KR20150007987A - 마이크로폰 증폭기용 시스템 및 방법 - Google Patents

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인피니언 테크놀로지스 아게
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Abstract

일 실시예에 따라서, 2선식 마이크로폰은 집적 회로를 포함한다. 집적 회로는 집적 회로의 제 1 핀에 연결된 전원 공급 접속 및 집적 회로의 제 2 핀에 연결된 기준 접속을 구비하는 증폭기와, 상기 증폭기의 출력에 연결된 제 1 종단 및 상기 집적 회로 내의 제 1 노드에 연결된 제 2 종단을 구비하는 임피던스 소자를 포함한다.

Description

마이크로폰 증폭기용 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR A MICROPHONE AMPLIFIER}
본 개시는 전반적으로 전자 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 마이크폰 증폭기용 시스템 및 방법에 관한 것이다.
오디오 마이크폰은 일반적으로 휴대 전화, 디지털 오디오 레코더, 개인용 컴퓨터 및 원격 회의 시스템과 같은 다양한 사용자 애플리케이션에 이용된다. 특히, 저비용 ECM(electret condenser microphone)이 대량 생산 비용 의존 애플리케이션에 이용된다. ECM 마이크로폰은 전형적으로 음향부 및 전기 출력 단말을 구비하는 작은 패키지 내에 탑재되는 일렉트릿 재료의 막이 포함된다. 일렉트릿 재료는 진동판에 부착되거나 진동판 그 자체를 이룬다.
다른 유형의 마이크로폰은 감압식 진동판이 집적 회로 상에 직접 에칭되는 MEMS(microelectro-mechanical System) 마이크로폰이다. 그와 같이, 마이크로폰은 각 개별 부분으로 제조되기 보다 단일 집적 회로 상에 포함된다.
대부분의 ECM 및 MEMS 마이크로폰은 또한 휴대 전화기 또는 보청기와 같은 대상 애플리케이션을 위한 코드 및 플러그를 통해 음성 전위 증폭기로 인터페이싱될 수 있는 전치 증폭기를 포함한다. 많은 경우에, 전치 증폭기와 전위 증폭기 사이의 인터페이스는 전원 단말, 신호 단말 및 접지 단말에 연결된 3선식 인터페이스이다. 그러나, 몇몇 시스템에서 전원 및 신호 단말이 신호로 조합되는 데 2선식 인터페이스가 이용됨으로써, 3개의 선 대신에 2개의 선을 이용하여, 시스템의 비용을 저감한다.
그러나, 전원 및 신호 인터페이스를 단일 인터페이스로 조합하는 것은 전원 공급 노이즈의 존재 및 방해에서 양호한 음향 성능을 유지하는 데 대해 많은 설계 문제를 제기한다.
일 실시예에 따라서, 2선식 마이크로폰은 집적 회로를 포함한다. 집적 회로는 집적 회로의 제 1 핀에 연결된 전원 공급 접속 및 집적 회로의 제 2 핀에 연결된 기준 접속을 구비하는 증폭기와, 증폭기의 출력에 연결된 제 1 종단 및 집적 회로 내의 제 1 노드에 연결된 제 2 종단을 구비하는 임피던스 소자를 포함한다.
본 발명 및 그 효과의 보다 완전한 이해를 위해, 첨부된 도면과 함께 후술하는 설명을 참조한다.
도 1은 전형적인 마이크로폰 증폭 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 마이크로폰 증폭 시스템의 예를 도시한 도면이다.
도 3은 마이크로폰 증폭 시스템의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 4는 증폭기의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시 방법의 블록도이다.
전반적으로 상이한 도면 내의 상응하는 숫자 및 기호는 달리 표시하지 않는 한 상응하는 부분을 말한다. 도면은 바람직한 일시예의 적절한 형태를 명확하게 도시한 것으로서 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다. 임의의 실시예를 보다 명확하게 도시하기 위해서, 동일한 구조, 재료 또는 공정 단계의 차이를 가리키는 문자는 도면 번호가 이어질 수 있다.
