KR102663366B1 - Mems 마이크로폰 - Google Patents

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Abstract

MEMS 마이크로폰
실시형태들은 MEMS 마이크로폰 유닛 및 MEMS 마이크로폰 유닛의 하류측에 연결되는 변조기를 포함하는 MEMS 마이크로폰을 제공한다. 변조기는 규정된 위상 변이를 변조될 신호에 적용하도록 구성된다.

Description

MEMS 마이크로폰{MEMS MICROPHONE}
실시형태들은 MEMS 마이크로폰에 관한 것이다. 추가적인 실시형태들은 MEMS 마이크로폰을 동작시키는 방법에 관한 것이다. 추가적인 실시형태들은 2개의 MEMS 마이크로폰을 포함하는 MEMS 마이크로폰 모듈에 관한 것이다. 일부 실시형태들은 이상기(phase shifter)에 의한 아이들 톤 저감(idle tone reduction)에 관한 것이다.
특정 입력 신호(예컨대, 일정한 입력 신호)를 사용할 경우, 시그마-델타 ADC 및 디지털 변조기에서는 원치 않는 톤(한계 사이클)이 발생한다. 예를 들어, 오디오 용례에 있어서 특히 문제가 되는(가청) 톤이 유용한 대역에서 발생할 가능성이 있다. 한편, 특히 단일-비트 변조기를 사용할 경우, Fs/2 부근에서 강한 한계 사이클이 발생할 수 있다.
상기 한계 사이클은, 예컨대 입체음향 마이크로폰 용례에 있어서, 유용한 대역에서 간섭 효과(스테레오 노이즈)를 야기한다. 샘플링 레이트의 반분(Fs/2) 부근의 한계 사이클과 기준에 대한 간섭의 상호 변조로 인해, 마찬가지로 유용한 대역에서 간섭 성분이 발생할 가능성도 있다.
한계 사이클을 최소화하기 위한 일반적인 방법은 소위 디더(dither) 신호(의사 랜덤 신호)를 추가하는 것이다. 이 신호는 통상 양자화기의 앞에서 공급된다. 이 방법의 단점은 SNR을 감소시킨다는 점이다(특히, 단일-비트 변조기를 사용할 경우, 샘플링 레이트의 반분(Fs/2) 부근의 한계 사이클을 최소화하기 위해서는 용인할 수 없을 정도로 높은 레벨이 디더 신호에 사용되어야만 함).
실시형태들은 MEMS 마이크로폰 유닛 및 MEMS 마이크로폰 유닛의 하류(downstream)측에 연결되는 변조기를 포함하는 MEMS 마이크로폰을 제공한다. 변조기는 규정된 위상 변이를 변조될 신호에 적용하도록 구성된다.
본 명세서에서는 첨부 도면을 참조하여 실시형태들을 설명한다.
도 1은 제1 MEMS 마이크로폰 및 제2 MEMS 마이크로폰을 포함하는 MEMS 마이크로폰 모듈의 개략적인 블럭도를 도시하고,
도 2는 디지털 MEMS 마이크로폰의 개략적인 블럭도를 도시하고,
도 3은 일 실시형태에 따른 MEMS 마이크로폰의 개략적인 블럭도를 도시하고,
도 4는 일 실시형태에 따른 변조기의 개략적인 블럭도를 도시하고,
도 5는 상세한 실시형태에 따른 변조기의 개략적인 블럭도를 도시하고,
도 6은 일 실시형태에 따른 디지털 스테레오 MEMS 마이크로폰 모듈의 개략적인 블럭도를 도시하고,
도 7은 이상기가 없는 변조기를 갖는 도 1의 MEMS 마이크로폰 모듈의 스테레오 노이즈를 주파수(스테레오)에 대하여 묘사하고, 비교를 위해 단일 MEMS 마이크로폰의 변조기의 노이즈를 주파수(모노)에 대하여 묘사한 것을 다이어그램으로 도시하고,
도 8은 이상기가 있는 변조기를 갖는 도 6의 MEMS 마이크로폰 모듈의 스테레오 노이즈를 주파수(스테레오)에 대하여 묘사하고, 비교를 위해 단일 MEMS 마이크로폰의 변조기의 노이즈를 주파수(모노)에 대하여 묘사한 것을 다이어그램으로 도시하고,
도 9는 이상기가 없는 변조기를 사용할 경우, 샘플링 주파수의 반분(Fs/2)에서 확연한 한계 사이클을 다이어그램으로 도시하고,
도 10은 이상기가 있는 변조기를 사용할 경우, 현저하게 감소된 한계 사이클을 다이어그램으로 도시하고,
도 11은 일 실시형태에 따른 MEMS 마이크로폰을 동작시키는 방법의 흐름도를 도시한다.
