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Title:
MEMS MICROPHONE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/167879
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a MEMS microphone, comprising an ASIC (AS) with a programmable internal memory (IM) and a MEMS sensor (MS). Operating parameters, which correspond to a plurality of defined operating states (M1, M2, M3) for the control of the MEMS sensor (MS) and/or the processing of the signal conducted from the sensor to the ASIC (AS), can be stored in the internal memory. The microphone can be switched into a selected operating state via a control line for the ASIC.

Inventors:
WALSER SEBASTIAN (DE)
SIEGEL CHRISTIAN (DE)
WINTER MATTHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/057549
Publication Date:
October 05, 2017
Filing Date:
March 30, 2017
Export Citation:
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Assignee:
TDK CORP (JP)
International Classes:
H04R19/00
Domestic Patent References:
WO2015169354A12015-11-12
Foreign References:
US20140264652A12014-09-18
EP2871854A12015-05-13
EP1906704A12008-04-02
EP1906704A12008-04-02
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Mikrofon

mit einem ASIC (AS) und einem MEMS Sensor (MS),

bei dem der ASIC einen programmierbaren internen Speicher (IM) aufweist,

bei dem im internen Speicher Betriebsparameter entsprechend einer Mehrzahl an definierten Betriebszuständen (Ml, M2, M3) für die Ansteuerung des MEMS Sensors (MS) und/oder die

Verarbeitung des vom Sensor an den ASIC (AS) geleiteten

Signals abspeicherbar sind,

bei dem das Mikrofon über eine Ansteuerungsleitung für den ASIC in einen ausgewählten Betriebszustand geschaltet werden kann .

2. Mikrofon nach dem vorangehenden Anspruch,

bei dem der ASIC (AS) einen Verstärker umfasst

bei dem als Betriebsparameter ein Gainfaktor (GF) für einen Verstärker abgespeichert werden kann.

3. Mikrofon nach einem der vorangehenden Ansprüche,

bei dem der MEMS Sensor (MS) ein kapazitiver MEMS Sensor ist bei dem als Betriebsparameter eine am kapazitiven MEMS Sensor anzulegende BIAS Spannung abgespeichert werden kann.

4. Mikrofon nach einem der vorangehenden Ansprüche,

bei dem der interne Speicher (IM) über die Ansteuerungs¬ leitung programmierbar ausgebildet ist, um jederzeit neue oder veränderte Betriebsparameter für einen neuen oder einen veränderten Betriebszustand (M) abzuspeichern.

5. Mikrofon nach einem der vorangehenden Ansprüche,

bei dem das MEMS Mikrofon (MIC) äußere Umgebungsparameter erfassen kann und dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der äußeren Umgebungsparameter einen dazu passenden

Betriebszustand (Mn) gemäß eines Algorithmus selbsttätig einzustellen .

6. Mikrofon nach einem der vorangehenden Ansprüche,

aufweisend eine Anzahl von Kontakten, die sowohl zur

Befestigung des Mikrofons als auch als elektrische Anschlüsse des Mikrofons dienen

bei dem einer der Kontakte mit der Ansteuerungs-leitung verbunden ist. 7. Mikrofon nach einem der vorangehenden Ansprüche,

bei dem der interne Speicher über einen äußeren Anschluss des Mikrofons beschreibbar ist.

8. Verfahren zum Betrieb eines Mikrofons,

bei dem eine MEMS Mikrofon (MIC) verwendet wird, das einen ASIC (AS) mit einem programmierbaren internen Speicher (IM) aufweist,

bei dem im internen Speicher auf das MEMS Mikrofon

kalibrierte Betriebsparameter für mehrere definierte

Betriebszustände (Ml, M2, M3) abgespeichert werden,

bei dem die Betriebsparameter, die zur Einstellung von gewünschten Eigenschaften des MEMS Mikrofons in verschiedenen Betriebszuständen erforderlich sind, in einem vorgelagerten Test ermittelt werden

bei dem Betriebsparameter für einen den Umgebungsparametern angepassten oder einen gewünschten Betriebszustand mittels einer Ansteuerungsleitung aus dem internen Speicher ausgelesen werden und der entsprechende Betriebszustand eingestellt wird.

9. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch,

bei dem als Betriebsparameter eine am kapazitiven MEMS Sensor (MS) anliegende BIAS Spannung zur Einstellung einer

gewünschten Empfindlichkeit im jeweiligen Betriebszustand (Ml, M2, M3) abgespeichert ist, bei dem nach Auswahl und Einstellung des gewünschten Betriebs-izustands die BIAS

Spannung entsprechend dem Betriebszustand eingestellt wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem als Betriebsparameter für einen Betriebs-zustand (Ml, M2, M3) jeweils ein Gainfaktor (GF) zur Einstellung einer gewünschten Signalverstärkung abgespeichert ist, bei dem nach Auswahl und Einstellung des gewünschten Betriebszustands der Gainfaktor entsprechend dem Betriebszustand eingestellt wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das MEMS Mikrofon (MIC) Umgebungsparameter bestimmt, bei dem das MEMS Mikrofon für die gemessenen

Umgebungsparameter einen optimierten Betriebszustand (Ml, M2, M3) ) gemäß eines Algorithmus auswählt und automatisch oder auf manuelle Anforderung hin einstellt.

Description:
Beschreibung

MEMS-Mikrofon und Verfahren zum Betrieb MEMS-Mikrofone, die als mikroelektromechanische Systeme ausgebildet sind, werden heutzutage für Handys und akustische Sensoren eingesetzt. Besonders vorteilhaft sind ihre kleine Größe und ihre gute akustische Performance. Ebenso zeichnen sie sich durch ihre Beständigkeit gegenüber den Bedingungen beim Verlöten aus.

Ein bei der Herstellung von MEMS-Mikrofonen auftretendes Problem ist die Sensitivitätsstreuung nach der Herstellung. Produktionstoleranzen sowie Materialschwankungen können zu einer unzulässig hohen Streuung der Mikrofon-Eigenschaften führen. Da für den Einsatz der MEMS Mikrofone jedoch eine nur geringe Toleranz der Eigenschaften tolerabel ist, genügen viele Mikrofone direkt nach der Herstellung den Anforderungen bei modernen Mobiltelefonen nicht.

Stand der Technik ist es daher, MEMS-Mikrofone nach ihrer Herstellung einem Endtest zu unterziehen und anschließend Mikrofone mit stark von den gewünschten Werten abweichenden Eigenschaften durch Veränderung der Betriebsparameter in einen gewünschten Bereich zurückzuführen. Es werden dabei neue Betriebsparameter für das Mikrofon ermittelt und in einem Festspeicher des ASICs, der Bestandteil eines jeden MEMS-Mikrofons ist, abgespeichert. Ein solches Mikrofon ist beispielsweise aus der EP1906704 AI bekannt. Mit Hilfe einer solchen Kalibrierung gelingt es in der Massenproduktion, die Streuung auf eine maximale Abweichung von +/- 1 dB zu

reduzieren . Mit Hilfe der Kalibrierung gelingt es, ein Mikrofon optimal auf eine gewünschte Empfindlichkeit einzustellen. Ein Problem bleibt jedoch, dass ein Mikrofon in unterschiedlichen

Umgebungen mit unterschiedlichen Schalldrücken oder

verschieden starken Hintergrundgeräuschen eigentlich einer jeweils spezifischen Kalibrierung bedarf, um es auf den

Betrieb in der jeweiligen Umgebung hin zu optimieren. Durch die bisher praktizierte einheitliche Kalibrierung ist das MEMS Mikrofon aber auf genormte und genau definierte

Umgebungsparameter hin optimiert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Mikrofon und ein Verfahren zum Betrieb eines Mikrofons anzugeben, welches mit unterschiedlichen äußeren Umgebungsparametern kompatibel ist und auch dort eine gute Signalqualität

liefert .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Mikrofon und ein Verfahren zum Betrieb gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Ein bekanntes kalibrierbares MEMS-Mikrofon weist bereits einen programmierbaren internen Speicher auf. Dieser ist üblicherweise als OTP-Speicher (One Time Programmable) ausgebildet und erlaubt ein einmaliges Einschreiben der

Kalibrierungsparameter, die dann über die gesamte Lebensdauer des MEMS-Mikrofons konstant bleiben. Die grundlegende Idee der Erfindung ist es nun, diesen

Speicher dazu zu nutzen, Betriebsparameter für mehrere definierte Betriebszustände abzuspeichern, so dass das

Mikrofon währende des späteren ordnungsgemäßen Betriebs über eine Ansteuerungsleitung in einen gewünschten oder erforderlichen Betriebszustand geschaltet werden kann.

Die Betriebsparameter für jeden einzelnen der

Betriebszustände sind dabei auf das jeweilige MEMS-Mikrofon kalibrierte Werte, die in einem Endtest nach der Herstellung des Mikrofons ermittelt wurden.