이하, 본 바람직한 실시예의 제조 및 이용에 대해 상세히 논의한다. 그러나, 본 발명은 매우 다양한 특정 상황에서 구현될 수 있는 많은 적용가능한 창의적 개념을 제공한다는 점을 인식해야한다. 논의된 특정 실시예는 단지 본 발명을 만들고 이용하는 특정 방식의 예시일 뿐이고, 본 발명의 범주를 제한하지 않는다.
본 발명은 특정한 상황에서의 바람직한 실시예인 음향 시스템에 이용될 수 있는 마이크로폰 전치증폭기용 시스템 및 방법에 대해 논의할 것이다. 본 발명의 실시예는 또한 센서 시스템 및 데이터 전송 시스템을 포함하지만 그것으로 한정되지는 않는 유선 인터페이스를 이용하는 다른 시스템 및 애플리케이션에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 2선식 무선 마이크로폰은 음향 변환기에 연결된 증폭기를 이용하여 구현된다. 증폭기는 동일한 집적 회로 상의 부하 임피던스와 통합되어, 집적 회로의 공급 전류는 음향 변환기의 음향 입력에 비례하는 AC 전류를 포함한다. 전원 공급 전압에 연결된 외부 저항과 함께 증폭기의 전원 공급 노드를 로딩함으로써, AC 전원 공급 전류는 2선식 인터페이스를 통해 원격 증폭기에 의해 회복될 수 있다.
도 1은 메인 유닛(120)과 연결된 마이크로폰 유닛(102)을 포함하는 전형적인 2선식 마이크로폰 증폭 시스템(100)을 도시한 도면이다. 메인 유닛(120)은 예를 들어, 개인용 컴퓨터의 마더보드 상에 포함되거나, 오디오 처리 칩 상의 서브 회로로서 포함될 수 있다. 마이크로폰 유닛(102)은 음향 변환기(104) 및 증폭기(106)를 구비하는 마이크로폰 회로(101)를 포함한다. 마이크로폰 유닛(102) 내에서, 저항(108, 110) 및 캐패시터(112)를 포함하는 수동 네트워크는 증폭기(106)의 출력과 마이크로폰 유닛 접지 노드 MGND 사이에서 연결된다. 신호 MOUT 및 MGND는 2선식 마이크로폰 인터페이스를 이룬다. 신호 MGND는 스위치(122)에 연결되고, 신호 MOUT는 AC 커플링 캐패시터(126)를 통해서 증폭기(124)에 연결된다. 스위치(122)는 예를 들어 당업계에 주지된 회로 및 시스템을 이용하여 신호 MOUT 및 MGND에 연결된 리셉터클(receptacle)로 신호 MOUT 및 MGND를 포함하는 마이크로폰 플러그를 끼운 결과로서 단락될 수 있다.
2선식 마이크로폰 증폭 시스템(100)에서, 증폭기(106) 및/또는 변환기(104)는 MOUT로부터 그 전원을 수신하고, MOUT를 통해 음향 신호의 전기 표현을 전송한다. 전원이 메인 유닛(120) 상의 저항(132)을 통해 증폭기(106)에 공급되는 동안, 증폭기(124)는 선 MOUT 상에 존재하는 AC 신호를 증폭하도록 구성된다. 시스템(100)에서, 증폭기(106)는 저항(108, 110) 및 캐패시터(112)를 구동하는 노드 OUT에서 음향 변환기의 출력을 전압으로 변환한다. 저항(108, 110) 및 캐패시터(112)를 구동하는 신호 전류 ISIC는 선 MOUT를 통해 공급된다. 메인 유닛에 대한 작동점은 증폭기(106)의 출력에서의 주어진 DC 부하 전류 및 마이크로폰의 공급 전류와 함께 저항(132)를 가로지르는 전압 강하에 의해 결정된다. 저항(132)에 인가중인 신호 전류 ISIG의 결과로서 증폭기(124)의 입력에서 전압이 생성된다. 캐패시터(126)는 증폭기(124)의 제 1 입력에 선 MOUT에서의 신호 전압을 연결하는 한편, 캐패시터(128)는 증폭기(124)의 제 2 입력에서 온칩 전원 공급 VDD에서의 신호 전압을 연결한다. 증폭기(124)에 대한 AC 신호 진폭은 마이크로폰 회로(101)의 출력에서 저항(108, 110)에 대한 메인 유닛(120) 내의 저항(132)의 병렬 접속 관계에 의해 결정된다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따르는 마이크로폰 시스템(200)을 도시한다. 