[发明专利]麦克风信号前置放大的集成电路、方法及芯片和电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路，特别涉及麦克风前置放大的集成化技术。

背景技术

麦克风，学名为传声器，是将声音信号转换为电信号的能量转换器件。二十世纪，麦克风由最初通过电阻转换声电发展为电感、电容式转换，大量新的麦克风技术逐渐发展起来，这其中包括铝带、动圈等麦克风，以及当前广泛使用的电容麦克风和驻极体麦克风。

在针对电流输入、类似驻极式电容麦克风的应用方案中，传统的应用方案如图1所示。麦克风将声压信号转换为一个直流电流信号加上一个交变的电流信号。上拉电阻R直接将电流转化成电压信号，电压信号再经过一个隔直电容C1耦合到IC(集成电路)内部的前置放大器输入端。

然而，上述应用方案存在以下问题：

(1)IC内部实际上是对电压信号进行采样，需要一个低噪声的外接电源VMIC，低噪声要求一个旁路电容C2以滤除噪声，并且因低功耗要求需要S1进行开关切换；如果此电源来自于IC，那么需要一个独立的pin脚(针脚)和一个旁路电容；

(2)需要一个电阻R进行直流偏置和微弱放大的作用；

(3)需要一个隔直电容C1以确定IC内部的工作点；

(4)由于A点的小信号放大倍数较小，内部需要高倍数的放大，对运算放大器的噪声提出严苛的要求，导致IC面积的增加和功耗的增加；

(5)麦克风的正端直接就是微弱放大的输出端，麦克风内部的JFET(结型场效应管)的沟道长度调制效应会引起非线性失真问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种麦克风信号前置放大的集成电路、方法及芯片和电子设备，省去IC外部的所有元件和电源及电源开关，并且能够有效提高麦克风输入信号的信噪比、降低非线性失真。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种麦克风信号前置放大的集成电路，包含：

麦克风输入针脚，用于接收麦克风输入的电流信号，麦克风输入针脚直接连接麦克风正极；

电流采样模块，用于对麦克风输入针脚输出的电流信号进行电流采样，输出经电流采样后的信号，并且经电流采样模块后输出的信号为电压信号或电流信号；

直流失调消除模块，用于对电流采样模块输出的信号进行直流失调的消除；

前置放大模块，用于对直流失调消除模块输出的信号进行放大。

本发明的实施方式还提供了一种麦克风信号前置放大的方法，包含以下步骤：

直接对由麦克风输入的电流信号进行电流采样；

对经电流采样后的信号进行直流失调的消除；

将经直流失调消除后的信号进行放大。

本发明的实施方式还提供了一种芯片，该芯片包含上述麦克风信号前置放大的集成电路。

本发明的实施方式还提供了一种电子设备，该电子设备包含上述麦克风信号前置放大的集成电路。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

在IC外部不需要任何附加的电源和无源元件，麦克风直接接到IC的麦克风输入针脚。通过IC内部的电流采样模块对麦克风输入信号进行电流采样，由直流失调消除模块对经电流采样后的信号进行直流失调的消除并输出，由前置放大模块对直流失调消除模块输出的信号进行放大。由于是将麦克风直接接到IC的麦克风输入针脚，因此可省掉IC外部的所有元件和电源及电源开关，在外部电源由IC内部提供的情况下进一步可以省掉IC的一个pin脚和一个旁路电容。由于是对麦克风输入信号通过共源共栅电流镜进行电流采样而非电压采样，并且电流采样的小信号增益是传统方法的5倍以上，使得本发明能够有效提高麦克风输入信号的信噪比、降低非线性失真，并且可以在IC内部将麦克风的前置放大完全关断，以降低功耗。

进一步地，电流采样模块通过电流镜对麦克风输入针脚输出的电流信号进行电流采样，将麦克风输入针脚输出的电流信号进行K倍的比例缩小，以达到降低功耗的目的。

进一步地，电流镜可以采用共源共栅电流镜，以提高对电源的电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio，简称“PSRR”)，降低麦克风咪头的沟道长度调制效应引起的谐波失真和增益误差。

进一步地，对经电流采样后的信号进行的直流失调消除，可采用电压的方式实现，消除失调电压，也可采用电流的方式实现，消除电流的直流分量，使得本发明的实施方式可灵活实现。