하기의 설명에 있어서는, 본 발명의 실시형태들의 보다 완전한 설명을 제공하기 위해 다수의 세부내용이 제시된다. 그러나, 본 발명의 실시형태들이 이들 특정 세부내용 없이 실시될 수 있다는 점이 당업자에게는 자명할 것이다. 다른 사례들에 있어서, 기지의 구조 및 디바이스는 본 발명의 실시형태들을 모호하게 만드는 것을 회피하기 위해 상세하지 않게 블럭도 형태로 도시된다. 또한, 이하에서 설명되는 상이한 실시형태들의 특징들은, 특별히 달리 주지하지 않는 한, 서로 결합될 수 있다.
배경기술 단락에서 이미 설명한 바와 같이, 특정 입력 신호(예컨대, 일정한 입력 신호)를 사용할 경우, 시그마-델타 ADC 및 디지털 변조기에서는 원치 않는 톤(한계 사이클)이 발생한다. 예를 들어, 오디오 용례에 있어서 특히 문제가 되는(가청) 톤이 유용한 대역에서 발생할 가능성이 있다. 한편, 특히 단일-비트 변조기를 사용할 경우, Fs/2 부근에서 강한 한계 사이클이 발생할 수 있다.
상기 한계 사이클은, 예컨대 입체음향 마이크로폰 용례에 있어서, 유용한 대역에서 간섭 효과(스테레오 노이즈)를 야기한다. 샘플링 레이트의 반분(Fs/2) 부근의 한계 사이클과 기준에 대한 간섭의 상호 변조로 인해, 마찬가지로 유용한 대역에서 간섭 성분이 발생할 가능성도 있다.
또한, 스테레오로 동작되는 2개의 마이크로폰을 사용할 경우, 간섭 효과(스테레오 노이즈)가 발생할 수 있다.
이 효과는 먼저 도 1 및 도 2를 참조하여 상세하게 설명될 것이고, 후속하여 본 발명의 실시형태들을 도 3 내지 도 11을 참조하여 설명한다.
도 1은 제1 MEMS 마이크로폰(102_1) 및 제2 MEMS 마이크로폰(102_2)을 포함하는 MEMS 마이크로폰 모듈(100)의 개략적인 블럭도를 도시한다. 즉, 도 1은 스테레오 모드 용례의 개략적인 블럭도를 도시한다.
제1 MEMS 마이크로폰(102_1)은 제1 MEMS 마이크로폰 유닛(104_1), 제1 증폭기 유닛(106_1)(예컨대, 소스 팔로워(source follower)), 제1 아날로그-디지털 변환기(ADC)(108_1), 제1 디지털 필터(109_1) 및 제1 변조기(110_1)를 포함한다. 제2 MEMS 마이크로폰(102_2)은 제2 MEMS 마이크로폰 유닛(104_2), 제2 증폭기 유닛(106_2)(예컨대, 소스 팔로워), 제2 아날로그-디지털 변환기(ADC)(108_2), 제2 디지털 필터(109_2) 및 제2 변조기(110_2)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 MEMS 마이크로폰(102_1 및 102_2)은 신호 라인(114)을 통해, 예를 들어 디지털 신호 처리기(DSP)에 연결될 수 있다. 구성 비트(116)(L/R 선택)는 어느 MEMS 마이크로폰(102_1 및 102_2)이 클록의 상승 에지로 스캔되고 클록의 하강 에지로 스캔되는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 전하 반전 효과에 기인하는 추가 전력 손실은 열-음향 효과를 통해 오디오 대역에서 간섭(스테레오 노이즈)을 야기한다. 스테레오 노이즈는 성능(SNR)의 열화를 야기한다.
다른 파라미터들(예컨대, 공급 전압)에 더하여, 스테레오 노이즈는, 도 2에 도시된 바와 같이, 주로 디지털 변조기의 한계 사이클에 의해 결정된다.
상세하게, 도 2는 디지털 MEMS 마이크로폰(102)의 개략적인 블럭도를 도시한다. 디지털 MEMS 마이크로폰(102)은 MEMS 마이크로폰 유닛(104), 증폭기 유닛(106)(예컨대, 소스 팔로워), 아날로그-디지털 변환기(ADC)(108), 디지털 필터(109), 디지털 이득 유닛(111) 및 디지털 변조기(110)를 포함한다. 도 2에 지시된 바와 같이, 아날로그-디지털 변조기(ADC)(108), 디지털 필터(109), 디지털 이득 유닛(111) 및 디지털 변조기(110)는 클록 주파수(Fs)(또는 샘플링 주파수 또는 샘플링 레이트)로 동작된다.