Möglich ist es jedoch auch, Betriebsparameter für einzelne gewünschte Betriebszustände zu einem beliebigen Zeitpunkt neu zu ermitteln und im internen Speicher als neue

Betriebszustände abzuspeichern und so das MEMS Mikrofon neu zu kalibrieren. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn das MEMS-Mikrofon einer Alterung, oder einer thermischen oder mechanischen Belastung ausgesetzt wurde, was jeweils zu einer internen Verspannung der Membran des MEMS-Mikrofons führen kann und nicht zuletzt einen Drift der Mikrofoneigenschaften zur Folge haben kann. Auch hier gilt, dass mehrere definierte Betriebszustände im internen Speicher abgespeichert sind, so dass das Mikrofon während des ordnungsgemäßen Betriebs über eine Ansteuerungsleitung in einen gewünschten oder einen erforderlichen Betriebszustand geschaltet werden kann.

Das Umschalten in einen anderen Betriebszustand kann manuell oder automatisiert erfolgen. Für ein automatisches Umschalten können Regeln vorgegeben sein. Diese können einen

Betriebszustand in Abhängigkeit von Parametern, die vom

Mikrofon oder davon einem System mit dem Mikrofon ermittelt werden, einstellen, bzw. den am besten zu den gemessenen Parametern passenden Betriebszustand aus den vorgegebenen Betriebszuständen auswählen. Das neu Einprogrammieren von Betriebsparametern für neue Betriebszustände sowie die Auswahl gespeicherter

Betriebszustände können über dieselbe Ansteuerungsleitung erfolgen, die das Mikrofon mit einem äußeren Anschluss verbindet.

Vorzugsweise erfolgt die Programmierung durch Eingabe von Signalen bei einer Spannung, die auch im Normalbetrieb des MEMS-Mikrofons zur Verfügung steht. Möglich ist es z.B., über die Ansteuerungsleitung eine Bit-Folge einzugeben, die entweder einen Programmierbefehl oder einen Datensatz

umfasst .

Alternativ ist es möglich, einen für einen Betriebszustand vorgesehenen Spannungspegel an die Ansteuerungsleitung anzulegen, um die jeweils dem Spannungspegel zugeordneten Betriebsparameter für den gewünschten Betriebszustand

einzustellen . Ein Betriebsparameter, der erfindungsgemäß für einen

Betriebszustand abgespeichert werden kann, ist ein Gain - Faktor, der ein Maß für die Verstärkung durch einen im ASIC integrierten Verstärker ( Pre-Amplifier) darstellt. Als weiterer Betriebsparameter kann eine für den jeweiligen

Betriebszustand geeignete BIAS-Spannung abgespeichert werden. Über die Bias-Spannung kann die Sensitivität , bzw. das SNR Level oder THD Verhalten des Mikrofons bei höheren

Schalldrücken beeinflusst werden. Über den Betriebszustand kann die Sensitivität so eingestellt werden, dass sie einem in der Umgebung herrschenden Schallpegel entspricht. Die verschiedenen einstellbaren Betriebszustände können für verschiedene Umgebungsparameter vorgesehen sein. Neben einer lauten oder leisen Umgebung, einer geforderten hohen oder niedrigen Dynamik, einem hohen oder niedrigen Signal-Rausch- Verhältnis (SNR) , oder auszufilternden hoch- oder

niederfrequenten Störsignalen können die jeweiligen

auszuwählenden Betriebszustände noch verschiedene andere Umgebungsbedingungen berücksichtigen und ein optimales

Mikrofonverhalten garantieren.

In einer besonderen Ausgestaltung ist das MEMS-Mikrofon außerdem dazu ausgebildet, äußere Umgebungsparameter und/oder Eigenschaften der akustischen Signale zu erfassen. Mit Hilfe dieser Informationen kann ein automatisches Auswählen und Einstellen eines bereits vorher abgespeicherten

Betriebszustandes erfolgen.

Aus der absoluten Höhe, dem Dynamikbereich und/oder der

Frequenzlage der der vom Mikrofon aufzuzeichnenden Signale, sowie gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Umgebungs ¬ temperatur wird mittels eines Algorithmus ein dazu passender abgespeicherter Betriebszustand ausgewählt und selbsttätig eingestellt . Möglich ist es auch, dass das MEMS-Mikrofon einen optimierten Betriebszustand errechnet und vorschlägt, der dann manuell von einem User eingestellt werden kann. Die Einstellwerte sind die gespeicherten Betriebsparameter, die den jeweiligen auszuwählenden gespeicherten Betriebszustand definieren.

