在今年的ISSCC上,我将通过一个ac偏向麦克风的提议和实现来完善我注意到的最后一件事。这是基于预测,传统直流方法的偏置电阻将进入荒谬的高领域-太兆赫甚至更高。
来自恩智浦和代尔夫特大学的团队列出了这导致的一系列问题。
- MEMS芯片和ASIC之间的连接由于其高阻抗,很容易捕获杂散电噪声,这意味着需要昂贵的包装来屏蔽该节点。
- 创造一个这样大小的聚电阻将是巨大的;取而代之的是,使用偏压低于其开启电压的有源器件。但是来自邻近ESD结构的泄漏电流可以通过这些结构,最终的结果是增加噪声。
- 他们说,斩波不能用来减少闪烁噪声,因为开关会导致额外的输入电流;相反,需要增加晶体管的尺寸。
- 片上偏置发生器通常是电荷泵,纹波噪声可以推动用作电阻的关闭有源器件略微打开;因此,需要大的过滤帽。
他们的方法是差分的,他们在调制信号的同时使用交叉耦合帽抵消载波;事实上,有三个盖子,必须调整以匹配麦克风传感盖子,他们每个都有一个11位寄存器。
关键是,反馈电阻用于设置共模偏置电平;事实上,由于调制,它们对带内噪声的贡献现在很低,这意味着电阻值可以降低到远低于十亿欧姆。
虽然您可能期望复杂性的增加会使ASIC更大,但事实上恰恰相反(可能是由于更小的组件):ASIC的尺寸是当前技术水平的1/12。昂贵的屏蔽也不再需要拒绝外部噪音。
他们并没有被他们所达到的信噪比所淹没,在58/60 db范围内,但他们评论说,只要有一定的专注力,他们可以轻松达到64/65 db的水平。
对于那些了解程序的人,你们可以在22.2部分了解更多细节。