단일-비트 변조기를 사용할 경우, 원칙적으로 샘플링 주파수의 반분(Fs/2) 부근에서 강한 한계 사이클이 발생한다. 샘플링 주파수의 반분(Fs/2) 부근의 한계 사이클이 성공적으로 감소되거나 심지어 최소화되면, 스테레오 노이즈도 감소된다.
후속하여, 샘플링 주파수의 반분(Fs/2) 부근에서 한계 사이클을 감소시키는 실시형태들을 설명한다.
도 3은 일 실시형태에 따른 MEMS 마이크로폰(102)의 개략적인 블럭도를 도시한다. MEMS 마이크로폰(102)은 MEMS 마이크로폰 유닛(104) 및 MEMS 마이크로폰 유닛(104)의 하류측에 연결되는 변조기(110)를 포함한다. 변조기(110)는 규정된 위상 변이를, 변조될 신호(120), 예컨대 변조기(110)의 입력(122)에 존재하는 신호(120) 또는 그로부터 유래되는 신호와 같이, MEMS 마이크로폰 유닛(104)에 의해 제공되는 신호 또는 그로부터 유래되는 신호(예컨대, 변조기(110)의 입력(122)에 존재하는 신호(120)의 필터링된 버전; 예컨대 변조기의 신호 체인의 신호)에 적용(예컨대, 변조에 앞서)하도록 구성된다.
실시형태들에 있어서, 한계 사이클(예컨대, 샘플링 주파수의 반분(Fs/2) 부근)은 위상 변이를 변조될 신호(120)에 적용함으로써 감소될 수 있다.
실시형태들에 있어서, 변조기(110)는 디지털 변조기이거나, 또는 시그마-델타 아날로그-디지털 변환기(예컨대, 스위치드-커패시터 시그마-델타 아날로그-디지털 변환기 또는 지속 시간 시그마-델타 아날로그-디지털 변환기)와 같은 아날로그-디지털 변환기일 수 있다.
실시형태들에 있어서, 변조기(110)는 단일 비트 변조기, 즉 샘플링 주기 당 단일 비트를 그 출력에 제공하도록 구성되는 변조기일 수 있다.
도 3에서 실시예로서 도시된 바와 같이, 변조기(110)는 규정된 위상 변이를 변조될 신호(120)에 적용하도록 구성되는 이상기(124)를 포함할 수 있다.
또한, 변조기(110)는 이상기(124)의 하류측에 연결되는 양자화기(126)를 포함할 수 있다. 양자화기(126)는 이상기(124)에 의해 제공되는 변조될 신호(120)의 위상 변이된 버전(128)을 양자화하도록 구성될 수 있다.
도 4는 일 실시형태에 따른 변조기(110)의 개략적인 블럭도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 변조기(110)는 위상 변이를 변조될 신호(120)에 적용하도록 구성되는 이상기(124)를 포함할 수 있다. 변조될 신호(120)는 변조기(110)의 입력(122)에 존재하는 신호, 또는 변조기의 입력(122)에 존재하는 신호의 필터링된 버전(예컨대, 루프 필터(130)에 의해 필터링됨)과 같이, 그로부터 유래되는 신호일 수 있다. 또한, 변조기(110)는 이상기(124)에 의해 제공되는 신호(120'), 즉 변조될 신호(120)의 위상 변이된 버전(120')을 양자화하도록 구성되는 양자화기(124)를 포함할 수 있다.
실시형태들에 있어서, 변조기(110)(또는 더 정확하게는 이상기(124))는 위상 변이로서의 지연(delay)을 변조될 신호(120)에 적용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 지연은 변조될 신호(120)의 샘플링 주기와 동일할 수 있다.
즉, 도 4는 이상기(124)에 의해 샘플링 레이트의 반분(Fs/2) 부근에서 한계 사이클이 감소되는 변조기(110)를 도시한다. 도 4에 예시된 바와 같이, 이상기(124)는 샘플링 레이트의 반분(Fs/2) 부근에서 한계 사이클을 감소 또는 심지어 최소화하기 위해 변조기(110)에서 사용될 수 있다. 가장 간단하게는, 지연(스캐닝 시스템에 대하여 1클록 주기)이 이상기로서 사용될 수 있다. 피드백 시스템에 있어서는, 데드 타임(지연)이 성능에 부정적인 영향을 미치기 때문에, 필요한 양의 데드 타임만이 삽입된다.
도 5는 상세한 실시형태에 따른 변조기(110)의 개략적인 블럭도를 도시한다. 변조기(110)는 루프 필터(130), 이상기(124) 및 양자화기(126)를 포함하고, 이상기(124)는 변조될 신호(120)에 지연을 적용하도록 구성되며, 해당 지연은 변조될 신호(120)의 샘플링 주기, 또는 그 분수 또는 그 배수와 동일할 수 있다.
