die y-Achse der Eingangsspannung V_in von der Gegenplatte entspricht und in dem die Zeit t auf der x-Achse aufgetragen ist. Wie aus 2c ersichtlich ist, springt oder erhöht sich der Graph der Eingangsspannung V_in der Gegenplatte des MEMS zu dem Zeitpunkt, zu dem die Gegenplatte die Membran berührt. Danach nimmt die Spannung V_in ab. Der Graph der Eingangsspannung V_in wird unter Verwendung von Zeitintervallen T_strobe abgetastet. Die Abtastspannungspunkte V_strobe der abgetasteten Eingangsspannung mit den Zeitintervallen T_strobe werden in dem Kondensator C_s gespeichert. die Abtastspannungspunkte V_strobe sind in 2d als Punkt 241–250 markiert. Die abgetasteten Spannungspunkte V_strobe werden von der Eingangsspannung V_in subtrahiert. Wie in 2d gezeigt ist, ist die Differenz zwischen V_strobe an den Punkten 241–245 im ersten Bereich 210 und der Eingangsspannung V_in gleich null. Ebenso ist die Differenz zwischen V_strobe im dritten Bereich 230 an den Punkten 248–250 und der Eingangsspannung V_in gleich null (oder nahezu null). In dem zweiten Bereich 220 ist jedoch die Differenz zwischen V_strobe und der Eingangsspannung V_in negativ oder positiv, wie in 2e ersichtlich ist.
Der Graph 270 in 2e zeigt den resultierenden Graphen des Vergleichs von V_strobe mit Wie aus 2e ersichtlich ist, hat der Graph 270 eine Spitze, wenn die zwei Kondensatorplatten sich gegenseitig berühren. Der Graph 270 wird mit einer Referenzspannung V_ref verglichen. Die Referenzspannung V_ref kann ein vorgegebener Spannungswert oder ein positiver Spannungswert sein. Falls der Graph 270 über die Referenzspannung V_ref springt, liegt ein Defekt vor. Die Referenzspannung V_ref sollte gewährleisten, dass der detektierte Defekt tatsächlich einem Defekt entspricht und dass ein Fehler beim Detektieren des Defekts vermieden wird. Der Defekt kann unter Verwendung der Defektdetektionsschaltung 102, die in 1 gezeigt ist, detektiert werden.
3 zeigt einen Ablaufplan einer Ausführungsform der Erfindung. Im Schritt 310 wird ein Eingangssignal von einer Gegenplatte eines Mikrophonsystems abgetastet. Im Schritt 320 berechnet der erste Summierer ein Ausgangssignal aus dem Eingangssignal und dem abgetasteten Eingangssignal. Beispielsweise wird eine Differenz zwischen dem Eingangssignal und dem abgetasteten Eingangssignal berechnet. Im Schritt 330 wird das berechnete Ausgangssignal mit einem Referenzsignal verglichen. Im Schritt 340 wird ein Defekt detektiert, wenn das berechnete Eingangssignal höher oder niedriger als ein vorgegebener Schwellenwert des Referenzsignals ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile im Einzelnen beschrieben worden sind, ist selbstverständlich, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.
Darüber hinaus soll der Umfang der vorliegenden Anmeldung nicht auf die besonderen Ausführungsformen des Prozesses, der Maschine, der Fertigung, der Materialzusammensetzung, der Mittel, der Verfahren und der Schritte, die in der Beschreibung beschrieben sind, eingeschränkt sein. Der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt anhand der Offenbarung der vorliegenden Erfindung ohne Weiteres Prozesse, Maschinen, eine Fertigung, Materialzusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte, die derzeit existieren oder künftig zu entwickeln sind und im Wesentlichen die gleiche Funktion ausführen oder im Wesentlichen das gleiche Ergebnis wie die hier beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen erzielen, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Daher sollen die beigefügten Ansprüche innerhalb ihres Umfangs derartige Prozesse, Maschinen, eine Fertigung, Materialzusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte umfassen.

Claims

Verfahren zum Detektieren eines Defekts, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Erhöhen einer Vorspannung (V_bias) eines ersten Kondensators (C₀, C_p); Abtasten (310) eines Eingangssignals (V_in) einer ersten Platte des ersten Kondensators (C₀, C_p) mit einer Zeitperiode; Subtrahieren (320) des abgetasteten Eingangssignal (V_Strobe) von dem Eingangssignal (V_in); und Vergleichen (330) des subtrahierten Signals (V_in-V_Strobe) mit einem Referenzsignal (V_ref-p-V_ref-n), wobei das Abtasten des Eingangssignals (V_in) das Abtasten des Eingangssignals (V_in) mit einer Abtastzeitperiode (T_strobe) aufweist und wobei die Abtastzeitperiode (T_strobe) kleiner ist als eine Defektzeitperiode (T_glitch), und wobei das Vergleichen des subtrahierten Signals (V_in-V_Strobe) mit dem Referenzsignal (V_ref-p-V_ref-n) das Vergleichen mit einer Vergleichszeitperiode (T_comp) aufweist und wobei die Vergleichszeitperiode (T_comp) kleiner ist als die Abtastzeitperiode (T_strobe).
