本文關(guān)鍵詞：MEMS數(shù)字麥克風(fēng)信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,諸多消費(fèi)電子產(chǎn)品朝著高科技化、智能化、集成化、小型化以及多功能化等方向發(fā)展,同時(shí)還涌現(xiàn)出了很多新興的高科技產(chǎn)品,比如智能眼鏡、便攜式可穿戴設(shè)備以及虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備等等,麥克風(fēng)在這些消費(fèi)電子設(shè)備中扮演了重要的角色。但是隨著小型化以及多功能化的發(fā)展,傳統(tǒng)的駐極體麥克風(fēng)(ECM)已經(jīng)難以滿(mǎn)足各種各樣的要求。與傳統(tǒng)的ECM麥克風(fēng)相比,MEMS麥克風(fēng)突破了ECM麥克風(fēng)的很多局限,以其卓越的音頻采集系統(tǒng)、耐高溫以及溫度穩(wěn)定性、小尺寸以及抗干擾等性能,逐漸受到各大麥克風(fēng)廠商的青睞,并在消費(fèi)者心中獲得了極度好評(píng),所以MEMS麥克風(fēng)逐漸成為麥克風(fēng)市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。MEMS麥克風(fēng)一般需要一個(gè)甚至幾個(gè)信號(hào)處理電路來(lái)讀取和處理器件產(chǎn)生的微弱電信號(hào),其中就需要一個(gè)產(chǎn)生穩(wěn)定高壓的電荷泵電路來(lái)給MEMS器件提供偏置電壓,需要一個(gè)信號(hào)拾取電路和比例放大電路來(lái)對(duì)微弱電信號(hào)的拾取和比例放大,對(duì)于MEMS數(shù)字麥克風(fēng),還需要一個(gè)高精度的Sigma-delta調(diào)制器電路。本文在傳統(tǒng)電荷泵的基礎(chǔ)上結(jié)合時(shí)鐘電平倍增電路,提出了一種新型的電荷泵結(jié)構(gòu),能夠在很寬的電壓范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的高壓輸出,在各個(gè)工藝角下電壓偏差保證在±5%以?xún)?nèi)。采用源跟隨器和比例放大器來(lái)對(duì)MEMS器件產(chǎn)生的微弱電信號(hào)進(jìn)行拾取和放大,比例放大器設(shè)計(jì)成高開(kāi)環(huán)增益的放大器來(lái)保證閉環(huán)增益的精度。然后文章對(duì)三階Sigma-delta調(diào)制器進(jìn)行了SIMULINK建模以及主要的非理想因素分析,通過(guò)建模仿真來(lái)指導(dǎo)電路的設(shè)計(jì)。最后是Sigma-delta調(diào)制器電路級(jí)的設(shè)計(jì),主要包括主體采樣開(kāi)關(guān)、積分器運(yùn)放、比較器等電路模塊的設(shè)計(jì)與仿真,通過(guò)整體電路仿真驗(yàn)證表明,本文所設(shè)計(jì)的電路能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)所要求的性能指標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN912.3
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本文編號(hào)：1212976