이상기(124)는, 예를 들어, 지연부(140), 제1 결합기(예컨대, 감산기)(141), 디지털 이득 유닛(142) 및 제2 결합기(예컨대, 가산기)(143)에 의해 구현될 수 있다. 지연부(140)는, 지연된 신호(144)를 얻기 위해, 이상기의 입력 신호(120)(=변조될 신호(120))를 1 샘플링 주기만큼, 또는 그 분수 또는 배수만큼 지연시키도록 구성될 수 있다. 제1 결합기(141)(예컨대, 감산기)는, 결합된 신호(145)를 얻기 위해, 입력 신호(120)와 지연된 신호(144)를 결합(예컨대, 감산)하도록 구성될 수 있다. 디지털 이득 유닛(142)은 a=0과 a=2 사이, 바람직하게는 a=0과 a=1 사이의 가변 이득을 결합된 신호(145)에 적용해서 신호(146)를 얻도록 구성될 수 있다. 0 ≤ a ≤ 1 범위의 이득 값이 보다 양호한 결과를 제공하지만, 본 발명은 보다 큰 이득 값(예컨대, a=2)으로 구현될 수도 있다. 제2 결합기(142)(예컨대, 가산기)는 이상기의 출력 신호(120')(=변조될 신호의 지연된 버전(120'))를 얻기 위해 신호(146)와 지연된 신호(144)를 결합(예컨대, 가산)하도록 구성될 수 있다.
즉, 도 5는 이상기(124)에 의해 샘플링 레이트의 반분(Fs/2) 부근에서 한계 사이클이 감소되는 변조기(110)를 상세하게 도시한다. 그에 따라, 도 5는 미소 지연(위상 변이가 단지 샘플링 주기의 분수임)을 구현하는 필터를 갖는 변조기(110)를 도시한다. 위상 변이는 계수 a로 조정될 수 있다. a=0이면, 1 샘플링 주기의 위상 변이가 달성되고, a=1을 선택하면, 위상 변이는 발생하지 않는다. 그 사이의 값들의 경우, 위상 변이는 0 내지 1 샘플링 주기까지의 범위 내이다. 당연히, 실시형태들은, a=2와 같은 1보다 큰 이득 값으로, 또는 a=1과 a=2 사이 범위(예컨대, 1 < a ≤ 2)의 이득 값으로도 동작한다.
실시형태들에 있어서, 변조기(ADC 또는 디지털 변조기)에서는, 이상기에 의해 샘플링 레이트의 반분(Fs/2) 부근에서 한계 사이클이 감소될 수 있거나, 심지어 최소화될 수 있다. 이는 또한, 스테레오 노이즈를 감소시키거나, 심지어 최소화한다.
본 명세서에서 설명되는 실시형태들은 하기의 장점들 중 적어도 하나를 제공한다. 첫째, 실시형태들은 L/R 비트와는 독립적으로 스테레오 노이즈의 감소를 가능하게 한다. 둘째, 실시형태들은 추가적인 오프셋을 회피한다. 셋째, 실시형태들은 스테레오 용례에 있어서 다른 제조자들의 마이크로폰과 결합될 수 있다. 넷째, 실시형태들은 효율적인 구현을 제공한다. 다섯째, 실시형태들에 있어서, 위상 변이는 전환 가능(계수 a의 레벨-의존적인 변화)하게 구현될 수 있으며, 그에 따라 추가적인 개선이 달성된다. 여섯째, 실시형태들은 일반적으로 변조기에 대하여 디더 방법으로서 사용될 수 있다.
상기의 논의는 디지털 변조기 및 스위치드-커패시터 시그마-델타 ADC에 적용된다.
이들 변조기는 스캐닝 시스템으로서 간주될 수 있고, 위상 변이는 전술한 바와 같이 발생할 수 있다. 그러나, 실시형태들은 지속-시간 시그마-델타 ADC에 적용될 수도 있다. 이 경우에는, 위상 변이가, 예컨대 인버터 체인에 의해 마찬가지로 발생할 수 있다.
후속하여, 디지털 스테레오 MEMS 마이크로폰 모듈의 상세한 실시형태를 설명한다.
도 6은 일 실시형태에 따른 디지털 스테레오 MEMS 마이크로폰 모듈(100)의 개략적인 블럭도를 도시한다. 디지털 스테레오 MEMS 마이크로폰 모듈(100)은 제1 디지털 MEMS 마이크로폰(102_1) 및 제2 디지털 MEMS 마이크로폰(102_2)을 포함한다.
