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1、(10)申请公布号 CN 104244153 A (43)申请公布日 2014.12.24 CN 104244153 A (21)申请号 201310248598.1 (22)申请日 2013.06.20 H04R 19/04(2006.01) H04R 3/00(2006.01) (71)申请人 上海耐普微电子有限公司 地址 201204 上海市浦东新区张江高科技园 区张衡路 198 弄 10 号 601C 申请人 钰太科技股份有限公司 (72)发明人 叶菁华 (74)专利代理机构 上海申新律师事务所 31272 代理人 竺路玲 (54) 发明名称 超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风 (57。
2、) 摘要 本发明涉及信号处理技术领域， 尤其涉及一 种麦克风。超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克 风， 包括用于感测音频信号的第一换能器、 第二换 能器， 第一换能器的信号输出端连接第一信号衰 减模块， 第二换能器的信号输出端连接第二信号 衰减模块， 第一换能器的输出信号经过第一信号 衰减模块后具有第一输出端、 第二输出端， 第二换 能器的输出信号经过第二信号衰减模块后具有第 三输出端、 第四输出端 ； 第一输出端与第三输出 端输出正常信号， 第二输出端与第四输出端输出 幅度衰减后的衰减信号 ； 第一输出端与第三输出 端、 及第二输出端与第四输出端连接至一模数转 换器。 本发明具有高振幅音频捕获。
3、性能， 可以对噪 声进行有效抑制， 改善微机电系统麦克风的使用 性能。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104244153 A CN 104244153 A 1/1 页 2 1. 超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风， 其特征在于， 包括用于感测音频信号的第 一换能器、 第二换能器， 所述第一换能器的信号输出端连接一第一信号衰减模块， 所述第二 换能器的信号输出端连接一第二信号衰减模块， 所述第一换能器的输出信号经过所述第一 信号衰。
4、减模块后具有第一输出端、 第二输出端， 所述第二换能器的输出信号经过所述第二 信号衰减模块后具有第三输出端、 第四输出端 ； 所述第一输出端与所述第三输出端用于输出正常信号， 所述第二输出端与所述第四输 出端用于输出幅度衰减后的衰减信号 ； 所述第一输出端与所述第三输出端、 及所述第二输出端与所述第四输出端连接至一模 数转换器。 2. 根据权利要求 1 所述的超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风， 其特征在于， 所述 第一信号衰减模块与所述第二信号衰减模块分别包括一信号衰减器， 所述信号衰减器采用 一分压电路， 所述分压电路通过分压得到幅度衰减后的衰减信号。 3. 根据权利要求 2 所述的超低噪。
5、音高振幅音频捕获的数字麦克风， 其特征在于， 所述 分压电路采用一电容分压电路， 所述电容分压电路包括第一电容及与所述第一电容串联的 第二电容， 衰减信号从所述第一电容与所述第二电容之间引出。 4. 根据权利要求 3 所述的超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风， 其特征在于， 所述 第一输出端、 所述第三输出端、 及所述第二输出端、 所述第四输出端分别连接一放大器， 正 常信号和衰减信号分别经所述放大器放大后， 进入所述模数转换器进行处理。 5. 根据权利要求 4 所述的超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风， 其特征在于， 还包 括一专用集成电路芯片， 所述专用集成电路芯片包括所述信号衰减器、 放。
6、大器、 模数转换器 中的至少一个。 6. 根据权利要求 5 所述的超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风， 其特征在于， 还包 括一外部壳体， 所述外部壳体的内部设有所述第一换能器、 第二换能器以及所述专用集成 电路芯片， 所述第一换能器、 所述第二换能器以及所述专用集成电路芯片信号连接。 7. 根据权利要求 6 所述的超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风， 其特征在于， 还包 括一基板， 所述基板上设有所述第一换能器、 第二换能器以及所述专用集成电路芯片。 8. 根据权利要求 6 所述的超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风， 其特征在于， 所述 基板采用具有 FR4 材料等级的 PCB 基板。 9.。