시스템(200)은 그 출력이 저항(206)을 통해 전압 기준(208)에 연결되는 증폭기(204)의 입력에 연결된 음향 변환기(104)를 구비하는 마이크로폰 집적 회로(202)를 포함한다. 작동 중에, 음향 변환기(104)의 출력은 증폭기(204)에 의해 증폭된다. 몇몇 실시예에서, 증폭기(204)는 대략 1의 이득을 갖는 소스 팔로워 트랜지스터(source follower transistor)로 구현될 수 있다. 대신에, 다른 증폭기 구조는 특정 실시예 및 그 세부 사항에 따라 단위 전압 이득, 1보다 큰 전압 이득 또는 1보다 작은 전압 이득을 갖는 것에 이용될 수 있다. 증폭기(204)의 출력에 의해 공급되는 신호 전류가 소스로 입력되어 500Ω 내지 대략 10㏀의 범위에 있는 저항(206)을 통해 전압 기준(208)으로 강하된다. 대신에, 다른 범위가 이용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 임의 임피던스 네트워크가 하나 이상의 저항, 캐패시터 및/또는 인덕턴스를 포함하는 저항(206) 대신에 이용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 저항(206)은 복수의 직렬 및/또는 병렬 접속 저항을 포함할 수 있다.
대체 실시예에서, 메인 유닛(120)은 집적 회로(202)의 전류 출력을 신호 전류로 변환하는 전류 증폭기 또는 트랜스임피던스(transimpedance) 증폭기와 같이 입력 임피던스가 낮은 증폭기를 구비할 수 있다. 그러한 전류 증폭기 또는 트랜스임피던스 증폭기는 또한 3선식 마이크로폰 회로에 인가될 수 있다.
결과적인 신호 전류는 상술한 바와 같이 메인 유닛(120)에 연결되는 신호 라인 MOUT를 통해 증폭기(204)에 공급된다. 몇몇 실시예에서, 신호 전류 ISIG의 AC 부분은 대략 1㎂와 대략 300㎂ 사이에 있을 수 있는 반면, DC 전류는 대략 1㎂와 대략 100㎂ 사이에 있을 수 있다. 대신에, 다른 전류 범위가 이용될 수 있다. 증폭기9204)는 당업계에 주지된 회로 기술을 이용하여 구현될 수 있다. 전압 기준 블록(208)은 선택된 기준 전압에 따라 전류 구동 능력 또는 전류 강하 능력 중 어느 하나를 제공하는 특성을 갖는 조절된 기준 노드를 정의한다. 몇몇 실시예에서, 전류 구동 또는 전류 강하 능력 중 하나를 제공함으로써, 기준 블록(208)으로부터 전달된 전류가 신호의 반대 위상이고, 출력 전류 ISIG가 소거되는 상황을 피할 수 있다. 이 것은 예를 들어 기준 블록(208)을 증폭기(204)의 출력에서 평균 DC 전압보다 크거나 작은 전압을 출력하도록 구성함으로써 구현될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이 전압은, 증폭기(204)의 출력 전류가 극성이 반대로 되는 것을 방지하는 마진에 의해, 증폭기(204)의 출력에서의 DC 전압보다 크거나 작다. 이 마진은 저항(206)의 저항값과 예상 DC 신호 전류의 함수이다. 다른 실시예에서, 블록(208)의 기준 전압은 출력 증폭기(204)에서의 DC 전압과 거의 같을 수 있다. 전압 기준(208)은 당업계의 주지된 회로 시스템 및 방법을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 전압 기준(208)은 밴드갭 전압 기준을 이용해서 구현될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 기준 전압(208)은 집적 회로(202) 상의 증폭기(204) 및 다른 회로를 위한 기준 전압을 공급하는 데 이용되는 동일한 밴드갭 생성기에 의해 유도될 수 있다.
