[发明专利]一种单线可编程的MEMS麦克风及其编程方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于电子器件技术领域，涉及一种MEMS麦克风，具体涉及一种单线可编程的MEMS麦克风及其编程方法和系统。

背景技术

MEMS(Micro Electromechanical System，微电子机械系统)麦克风通常由MEMS传感器和信号放大ASIC(专用集成电路)组成。MEMS麦克风的灵敏度是指在1Pa声压下在ASIC输出端得到的电压信号。MEMS麦克风的灵敏度是由MEMS传感器本身的灵敏度和ASIC的增益共同决定的。由于工艺制造上的偏差，MEMS传感器的灵敏度也存在偏差，例如对于一个-42dB灵敏度的传感器可能存在±4dB的偏差。在某些应用环境中，对灵敏度的偏差存在一定的要求，例如±1dB。

如若要MEMS麦克风满足±1dB的灵敏度偏差，那么在ASIC中调节电路的增益就成为一个比较好的实现方案，例如可以在ASIC中集成一次性可编程(OTP)存储器(由熔丝构成)，通过改变存储器中相应比特位的设置来改变电路的增益。由于成品封装的MEMS麦克风仅有AVDD、AGND和OUT三个引脚，不可能使用多余的引脚来完成上述方案。此外，在ASIC芯片上添加专用的编程PAD也是一个可行方案，但该方案需要在晶圆级测试中完成对存储器的配置，虽然解决了灵敏度偏差问题，但是也增加了应用上的局限性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种单线可编程的MEMS麦克风及其编程方法和系统，该MEMS麦克风可以通过现有的封装引脚直接配置ASIC芯片的增益。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种单线可编程的MEMS麦克风及其编程方法和系统。

一种单线可编程的MEMS麦克风，包括MEMS传感器和ASIC芯片；所述MEMS传感器用以实现声电转换；所述ASIC芯片与所述MEMS传感器相连；所述ASIC芯片包括主电路模块、OTP/控制电路模块、接口电路模块、OUT接口、OTP存储器；所述接口电路的输入端与OUT接口相连，接口电路的一个输出端与主电路模块相连，另一个输出端与OTP/控制电路模块相连；OTP/控制电路模块与OTP存储器相连；所述接口电路用以根据OUT接口的电压控制主电路模块和OTP/控制电路模块工作在可编程状态或常规工作状态；OTP/控制电路模块控制OTP存储器的读写。

作为本发明的一种优选方案，所述接口电路模块包括电压比较器、第一触发器、第二触发器、上电复位电路；所述电压比较器与OUT接口相连，用以比较OUT接口的电压与参考电压的大小；所述第一触发器与电压比较器的输出端相连，用以输出指示信号给所述主电路模块；所述第二触发器与电压比较器的输出端相连，用以输出控制信号给所述OTP/控制电路模块；所述上电复位电路分别与所述第一触发器和第二触发器相连，用以控制上电时第一触发器和第二触发器的初始值。

作为本发明的另一种优选方案，所述第一触发器为D触发器，所述D触发器的D输入端与所述电压比较器的输出端相连，D触发器的Q输出端与所述主电路模块的ENB端相连。

作为本发明的再一种优选方案，所述第二触发器为D触发器，所述D触发器的D输入端与电源相连，D触发器的脉冲输入端通过一反相器与所述电压比较器的输出端相连，D触发器的Q输出端与所述OTP/控制电路模块的RSTB端相连。

一种单线可编程的MEMS麦克风的编程系统，包括MEMS传感器、ASIC芯片、上位机；所述MEMS传感器用以实现声电转换；所述ASIC芯片与所述MEMS传感器相连；所述ASIC芯片包括主电路模块、OTP/控制电路模块、接口电路模块、OUT接口、OTP存储器；所述接口电路的输入端与OUT接口相连，接口电路的一个输出端与主电路模块相连，另一个输出端与OTP/控制电路模块相连；OTP/控制电路模块与OTP存储器相连；所述接口电路用以根据OUT接口的电压控制主电路模块和OTP/控制电路模块工作在可编程状态或常规工作状态；OTP/控制电路模块控制OTP存储器的读写。

作为本发明的一种优选方案，所述上位机包括双向接口、读写控制模块；所述双向接口与所述OUT接口相连；所述读写控制模块与所述双向接口相连；所述双向接口通过第一开关与电源相连，所述双向接口通过第二开关接地，所述电源与双向接口之间连接有一上拉电阻。