0055]在各種實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器被配置為提供控制信號(hào)。電荷泵還可以包括被配置為接收控制信號(hào)的第三輸入端子?？刂菩盘?hào)可以操作用于禁用和啟用比較器和計(jì)數(shù)器。電荷泵可以被配置為耦合到換能器。在這種實(shí)施例中，換能器包括微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)麥克風(fēng)。
[0056]根據(jù)各種實(shí)施例，操作電子電路的方法包括:向電荷泵的輸入提供偏置電壓；向用于電荷泵的反饋電路提供基準(zhǔn)電壓；在第一操作模式期間，用反饋電路調(diào)整電荷泵的輸出；以及在第二操作模式期間，禁用反饋電路。在這種實(shí)施例中，偏置電壓與換能器元件的電氣狀態(tài)相關(guān)。
[0057]在各種實(shí)施例中，方法還包括向換能器元件的偏壓端子提供電荷泵的輸出。在這種實(shí)施例中，偏置電壓與換能器的第一端子處的電壓相關(guān)，并且調(diào)整電荷泵的輸出包括保持換能器的偏壓端子和換能器的第一端子之間的電壓基本上恒定。
[0058]在各種實(shí)施例中，用反饋電路調(diào)整電荷泵的輸出包括將基準(zhǔn)電壓與電荷泵的輸出比較以及增加或者減少反饋信號(hào)的幅值。在這種實(shí)施例中，增加或者減少取決于比較。增加或者減少反饋信號(hào)的幅值可以使用計(jì)數(shù)器執(zhí)行。用反饋電路校準(zhǔn)電荷泵的輸出還可以包括將反饋信號(hào)從計(jì)數(shù)器輸出處的數(shù)字反饋信號(hào)轉(zhuǎn)換為施加于電荷泵的模擬反饋信號(hào)。用反饋電路調(diào)整電荷泵的輸出還可以包括在將電荷泵的輸出與基準(zhǔn)電壓對(duì)比之前，將該電荷泵的輸出除以第一值。在一些實(shí)施例中，禁用反饋電路取決于控制信號(hào)。在這種實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器生成控制信號(hào)。
[0059]根據(jù)各種實(shí)施例，電子系統(tǒng)包括被配置為耦合到換能器的第一端子的電荷泵以及被配置為耦合到換能器的第二端子的放大器。電荷泵包括多個(gè)電荷泵級(jí)以及耦合到多個(gè)電荷泵級(jí)的最末級(jí)的輸出以及多個(gè)電荷泵級(jí)的每個(gè)級(jí)的反饋電路。在這種實(shí)施例中，多個(gè)電荷泵級(jí)的第一級(jí)被配置為接收偏置信號(hào)，并且反饋電路被配置為接收控制信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)。此外，偏置電壓被配置為耦合到換能器的第二端子。
[0060]在各種實(shí)施例中，控制信號(hào)可以操作用于啟用和禁用反饋電路。反饋電路包括串聯(lián)耦合的除法器塊、比較器、計(jì)數(shù)器、以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)?？刂菩盘?hào)可以在計(jì)數(shù)器中生成。偏置信號(hào)可以由電壓參考電路生成。在一些實(shí)施例中，偏置信號(hào)通過低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)生成。在其它實(shí)施例中，偏置電壓通過縮放帶隙電壓參考電路生成。電子系統(tǒng)還可以包括換能器，并且換能器可以包括微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)麥克風(fēng)。在其它實(shí)施例中，電荷泵被配置為當(dāng)偏置信號(hào)改變時(shí)保持換能器的第一端子和換能器的第一端子之間的電壓基本上恒定。
[0061]本文所描述的各種實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)可以包括改進(jìn)的換能器靈敏度和穩(wěn)定性、更低的電壓供應(yīng)變化的靈敏度、更低的能量消耗、獨(dú)立于MEMS偏置電壓選擇的偏置電壓OQ、以及容易更改而無(wú)MEMS偏置電壓變化的輸入偏置電壓V。。例如，當(dāng)ASIC被適配到不同電源電壓時(shí)，或者當(dāng)調(diào)整輸入電平以便在高聲壓等級(jí)(SPL)應(yīng)用中允許更多信號(hào)余量(headroom)時(shí)，在修正偏置電壓的情形下，可以呈現(xiàn)這種優(yōu)勢(shì)。
[0062]雖然已經(jīng)參照說明性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本描述并不旨在解釋為限制意義。說明性實(shí)施例以及本發(fā)明的其它實(shí)施例的各種更改和組合，在參照了本描述之后，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)是顯而易見的。因此，所旨在的是，所附權(quán)利要求包括任何這種更改或者實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電路包括: 電荷泵，包括: 第一輸入， 第二輸入，被配置為接收偏置信號(hào)，以及 輸出端子，被配置為基于所述第一輸入和所述第二輸入提供電荷泵信號(hào)；以及 反饋電路，包括: 第一輸入，耦合到所述電荷泵的所述輸出， 第二輸入，被配置為耦合到基準(zhǔn)信號(hào)， 使能輸入，被配置為啟用和禁用所述反饋電路，以及 反饋輸出，耦合到所述電荷泵的所述第一輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述偏置信號(hào)基于第一端子處的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其中所述電荷泵和所述反饋電路被配置為在所述輸出端子和所述第一端子之間保持基本上恒定的電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，還包括具有耦合到所述第一端子的輸入的放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，還包括耦合在所述第一端子和所述輸出端子之間的第一電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路，其中所述第一電路包括換能器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其中所述換能器包括微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)換能器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述反饋電路還包括: 比較器，耦合到所述反饋電路的所述第一輸入和所述第二輸入并且被配置為確定所述電荷泵的所述輸出端子處的信號(hào)和所述基準(zhǔn)信號(hào)之間的差；以及 計(jì)數(shù)器，被配置為基于由所述比較器確定的所述差遞增或者遞減所述反饋輸出，其中所述比較器和所述計(jì)數(shù)器兩者耦合到所述使能輸入。