일 실시예에서, 집적 회로(202)는 각기 신호 라인 MOUT 및 MGND로 연결되는 핀(250, 252)만을 이용하여 메인 유닛(120)에 인터페이싱된다. 음향 변환기(104)는 예를 들어, 온칩 MEMS 마이크로폰을 이용하여 구현될 수 있다. 전원은 예를 들어 약 1∼5V의 범위에 있을 수 있는 메인 유닛(120) 상의 VDD를 통해 집적 회로(202)에 인가된다. 대신에, 다른 범위가 이용될 수 있다.
도 2b는 예를 들어 MEMS 장치 또는 ECM 장치에 의해 구현될 수 있는 외부 음향 변환기(205)에 연결된 증폭기 집적 회로(262)를 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시스템(260)을 도시한다. 도 2b의 실시예는 증폭기(204)의 출력이 저항(206)을 통해 기준 생성기(208)에 연결된다는 점에서 도 2a의 실시예와 유사하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로폰 증폭 시스템(220)을 도시한다. 시스템(220)은 메인 유닛(120)에 연결된 집적 회로(222)를 구비한다. 집적 회로(222)는 증폭기(204)에 의해 증폭되는 음향 변환기(104)를 포함한다. 증폭기(204)의 출력은 NMOS(224)의 게이트에 연결되어 저항(226) 및 저항(132)과 함께 NMOS 공통 소스 증폭기를 형성한다. 본 발명의 대체 실시예에서, BJT 또는 다른 장치가 NMOS 장치(224) 대신에 이용될 수 있다. 마이크로폰 증폭 시스템(220)의 작동 중에, 신호 전류 ISIG는 NMOS 공통 소스 장치(224)에 의해 생성된다. 증폭기(124)에 대한 AC 신호 진폭은 메인 유닛에서의 저항(132)의 병렬 접속의 저항(226)에 대한 관계에 의해 결정된다. 다른 실시예에서, NMOS(224)에 관한 추가 제어/조절 루프는 선형성 및 PSRR을 증가시키도록 구현될 수 있다.
도 4는 여러 실시예에서 증폭기(204)를 구현하는 데 이용될 수 있는 증폭기(300)의 개략을 도시한다. 증폭기(300)는 그 게이트가 입력 전압 VIN에 연결된 PMOS 소스 팔로워 트랜지스터(320)을 구비한다. PMOS 소스 팔로워 트랜지스터(320)의 출력은 출력 노드 VOUT에 연결된다. 전류원(306, 310)은 정바이어스 전류를 제공한다. 입력에서 신호가 없으면, NMOS(310)의 바이어스 전류에 의해 주어진 정전류가 PMOS(318, 320)를 거쳐 흐른다. 노드 VOUT에서 저항성 노드가 있으면, 추가 정전류가 PMOS(318)를 거쳐 흐른다. 작동 중에, PMOS(320) 상의 입력 신호가 증가되면, 노드 VOUT에서의 전압은 증가되고, NMOS(316)는 출력 부하로 전류를 전달하는 출력 PMOS 트랜지스터(318)의 게이트 전압을 풀다운시킨다. 한편, PMOS(320) 상의 입력 신호가 감소되면, PMOS(318) 상의 게이트 전압은 증가되고, 전류원(310)은 노드 VOUT로부터의 전류를 강하시킬 수 있다. PMOS318)의 게이트 전압은 출력 신호로 제어되기 때문에, VOUT에서의 부하로 제어되는 선형 전류도 VDD로부터 강하된다. 또한, NMOS(316)가 있으면, 소스 팔로워 PMOS(320)의 게이트-드레인 캐패시턴스 Cgd가 증가되어, 소스 팔로워의 입력 캐패시턴스를 감소시킨다. 전류는 전류원(306)과, PMOS 장치(314, 314)로 이루어지는 전류 미러를 통해 NMOS(316)의 드레인으로 제공된다. 전류원(306, 310)은 당업계의 주지된 바이어싱 회로 및 기술을 이용해서 구현될 수 있다. 입력 노드 VIN은 전압원(302)과, NMOS 또는 PMOS 트랜지스터, 큰 저항, 또는 다른 반도체 구조로 구현될 수 있는 고 옴 저항(high ohmic resistance)(304)을 이용하여 바이어싱된다. 전압원(302)은 당업계의 주지된 전압 기준 회로 및 기술을 이용하여 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 증폭기(300)는 대략 1의 전압 이득을 갖는다. 대체 예에서, bjt와 같은 다른 트랜지스터 장치 유형이 이용될 수 있다. 일 실시예에서, NMOS 트랜지스터는 PMOS 트랜지스터로 대체될 수 있고, PMOS 트래지스터는 NMOS 트랜지스터로 대체될 수 있다.