제1 디지털 MEMS 마이크로폰(102_1)은 제1 MEMS 마이크로폰 유닛(104_1), 제1 증폭기 유닛(106_1)(예컨대, 소스 팔로워), 제1 아날로그-디지털 변환기(ADC)(108_1), 제1 디지털 필터(109_1) 및 제1 변조기(110_1)를 포함하고, 제1 변조기(110_1)는 한계 사이클을, 예컨대 샘플링 레이트의 반분(Fs/2) 부근에서 감소시키기 위해 위상 변이를 변조될 신호(120)에 적용하도록 구성된다.
제2 MEMS 마이크로폰(102_2)은 제2 MEMS 마이크로폰 유닛(104_2), 제2 증폭기 유닛(106_2)(예컨대, 소스 팔로워), 제2 아날로그-디지털 변환기(ADC)(108_2), 제2 디지털 필터(109_2) 및 제2 변조기(110_2)를 포함하고, 제2 변조기(110_2)는 한계 사이클을, 예컨대 샘플링 레이트의 반분(Fs/2) 부근에서 감소시키기 위해 위상 변이를 변조될 신호(120_2)에 적용하도록 구성된다.
도 6에서 실시예로서 도시된 바와 같이, 제1 변조기(110_1) 및 제2 변조기(110_2)는 위상 변이로서의 지연을 변조될 신호에 적용하도록 구성될 수 있고, 해당 지연은 1 샘플링 주기의 분수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 변조기(110_1) 및 제2 변조기(110_2)는 모두 도 5의 실시형태에 도시된 바와 같이 구현될 수 있으며, 이상기의 필터 체인에서 a=0.7의 이득 값을 적용할 수 있다. 당연히, 제1 변조기(110_1) 및 제2 변조기(110_2)가 이상기의 필터 체인에서 다른 이득 값들을 적용하는 것도 가능하다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 MEMS 마이크로폰(102_1 및 102_2)은 신호 라인(114)을 통해, 예를 들어 디지털 신호 처리기(DSP)에 연결될 수 있다. 구성 비트(116)(L/R 선택)는 어느 MEMS 마이크로폰(102_1 및 102_2)이 클록의 상승 에지로 스캔되고 클록의 하강 에지로 스캔되는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
즉, 도 6은 스테레오 용례(ASIC)의 디지털 필터 경로의 개략적인 블럭도를 도시한다. 위상 변이(a=0.7)를 갖는 변조기가 사용된다는 것은 명백하다.
후속하여, 도 6에 도시된 스테레오 용례의 시뮬레이션 결과를 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명한다.
도 7은 이상기가 없는 변조기를 갖는 도 1의 MEMS 마이크로폰 모듈의 스테레오 노이즈를 주파수(스테레오)에 대하여 묘사하고, 비교를 위해 단일 MEMS 마이크로폰의 변조기의 노이즈를 주파수(모노)에 대하여 묘사한 것을 다이어그램으로 도시한다. 그에 따라, 세로 좌표는 레벨을 dBFS로 나타내고, 가로 좌표는 주파수를 Hz로 나타낸다. 즉, 도 7은 위상 변이(a=1)가 없는 변조기에 대한 스테레오 노이즈를 예시한다.
도 8은 이상기가 있는 변조기를 갖는 도 6의 MEMS 마이크로폰 모듈의 스테레오 노이즈를 주파수(스테레오)에 대하여 묘사하고, 비교를 위해 단일 MEMS 마이크로폰의 변조기의 노이즈를 주파수(모노)에 대하여 묘사한 것을 다이어그램으로 도시한다. 그에 따라, 세로 좌표는 레벨을 dBFS로 나타내고, 가로 좌표는 주파수를 Hz로 나타낸다. 즉, 도 8은 위상 변이(a=0.7)의 영향의 결과로서 감소된 스테레오 노이즈를 예시한다.
도 9는 위상 변이(a=1)가 없는 변조기를 사용할 경우, 샘플링 주파수의 반분(Fs/2)에서 확연한 한계 사이클을 다이어그램으로 도시한다. 그에 따라, 세로 좌표는 크기를 dB로 나타내고, 가로 좌표는 주파수를 Hz로 나타낸다.
도 10은 위상 변이(a=0.7)가 있는 변조기를 사용할 경우, 현저하게 감소된 한계 사이클을 다이어그램으로 도시한다. 그에 따라, 세로 좌표는 크기를 dB로 나타내고, 가로 좌표는 주파수를 Hz로 나타낸다.
도 11은 일 실시형태에 따른 MEMS 마이크로폰을 동작시키는 방법(200)의 흐름도를 도시한다. MEMS 마이크로폰은 MEMS 마이크로폰 유닛 및 MEMS 마이크로폰 유닛의 하류측에 연결되는 변조기를 포함한다. 방법(200)은 규정된 위상 변이를 변조기에 의해 변조될 신호에 적용하는 단계(202)를 포함한다.