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Detektieren (340) des Defekts, falls ein Wert des subtrahierten Signals (V_in-V_Strobe) größer als ein vorgegebener Wert des Referenzsignals (V_ref-p-V_ref-n) ist, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das abgetastete Eingangssignal (V_Strobe) in einem zweiten Kondensator (C_S) gespeichert wird.
Verfahren zum Kalibrieren eines Mikrophons (111), wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Betreiben des Mikrophons (111) in einer normalen Betriebsart auf der Grundlage einer ersten Vorspannung; Aktivieren einer Kalibrierungsbetriebsart; und Ausführen der Kalibrierungsbetriebsart, wobei die Kalibrierungsbetriebsart Folgendes aufweist: Erhöhen einer Vorspannung (V_bias) eines ersten Kondensators (C₀, C_p); Abtasten (310) eines Eingangssignals (V_in) einer ersten Platte des ersten Kondensators (C₀, C_p) mit einer Zeitperiode; Berechnen (320) eines Ausgangssignals (V_in-V_Strobe) aus dem abgetasteten Eingangssignal (V_Strobe) und dem Eingangssignal (V_in); und Vergleichen (330) des berechneten Ausgangssignals (V_in-V_Strobe) mit einem Referenzsignal (V_ref-p-V_ref-n), wobei das Abtasten des Eingangssignals (V_in) das Abtasten des Eingangssignals mit einer Abtastzeitperiode (T_Strobe) aufweist und wobei die Abtastzeitperiode (T_strobe) kleiner ist als eine Defektzeitperiode (T_glitch), und wobei das Vergleichen des berechneten Ausgangssignals (V_in-V_Strobe) mit dem Referenzsignal (V_ref-p-V_ref-n) das Vergleichen mit einer Vergleichszeitperiode (T_comp) aufweist und wobei die Vergleichszeitperiode (T_comp) kleiner ist als die Abtastzeitperiode (T_strobe).
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner das Deaktivieren der normalen Betriebsart, wenn die Kalibrierungsbetriebsart aktiviert wird, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Aktivieren der Kalibrierungsbetriebsart das Schalten eines Schalters (103) in eine EIN-Position aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, das ferner das Detektieren (340) eines Defekts, falls ein Wert des berechneten Ausgangssignals (V_in-V_Strobe) größer ist als ein vorgegebener Wert des Referenzsignals (V_ref-p-V_ref-n), aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner das Einstellen der ersten Vorspannung auf eine zweite Vorspannung auf der Grundlage des detektierten Defekts aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner das Betreiben des Mikrophons (111) in der normalen Betriebsart auf der Grundlage der zweiten Vorspannung aufweist.
Schaltung, die Folgendes aufweist: einen Eingangsanschluss (120), der konfiguriert ist, ein Eingangssignal (V_in) zu empfangen; einen ersten Summierer (121), der konfiguriert ist, ein Ausgangssignal (V_in-V_Strobe)zu berechnen, wobei der erste Summierer konfiguriert ist, das Eingangssignal (V_in) und ein abgetastetes Eingangssignal (V_Strobe) zu empfangen, wobei das abgetastete Eingangssignal (V_Strobe) auf dem Eingangssignal (V_in) beruht; einen Komparator (123), der konfiguriert ist, das berechnete Ausgangssignal (V_in-V_Strobe) mit einem Referenzsignal (V_ref-p-V_ref-n) zu vergleichen; und einen Ausgangsanschluss (124), der konfiguriert ist, das verglichene Signal bereitzustellen, wobei das abgetastete Eingangssignal (V_in) mit einer Abtastzeitperiode T_strobe abgetastet wird, wobei T_strobe kürzer ist als eine Defektzeitperiode T_glitch, und wobei der Komparator das berechnete Ausgangssignal (V_in-V_Strobe) mit dem Referenzsignal (V_ref-p-V_ref-n) mit einer Vergleichszeitperiode T_comp vergleicht, wobei T_comp kürzer ist als T_strobe.
Schaltung nach Anspruch 10, wobei das Referenzsignal (V_ref-p-V_ref-n) eine Differenz zwischen einem ersten Referenzsignal (V_ref-p) und einem zweiten Referenzsignal (V_ref-n) ist.
Schaltung nach Anspruch 10 oder 11, die ferner ein MEMS-System (111) aufweist, das mit dem Eingangsanschluss (120) über einen Schalter (103) elektrisch verbunden ist.
Schaltung, die Folgendes aufweist: ein MEMS-System (111); eine Defektdetektionsschaltung (102); und einen Schalter (103), wobei der Schalter (103) mit dem MEMS-System (111) und mit der Defektdetektionsschaltung (102) elektrisch verbunden ist, wobei die Defektdetektionsschaltung (102) eine Schaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 umfasst.
Schaltung nach Anspruch 13, wobei der Schalter (103) außerdem über einen ersten Widerstand (104) mit Masse elektrisch verbunden ist.
Schaltung nach Anspruch 14, wobei das MEMS-System (111) einen zweiten Widerstand (115) aufweist und wobei der erste Widerstand (104) einen kΩ- oder einen MΩ-Wert besitzt und der zweite Widerstand (115) einen GΩ-Wert besitzt.