도 5는 단계 402에서 음향 변환기를 이용해서 음향 입력을 수신하는 단계를 포함하는 2선식 마이크로폰의 작동 예시 방법(400)의 블록도이다. 음향 변환기는 예를 들어 MEMS 마이크로폰을 이용하는 집적 회로 상에 구성될 수 있고/있거나 일렉트릿 마이크로폰(electret microphone)과 같은 다른 음향 변환기 장치를 이용하여 구현될 수 있다. 단계 404에서, 음향 변환기의 출력은 증폭되어 제 1 전기 신호를 생성한다. 몇몇 실시예에서, 이 증폭은 집적 회로 상에 배치된 증포기에 의해 수행된다. 단계 406에서, 제 1 전기 신호는 집적 회로 상의 신호 전류로 변환된다. 몇몇 실시예에서, 신호 전류는 기준 전압원과 직렬로 저항을 갖는 증폭기의 출력을 로딩하여 생성될 수 있다. 대신에, 신호 전류는 외부 애플리케이션과 함께 공통 소스 증폭기를 형성하는 그 소스 저항과 함께 NMOS 트랜지스터를 이용해서 생성될 수 있다. 일단 제 1 전기 신호가 신호 전류로 변환되면, 단계 408에서 신호 전류는 집적 회로의 제 1 핀 상으로 출력된다. 몇몇 실시예에서, 출력 신호 전류는 증폭기의 출력으로부터 증폭기의 전원 공급 궤도까지 흐르는 신호 경로를 갖는다. 단계 410에서, 집적 회로 상의 증폭기는 신호 전류를 출력하는 동일한 제 1 핀으로부터 전원을 수신한다. 몇몇 실시예에서, 신호 전류는 단계 412에서 전원 공급과 연결된 외부 저항으로 신호 전류를 인가하여 수신한다. 이 외부 저항은 2선식 마이크로폰의 외부에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 2선식 마이크로폰은 집적 회로를 포함한다. 집적 회로는 집적 회로의 제 1 핀에 연결된 전원 공급 접속 및 집적 회로의 제 2 핀에 연결된 기준 접속을 갖는 증폭기와, 증폭기의 출력에 연결된 제 1 종단 및 집적 회로 내의 제 1 노드에 연결된 제 2 종단을 갖는 임피던스 소자를 포함한다. 2선식 마이크로폰은 증폭기의 입력에 연결된 출력을 구비하는 음향 변환기를 더 포함한다. 이 음향 변환기는 집적 회로 상에 배치될 수 있다.
2선식 마이크로폰은 집적 회로 상에 배치된 기준 전압 생성기를 더 포함할 수 있고, 기준 전압 생성기는 제 1 노드에 연결된 출력을 갖는다.
몇몇 실시예에서, 2선식 마이크로폰은 증폭기의 출력에 연결된 제어 노드 및 제 1 핀에 연결된 제 1 출력 노드를 갖는 트랜지스터를 포함한다. 일 경우에, 임피던스 소자의 제 1 종단은 트랜지스터의 제 2 출력 노드에 연결되고, 임피던스 소자의 제 1 종단은 트랜지스터를 통해 증폭기의 출력에 연결되며, 제 1 노드는 제 2 핀에 연결된다. 일 실시예에서, 트랜지스터는 MOSFET을 이용하여 구현되어서, 트랜지스터의 제어 노드는 MOSFET의 게이트이고, 트랜지스터의 제 1 출력은 MOSFET의 드레인이며, 트랜지스터의 제 2 출력 노드는 MOSFET의 소스이다.