Das MEMS-Mikrofon weist in der Regel eine Anzahl von

Anschlussflächen und/oder Kontakten auf, die sowohl zur

Befestigung des Mikrofons, beispielsweise durch Verlöten, als auch als elektrische Anschlüsse des Mikrofons dienen. Eine der Anschlussflächen/Kontakte kann mit der

Ansteuerungsleitung verbunden sein. Möglich ist es jedoch auch, einen bereits vorhandenen Kontakt zu nutzen, z.B. einen Kontakt für die Erstkalibrierung, um Betriebsparameter für verschiedene Betriebszustände

abzuspeichern, um einen Betriebszustand auszuwählen und einzustellen oder auch um die Betriebsparameter für die

Betriebszustände neu zu kalibrieren. Möglich ist es natürlich auch, weitere Anschlussflächen oder Kontakte vorzusehen, über die erfindungsgemäß Betriebszustände eingespeichert oder ausgewählt werden können. Die Betriebsparameter für die Betriebszustände können wie gesagt einmalig in einem Endtest ermittelt und im internen Speicher des MEMS-Mikrofons abgespeichert werden. Möglich ist es jedoch auch, eine Neukalibrierung nach bestimmten

Ereignissen durchzuführen. Möglich ist es weiterhin, eine Neukalibrierung in regelmäßigen Zeitabständen durchzuführen. Für eine Kalibrierung ist in der Regel eine normierte

akustische Umgebung erforderlich, um mit normierten

akustischen Signalen eine gewünschte Mikrofoneigenschaft einzustellen, wobei die normierten akustischen Signale als Maßstab dienen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs ¬ beispiels und der dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren sind nur schematisch und daher nicht maßstabsgetreu dargestellt.

Es zeigen: Figur 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Mikrofons,

Figur 2 den physikalischen Aufbau eines Mikrofons im

schematischen Querschnitt,

Figur 3 den über die Frequenz gemessenen Verlauf der

Empfindlichkeit für verschiedene anliegender BIAS- Spannungen und verschiedene Verstärkungsfaktoren,

Figur 4 die Verteilung der Empfindlichkeit über eine

größere Menge einzelner vermessener Mikrofone nach der Herstellung, nach der Kalibrierung und nach dem Umschalten in einen anderen Betriebsmodus.

Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Mikrofons MIC. Es umfasst einen Mikrofon-Sensor MS, der in einem vorzugsweise mikromechanischen Aufbau zumindest eine Membran MM und eine Rückelektrode BP aufweist, die zusammen ein kapazitives Sensorelement bilden. Mit dem kapazitiven Mikrofon-Sensor verbunden ist ein ASIC AS, der zusammen mit dem Mikrofon-Sensor MS auf einem gemeinsamen Substrat und vorzugsweise unter einer gemeinsamen Abdeckung, z.B. einer Metallkappe MC angeordnet ist. Die Metallkappe ist z.B. mit einer abdichtenden Klebstoffmasse SM auf das Substrat SU aufgeklebt .

Es können auch andere Aufbauvarianten verwendet werden.

Anstelle von Flip-Chip Technologie können z.B. die Chips auch aufgeklebt werden und die elektrische Verbindungen durch Bonddrähte vorgenommen werden.

Am kapazitiven Element des Mikrofon-Sensors MS liegt eine BIAS-Spannung an, die von einem BIAS-Spannungsgenerator BS erzeugt wird. Am kapazitiven Element wird nun im Betrieb des Mikrofons die Kapazität bestimmt, im ASIC in eine Spannung umgewandelt, mittels eines Verstärkers AMP verstärkt und als Messsignal an einem Ausgang OUT ausgegeben.

Das Mikrofon MIC kann als digitales oder analoges Mikrofon ausgeführt sein. Ein analoges Mikrofon weist darüber hinaus als Aus- und Eingänge dienende Kontakte für die

Versorgungsspannung VDD, für Masse GND sowie für einen

Schreib-/Lesezugriff W/R auf.

Für ein digitales Mikrofon ist zumindest ein Eingang für Clock CLK vorgesehen. Darüber hinaus weist der ASIC AS einen internen Speicher IM auf. Im internen Speicher sind die

Betriebsparameter für beispielsweise drei oder mehr

verschiedene auswählbare Betriebszustände Ml, M2, M3 des Mikrofons MIC abgespeichert.

