JP6658913B2 - Memsマイクロフォンおよびmemsマイクロフォンの自己較正のための方法 - Google Patents
Memsマイクロフォンおよびmemsマイクロフォンの自己較正のための方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6658913B2 JP6658913B2 JP2018551366A JP2018551366A JP6658913B2 JP 6658913 B2 JP6658913 B2 JP 6658913B2 JP 2018551366 A JP2018551366 A JP 2018551366A JP 2018551366 A JP2018551366 A JP 2018551366A JP 6658913 B2 JP6658913 B2 JP 6658913B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pull
- capacitance
- point
- voltage
- mems microphone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 58
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 32
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 claims description 11
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 11
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 claims description 2
- 238000013100 final test Methods 0.000 description 17
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
- H04R29/004—Monitoring arrangements; Testing arrangements for microphones
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
- G01R27/2605—Measuring capacitance
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R19/00—Electrostatic transducers
- H04R19/005—Electrostatic transducers using semiconductor materials
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R19/00—Electrostatic transducers
- H04R19/04—Microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
- H04R2201/003—Mems transducers or their use
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
Description
VSnew=VS1−(VP1−VP2)+(CP1−CP2)×(VP1−VP2)/(CP1−CP2)
の式により計算することができる。
a) MEMSセンサに存在するバイアス電圧を次第に増加させるステップと、
b) MEMSセンサにおいてそれぞれの場合にここで形成する容量または容量の変化を決定するステップと、
c) 容量測定により現在のプルイン点を確定するステップと、
d) プルイン点におけるバイアス電圧VP1および関連する容量CP1または容量の変化の測定値をASICの不揮発性内部メモリに記憶するステップと、
e) 今回決定された測定値および最終検査で得たすでに記憶された測定値を使用して、再較正されたバイアス電圧VSnewを計算するために再較正のためのアルゴリズムを実行するステップと、
f) 再較正されたバイアス電圧VSnewをMEMSマイクロフォンに印加するステップと
について設計される。
Claims (7)
- 容量的に動作するMEMSマイクロフォン(MIC)を再較正するための方法であって、
前記MEMSマイクロフォン(MIC)の製作の直後に、最終検査が実行され、
第1のプルイン点における第1のプルイン電圧VP 1 を確定するステップと、
前記第1のプルイン電圧VP 1 における前記MEMSマイクロフォンの第1のプルイン容量CP 1 を確定するステップと、
前記MEMSマイクロフォンの所望の感度に応じた第1の動作点を、バイアス電圧を第1の動作電圧VS 1 に設定することによって設定するステップと、
前記第1の動作電圧VS 1 における第1の動作容量CS 1 を確定するステップと、
前記第1の動作点および前記第1のプルイン点における前記値CS 1 、VS 1 、CP 1 およびVP 1 を前記MEMSマイクロフォンの内部メモリ(IM)に記憶するステップと
を含み、
1回目の再較正が、回路環境への前記MEMSマイクロフォンの取付け後またはエイジング後に実行され、
前記1回目の再較正が、
前記MEMSマイクロフォンの現在のプルイン電圧VPaおよび関連するプルイン容量CP a を確定するために、前記MEMSマイクロフォンにおける前記バイアス電圧を段階的に増加することと、
前記第1のプルイン点における前記第1のプルイン電圧VP 1 および前記第1のプルイン容量CP 1 からの、現在のプルイン点におけるプルイン電圧VP a およびプルイン容量CP a の値のズレを決定するとともに、前記ズレと前記第1の動作点における前記第1の動作容量CS 1 および前記第1の動作電圧VS 1 の値とから、再較正されたバイアス電圧VSnew を決定して設定し、感度を前記第1の動作点において元々設定された感度に再度近づけることと
を備える、方法。 - 前記再較正されたバイアス電圧VSnewが、式
VSnew=VS1−(VP1−VP a )+(CP1−CP a )×(VP 1 −VS 1 )/(CP1−CS 1 )
により計算される、請求項1に記載の方法。 - 前記所望の感度、前記第1の動作点および前記第1のプルイン点における前記値CS 1 、VS 1 、CP 1 およびVP 1 が、定義された音響環境において決定される、請求項1または2に記載の方法。
- 前記再較正が繰り返し実行され、
前記最終検査後に決定された前記値CS1、VS1、CP1およびVP1が、それぞれの場合に基準として使用される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記MEMSマイクロフォンは、
前記MEMSマイクロフォンの音響または熱的応力負荷に基づく具体的な規則により自動的に、および/または
特定の時間間隔が経過したとき自動的に、および/または
再較正がユーザによって手動で開始された場合、および/または
前記MEMSマイクロフォンが取り付けられたデバイスのあらゆる再開の後、
