加電流1(?時(shí)，換能器402在聲學(xué)腔610中生成壓力Pm2。隨后由換能器400接收壓力Pm2，并且換能器400隨后生成電壓Vm2,祖。
[0036]通過(guò)執(zhí)行測(cè)量1-4所記錄的輸出電壓(\^[1,5、^^12,5、^^1132和^^12^1)用于使用以下計(jì)算方式來(lái)計(jì)算換能器400和402的絕對(duì)靈敏度:
[0037]根據(jù)測(cè)量I和測(cè)量2，
[0038]Vm2,s=M0,m2.Ps,Vmi,S=M0,mi.Ps (1,2)
[0039]Vm2 , s/Vmi , s=M0, M2 /Mo, mi (3)
[0040]Mo,m2=Mo,mi.(Vm2,s/Vmi,s) (4)
[0041 ] 并且隨后，進(jìn)一步根據(jù)測(cè)量3和等式4，
[0042]Mo,M2.Mo,Ml=a/Zac).(%2,Ml/lin) (5)
[0043](Mo,Ml)2.(Vm2,s/Vm1,S) = ( 1/Zac).(VM2,Ml/lin)。 (6)
[0044]根據(jù)測(cè)量4，或者通過(guò)將等式6替換到等式3中，
[0045]Mo’mi.Mo’M2=(l/Zac).(VM1’M2/Iin) (7)
[0046](Mo,M2)2.(Vm1,s/Vm2,S) = ( 1/Zac).(VM1,M2/Iin)。 (8)
[0047]在感興趣的頻率(S卩，聲學(xué)容積610中所生成的壓力波的頻率)比對(duì)于使集總元件聲學(xué)設(shè)備有效的要求低得多的假設(shè)下，容積610中的聲學(xué)阻抗可以用下式來(lái)表示:
[0048]Zac= (r.c2)/( j.V.2P.f) (9)
[0049]并且換能器400的絕對(duì)靈敏度可以被確定為，
[0050](Mo,ml)2= (Vm1,s/Vm2,s).( 1/Zac).(VM2,Ml)/(Iin) (10)
[0051 ]并且換能器402的絕對(duì)靈敏度可以被確定為，
[0052](Mo,m2)2= (Vm1,s/Vm2,s).( 1/Zac).(VM1,M2 )/( Iin) (Il)
[0053]其中:
[0054]Vm2,s=由外部揚(yáng)聲器(S)在膜(M2)中引起的電壓
[0055]VM1,S=由外部揚(yáng)聲器(S)在膜(Ml)中引起的電壓
[0056]Vmi,M2=由膜(M2)在膜(Ml)中引起的電壓
[0057]Vm2,Mi=由外部揚(yáng)聲器(Ml)在膜(M2)中引起的電壓
[0058]M。,M2 =膜(M2)的絕對(duì)靈敏度
[0059]M。,Mi =膜(Ml)的絕對(duì)靈敏度
[0060]Ps=由外部揚(yáng)聲器(S)生成的壓力
[0061]Za。=共同聲學(xué)腔的阻抗
[0062]Iin =至發(fā)送揚(yáng)聲器(Ml或者M(jìn)2，取決于其中哪一個(gè)進(jìn)行接收)的輸入電壓
[0063]r =氣體密度(例如，空氣的氣體密度)
[0064]C =聲速
[0065]」=虛數(shù)算子，891"1:(-1)
[0066]2Pf =聲音的弧頻
[0067]V =腔容積。
[0068]換能器靈敏度(即，M。,mi和Μ。,M2)是由揚(yáng)聲器在換能器中引起的電壓(Vmi,sSVm2,s)與揚(yáng)聲器最初生成的聲壓(即，Ps)的比率。用等式I和2來(lái)表示這種概念。根據(jù)換能器靈敏度的這種概念，可以得到期望的靈敏度⑶^和‘^丨以便與經(jīng)測(cè)量的電壓^^、^^^、^^^、以及VM2,M1)以及第一原理值(其是已知或者容易測(cè)量到的)一起使用。
[0069]參考圖4，由于分割電極310和311在機(jī)械上是相同的，并且驅(qū)動(dòng)分割MEMS換能器，因此不再存在兩個(gè)單獨(dú)的MEMS換能器(并且因此不再存在兩個(gè)單獨(dú)的電極來(lái)驅(qū)動(dòng)每個(gè)換能器)共享聲學(xué)容積105。因此，可以簡(jiǎn)化上面所描述的互易測(cè)量和計(jì)算，這是因?yàn)橛捎诜指铍姌O布置(310和311)，因此單個(gè)、分割MEMS換能器能夠在測(cè)量3和測(cè)量4中既產(chǎn)生壓力波又接收壓力波(如先前參照?qǐng)D3和圖5所描述的)。這使聲學(xué)容積105的阻抗減小到±1(其中“+I”對(duì)應(yīng)于同相電容變化，并且“-Γ對(duì)應(yīng)于異相電容變化，下面將進(jìn)一步詳細(xì)描述)，這是因?yàn)殡姌O310和311所產(chǎn)生的壓力波不穿過(guò)聲學(xué)容積105。相反，由于電極共享相同的結(jié)構(gòu)，因此一個(gè)電極所生成的聲壓波的力可以直接影響另一個(gè)電極(即，可以由另一個(gè)電極直接接收)。具體而言，這意味著分割換能器的第一部分(310)(即，電極)驅(qū)動(dòng)聲壓波的產(chǎn)生，而分割換能器的第二部分(311)經(jīng)由分割換能器的第二部分(S卩，電極)來(lái)接收壓力波。在Za。等于±1的情況下，不需要知道聲學(xué)容積105的容積，因此簡(jiǎn)化了上面所描述的互易計(jì)算。