실시형태들은 MEMS 마이크로폰 유닛 및 MEMS 마이크로폰 유닛의 하류측에 연결되는 변조기를 포함하는 MEMS 마이크로폰을 제공하고, 변조기는 규정된 위상 변이를 변조될 신호(예컨대, 변조기에 의해 변조될 신호; 예컨대, 변조기의 입력에 존재하는 신호 또는 그로부터 유래되는 신호; 예컨대, 변조기의 신호 체인의 신호)에 적용(예컨대, 변조에 앞서)하도록 구성된다.
실시형태들에 있어서, 변조기는 변조기의 한계 사이클을 감소시키기 위해 규정된 위상 변이를 변조될 신호에 적용하도록 구성된다.
실시형태들에 있어서, 변조기는 조정 가능한 위상 변이를 변조될 신호에 적용하도록 구성된다.
실시형태들에 있어서, 변조기는 변조될 신호의 레벨에 따라 위상 변이를 조정하도록 구성된다.
실시형태들에 있어서, 변조기는 위상 변이로서의 지연을 변조될 신호에 적용하도록 구성된다.
실시형태들에 있어서, 지연은 변조될 신호의 샘플링 주기, 또는 그 분수 또는 배수와 동일하다.
실시형태들에 있어서, 변조기는 디지털 변조기이다.
실시형태들에 있어서, 변조기는 시그마-델타 아날로그-디지털 변환기이다.
실시형태들에 있어서, 변조기는 단일 비트 변조기이다.
실시형태들에 있어서, 변조기는 규정된 위상 변이를 변조될 신호에 적용하도록 구성되는 이상기를 포함한다.
실시형태들에 있어서, 변조기는 이상기의 하류측에 연결되는 양자화기를 포함한다.
실시형태들은 제1 MEMS 마이크로폰 및 제2 MEMS 마이크로폰을 포함하는 MEMS 마이크로폰 모듈을 제공하고, 제1 MEMS 마이크로폰은 제1 MEMS 마이크로폰 유닛 및 제1 MEMS 마이크로폰 유닛의 하류측에 연결되는 제1 변조기를 포함하고, 제1 변조기는 규정된 위상 변이를 변조될 신호에 적용하도록 구성되고, 제2 MEMS 마이크로폰은 제2 MEMS 마이크로폰 유닛 및 제2 MEMS 마이크로폰 유닛의 하류측에 연결되는 제2 변조기를 포함하고, 제2 변조기는 규정된 위상 변이를 변조될 신호에 적용하도록 구성된다.
실시형태들에 있어서, 제1 MEMS 마이크로폰의 변조기 및 제2 MEMS 마이크로폰의 변조기는 서로 다른 위상 변이를 변조될 신호에 적용하도록 구성된다.
추가적인 실시형태들은 MEMS 마이크로폰을 동작시키는 방법을 제공하고, MEMS 마이크로폰은 MEMS 마이크로폰 유닛 및 MEMS 마이크로폰 유닛의 하류측에 연결되는 변조기를 포함하고, 해당 방법은 규정된 위상 변이를 변조기에 의해 변조될 신호에 적용하는 단계를 포함한다.
추가적인 실시형태들은, 컴퓨터 또는 마이크로프로세서 상에서 실행시에, MEMS 마이크로폰을 동작시키는 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 제공하고, MEMS 마이크로폰은 MEMS 마이크로폰 유닛 및 MEMS 마이크로폰 유닛의 하류측에 연결되는 변조기를 포함하고, 해당 방법은 규정된 위상 변이를 변조기에 의해 변조될 신호에 적용하는 단계를 포함한다.
추가적인 실시형태들은 MEMS 마이크로폰을 동작시키는 장치를 제공하고, MEMS 마이크로폰은 MEMS 마이크로폰 유닛 및 MEMS 마이크로폰 유닛의 하류측에 연결되는 변조기를 포함하고, 해당 장치는 규정된 위상 변이를 변조기에 의해 변조될 신호에 적용하는 수단을 포함한다.
일부 양태들이 장치의 맥락에서 설명되었지만, 이들 양태는 상응하는 방법의 설명을 나타냄이 명백하며, 이 경우 블럭 또는 디바이스는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 대응한다. 유사하게, 방법 단계의 맥락에서 설명된 양태들도 마찬가지로 상응하는 장치의 상응하는 블럭 또는 아이템 또는 특징의 설명을 나타낸다. 방법 단계들의 일부 또는 전부는, 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이를 사용하여) 실행될 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이러한 장치에 의해 실행될 수 있다.