다른 실시예에 따라서, 반도체 회로는 반도체 기판과, 반도체 기판 상에 배치된 음향 변환기와, 반도체 기판 상에 배치된 증폭기와, 반도체 기판 상에 배치된 임피던스 소자를 포함하되, 제 1 핀은 증폭기에 연결되고, 제 2 핀은 기준 노드에 연결된다. 증폭기는 음향 변환기의 출력에 연결된 입력을 갖고, 임피던스 소자는 증폭기의 출력에 연결된 제 1 종단을 갖고, 제 1 핀은 반도체 회로를 위한 전원을 수신해서 음향 출력 노드에 비례하는 신호 전류를 출력하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 기준 노드는 접지 노드이다. 반도체 회로는 제 1 핀 및 제 2 핀만을 통해 음향 처리기에 인터페이스되도록 구성된 2선식 마이크로폰 회로일 수 있다.
일 실시예에서, 반도체 회로는 반도체 기판 상에 배치된 기준 전압 생성기를 더 포함하고, 기준 전압 생성기는 저항과 같은 임피던스 소자의 제 2 핀에 연결되는 출력을 갖는다. 반도체 회로는 또한 증폭기의 출력에 연결된 제어 노드 및 제 1 핀에 연결된 제 1 출력 노드를 갖는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 일 예에서, 임피던스 소자의 제 1 종단은 트랜지스터를 통해 증폭기의 출력에 연결되고, 임피던스 소자의 제 1 종단은 트랜지스터의 제 2 출력 노드에 연결되며, 임피던스 소자의 제 2 종단은 제 2 핀에 연결된다. 일 실시예에서, 트랜지스터는 MOSFET을 이용하여 구현되고, 트랜지스터의 제어 노드는 MOSFET의 게이트이고, 트랜지스터의 제 1 출력 노드는 MOSFET의 드레인이며, 트랜지스터의 제 2 출력 노드는 MOSFET의 소스이다.
다른 실시예에서, 2선식 마이크로폰 작동 방법은, 음향 변환기를 이용해서 음향 입력을 수신하는 단계와, 음향 입력을 증폭하여 제 1 전기 신호를 생성하는 단계를 포함하되, 증폭은 제 1 집적 회로 상에 배치된 증폭기를 이용해서 이루어진다. 방법은 제 1 전기 신호를 신호 전류로 변환하는 단계를 더 포함하고, 변환은 증폭기를 이용해서, 제 1 집적 회로 상에 배치되는 임피던스 소자를 가로지르는 전압을 인가하는 과정을 포함한다. 또한, 방법은 집적 회로의 제 1 핀 상에 신호 전류를 출력하는 단계와, 집적 회로의 제 1 핀으로부터 증폭기를 위한 전원을 수신하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 전기 신호를 신호 전류로 변환하는 단계는, 증폭기를 이용하여 임피던스 소자의 제 1 단말에 제 1 전기 신호를 인가하는 과정과, 임피던스 소자의 제 2 단말에 DC 전압을 인가하는 과정을 포함한다. DC 전압을 인가하는 과정은 집적 회로 상에 배치된 기준 전압 생성기를 이용하는 과정을 포함할 수 있다. 또한, 제 1 전기 신호를 신호 전류로 변환하는 단계는, 증폭기의 출력에 연결된 게이트를 갖는 소스 팔로워 트랜지스터를 이용하여 임피던스 소자의 제 1 단말에 제 1 전기 신호를 인가하는 과정과, 임피던스 소자의 제 2 단말을 집적 회로의 제 2 핀에 연결하는 과정을 포함한다.