7、 根据权利要求 1 所述的超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风， 其特征在于， 所述 模数转换器包括第一西格玛德尔塔调制单元、 第二西格玛德尔塔调制单元 ； 所述第一输出 端与所述第三输出端输出的正常信号进入所述第一西格玛德尔塔调制单元 ； 所述第二输出 端与所述第四输出端输出的衰减信号进入所述第二西格玛德尔塔调制单元。 10.根据权利要求1至9任意一项所述的超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风， 其特 征在于， 所述数字麦克风为基于微机电系统的数字麦克风。 权 利 要 求 书 CN 104244153 A 2 1/3 页 3 超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风 技术领域 0001 本发明涉及信号。
8、处理技术领域， 尤其涉及一种麦克风。 背景技术 0002 随着技术的发展和进步， 消费类电子设备具有越来越多的功能和应用， 而其中音 频性能是衡量消费类电子设备的整体性能的一个很关键的要素， 作为音频输入设备， 麦克 风性能的好坏直接影响音频捕获性能， 并对用户的体验有着深刻的影响。现有的驻极体麦 克风在进一步提高灵敏度、 信噪比和线性度方面收效甚微， 使得音频性能的改善受到了限 制。 0003 基于MEMS(Micro Electromechanical System， 即微机电系统)的麦克风突破了传 统的驻极体麦克风的很多局限性， 具有微型化、 智能化、 多功能、 高集成度和适于大批量生 。
9、产的特点， 因而得到越来越多的探索和应用。 0004 现有结构的微机电系统麦克风如图 1 所示， 一壳体 1 的内部封装有一单个用于感 测音频信号的换能器 2 及一 ASIC （Application Specific Integrated Circuit， 专业集成 电路） 芯片 3， 换能器 2 与 ASIC 芯片 3 之间信号连接， 换能器 2 将声压转换为电信号， ASIC 芯片 3 用于处理电信号并传送给相关信号处理器件进行处理， 实现音频捕获， 这种采用单 一换能器的结构存在的缺点是音频捕获性能不够理想， 不能有效地实现对噪声进行抑制， 影响了音频性能的改善。 发明内容 0005 。
10、本发明的目的在于， 提供一种超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风， 解决以上 技术问题。 0006 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现 ： 0007 超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风， 其中， 包括用于感测音频信号的第一换 能器、 第二换能器， 所述第一换能器的信号输出端连接一第一信号衰减模块， 所述第二换能 器的信号输出端连接一第二信号衰减模块， 所述第一换能器的输出信号经过所述第一信号 衰减模块后具有第一输出端、 第二输出端， 所述第二换能器的输出信号经过所述第二信号 衰减模块后具有第三输出端、 第四输出端 ； 0008 所述第一输出端与所述第三输出端用于输出正常信号， 所述。
11、第二输出端与所述第 四输出端用于输出幅度衰减后的衰减信号 ； 0009 所述第一输出端与所述第三输出端、 及所述第二输出端与所述第四输出端连接至 一模数转换器。 0010 优选地， 所述第一信号衰减模块与所述第二信号衰减模块分别包括一信号衰减 器， 所述信号衰减器采用一分压电路， 所述分压电路通过分压得到幅度衰减后的衰减信号。 0011 优选地， 所述分压电路采用一电容分压电路， 所述电容分压电路包括第一电容及 与所述第一电容串联的第二电容， 衰减信号从所述第一电容与所述第二电容之间引出。 说 明 书 CN 104244153 A 3 2/3 页 4 0012 优选地， 所述第一输出端、 所述。
12、第三输出端、 及所述第二输出端、 所述第四输出端 分别连接一放大器， 正常信号和衰减信号分别经所述放大器放大后， 进入所述模数转换器 进行处理。 0013 优选地， 还包括一专用集成电路芯片， 所述专用集成电路芯片包括所述信号衰减 器、 放大器、 模数转换器中的至少一个。 0014 优选地， 还包括一外部壳体， 所述外部壳体的内部设有所述第一换能器、 第二换能 器以及所述专用集成电路芯片， 所述第一换能器、 所述第二换能器以及所述专用集成电路 芯片信号连接。 0015 优选地， 还包括一基板， 所述基板上设有所述第一换能器、 第二换能器以及所述专 用集成电路芯片。 0016 优选地， 所述基板。
