[发明专利]换能器组件故障检测

说明书

一种微机电系统(MEMS)换能器组件，该MEMS换能器组件包括：换能器，该换能器包括电容麦克风；集成电路，该集成电路电连接至换能器以接收来自换能器的输出电压，其中，集成电路包括测试信号发生器，该测试信号发生器被构造为在换能器中引发测试声响应；以及评估电路，该评估电路被构造为将测试声响应与基线声响应进行比较，以识别换能器中的故障。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年12月27日提交的美国临时专利申请No.62/610,798的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及换能器组件以及用于其的方法，并且更具体地涉及对换能器组件(例如，MEMS麦克风组件)进行故障检测。

背景技术

在包括集成麦克风的系统中，可能很难确定系统故障是由于麦克风还是系统的某一其它部件引起的。这样的系统例如包括无线通信手机、膝上型计算机以及智能扬声器等其它装置。这些和其它系统可能包括一个或更多个微机电系统(MEMS)、驻极体或其它麦克风组件。麦克风可能因有缺陷的部件(例如，换能器)、有缺陷的组件、被阻塞的声音端口或者换能器污染等多种其它原因而失效。验证麦克风没有故障的常规技术至少需要对系统进行部分拆卸，从而可能会损坏麦克风或其它系统部件。

发明内容

本文所公开的各个实施方式涉及换能器组件。在一些实施方式中，所述换能器组件包括壳体，所述壳体包括声音端口。在一些实施方式中，所述换能器组件包括设置在所述壳体中的微机电系统(MEMS)换能器。在一些实施方式中，所述换能器组件包括设置在所述壳体中的电路。在一些实施方式中，所述电路电连接至所述MEMS换能器的输出端。在一些实施方式中，所述电路包括信号发生器，所述信号发生器被配置成生成测试信号并将该测试信号施加至所述MEMS换能器。在一些实施方式中，所述测试信号引发来自所述换能器组件的响应，所述响应指示所述换能器组件的健康状况。

在一些实施方式中，所述壳体包括设置在基板上的盖子，所述基板具有外部装置接口，所述外部装置接口具有联接至所述电路的多个触点。

在一些实施方式中，所述信号发生器包括电阻器，其中，所述信号发生器被构造成通过向所述电阻器施加电力在所述壳体内生成热声测试信号。

在一些实施方式中，所述信号发生器包括电输出端，所述电输出端联接至所述MEMS换能器的电输入端，其中，所述信号发生器被构造成向所述MEMS换能器的电输入端施加具有已知特性的电测试信号。

在一些实施方式中，所述MEMS换能器包括背板和振膜，并且所述电路包括具有偏压输出端的偏压电路，所述偏压输出端联接至所述MEMS换能器的偏压输入端。在一些实施方式中，所述信号发生器被构造成经由所述MEMS换能器的偏压输入端向所述MEMS换能器施加所述电测试信号。在一些实施方式中，所述电测试信号具有处于所述换能器组件的带宽内的频率。

在一些实施方式中，所述电测试信号是单一频率AC信号。

在一些实施方式中，所述信号发生器被构造成生成不同的测试信号并将不同的测试信号施加至所述MEMS换能器。

在一些实施方式中，所述不同的测试信号包括具有不同频率的AC信号。

在一些实施方式中，所述电路包括放大器，所述放大器被构造成接收来自所述MEMS换能器的输出信号并且生成经放大的、具有输出电压的信号。在一些实施方式中，所述电路包括测试负载，所述测试负载设置在所述MEMS换能器与所述放大器之间。在一些实施方式中，所述电路包括开关装置，所述开关装置被构造成在闭合状态下将所述测试负载与所述MEMS换能器以及所述放大器连接起来，并且在打开状态下将所述测试负载与所述MEMS换能器和所述放大器断开。在一些实施方式中，在连接所述测试负载和将所述测试负载断开时，通过对所述MEMS换能器的响应进行监测来将故障隔离。