일 실시예에서, 음향 변환기를 이용하여 음향 입력을 수신하는 단계는 집적 회로 상에 배치된 음향 변환기를 이용하는 과정을 포함한다. 방법은 또한 집적 회로의 제 1 핀과 집적 회로의 제 2 핀은 오디오 수신 회로에 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
칩 상에 증폭기 로딩 소자가 포함되는 몇몇 실시예의 효과는, 보다 저렴한 비용, 보다 작은 보드 영역 및/또는 증가된 PSRR을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 보다 낮은 비용은 외부 부품이 없거나 많지 않고, 인터페이스 패드 수가 감소된 결과일 수 있다.
예시적인 실시예를 참조하면서 본 발명을 설명했지만, 이 설명은 제한된 의미로 이해되고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 다른 실시예 뿐만 아니라 예시적인 실시예의 여러 변형 및 조합은 설명을 참조하면 당업자에게 명백할 것이다.
100, 220 : 마이크로폰 증폭 시스템
101, 202 : 마이크로폰 회로
120 : 메인 유닛
102 : 마이크로폰 유닛
104 : 음향 변환기
106 : 증폭기
108, 110, 132, 206, 226 : 저항
112 : 캐패시터
122 : 스위치
124, 204, 300 : 증폭기
126 : AC 커플링 캐패시터
208 : 전압 기준
250, 252 : 핀
306, 310 : 전류원
316 : NMOS
318, 320 : PMOS

Claims (22)

  1. 집적 회로를 포함하는 2선식 마이크로폰으로서,
    상기 집적 회로는,
    상기 집적 회로의 제 1 핀에 연결된 전원 공급 접속 및 상기 집적 회로의 제 2 핀에 연결된 기준 접속을 갖는 증폭기와,
    상기 증폭기의 출력에 연결된 제 1 종단 및 상기 집적 회로 내의 제 1 노드에 연결된 제 2 종단을 갖는 임피던스 소자를 포함하는
    2선식 마이크로폰.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 증폭기의 입력에 연결된 출력을 갖는 음향 변환기를 더 포함하는
    2선식 마이크로폰.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 음향 변환기는 상기 집적 회로 상에 배치되는
    2선식 마이크로폰.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 집적 회로 상에 배치되는 기준 전압 생성기를 더 포함하고, 상기 기준 전압 생성기는 상기 제 1 노드에 연결된 출력을 갖는
    2선식 마이크로폰.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기준 전압 생성기는 상기 증폭기의 DC 출력 전압보다 크거나 작은 기준 전압을 출력하도록 구성된
    2선식 마이크로폰.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 증폭기의 출력에 연결된 제어 노드 및 상기 제 1 핀에 연결된 제 1 출력 노드를 갖는 트랜지스터를 더 포함하는
    2선식 마이크로폰.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 임피던스 소자의 제 1 종단은 상기 트랜지스터의 제 2 출력 노드에 연결되고, 상기 임피던스 소자의 제 1 종단은 상기 트랜지스터를 통해 상기 증폭기의 출력에 연결되며, 상기 제 1 노드는 상기 제 2 핀에 연결되는
    2선식 마이크로폰.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 MOSFET을 포함하고,
    상기 트랜지스터의 제어 노드는 상기 MOSFET의 게이트이고,
    상기 트랜지스터의 제 1 출력 노드는 상기 MOSFET의 드레인이며,
    상기 트랜지스터의 제 2 출력 노드는 상기 MOSFET의 소스인
    2선식 마이크로폰.
  9. 반도체 기판과,
    상기 반도체 기판 상에 배치된 음향 변환기와,
    상기 반도체 기판 상에 배치된 증폭기 - 상기 증폭기는 상기 음향 변환기의 출력에 연결된 입력을 가짐 - 와,
    상기 반도체 기판 상에 배치된 임피던스 소자 - 상기 임피던스 소자는 상기 증폭기의 출력에 연결된 제 1 종단을 가짐 - 와,
    상기 증폭기에 연결된 제 1 핀 - 상기 제 1 핀은 반도체 회로에 대한 전원을 수신하여 음향 출력에 비례하는 신호 전류를 출력하도록 구성됨 - 과,
    기준 노드에 연결되는 제 2 핀을 포함하는
    반도체 회로.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기준 노드는 접지 노드인
    반도체 회로.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 반도체 회로 상에 배치되고, 상기 임피던스 소자의 제 2 종단에 연결된 출력을 갖는 기준 전압 생성기를 더 포함하는
    반도체 회로.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준 전압 생성기는 상기 증폭기의 DC 출력 전압보다 크거나 작은 기준 전압을 출력하도록 구성된
    반도체 회로.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 임피던스 소자는 저항을 포함하는
    반도체 회로.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 반도체 회로는 상기 제 1 핀 및 상기 제 2 핀을 통해서만 음향 처리기에 인터페이스하도록 구성된 2선식 마이크로폰 회로인
    반도체 회로.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 증폭기의 출력에 연결된 제어 노드 및 상기 제 1 핀에 연결된 제 1 출력 노드를 갖는 트랜지스터를 더 포함하는
    반도체 회로.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 임피던스 소자의 제 1 종단은 상기 트랜지스터를 통해 상기 증폭기의 출력에 연결되고,
    상기 임피던스 소자의 제 1 종단은 상기 트랜지스터의 제 2 출력 노드에 연결되고,
    상기 임피던스 소자의 제 2 종단은 상기 제 2 핀에 연결되는
    반도체 회로.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 MOSFET를 포함하고,
    상기 트랜지스터의 제어 노드는 상기 MOSFET의 게이트이고,
    상기 트랜지스터의 제 1 출력 노드는 상기 MOSFET의 드레인이며,
    상기 트랜지스터의 제 2 출력 노드는 상기 MOSFET의 소스인
    반도체 회로.
  18. 음향 변환기를 이용하여 음향 입력을 수신하는 단계와,
    제 1 전기 신호를 생성하기 위해, 상기 음향 입력을 증폭하는 단계 - 상기 증폭하는 단계는 제 1 집적 회로 상에 배치된 증폭기를 이용하는 단계를 포함함 - 와,
    상기 제 1 전기 신호를 신호 전류로 변환하는 단계 - 상기 변환하는 단계는 상기 증폭기를 이용하여 임피던스 소자에 걸쳐 전압을 인가하는 단계를 포함하고, 상기 임피던스 소자는 상기 제 1 집적 회로 상에 배치됨 - 와,
    상기 제 1 집적 회로의 제 1 핀 상에 상기 신호 전류를 출력하는 단계와,
    상기 제 1 집적 회로의 상기 제 1 핀으로부터 상기 증폭기에 대한 전력을 수신하는 단계를 포함하는
    2선식 마이크로폰 작동 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 전기 신호를 신호 전류로 변환하는 단계는,
    상기 증폭기를 이용하여 상기 임피던스 소자의 제 1 단말에 상기 제 1 전기 신호를 인가하는 단계와,
    상기 임피던스의 제 2 단말에 DC 전압을 인가하는 단계 - 상기 DC 전압을 인가하는 단계는 상기 제 1 집적 회로 상에 배치된 기준 전압 생성기를 이용하는 단계를 포함하는
    2선식 마이크로폰 작동 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 전기 신호를 신호 전류로 변환하는 단계는,
    상기 증폭기의 출력에 연결된 게이트를 갖는 소스 팔로워 트랜지스터(source follower transistor)를 이용하여 상기 임피던스 소자의 제 1 단말에 상기 제 1 전기 신호를 인가하는 단계와,
    상기 제 1 집적 회로의 제 2 핀에 상기 임피던스 소자의 제 2 단말을 연결하는 단계를 포함하는
    2선식 마이크로폰 작동 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 음향 변환기를 이용하여 상기 음향 입력을 수신하는 단계는 상기 제 1 집적 회로 상에 배치된 음향 신호를 이용하는 단계를 포함하는
    2선식 마이크로폰 작동 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 집적 회로의 상기 제 1 핀과 상기 집적 회로의 제 2 핀을 오디오 수신 회로에 연결하는 단계를 더 포함하는
    2선식 마이크로폰 작동 방법.
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