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路，其中所述反饋電路還包括: 數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，耦合到所述計(jì)數(shù)器并且被配置為提供所述反饋輸出；以及除法器，耦合在所述反饋電路的所述第一輸入和所述比較器之間并且被配置為將所述電荷泵的所述輸出端子處的所述信號(hào)除以數(shù)值N。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路，其中所述電荷泵包括多個(gè)級(jí)，其中所述多個(gè)級(jí)的第一級(jí)耦合到所述第一輸入，所述多個(gè)級(jí)的最后級(jí)耦合到所述輸出端子，并且多個(gè)級(jí)中的每個(gè)級(jí)耦合到所述計(jì)數(shù)器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述使能輸入包括使能信號(hào)電路，所述使能信號(hào)電路被配置為接收使能信號(hào)并且可操作用于啟用和禁用所述反饋電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路，其中所述使能信號(hào)從所述反饋電路內(nèi)生成。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路，包括被配置為接收所述使能信號(hào)的使能輸入端子。
14.一種操作電子電路的方法，所述方法包括: 向電荷泵的輸入提供偏置電壓，其中所述偏置電壓與換能器元件的電氣狀態(tài)相關(guān)； 向用于所述電荷泵的反饋電路提供基準(zhǔn)電壓； 在第一操作模式期間，用所述反饋電路調(diào)整所述電荷泵的輸出；以及 在第二操作模式期間禁用所述反饋電路。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括向所述換能器元件的偏壓端子提供所述電荷泵的所述輸出。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中 所述偏置電壓與所述換能器的第一端子處的電壓相關(guān)；并且 調(diào)整所述電荷泵的所述輸出包括在所述換能器的所述偏壓端子和所述換能器的所述第一端子之間保持基本上恒定的電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中用所述反饋電路調(diào)整所述電荷泵的輸出包括: 將所述基準(zhǔn)電壓與所述電荷泵的所述輸出進(jìn)行比較；以及 增加或者減少反饋信號(hào)的幅值，其中增加或者減少取決于所述比較。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中使用計(jì)時(shí)器執(zhí)行增加或者減少所述反饋信號(hào)的所述幅值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中用所述反饋電路調(diào)整所述電荷泵的輸出還包括將所述反饋信號(hào)從所述計(jì)時(shí)器的輸出處的數(shù)字反饋信號(hào)轉(zhuǎn)換為施加于所述電荷泵的模擬反饋信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中禁用所述反饋電路取決于控制信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括在計(jì)時(shí)器處生成所述控制信號(hào)。
22.—種電子系統(tǒng)包括: 電荷泵，被配置為耦合到換能器的第一端子，所述電荷泵包括: 多個(gè)電荷泵級(jí)，其中所述多個(gè)電荷泵級(jí)的第一級(jí)被配置為接收偏置信號(hào)，以及反饋電路，耦合到所述多個(gè)電荷泵級(jí)的最末級(jí)以及所述多個(gè)電荷泵級(jí)的每個(gè)級(jí)，其中所述反饋電路被配置為接收控制信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)；以及 放大器，被配置為耦合到所述換能器的第二端子，其中所述偏置信號(hào)還被配置為耦合到所述換能器的所述第二端子。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電子系統(tǒng)，其中所述控制信號(hào)可操作用于啟用和禁用所述反饋電路。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電子系統(tǒng)，其中所述反饋電路包括串聯(lián)耦合的除法器塊、比較器、計(jì)數(shù)器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電子系統(tǒng)，其中所述偏置信號(hào)由電壓基準(zhǔn)電路生成。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電子系統(tǒng)，還包括所述換能器，其中所述換能器包括微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)麥克風(fēng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電子系統(tǒng)，其中所述電荷泵被配置為當(dāng)所述偏置信號(hào)改變時(shí)，在所述換能器的所述第一端子和所述換能器的所述第二端子之間保持基本上恒定的電壓。
【專利摘要】一種用于受控反饋電荷泵的系統(tǒng)和方法。根據(jù)各種實(shí)施例，一種電路包括電荷泵和反饋電路。電荷泵電路包括第一輸入、被配置為接收偏置信號(hào)的第二輸入、以及被配置為基于第一和第二輸入提供電荷泵信號(hào)的輸出端子。反饋電路包括耦合到電荷泵的輸出的第一輸入、被配置為耦合到基準(zhǔn)信號(hào)的第二輸入、被配置為啟用和禁用反饋電路的使能輸入、以及耦合到電荷泵的第一輸入的反饋輸出。
【IPC分類】H02M3-07
【公開號(hào)】CN104734495
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410806396
【發(fā)明人】C·簡(jiǎn)克納, R·加格爾
【申請(qǐng)人】英飛凌科技股份有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日
【公告號(hào)】DE102014119001A1, US20150180333