Zur Abspeicherung der Daten im internen Speicher IM kann der Schreib-/Lese-Eingang W/R verwendet werden. Über diesen

Eingang kann auch der Betriebszustand M n ausgewählt werden. Möglich ist es jedoch auch, zur Auswahl des Betriebszustands einen Schreib-/Lese-Eingang W/R verschiedenen Hilfseingang AI vorzusehen, der ebenfalls mit dem internen Speicher IM verbunden ist.

Je nach ausgewähltem Betriebszustands M werden die

entsprechenden Betriebsparameter aus dem internen Speicher IM an den BIAS-Spannungsgenerator BS und/oder an den Verstärker AMP geleitet und damit die Eigenschaften des Mikrofons passend zum gewünschten Betriebszustand eingestellt. Figur 2 zeigt ein an sich bekanntes MEMS-Mikrofon im

schematischen Querschnitt, wie es für die Erfindung

eingesetzt werden kann. Auf einem gemeinsamen Substrat SU, welches beispielsweise als Mehrlagenkeramik mit integrierter Verschaltung ausgebildet ist, sind ein kapazitiver MEMS- Sensor MS und ein ASIC AS angeordnet. Beide Komponenten können wie dargestellt nebeneinander angeordnet sein. Möglich ist es jedoch auch, den ASIC oberhalb oder unterhalb des MEMS-Sensors MS anzuordnen.

In der dargestellten Ausführungsform sind MEMS-Sensor MS und ASIC AS mit einer Polymerfolie gegen die Oberfläche des

Substrats abgedichtet. Auf dem Substrat ist weiterhin eine Abdeckkappe MC, beispielsweise eine Metallkappe, aufgesetzt, die gegen das Substrat abdichtet und einen Hohlraum unter sich einschließt, in dem Mikrofon-Sensor MS und ASIC AS angeordnet sind. Über der Membran MM und der Rückelektrode BP ist die Polymerfolie entfernt, so dass die Membran MM mit dem Hohlraum unter der Abdeckung MC kommunizieren kann.

Unterhalb der Membran ist eine Schallöffnung SO durch das Substrat SU vorgesehen, über die die Membran mit der äußeren Umgebung kommunizieren kann und Schallwellen bis zur Membran vordringen können. Membran MM und Polymerfolie PF trennen ein akustisches Frontvolumen unterhalb der Membran und ein akustisches Rückvolumen oberhalb der Membran und unter der Abdeckung MC voneinander ab.

MEMS-Sensor MS und ASIC AS können über Lötverbindungen, die beispielsweise in Form von Bumps BU ausgeführt sind, auf dem Substrat montiert sein. Über die interne Verdrahtung innerhalb des mehrschichtigen Substrats SU oder über auf der Oberfläche des Substrats SU verlaufende Leiterbahnen ist der ASIC mit dem Mikrofon-Sensor MS beziehungsweise dessen Membran MM und Rückelektrode BP verbunden. Dargestellt ist ein kapazitiver Mikrofon-Sensor mit zwei Rückelektroden BP, welcher ein differenzielles

Signal mit einer höheren Signalqualität liefert. Möglich ist es jedoch auch, nur eine einzelne Rückelektrode gegen die Membran zu schalten.

Figur 3 zeigt verschiedene Messkurven, bei denen die

Empfindlichkeit eines beispielhaften MEMS-Mikrofons gegen die anliegende Frequenz in Hertz aufgetragen ist. Die

unterschiedlichen Kurven sind bei unterschiedlichen

Betriebsparametern bestimmt.

Aus der Figur 3 wird klar, dass sich die Empfindlichkeit in Abhängigkeit von den anliegenden Betriebsparametern, die stellvertretend für bestimmte Betriebszustände stehen, deutlich verschieden ist. Eine erste Kurve zeigt die

Empfindlichkeit bei minimalem Verstärkungsfaktor GF m i n . Eine zweite Kurve zeigt die Empfindlichkeit bei maximalem

Verstärkungsfaktor GF max . Eine dritte Kurve zeigt die

Empfindlichkeit bei minimaler BIAS-Spannung BV m i n , während eine vierte Kurve den Verlauf der Empfindlichkeit bei

maximaler anliegender BIAS-Spannung BV max zeigt. Es zeigt sich, dass die Empfindlichkeit über beide Betriebsparameter einstellbar ist, wobei eine Variation des Verstärkungsfaktors GF zu einer größeren maximalen Differenz Δ GF max führt.

In ähnlicher Weise sind über die beiden beispielhaften

Betriebsparameter auch andere Mikrofoneigenschaften

einstellbar, die sich in Form von Kombinationen von Betriebsparametern definieren lassen. Beispielsweise kann das Signal-Rausch-Verhältnis SNR eingestellt werden.

Auf Grund von Produktionstoleranzen streuen die Eigenschaften von Mikrofonen innerhalb einer Charge und insbesondere von

Charge zu Charge. Figur 4 zeigt, wie innerhalb einer größeren Menge einzeln vermessener Mikrofone die Empfindlichkeiten schwanken bzw. wie unterschiedlich die Empfindlichkeiten über eine größere Anzahl Mikrofone verteilt sind.

Eine erste Verteilung 1 zeigt eine relativ breite Streuung der Empfindlichkeiten und wird z.B. direkt nach der

Herstellung einer größeren Anzahl von Mikrofonen erhalten. Eine so starke Streuung ist jedoch für ein einsetzbares

Produkt unzulässig, so dass entweder nur die Mikrofone mit geeigneten Eigenschaften ausgewählt werden können, oder eben wie bereits praktiziert, die Eigenschaften durch Kalibrierung in einen geforderten engen Bereich zurück verschoben werden. Die dargestellte Verteilung 2 ist beispielsweise das Ergebnis einer solchen Kalibrierung mit individuell eingestellten Betriebsparametern. Die dazu erforderlichen Betriebsparameter sind für jedes Mikrofon getrennt in einer genormten

akustischen Umgebung ermittelt und im internen Speicher abgelegt. Weitere alternative Betriebszustände mit jeweils anderem gewünschten Eigenschaftsprofil, beziehungsweise die dafür erforderlichen Betriebsparameter sind ebenfalls im Speicher abgelegt, so dass beispielsweise unterschiedliche Empfindlichkeiten eingestellt werden können.

Die Verteilung 2 zeigt beispielsweise die Verteilung der Empfindlichkeit über verschiedene Mikrofone, bei denen ein erster Betriebszustand eingestellt ist. Die Verteilung 3 zeigt dagegen die Empfindlichkeit derselben Mikrofone, nachdem die Mikrofone in einen zweiten Betriebszustand geschaltet und die entsprechenden diesem Betriebszustand zugeordneten Betriebsparameter am Mikrofon eingestellt sind. Damit ergibt sich beispielsweise eine niedrigere

Empfindlichkeit für die Mikrofone gemäß der Verteilung 3. Dies hat auch zur Folge, dass das Mikrofon eine geringere THD Beeinflussung bei höheren Schalldrücken besitzt. Entsprechend wie hier die Empfindlichkeit lässt sich

beispielsweise auch das Signal-Rausch-Verhalten und andere Eigenschaften des Mikrofons über geeignete Betriebsparameter für verschiedene Betriebszustände einstellen. Da die

Betriebszustände für jedes Mikrofon einzeln kalibriert sind, ergibt sich auch für die unterschiedlichen Betriebszustände über eine Vielzahl Mikrofone eine nur geringe Abweichung vom Zielwert, wie beispielsweise aus der Figur 4 klar hervorgeht.

Obwohl die Erfindung nur an einem Ausführungsbeispiel

erläutert wurde, ist sie jedoch nicht auf dieses beschränkt. Die Erfindung ist vorzugsweise auf ein kapazitiv arbeitendes MEMS-Mikrofon optimiert, ist jedoch nicht auf kapazitive Mikrofone beschränkt. Bei Mikrofonen mit anderem

Sensorprinzip können gegebenenfalls andere Betriebsparameter eingestellt werden.

Bezugs zeichenliste

1 erste Verteilung

2 zweite Verteilung

3 dritte Verteilung

AI Hilfseingang

AMP Verstärker

AS ASIC

BP Rückelektrode

BS BIAS Spannungsgenerator

BU Lötstelle

BV BIAS Spannung

CLK Clock

GF Verstärkungsfaktor

GND Masse

IM interner Speicher

Ml erster Betriebszustand/Modus

M2 zweiter Betriebszustand/Modus

M3 dritter Betriebszustand/Modus

MC Abdeckkappe

MIC MEMS Mikrofon

MM Membran

MS MEMS Sensor

OUT Mikrofonausgang

PF Polymerfolie

SM Dichtmittel

SO Schallöffnung

SU Substrat

VDD VersorgungsSpannung

W/R Schrei -/Leseeingang