本文關鍵詞：MEMS數(shù)字麥克風信號處理電路的設計

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【摘要】：隨著科學技術的發(fā)展,諸多消費電子產(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、便攜式可穿戴設備以及虛擬現(xiàn)實設備等等,麥克風在這些消費電子設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(ECM)已經(jīng)難以滿足各種各樣的要求。與傳統(tǒng)的ECM麥克風相比,MEMS麥克風突破了ECM麥克風的很多局限,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廠商的青睞,并在消費者心中獲得了極度好評,所以MEMS麥克風逐漸成為麥克風市場的主流產(chǎn)品。MEMS麥克風一般需要一個甚至幾個信號處理電路來讀取和處理器件產(chǎn)生的微弱電信號,其中就需要一個產(chǎn)生穩(wěn)定高壓的電荷泵電路來給MEMS器件提供偏置電壓,需要一個信號拾取電路和比例放大電路來對微弱電信號的拾取和比例放大,對于MEMS數(shù)字麥克風,還需要一個高精度的Sigma-delta調制器電路。本文在傳統(tǒng)電荷泵的基礎上結合時鐘電平倍增電路,提出了一種新型的電荷泵結構,能夠在很寬的電壓范圍內產(chǎn)生穩(wěn)定的高壓輸出,在各個工藝角下電壓偏差保證在±5%以內。采用源跟隨器和比例放大器來對MEMS器件產(chǎn)生的微弱電信號進行拾取和放大,比例放大器設計成高開環(huán)增益的放大器來保證閉環(huán)增益的精度。然后文章對三階Sigma-delta調制器進行了SIMULINK建模以及主要的非理想因素分析,通過建模仿真來指導電路的設計。最后是Sigma-delta調制器電路級的設計,主要包括主體采樣開關、積分器運放、比較器等電路模塊的設計與仿真,通過整體電路仿真驗證表明,本文所設計的電路能夠滿足系統(tǒng)所要求的性能指標。
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN912.3
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本文編號：1212976