13、采用具有 FR4 材料等级的 PCB 基板。 0017 优选地， 所述模数转换器包括第一西格玛德尔塔 （-） 调制单元、 第二西格玛德 尔塔 （-） 调制单元 ； 所述第一输出端与所述第三输出端输出的正常信号进入所述第一 西格玛德尔塔调制单元 ； 所述第二输出端与所述第四输出端输出的衰减信号进入所述第二 西格玛德尔塔调制单元。 0018 优选地， 所述数字麦克风为基于微机电系统的数字麦克风。 0019 有益效果 ： 由于采用以上技术方案， 本发明具有高振幅音频捕获性能， 可以对噪声 进行有效抑制， 改善微机电系统麦克风的使用性能。 附图说明 0020 图 1 为现有技术的微机电系统麦克风的基本。
14、结构示意图 ； 0021 图 2 为本发明的电路示意图 ； 0022 图 3 为本发明的结构示意图。 具体实施方式 0023 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明， 但不作为本发明的限定。 0024 参照图 2、 图 3， 超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风， 包括用于感测音频信号 的第一换能器 21、 第二换能器 22， 第一换能器 21 的信号输出端连接一第一信号衰减模块 31， 第二换能器22的信号输出端连接一第二信号衰减模块32， 第一换能器21的输出信号经 过第一信号衰减模块31后具有第一输出端、 第二输出端， 第二换能器22的输出信号经过第 二信号衰减模块 32 后具有第三。
15、输出端、 第四输出端 ； 第一输出端与第三输出端用于输出正 常信号， 第二输出端与第四输出端用于输出幅度衰减后的衰减信号 ； 第一输出端与第三输 出端、 及第二输出端与第四输出端连接至一模数转换器 51， 模数转换器 51 包括第一西格玛 德尔塔 （-） 调制单元 521、 第二西格玛德尔塔 （-） 调制单元 522 ； 第一输出端与第 三输出端输出的正常信号进入第一西格玛德尔塔调制单元 521 ； 第二输出端与第四输出端 输出的衰减信号进入第二西格玛德尔塔调制单元 522， 正常信号与衰减信号输入模数转换 器后， 通过第一西格玛德尔塔调制单元 521 和第二西格玛德尔塔调制单元 522 对噪。
16、声进行 整形或调制， 使得信号带宽内的噪声大大减小， 有效地滤除信号带宽内的量化噪声， 降低噪 声干扰。 说 明 书 CN 104244153 A 4 3/3 页 5 0025 进一步地， 第一信号衰减模块与第二信号衰减模块分别包括一信号衰减器， 信号 衰减器采用一分压电路， 分压电路通过分压得到幅度衰减后的衰减信号。使得上述的第一 输出端与第三输出端相对于第二输出端与第四输出端具有高振幅。 使得本发明适于处理高 声压级的音频信号， 对于高声压级的音频信号实现有效捕获。 0026 上述的分压电路可以采用一电容分压电路， 电容分压电路可以包括第一电容及与 第一电容串联的第二电容， 衰减信号从第一。
17、电容与第二电容之间的串联点引出。也可以采 用其他形式的分压电路代替电容分压电路。 0027 进一步的， 第一输出端、 第三输出端、 及第二输出端、 第四输出端分别经一放大器 41、 42、 43、 44 放大后， 进入模数转换器 51。放大器 41、 42、 43、 44 采用前置放大器， 前置放大 器具有较高的电压增益， 可以将小信号放大到标准电平上。 0028 还包括一专用集成电路芯片5， 信号衰减器、 放大器41、 模数转换器51中的至少一 个功能单元被集成到专用集成电路芯片 5 中。 0029 还包括一基板 61， 基板 61 上设有第一换能器 21、 第二换能器 22 以及专用集成电。
18、 路芯片 5。基板 61 采用具有 FR4 材料等级的 PCB 基板。 0030 还包括一外部壳体 11， 外部壳体 11 的内部设有第一换能器 21、 第二换能器 22 以 及专用集成电路芯片 5。外部壳体 11 采用金属制成的外部壳体。实现屏蔽外部信号的干 扰。 0031 进一步地， 其中的第一换能器 21、 第二换能器 22 包括弹性薄膜 （Membrane） 。所述 的数字麦克风为基于微机电系统的数字麦克风。 0032 以上所述仅为本发明较佳的实施例， 并非因此限制本发明的实施方式及保护范 围， 对于本领域技术人员而言， 应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的 等同替换和显而易见的变化所得到的方案， 均应当包含在本发明的保护范围内。 说 明 书 CN 104244153 A 5 1/3 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 104244153 A 6 2/3 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 104244153 A 7 3/3 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 104244153 A 8 。