数字麦克风设计与噪声优化方法研究

当前，人们对于高品质音频通讯体验的需求正在日益的增大，然而由于传统模拟麦克风信号损耗大、抗干扰能力差等缺点，使得其不再适用于下一代先进音频输入系统。本课题通过对模拟麦克风功能、结构的深入研究和对麦克风固有噪声和干扰噪声的分析优化，提出一种新的数字麦克风设计技术，该技术将模拟麦克风的缓冲器、增益放大器和模数转换器的功能合并，通过一种新型的连续时间积分器和开关电容积分器相结合的Sigma Delta调制器结构，完成模拟麦克风所有分离器件的功能，同时为面向便携式应用增加了低功耗休眠功能，内置高压偏置源以满足新一代CMOS MEMS电容传感器的要求。通过该课题的研究，可以为下一代先进音频系统的声音输入端提供一套更为合理的解决方案，与目前传统模拟麦克风相比，数字麦克风技术将使得声音的输入质量大幅提高，具有更高的集成度、更低的功耗和更强的抗干扰能力，并且大幅降低设计的复杂度和设计成本。

课题通过对模拟麦克风功能、结构的深入研究和对麦克风固有噪声和干扰噪声的分析优化，提出一种新的数字麦克风设计技术，该技术将模拟麦克风的缓冲器、增益放大器和模数转换器的功能合并，通过一种新型的连续时间积分器和开关电容积分器相结合的Sigma Delta调制器结构，完成模拟麦克风所有分离器件的功能，同时为面向便携式应用增加了低功耗休眠功能，内置高压偏置源以满足新一代CMOS MEMS电容传感器的要求。通过该课题的研究，可以为下一代先进音频系统的声音输入端提供一套更为合理的解决方案。课题完成了数字麦克风芯片的电路设计、版图设计、仿真验证、流片测试。测试结果表明数字麦克风技术具有更高的集成度、更低的功耗和更强的抗干扰能力，使得声音的输入质量大幅提高，并且降低设计的复杂度和设计成本。