のいずれかに再較正を実行する、請求項4に記載の方法。 - 前記最終検査時および前記再較正時の両方において、前記プルイン点に到達するまで前記バイアス電圧が次第に増加され、増加する毎に前記それぞれの容量または容量の変化が決定され、前記プルイン点に到達したとき、前記MEMSマイクロフォンの前記容量が、高い値に到達するかまたはジャンプをおこない、プルイン電圧VPaおよびプルイン容量CP a として使用されて記憶された値が、それぞれの場合に前記プルイン点に到達する直前の値である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 自己較正デバイスを有するMEMSマイクロフォンであって、
容量的に動作するMEMSセンサ(MS)を備え、前記MEMSセンサ(MS)に対してバイアス電圧を印加することができ、
前記MEMSセンサに接続された特定用途向け集積回路(AS)を備え、
前記特定用途向け集積回路が、
a) 前記バイアス電圧の段階的増加を実行するステップと、
b) それぞれの場合に前記MEMSセンサにおいて形成する容量の変化または容量を決定するステップと、
c) 容量測定により現在のプルイン点を確定するステップと、
d) プルイン点におけるバイアス電圧および関連する容量または容量の変化の測定値を内部メモリに記憶するステップと、
e) 今回決定された測定値および第1の測定で得たすでに記憶された測定値を使用して、再較正されたバイアス電圧VSnewを計算するためのアルゴリズムを実行するステップと、
f) 前記再較正されたバイアス電圧VSnewを前記MEMSマイクロフォンに印加するステップと
について設計される、MEMSマイクロフォン。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016105904.8 | 2016-03-31 | ||
DE102016105904.8A DE102016105904B4 (de) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | MEMS-Mikrofon und Verfahren zur Selbstkalibrierung des MEMS-Mikrofons |
PCT/EP2017/057543 WO2017167876A1 (de) | 2016-03-31 | 2017-03-30 | Mems-mikrofon und verfahren zur selbstkalibrierung des mems-mikrofons |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019510439A JP2019510439A (ja) | 2019-04-11 |
JP6658913B2 true JP6658913B2 (ja) | 2020-03-04 |
Family
ID=58455058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018551366A Expired - Fee Related JP6658913B2 (ja) | 2016-03-31 | 2017-03-30 | Memsマイクロフォンおよびmemsマイクロフォンの自己較正のための方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10506356B2 (ja) |
JP (1) | JP6658913B2 (ja) |
CN (1) | CN109565637B (ja) |
DE (1) | DE102016105904B4 (ja) |
WO (1) | WO2017167876A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108235203A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-06-29 | 钰太芯微电子科技(上海)有限公司 | 一种自适应跟踪偏置电压的方法及麦克风装置 |
EP3637798A1 (en) * | 2018-10-09 | 2020-04-15 | Infineon Technologies AG | Mems microphone |
DE102018132486A1 (de) * | 2018-12-17 | 2020-06-18 | Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg | Mikrofonkapsel, Mikrofonanordnung mit mehreren Mikrofonkapseln und Verfahren zum Kalibrieren eines Mikrofonarrays |
EP3764664A1 (en) * | 2019-07-10 | 2021-01-13 | Analog Devices International Unlimited Company | Signal processing methods and systems for beam forming with microphone tolerance compensation |
CN110677798A (zh) * | 2019-09-09 | 2020-01-10 | 国网湖南省电力有限公司 | 具有自校准功能的传声器及其校准方法、传声系统和声音检测系统 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1585365B1 (en) * | 2004-03-30 | 2011-08-10 | AKG Acoustics GmbH | Polarization voltage setting of microphones |
ATE550886T1 (de) | 2006-09-26 | 2012-04-15 | Epcos Pte Ltd | Kalibriertes mikroelektromechanisches mikrofon |
GB2466648B (en) | 2008-12-30 | 2011-09-28 | Wolfson Microelectronics Plc | Apparatus and method for biasing a transducer |
US8995690B2 (en) * | 2011-11-28 | 2015-03-31 | Infineon Technologies Ag | Microphone and method for calibrating a microphone |
US9210516B2 (en) * | 2012-04-23 | 2015-12-08 | Infineon Technologies Ag | Packaged MEMS device and method of calibrating a packaged MEMS device |
US9214911B2 (en) * | 2012-08-30 | 2015-12-15 | Infineon Technologies Ag | System and method for adjusting the sensitivity of a capacitive signal source |