[0070]圖8示出了用于示例性的分割MEMS換能器的兩種機(jī)械布置，以及每種布置如何影響電極所感測(cè)的電容的變化。上面的圖(“同相變化(+1)”)示出了具有電極523a和523b的分割MEMS換能器。電極523a和523b被布置在可移動(dòng)膜524的相同側(cè)上。在該布置中，如果一個(gè)電極(例如，電極523a)生成聲壓波并且使得膜524位移，則另一個(gè)電極(例如，電極523b)將感測(cè)到由膜524的位移而引起的電容的變化(與電容523a所生成的壓力波同相)。這是由于每個(gè)電極被布置在膜524的相同側(cè)上，以使得膜524的位移方向被每個(gè)電極“察覺(jué)為”是相同的。然而，下面的圖(“異相變化(-1)”)示出了具有電極526a和526b的分割MEMS換能器，電極526a和526b被布置在膜527的相對(duì)側(cè)上。在該布置中，當(dāng)膜527位移時(shí)，一個(gè)電極所觀察到的位移方向?qū)⑴c另一個(gè)電極所觀察到的方向相對(duì)。因此，一個(gè)電極(例如，電極526b)所感測(cè)到的電容變化將與另一個(gè)電極(例如，電極526a)所生成的壓力波異相地來(lái)接收。
[0071]圖9A-圖9F示出了示例性測(cè)試設(shè)置的替代布置。每個(gè)示例性布置包括揚(yáng)聲器410、換能器400和402、ASIC 115、以及ASIC輸入/輸出端口 403。圖9A示出了與圖7A中所示出的示例性測(cè)試布置相同的示例性測(cè)試布置。圖9B示出了類似的測(cè)試布置，然而，將圖9B中的換能器400和402附加到背板520和522的相對(duì)側(cè)，以使得換能器400被容置在室530內(nèi)，并且換能器402被容置在室531內(nèi)。圖9C示出了與圖9A和圖9B類似的另一個(gè)示例性測(cè)試設(shè)置，然而，圖9C中的布置呈現(xiàn)出兩個(gè)開(kāi)口 715和716，而不是在揚(yáng)聲器410與換能器400和402之間具有一個(gè)開(kāi)口 700(參見(jiàn)圖9A和圖9B)。開(kāi)口 715和716創(chuàng)建分室717和718，這些分室與容積510相鄰，以使得換能器400部分地被室717部分地容置，并且部分地?fù)Q能器402被換能器718容置。
[0072]圖9D中的測(cè)試布置示出了被設(shè)置在與ASIC115相對(duì)的壁上的揚(yáng)聲器410，以使得揚(yáng)聲器410和包圍揚(yáng)聲器410的聲學(xué)容積不再沿著與ASIC 115相同的壁。揚(yáng)聲器410被包圍在聲學(xué)容積720內(nèi)，與圖9A-圖9C中的容積510不同，聲學(xué)容積720與更大的室721形成連續(xù)的空間。在圖9D中，換能器400和402被容置在封閉的室725和726內(nèi)。現(xiàn)在參考圖9E中的示例性測(cè)試布置，揚(yáng)聲器410仍然被布置為與圖9D中類似，然而，如在圖9A-圖9C中，揚(yáng)聲器410被包圍在聲學(xué)容積510內(nèi)。圖9E中的布置與圖9A中的布置基本上相同，然而，圖9E中的所有部件(ASIC 115和ASIC輸入/輸出端口403除外)相對(duì)于圖9A中的布置“翻轉(zhuǎn)”。例如，開(kāi)口700不再與具有ASIC 115的壁相鄰，以使得分室690和691(容置換能器400和402)遠(yuǎn)離室760和761對(duì)著聲學(xué)容積510開(kāi)口。
[0073]圖9F示出了與圖9A中的測(cè)試布置類似的測(cè)試布置。但是，在圖9F中，圖9A中的背側(cè)容積530和531不再分離。相反，形成了單個(gè)背側(cè)容積901。此外，與圖9D中的測(cè)試布置類似，圖9F中的測(cè)試布置具有設(shè)置在與ASIC 115相對(duì)的壁上的揚(yáng)聲器410。
[0074]因此，除了其它事項(xiàng)之外，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種麥克風(fēng)系統(tǒng)，該麥克風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)施加到輸入信號(hào)的增益進(jìn)行調(diào)制，或者通過(guò)對(duì)施加到接收輸入信號(hào)的MEMS換能器的MEMS偏置進(jìn)行調(diào)制，來(lái)調(diào)整麥克風(fēng)輸出信號(hào)的最終靈敏度。本發(fā)明包括揚(yáng)聲器、換能器、以及AS IC，該AS IC包括控制器。控制器基于經(jīng)由輸入/輸出接口接收到的經(jīng)定義的輸入，來(lái)計(jì)算用