특정 구현 요건에 따라, 본 발명의 실시형태들은 하드웨어로 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 각각의 방법이 수행되도록 프로그램 가능 컴퓨터 시스템과 협력하는(또는 협력할 수 있는) 전자적으로 판독 가능한 제어 신호가 저장되어 있는 디지털 저장 매체, 예를 들어, 플로피 디스크, DVD, 블루레이(Blu-Ray), CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM 또는 FLASH 메모리를 사용해서 구현을 수행할 수 있다. 따라서, 디지털 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능 매체일 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시형태들은, 본 명세서에서 설명되는 방법들 중 하나가 수행되도록, 프로그램 가능 컴퓨터 시스템과 협력할 수 있는 전자적으로 판독 가능한 제어 신호를 갖는 데이터 캐리어를 포함한다.
일반적으로, 본 발명의 실시형태들은 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있고, 해당 프로그램 코드는 컴퓨터 프로그램 제품이 컴퓨터 상에서 실행될 때 방법들 중 하나를 수행하도록 동작된다. 프로그램 코드는, 예를 들어 기계-판독 가능 캐리어에 저장될 수 있다.
다른 실시형태들은, 기계-판독 가능 캐리어에 저장되는, 본 명세서에서 설명되는 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함한다.
즉, 그에 따라, 본 발명의 방법의 실시형태는, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 상에서 실행될 때, 본 명세서에서 설명되는 방법들 중 하나를 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이다.
따라서, 본 발명의 방법의 추가적인 실시형태는, 본 명세서에서 설명되는 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함하고, 해당 프로그램이 기록되어 있는 데이터 캐리어(또는 디지털 저장 매체, 또는 컴퓨터-판독 가능 매체)이다. 데이터 캐리어, 디지털 저장 매체 또는 기록 매체는 일반적으로 유형의(tangible) 및/또는 비-일시적인 것이다.
따라서, 본 발명의 방법의 추가적인 실시형태는 본 명세서에서 설명되는 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 나타내는 데이터 스트림 또는 일련의 신호이다. 예를 들어, 데이터 스트림 또는 일련의 신호는, 예를 들어 인터넷을 통한, 데이터 통신 접속을 통해 전송되도록 구성될 수 있다.
추가적인 실시형태는 본 명세서에서 설명되는 방법들 중 하나를 수행하도록 구성된 또는 적응된 처리 수단, 예를 들어 컴퓨터, 또는 프로그램 가능 논리 소자를 포함한다.
추가적인 실시형태는 본 명세서에서 설명되는 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 설치된 컴퓨터를 포함한다.
본 발명에 따른 추가적인 실시형태는 본 명세서에서 설명되는 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 수신기에 전송(예를 들어, 전자적으로 또는 광학적으로)하도록 구성되는 장치 또는 시스템을 포함한다. 수신기는, 예를 들어, 컴퓨터, 모바일 디바이스, 메모리 디바이스 등일 수 있다. 장치 또는 시스템은, 예를 들어, 컴퓨터 프로그램을 수신기에 전송하기 위한 파일 서버를 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에 있어서, 프로그램 가능 논리 소자(예를 들어, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이)는 본 명세서에서 설명되는 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이는 본 명세서에서 설명되는 방법들 중 하나를 수행하기 위해 마이크로프로세서와 협력할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 임의의 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
본 명세서에서 설명되는 장치는 하드웨어 장치를 사용해서, 또는 컴퓨터를 사용해서, 또는 하드웨어 장치와 컴퓨터의 조합을 사용해서 구현될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 장치, 또는 본 명세서에서 설명되는 장치의 임의의 구성요소는 적어도 부분적으로 하드웨어로 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 방법들은 하드웨어 장치를 사용해서, 또는 컴퓨터를 사용해서, 또는 하드웨어 장치와 컴퓨터의 조합을 사용해서 수행될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 방법들, 또는 본 명세서에서 설명되는 장치의 임의의 구성요소는 적어도 부분적으로 하드웨어에 의해 및/또는 소프트웨어에 의해 수행될 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시형태들을 참조하여 설명되었지만, 이 설명이 제한적인 의미로 해석되게 하려는 것은 아니다. 본 발명의 예시적인 실시형태들 뿐만 아니라 그 밖의 실시형태들의 다양한 변형예들 및 조합들은 발명의 상세한 설명을 참조함으로써 당업자에게는 자명할 것이다. 따라서, 첨부된 청구 범위는 임의의 그러한 변형예들 또는 실시형태들을 포함하는 것을 의도하고 있다.