US9128136B2 (en) * | 2013-03-15 | 2015-09-08 | Infineon Technologies Ag | Apparatus and method for determining the sensitivity of a capacitive sensing device |
US20170238108A1 (en) * | 2014-03-14 | 2017-08-17 | Robert Bosch Gmbh | Integrated self-test for electro-mechanical capacitive sensors |
US9689770B2 (en) | 2014-07-17 | 2017-06-27 | Infineon Technologies Ag | Selfcalibration of capacitive pressure sensors with electrostatic forces |
US10228414B2 (en) * | 2016-03-23 | 2019-03-12 | Infineon Technologies Ag | Capacitive sensor testing |
-
2016
- 2016-03-31 DE DE102016105904.8A patent/DE102016105904B4/de active Active
-
2017
- 2017-03-30 WO PCT/EP2017/057543 patent/WO2017167876A1/de active Application Filing
- 2017-03-30 JP JP2018551366A patent/JP6658913B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2017-03-30 US US16/086,975 patent/US10506356B2/en active Active
- 2017-03-30 CN CN201780033914.XA patent/CN109565637B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017167876A1 (de) | 2017-10-05 |
CN109565637B (zh) | 2020-12-22 |
US10506356B2 (en) | 2019-12-10 |
JP2019510439A (ja) | 2019-04-11 |
CN109565637A (zh) | 2019-04-02 |
DE102016105904A1 (de) | 2017-10-05 |
US20190132693A1 (en) | 2019-05-02 |
DE102016105904B4 (de) | 2019-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6658913B2 (ja) | Memsマイクロフォンおよびmemsマイクロフォンの自己較正のための方法 | |
US9673785B2 (en) | Packaged MEMS device comprising adjustable ventilation opening | |
US9778302B2 (en) | Apparatus and method for determining the sensitivity of a capacitive sensing device | |
US8995690B2 (en) | Microphone and method for calibrating a microphone | |
US9967677B2 (en) | System and method for sensor-supported microphone | |
KR101976256B1 (ko) | 용량성 센서 테스트 기법 | |
US20110248723A1 (en) | Capacitive sensor having calibration mechanism and capacitive sensing method | |
US10444103B2 (en) | Method and apparatus for calibrating pressure sensor integrated circuit devices | |
JP2014167420A (ja) | 圧力検出装置 | |
JP2020085899A (ja) | 湿度センサデバイスの較正 | |
US20170150261A1 (en) | Mems microphone and method of operating a mems microphone | |
US10194240B2 (en) | Microphone assembly and method of reducing a temperature dependency of a microphone assembly | |
US11428702B2 (en) | Applying a positive feedback voltage to an electromechanical sensor utilizing a voltage-to-voltage converter to facilitate a reduction of charge flow in such sensor representing spring | |
JP2018084580A (ja) | 静電容量式加速度計 | |
JPS61112938A (ja) | 半導体圧力センサの補償回路 | |
RU2010129691A (ru) | Способ корректировки коэффициента усиления емкостного элемента и устройство для его осуществления | |
JP2019208245A (ja) | マイクロフォンアセンブリおよびマイクロフォンアセンブリの温度依存性を低減する方法 | |
JP2023508922A (ja) | 条件付き静電容量検出を伴う振り子式加速度計センサ | |
WO2008036053A1 (en) | Method for automatically controlling the amplitude of input signals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190813 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191015 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200107 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200120 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6658913 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |