一種麥克風靈敏度的校準方法和裝置的製作方法

2023-06-09 12:50:51 1

專利名稱：一種麥克風靈敏度的校準方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及聲音釆集裝置——麥克風，更確切地說，本發明涉及一種麥克 風靈敏度的校準方法，以及用於實現所述麥克風靈敏度的校準方法的電路。
背景技術：
麥克風一般由聲-電轉換組件和放大器組成，聲-電轉換組件將聲音轉換成微 弱的電信號，放大器將微弱的電信號進行緩衝放大後轉換為特定大小的電壓信 號。例如，典型的電容式聲-電轉換組件中，由一個固定極板和一個隨聲壓振動 的振動極板構成電容，外界的聲波帶動振動極板運動，使得固定極板和振動極 板的間隙發生變化從而帶來電容大小的改變，通過檢測電容器兩個極板間的電 容變化來檢測聲音。例如，在固定極板上設置一個固定的偏置電壓，那麼電容 大小的變化在振動極板上產生電荷變化，通過放大電路放大後即可得到特定大 小和方向的電壓信號。
麥克風的靈敏度是指對應於給定的聲壓強度(l帕斯卡)時麥克風輸出的電壓
信號幅度，典型的靈敏度要求為8毫伏/帕斯卡。麥克風的靈敏度和聲-電轉換組 件中的極板間隙、偏置電壓、敏感膜張力等諸多因素相關。為了得到靈敏度較 為一致的電容式麥克風產品，生產廠家需要對生產工藝進行嚴格控制。但是由 於加工精度的限制，目前典型麥克風廠家所生產的麥克風靈敏度在士3dB範圍的 合格指標內有80% 90%的產量，而10% 20%的產品因為不滿足靈敏度要求被丟 棄或者拆開後重新組裝，這導致了麥克風生產成本的增加。
麥克風的校準是改善其靈敏度指標的重要手段，是現有技術的麥克風生產 的重要後期環節之一。目前，麥克風校準一般在麥克風的整體製造完成後進行， 主要通過改變放大器增益來實現。
公開日為2004年5月19日，公開號為CN1498034A,名為"具有相同靈敏 度的麥克風"的中國專利申請公開說明書中給出了如下對麥克風靈敏度進行校 準的方法(以下稱為方法一)在麥克風內部設置一個用來調節放大器增益的無源器件網絡，通過使用雷射調節該無源器件網絡的連接關係來調整放大器增 益，最終達到調節麥克風靈敏度的目標。其電路結構如圖1所示，該麥克風電
路1由炭精盒2和放大器3組成，電阻網絡6被分配給後者，通過改變電阻網 絡的電阻即可以所希望的方式改變放大器係數。
公開日為2008年5月27日，公開號為US2008/0075306A1,名為"Calibrated microelectromechanical microphone (才交),的樣￡才幾電麥克風)，，的美國專利申i會公 開說明書中給出了另外 一種對麥克風靈敏度進行校準的方法(以下稱為方法 二)在麥克風晶片內部設置一個存儲器，可經由連接到片外的控制線對存儲 器進行設置，通過改變存儲器的值來調整麥克風的偏置電壓和放大器的增益來 達到調節麥克風靈敏度的目標。其電路實現如圖2所示，麥克風10具有封裝20, 其內部設有電容式聲-電轉換組件12和集成電路部分14，並通過兩條麥克風引 線——電源供應線11和輸出15以及悽t據接口 32與外部聯通。集成電路部分14 由放大器16、偏置電壓生成器18和非易失性存儲器30構成，其中偏置電壓生 成器18由二極體組26和Dickson泵24構成。非易失性存儲器30中用來存儲用 於調節偏置電壓生成器18的數據28和用於放大器16的增益調節的數據22。通 過數據接口 32向非易失性存儲器30中寫入數據來調整放大器16的放大倍數來 達到麥克風校準的目的。
以上述兩件專利申請公開為代表的現有技術麥克風校準方法和電路裝置存 在以下不足
方法一中，進行麥克風靈敏度校準不需要額外的引線，但是由於需要使用 雷射來修改無源器件網絡從而修改放大器增益，必須使雷射能通過麥克風上的 開口，因此要使用特殊設計的麥克風外殼。另外，該方法需要無源器件網絡暴 露在雷射中，校準步驟不能在完成麥克風的整體生產過程後進行，因此並不能 完全校準在麥克風生產過程中生產工藝所導致的靈敏度變化，校準後的麥克風 靈敏度仍然會有較大的分布範圍。
方法二中，麥克風的校準是經由數據接口修改存儲器設置值來實現的，因 而可在完成麥克風的生產工序後對麥克風的靈敏度進行校準。但該方法需要有 外接的數據和時鐘兩個控制信號來對寄存器進行配置，因此至少需要新增兩個 連接引腳，從而增加了麥克風的生產成本。另外，由於增加了額外的引腳連 接，使用該方法生產的麥克風無法和通常的麥克風引腳(2個引腳或者3個引腳) 兼容。因此該方法在具體的麥克風生產中也受到了較大的限制。

發明內容
本發明的目的在於使校準可以在麥克風整體生產完成後進行，從而使校
準能針對整個生產過程中由於生產工藝等原因導致的靈敏度變化而進行，從而
獲得更好的校準效果；避免麥克風校準中由於增加額外引腳而導致的成本和兼 容性問題。更重要的是克服現有技術中控制信號必須經由專有的控制線路來傳 輸的技術偏見，提供一種新的解決思路。
為此，本發明提出了一種麥克風校準方法，所述麥克風包括聲-電轉換組件 和放大器，其特徵在於，包括以下步驟
Sl,將控制信號調製到聲音信號；
S2，麥克風接收該聲音信號，並由聲-電轉換組件將之轉換為電信號； S3，從該轉換後的電信號中恢復控制信號；
S4,根據該控制信號調整放大器增益和/或麥克風偏置電壓，從而調整麥克 風靈敏度。
根據本發明的優選實施例，提供了另一種麥克風校準方法，所述麥克風包 括聲-電轉換組件和放大器，其特徵在於，包括以下步驟 Pl,接收電源電壓信號和聲音輸入信號；
P2，判斷電源電壓信號是否滿足預定條件，是則進入校準模式，繼續步驟 P3;不滿足則結束校準；
P3，從聲音信號中恢復時鐘信號； P4,從電源電壓信號中恢復數據信號；
P5,根據時鐘信號和數據信號調整放大器增益和/或麥克風偏置電壓，從而 調整麥克風靈敏度。
其中，所述步驟P2中的預定條件為電源電壓是否大於一指定的校準閾值電壓。
其中，所述步驟P1中的聲音信號為固定頻率的震蕩波；所述步驟P3從聲 音信號中恢復時鐘信號包括由聲-電轉換組件將聲音信號轉換為電信號，對所 述電信號進行整形得到方波時鐘信號。
其中，所述步驟P1中的電源電壓信號由高壓直流分量和數據信號電壓疊加 而成；所述步驟P4中先對電源電壓信號進行濾波去除直流分量，再對濾波後信 號整形得到數據信號。
同時，本發明還提供了使用上述方法的麥克風校準電路，所述麥克風包括串聯連接的聲-電轉換組件和可變增益的放大器，其特徵在於，所述校準電路包
括
時鐘恢復模塊，其輸入端連接到聲-電轉換組件的輸出端，用於從聲-電轉換 組件的輸出信號中恢復時鐘信號；
數據信號恢復模塊，其輸入端連接到外界電源電壓信號，用於從所述電源 電壓信號中恢復數據信號；
增益調節控制和寄存器接口模塊，分別連接所述時鐘恢復模塊和數據信號 恢復模塊的輸出端，根據二者提供的時鐘信號和數據信號向存儲器中寫入包括 放大器的增益調整數據在內的控制數據；以及
存儲器，其從與之連接的增益調節控制和寄存器接口模塊接收包括放大器 的增益調整數據在內的控制數據，並將該調整數據作為放大器正常工作時的增 益設置。
其中，在矽麥克風或電容式麥克風中，需要額外的偏置電壓，因此所述電 路還可能包括偏置電壓生成模塊以生成高壓偏置供麥克風使用，其輸入端連接 到電源電壓信號，輸出端連接到聲-電轉換組件，控制端與增益調節控制和寄存 器接口模塊耦合，根據所述增益調節控制和寄存器接口模塊的輸出來調節該聲-電轉換組件的偏置電壓。。
其中，所述時鐘恢復模塊包括第一整形電路，該整形電路用於將聲-電轉換 組件輸出的電信號轉換為方波時鐘信號。
其中，所述數據信號恢復模塊包括串聯連接的濾波電路和第二整形電路， 該濾波電路用於從電源電壓信號中濾除直流分量，該第二整形電路用於對濾波 電路的輸出進行整形，生成形狀規則的數據信號。
其中，所述存儲器為非易失性存儲器，且該存儲器為只能寫入一次數據的 存儲器或可擦除的存儲器。
本發明的有益效果在於通過聲音信號將控制信號送入代麥克風中，免除 了額外的引腳連接。
通過連接至麥克風外殼的引腳調整放大器增益並將增益設置存儲在存儲器 中，校準過程迅速，可以在麥克風測試時完成校準，不需要改變現有的生產工 藝流程。
校準過程是在麥克風的生產完成之後進行，此時校準後麥克風的靈敏度即 為出廠靈敏度，因此可以得到靈敏度高度一致的麥克風產品。採用可變增益放大器和可變偏置電壓方式調整麥克風靈敏度，使得整體方 案應用範圍廣泛，適用於駐極體麥克風或者矽麥克風。
校準的範圍由可變增益放大器的增益調節範圍和偏置電壓調整範圍決定， 因此即使校準前麥克風的靈敏度偏差較大，通過校準也可以很容易地將靈敏度 調節到合格指標範圍之內，從而提高良品率，降低成本。
校準後麥克風的靈敏度一致性由可變增益放大器的增益調節解析度決定， 工廠的生產工藝波動影響不明顯，從而提高了產品的生產效率。


圖1是現有技術方法一的使用雷射改變無源電阻網絡的校準電路圖； 圖2是現有技術方法二的利用外接引線修改放大器增益的校準電路圖； 圖3是本發明的麥克風校準方法的流程圖4是本發明使用音頻信號載波時鐘信號的麥克風校準方法的流程圖5是本發明麥克風電路實施例一的原理示意圖； 圖6是圖5所示電路接收聲音載波信號的信號波形示意圖7是本發明麥克風電路實施例二的原理示意圖8是圖7所示電路接收聲音載波信號的信號波形示意圖9是本發明麥克風電路實施例三的原理示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的特徵和優點進行詳細的說明。
本發明提出的麥克風校準方法中通過對存儲器進行設置來調整放大器增益 和/或偏置電壓，從而將麥克風靈敏度調整到一個特定值，達到校準麥克風靈敏 度的目的。其核心思想在於對存儲器進行設置時不需要額外的引腳，而是通過 設置在麥克風外面的聲音源提供校準控制信號，校準控制電路將麥克風檢測到 的聲音信號轉換為校準控制信號，根據控制信號對存儲器進行設置，完成麥克 風的校準過程。
根據本發明思想的一種麥克風校準方法如圖3所示，其包括以下步驟 步驟S310,將控制信號調製到聲音信號；
步驟S320,麥克風接收該聲音信號，並由聲-電轉換組 將之轉換為電信步驟S330,從該轉換後的電信號中恢復控制信號；
步驟S340,根據該控制信號調整放大器增益和/或麥克風偏置電壓，從而調 整麥克風靈敏度。
這裡，步驟S310中，控制信號包括時鐘信號和數據信號。可以將時鐘信號 和控制信號同時調製到聲音信號，也可僅將時鐘信號調製到聲音信號，而控制 信號由電源電壓攜帶。
要說明的是將時鐘信號和控制信號同時調製到具有一定頻率的信號，再通
造性的思維，因此也不多贅述。例如，可將一定頻率的聲音信號作為時鐘信號 的頻率，通過相移鍵控或幅度鍵控等其它現有方式調製數據信號。這樣做的好 處是可以僅通過特定的聲音信號來激活和完成校準過程，缺點是電路複雜，實 現成本較高，且由於麥克風的校準一般只在出廠時進行一次即可，因此這種方 式並非優選。
另外，雖然在一般的應用中，由於聲-電轉換組件的偏置電壓會影響麥克風 靈敏度，因此電路一般會設計成在一定的電源電壓範圍之內，其偏置電壓均保 持恆定，以避免靈敏度的漂移。但是某一些種類的麥克風靈敏度也可以通過偏 置電壓進行調節，所以對麥克風靈敏度的校準也可以通過調整偏置電壓實現。 但對於廣泛使用的駐極體麥克風和矽麥克風而言，駐極體麥克風不能夠通過電 路調節其偏置電壓；而矽麥克風的偏置電壓調節範圍有限，不能完全滿足校準 要求，因此僅通過調整偏置電壓對麥克風進行靈敏度調節的方式並非優選。
圖4所示的本發明的方法的優選實施例，是將時鐘信號與數據信號分離， 由聲音信號提供時鐘信號，由電壓信號提供數據信號。參見圖4，本發明提供的 另一種麥克風校準方法，包括以下步驟
步驟S400,開始，表示麥克風接通電源，進入待命狀態。
步驟S410，接收電源電壓信號和聲音輸入信號，其中，當需要對麥克風進 行校準時，電源電壓信號和聲音信號需要經過特殊調製，例如聲音信號為特定 頻率的弦波或其它波形，電源電壓信號則由高壓直流分量和數據信號電壓疊加 而成。
步驟S420,判斷電源電壓信號是否滿足預定條件，是則進入校準模式，繼 續步驟S430;不滿足則結束校準過程，跳轉到步驟S470。所述預定條件可設為 判斷電源電壓是否大於 一 指定的校準閾值電壓。步驟S440,從聲音信號中恢復時鐘信號，其實現相當簡易，由聲-電轉換組 件將聲音信號轉換為電信號，再對電信號進行整形即可。例如，所述電信號為 弦波信號，則對所述弦波信號進行整形得到方波時鐘信號。
步驟S450,從電源電壓信號中恢復數據信號，則可先對電源電壓信號進行 濾波去除直流分量，再對濾波後的信號整形得到數據信號。
步驟S460,根據時鐘信號和數據信號調整放大器增益和/或麥克風偏置電壓， 從而調整麥克風的靈敏度。例如，調整放大器增益和偏置電壓可根據數據信號 向一存儲可變增益放大器的放大倍數的存儲器存儲空間和存儲偏置電壓控制信 號的存儲空間內寫入相應數值實現。
步驟S470,結束校準過程，麥克風進入正常的聲音採集工作模式。
根據本發明校準麥克風靈敏度的方法，使用該方法的麥克風電路如圖5到 圖9所示。參見圖5所示的第一實施例，其由聲-電轉換組件、可變增益的放大 器、存儲器、校準控制電路構成，其中校準控制電路包括時鐘恢復模塊、數據 信號恢復模塊和增益調節控制和寄存器接口模塊。為敘述方便，將存儲器和校 準控制電路共同稱為校準電路。
參見圖5、圖6,該實施例中，麥克風的整體電路構成101包括電容式聲 -電轉換組件102、可變增益放大器103、時鐘恢復模塊104、數據信號恢復模塊 105、增益調節控制和寄存器接口模塊106，以及存儲器107。電容式聲-電轉換 組件102將聲音信號轉換成電壓信號，電容式聲-電轉換組件102的輸出信號通 過一個可變增益放大器進行緩沖和放大後通過輸出引腳100送出到麥克風外。 麥克風的靈敏度通過調節可變增益放大器的增益來進行調節，可變增益放大器 的增益值存儲在存儲器107中。
時鐘恢復模塊104、存儲器107、數據恢復模塊105、增益調節控制和寄存 器接口模塊106共同構成了校準控制電路。在校準模式時，校準控制電路所需 要的時鐘信號通過麥克風之外的揚聲器生成一個300 1000赫茲的聲音信號，該 聲音信號通過聲-電轉換組件102、時鐘恢復模塊104後恢復成增益調節和寄存 器控制所需要的基準時鐘信號。校準控制電路所需要的數據信號疊加在電源電 壓上，並通過數據信號恢復模塊105將數據信號恢復。
其中，時鐘恢復模塊104的輸入端連接到聲-電轉換組件102的輸出端，用 於從聲—電轉換組件的輸出信號中恢復時鐘信號。主要功能是將聲-電轉換組件
102輸出的由聲音產生的電壓信號通過放大並整形後得到規整的數字時鐘信號。典型的時鐘恢復模塊可由信號放大電路和第一波形整形電路兩部分構成。時鐘
恢復模塊104的輸入信號為麥克風聲-電轉換組件102的輸出，該輸出電壓信號 通過信號放大電路後，得到周期性的電壓信號，並通過第一整形電路整形時鐘 波形形成系統時鐘，以供增益調節控制和寄存器接口模塊使用。顯然，如果揚 聲器的輸出功率足夠大以使聲-電轉換組件輸出的電壓信號幅度足夠大的話，放 大電路並非必需，但通常來說，需加入放大電路以獲得良好效果。
數據信號恢復模塊105,其輸入端連接到外界電源電壓信號100,用於從所 述電源電壓信號中恢復數據信號。數據信號恢復模塊105的主要功能是將疊加 在電源電壓VDD引腳或者輸出引腳線上的數據信號恢復成規整的數位訊號。典 型的數據信號恢復模塊由電平轉換濾波電路和第二整形電路兩部分構成。疊加 在電源電壓VDD上的數據信號通過電平轉換濾波電路後，去掉高壓直流分量， 再通過第二整形電路進行波形整形得到規整的數位訊號，並提供給增益調節控 制和寄存器接口模塊使用。
增益調節控制和寄存器接口模塊106,其分別連接所述時鐘恢復模塊104和 數據信號恢復模塊105的輸出端。增益調節控制和寄存器接口模塊106的功能 是根據時鐘恢復模塊和數據信號恢復模塊提供的時鐘信號和數據信號向存儲器 中寫入包括放大器的增益調整數據在內的控制數據。對於需要對偏置電壓進行 調整的情況，控制數據還包括偏置電壓調整數據，不需要的話，則控制數據僅 包括放大器的增益調整數據即可。本實施例中增益調節控制和寄存器接口模塊 的主要功能是通過輸入的同步數字時鐘信號和數據信號，將數據信號中的指令 進行解碼，轉換成對應的編程增益值，並通過存儲器的讀寫操作，將該增益設 置值存儲在可編程存儲器中。典型的增益調節控制和寄存器接口模塊由兩部分 構成增益調節控制模塊和寄存器接口控制模塊。增益調節控制模塊將輸入的 數位訊號解碼並轉換成對應的可變增益放大器的增益設置值；寄存器接口控制 模塊用來將該增益設置值存儲在控制寄存器(存儲器107)中，並保證可變增益 放大器在麥克風正常工作時其增益為寄存器所設定的增益。
現有技術中的多種設計均可實現上述功能。例如，常用的SPI ( Serial Peripheral Interface,串行外圍設備接口 )接口即可用於實現上述功能。以按照 Motorola公司設計的SPI接口定義為例，SPI接口共有4根信號線，分別是設 備選擇線、時鐘線、串行輸出數據線、串行輸入數據線，可實現主從全雙工雙 向通信。本發明只需要實現SPI接口的一個子集(單向的數據傳送)，因此只需釆用三個控制信號而不需要四個。本發明中的三個控制線分別對應進入校
準模式(通過電源的電壓指示)，時鐘(從聲音信號提取)，和數據(通過從 電源電壓上疊加的信號恢復)。
存儲器107,其從與之連接的增益調節控制和寄存器接口模塊接收放大器的
增益調整數據，並將該調整數據作為放大器的增益。其中，所述存儲器為非易 失性存儲器，且該存儲器為只能寫入一次數據的存儲器或可擦除的存儲器。使 用只能寫入一次數據的存儲器的好處時，麥克風校準之後不再變動，能防止誤
操作；而使用可擦除的存儲器則可使校正過程更加靈活，甚至可以依據某些特 種場合的需要而改變麥克風的靈敏度。
參見圖7、圖8,其為根據本發明的麥克風電路結構的第二實施例。該實施 例中，麥克風的整體電路構成101包括電容式聲-電轉換組件102、可變增益 放大器103、時鐘恢復模塊104、數據信號恢復模塊105、增益調節控制和寄存 器接口模塊106、存儲器107，以及偏置電壓生成模塊109。其與上述第一實施 例的區別在於增加了偏置電壓生成模塊109，而其餘相同的部分則具有相同或類 似的功能，並可用第一實施例所述的方式實現，故此不再重複。
該偏置電壓生成模塊109,其輸入端連接到外界電源電壓信號100,輸出端 連接到聲-電轉換組件102,用以調節該聲-電轉換組件102的偏置電壓。而數據 信號恢復模塊105的輸入端連接到外界電源電壓(VDD)信號100,而不連接放 大器的輸出信號端108，從所述電源電壓信號100中恢復數據信號。將疊加在 VDD信號IOO上的數據信號通過電平轉換濾波電路後，去掉高壓直流分量，再 通過第二整形電路進行波形整形得到規整的數位訊號，並提供給供增益調節控
制和寄存器接口模塊106使用。這也是與結合圖3和圖4進行描述的第一實施 例略有不同的。
在圖7和圖8中，示出了不需要對偏置電壓進行調節的情況。圖9是對偏 置電壓進行調整的實施例三的電路示意圖。本實施例與圖7所示實施例的區別 在於，增益調節控制和寄存器接口模塊106同時對偏置電壓生成模塊109進行 控制，從而能根據數據信號對偏置電壓進行調整。偏置電壓生成模塊109的輸 入端連接到電源電壓信號100,輸出端連接到聲-電轉換組件102,控制端與增益 調節控制和寄存器接口模塊106耦合，根據所述增益調節控制和寄存器接口模 塊106的輸出來調節該聲-電轉換組件的偏置電壓。這裡耦合是指，增益調節控 制和寄存器接口模塊106與偏置電壓生成模塊109直接連接或通過其它元件間接連接，無論直接或間接的連接均可保證偏置電壓生成模塊109能受增益調節
控制和寄存器接口模塊106的輸出信號控制。例如，圖9中，控制通過向存儲 器107中的相應位置寫入偏置電壓控制數據和控制其向偏置電壓生成模塊109 傳送而實現。同樣的，本實施例中增益調節控制和寄存器接口模塊106的功能 亦可用SPI接口實現。只是相當於從設備由一個變為兩個而已。對於本領域技 術人員而言，這樣的改變是不需要創造性勞動的。
其中，理論上揚聲器可以用任何的聲音頻率來加載時鐘信號，實際操作中， 本發明給出300-1000Hz為效果較好的頻率選擇。對於判斷是否進入校準模式的 校準閾值電壓，則可根據實際情況設定，例如工作模式的電壓為5V的話，則可 將校準模式的工作電壓設的稍高於此，例如7-10V;在5V-7V之間選擇具有足 夠區分度的電壓值作為閾值，例如6V或6.5V等。這些數值上的選擇不論為何， 均屬於本發明的範圍。並且雖然本發明是以電容式聲-電轉換組件為例進行說明， 本領域技術人員應當明了 ，任何可將聲音轉換為相應電信號的元件或元件組合 均可應用於此。
此外，本發明還提供了一種麥克風產品，該麥克風具有現有技術中任意已 有的結構，可以是矽麥克風也可以是駐極體麥克風，特徵在於，在所述麥克風 的生產過程中，可使用上述的結合圖3和圖4所描述的任何一種校準方法進行 校準；和/或是該麥克風包含了上述的結合圖5到8進行描述的任何一種校準電 路。
從以上敘述和分析可見，由於通過聲音將控制信號給入到麥克風中，因此 這樣的校準方法不需要額外的控制引腳，從而節約了麥克風的生產成本。由於 不需要額外的引腳連接，使用這種方法生產的麥克風在引腳定義和接口方面可 以完全兼容通常的麥克風引腳標準。另外，這樣的校準過程是可以在完成麥克 風的生產後的階段進行，在該階段麥克風的極板間距、偏置電壓波動、振膜的 彈性特性和空腔的聲學特性都已經確定，因此校準後麥克風靈敏度的 一致性較 兩。
以上對本發明的描述是說明性的，而非限制性的，本專業技術人員理解， 在權利要求限定的精神與範圍之內可對其進行許多修改、變化或等效，但是它 們都將落入本發明的保護範圍內。
權利要求
1、一種麥克風校準方法，所述麥克風包括聲-電轉換組件和放大器，其特徵在於，所述方法包括以下步驟S1，將控制信號調製到聲音信號；S2，麥克風接收該聲音信號，並由聲-電轉換組件將之轉換為電信號；S3，從該轉換後的電信號中恢復控制信號；S4，根據該控制信號調整放大器增益和/或麥克風偏置電壓，從而調整麥克風靈敏度。
2、 一種麥克風校準方法，所述麥克風包括聲-電轉換組件和放大器，其特徵 在於，所述方法包括以下步驟Pl,接收電源電壓信號和聲音輸入信號；P2，判斷電源電壓信號是否滿足預定條件，是則進入校準模式，繼續步驟 P3;不滿足則結束校準；P3,從聲音信號中恢復時鐘信號； P4,從電源電壓信號中恢復數據信號；P5，根據時鐘信號和數據信號調整放大器增益和/或麥克風偏置電壓，從而 調整麥克風的靈敏度。
3、 根據權利要求2所述的麥克風校準方法，其特徵在於，所述步驟P2中 的預定條件為電源電壓是否大於一指定的校準閾值電壓。
4、 根據權利要求2所述的麥克風校準方法，其特徵在於，所述步驟P1中 的聲音信號為固定頻率的震蕩波；所述步驟P3從聲音信號中恢復時鐘信號包括 由聲-電轉換組件將聲音信號轉換為電信號，對所述電信號進行整形得到方波時 鍾信號。
5、 根據權利要求2所述的麥克風校準方法，其特徵在於，所述步驟P1中 的電源電壓信號由直流分量和數據信號電壓疊加而成；所述步驟P4中先對電源 電壓信號進行濾波去除直流分量，再對濾波後信號整形得到數據信號。
6、 一種麥克風校準電路，所述麥克風包括串聯連接的聲-電轉換組件和可變 增益的放大器，其特徵在於，所述校準電路包括時鐘恢復模塊，其輸入端連接到聲-電轉換組件的輸出端，用於從聲-電轉換 組件的輸出信號中恢復時鐘信號；數據信號恢復模塊，其輸入端連接到外界電源電壓信號，用於從所述電源 電壓信號中恢復數據信號；增益調節控制和寄存器接口模塊，分別連接所述時鐘恢復模塊和數據信號 恢復模塊的輸出端，根據二者提供的時鐘信號和數據信號向存儲器中寫入包括 放大器的增益調整數據在內的控制數據；以及存儲器，其從與之連接的增益調節控制和寄存器接口模塊接收所述包括放 大器的增益調整數據在內的控制數據，並將該增益調整數據作為放大器正常工 作時的增益設置。
7、 根據權利要求6所述的麥克風校準電路，其特徵在於，所述電路還包括 偏置電壓生成模塊，其輸入端連接到電源電壓信號，輸出端連接到聲-電轉換組 件，控制端與增益調節控制和寄存器接口模塊耦合，根據所述增益調節控制和 寄存器接口模塊的輸出來調節該聲-電轉換組件的偏置電壓。
8、 根據權利要求6或7所述的麥克風校準電路，其特徵在於，所述時鐘恢 復模塊包括第 一整形電路，該整形電路用於將聲-電轉換組件輸出的電信號轉換 為方波時鐘信號。
9、 根據權利要求6或7所述的麥克風校準電路，其特徵在於，所述數據信 號恢復模塊包括串聯連接的濾波電路和第二整形電路，該濾波電路用於從電源 電壓信號中濾除直流分量，該第二整形電路用於對濾波電路的輸出進行整形， 生成形狀規則的數據信號。
10、 根據權利要求6或7所述的麥克風校準電路，其特徵在於，所述存儲 器為非易失性存儲器，且該存儲器為只能寫入一次數據的存儲器或可擦除的存 儲器。
11、 一種麥克風，所述麥克風為矽麥克風或駐極體麥克風，其特徵在於， 所述麥克風生產過程中使用了如權利要求1到5中任意一項所述的麥克風校準 方法或包含了如權利要求6到10中任意一項所述的麥克風校準電路。
全文摘要
麥克風校準方法，包括以下步驟接收電源電壓信號和聲音輸入信號；判斷電源電壓信號是否滿足預定條件，是則進入校準模式，繼續；否則結束；從聲音信號中恢復時鐘信號；從電源電壓信號中恢復數據信號；根據時鐘信號和數據信號調整放大器增益和/或麥克風偏置電壓。應用上述方法的麥克風校準電路，包括時鐘恢復模塊，從聲-電轉換組件的輸出信號中恢復時鐘信號；數據信號恢復模塊，從所述電源電壓信號中恢復數據信號；增益調節控制和寄存器接口模塊，根據時鐘恢復模塊和數據信號恢復模塊的輸出向存儲器中寫入放大器增益調整數據；存儲器，從增益調節控制和寄存器接口模塊接收放大器增益調整數據，並將之作為放大器正常工作時的增益設置。
文檔編號H04R29/00GK101621728SQ20091008769
公開日2010年1月6日 申請日期2009年6月25日 優先權日2009年6月25日
發明者楊少軍 申請人:北京卓銳微技術有限公司