Claims (15)

  1. MEMS 마이크로폰(102)으로서,
    MEMS 마이크로폰 유닛(104)과,
    상기 MEMS 마이크로폰 유닛(104)의 하류(downstream)측에 연결되는 변조기(110)를 포함하되,
    상기 변조기(110)는 샘플링 주기 당 단일 비트를 그 출력에 제공하도록 구성되고,
    상기 변조기(110)는 규정된 위상 변이를 변조될 신호(120)에 적용하도록 구성된 이상기(124)를 포함하며,
    상기 변조기(110)는 상기 이상기(124)의 하류측에 연결되는 양자화기(126) - 상기 양자화기(126)는 상기 이상기(124)에 의해 제공되는 상기 변조될 신호(120)의 위상 변이된 버전(128)을 양자화하도록 구성됨 - 를 포함하고,
    상기 변조될 신호(120)는 상기 MEMS 마이크로폰 유닛(104)에 의해 제공된 신호 또는 상기 MEMS 마이크로폰 유닛(104)에 의해 제공된 신호로부터 유래된 신호이며,
    상기 이상기(124)는 상기 변조될 신호(120)에 상기 위상 변이로서 지연을 적용하도록 구성되고,
    상기 지연은 상기 샘플링 주기의 분수와 동일한
    MEMS 마이크로폰(102).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변조될 신호(120)는 상기 MEMS 마이크로폰 유닛(104)에 의해 제공된 신호로부터 유래된 신호이며,
    상기 MEMS 마이크로폰 유닛(104)에 의해 제공된 신호로부터 유래된 신호는 상기 변조기(110)의 입력(122)에서 존재하는 신호 또는 상기 변조기의 상기 입력(122)에서 존재하는 신호의 필터링된 버전인,
    MEMS 마이크로폰(102).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 변조기(110)는 루프 필터(130)를 포함하고,
    상기 MEMS 마이크로폰 유닛(104)에 의해 제공된 신호로부터 유래된 신호는 상기 루프 필터(130)에 의해 필터링된 상기 변조기(110)의 입력(122)에서 존재하는 신호의 필터링된 버전인,
    MEMS 마이크로폰(102).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이상기(124)는 상기 변조기의 한계 사이클을 감소시키기 위해 상기 규정된 위상 변이를 상기 변조될 신호(120)에 적용하도록 구성되는
    MEMS 마이크로폰(102).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이상기(124)는 조정 가능한 위상 변이를 상기 변조될 신호(120)에 적용하도록 구성되는
    MEMS 마이크로폰(102).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이상기(124)는 상기 변조될 신호(120)의 레벨에 따라 상기 위상 변이를 조정하도록 구성되는
    MEMS 마이크로폰(102).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 변조기(110)는 디지털 변조기인
    MEMS 마이크로폰(102).
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 변조기(110)는 시그마-델타 아날로그-디지털 변환기인
    MEMS 마이크로폰(102).
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. MEMS 마이크로폰 모듈(100)로서,
    제1항 또는 제2항에 따른 제1 MEMS 마이크로폰(102_1), 및
    제1항 또는 제2항에 따른 제2 MEMS 마이크로폰(102_2)을 포함하는
    MEMS 마이크로폰 모듈(100).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 MEMS 마이크로폰(102_1) 및 상기 제2 MEMS 마이크로폰(102_2)의 변조기들(110_1, 110_2)은 서로 다른 위상 변이를 상기 변조될 신호(120)에 적용하도록 구성되는
    MEMS 마이크로폰 모듈(100).
  14. MEMS 마이크로폰(102)― 상기 MEMS 마이크로폰(102)은 MEMS 마이크로폰 유닛(104) 및 상기 MEMS 마이크로폰 유닛(104)의 하류측에 연결되는 변조기(110)를 포함하고, 상기 변조기(110)는 이상기(124)와 상기 이상기(124)의 하류측에 연결되는 양자화기(126)를 포함함 ―을 동작시키는 방법(200)으로서, 상기 방법(200)은:
    상기 이상기(124)를 사용하여 규정된 위상 변이를 상기 변조기(110)에 의해 변조될 신호(120)에 적용하여 상기 변조될 신호(120)의 위상 변이된 버전을 획득하는 단계(202) - 상기 변조될 신호(120)는 상기 MEMS 마이크로폰 유닛(104)에 의해 제공된 신호 또는 상기 MEMS 마이크로폰 유닛(104)에 의해 제공된 신호로부터 유래된 신호임 - 와,
    상기 변조기(110)의 상기 양자화기(126)를 사용하여 상기 변조될 신호(120)의 상기 위상 변이된 버전(128)을 양자화하고 샘플링 주기 당 단일 비트를 제공하는 단계와,
    상기 변조될 신호(120)에 상기 위상 변이로서 지연을 적용하는 단계 - 상기 지연은 상기 샘플링 주기의 분수와 동일함 - 를 포함하는,
    방법(200).
  15. 컴퓨터 또는 마이크로프로세서 상에서의 실행시에, 제14항에 기재된 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터-판독 가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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