低功率声学装置和操作方法制造方法及图纸

技术编号:15531042 阅读:187 留言:0更新日期:2017-06-04 17:54
根据本公开的一个方面,一种操作声学系统的方法包括:检测超声波信号,并且对接收到的超声波信号进行模式匹配,以确定接收到的超声波信号何时是希望的超声波信号。该方法包括:在接收到的超声波信号是希望的超声波信号时,向至少一个电子组件发送信号。该方法包括:在接收到的超声波信号不是希望的超声波信号时,按低功率状态来操作所述麦克风。

Low power acoustic device and method of operation

According to one aspect of the disclosure, including a method for operating an acoustic system: detection of the ultrasonic signal, and the ultrasonic signal received through the pattern matching to determine the received ultrasonic signal when the ultrasonic signal is hope. The method includes transmitting a signal to at least one electronic component when the received ultrasonic signal is a desired ultrasonic signal. The method includes operating the microphone in a low power state when the received ultrasonic signal is not a desired ultrasonic signal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低功率声学装置和操作方法相关申请的交叉引用本专利要求保护2014年10月2日提交的名称为“LowPowerAcousticApparatusAndMethodOfOperation”的美国临时申请No.62/058,998在35U.S.C.§119(e)下的权益,其内容通过引用全部并入于此。
本申请涉及声学装置,并且更具体地,涉及在这些装置中使用超声波方法。
技术介绍
不同类型的声学装置已经使用多年。一种类型的声学装置是麦克风,而且一种类型的麦克风是微机电系统(MEMS)麦克风。在MEMS麦克风中,MEMS管芯包括膜片和背板。MEMS管芯通常设置在基板(或基底)上并且被壳体(例如,具有壁的杯状物或盖)封闭。一端口可以延伸穿过基板(底部端口装置)或穿过壳体的顶部(顶部端口装置)。在任何情况下,声能穿过端口,使膜片移动并产生相对于背板的变化电位,产生电信号。专用集成电路(ASIC)可以对该信号执行进一步的处理。麦克风被部署在各种类型的装置中,诸如个人计算机或蜂窝电话。遗憾的是,以前的方法具有局限性。电音频系统包括各种功耗部件,如编解码器。因为编解码器通常总是被接通以进行信号处理,所以消耗大量的功率。另外,根据编解码器的采样率,这些先前方法提供用于超声波频率的有限带宽。因高功耗和减少的电池寿命,所有这些问题已导致一些用户对先前方法的不满意。附图说明为更全面理解本公开,参照下面详细描述和附图进行说明,其中:图1包括根据本专利技术的各种实施方式的麦克风中的没有数字信号处理器(DSP)的低功率声学系统的框图;图2包括根据本专利技术的各种实施方式的在麦克风中设置有数字信号处理器(DSP)的低功率声学系统的框图;图3包括根据本专利技术的各种实施方式的低功率声学系统的操作的流程图;图4A包括根据本专利技术的各种实施方式的检测电路的框图;图4B包括根据本专利技术的各种实施方式的检测电路的框图;图5包括根据本专利技术的各种实施方式的利用具有数字信号处理器(DSP)的麦克风的框图;图6包括根据本专利技术的各种实施方式的具有数字信号处理器(DSP)的另一麦克风的框图;图7包括根据本专利技术的各种实施方式的具有数字信号处理器(DSP)的另一麦克风的框图;图8包括根据本专利技术的各种实施方式的本方法的应用的一个示例的框图;图9包括根据本专利技术的各种实施方式的本方法的应用的另一示例;图10包括根据本专利技术的各种实施方式的具有数字信号处理器(DSP)的麦克风的框图;图11包括根据本专利技术的各种实施方式的具有数字信号处理器(DSP)的另一麦克风的框图;图12包括根据本专利技术的各种实施方式的具有数字信号处理器(DSP)的另一麦克风的框图。技术人员应当清楚,附图中的部件为简单和清楚起见而例示。还应清楚的是,特定动作和/或步骤可以按出现的特定次序描述或描绘,而本领域技术人员应当明白,有关顺序的这种特异性实际上不需要。还应明白的是,在此使用的术语和表达具有普通含义,如按照这种术语和表达有关它们对应的各自调查和研究范围的本来样子,除另外在此阐述了特定含义以外。具体实施方式在本文中提出的方法中,当感测超声波信号时,编解码器(或其它处理装置)被停用(或者以低功率状态操作),由此提供比先前系统显著少的功率消耗。超声波信号是具有高于人耳可听度极限的频率的声信号。编解码器(或其它处理装置)仅在它们需要时被启用,例如,当检测到超声波信号(或某一其它有意义的信号)时。在一些方面,超声波活动检测可以在任何系统中实现,而不管所使用的处理装置(例如,编解码器)的类型。另外,超声波信号被自动检测和处理,无需用户干预。声换能器(例如,MEMS麦克风、压电麦克风、扬声器或某一其它换能器)和超声波检测器被用于检测超声波信号并将信号发送至系统中的一个或更多个组件。在一个方面,麦克风中的超声波检测器通过向其它组件(例如,诸如编解码器的处理器)提供唤醒信号来触发该组件的唤醒,以开始处理接收到的信号(例如,接收到的超声波信号)。在其它方面,换能器和超声波检测器被用于向诸如处理器的电子组件发送信号,所述信号启动应用或者修改处理器的操作。另一方面,麦克风具有两种内部状态。第一状态是具有阈值检测的低功率感测模式。当检测到超声波信号时,麦克风唤醒设置在麦克风中的处理器(例如,数字信号处理器(DSP)),以对接收到的信号执行相关或其它模式匹配功能。其它功能也是可能的。在第二状态下并且如果发现期望的信号,则麦克风触发系统唤醒以进行超声波信号处理。如果没有发现所需的信号,则控制返回至第一状态。系统处于低功率感测模式,直到检测到超声波信号为止,此时,麦克风寻找前导码或ID以唤醒编解码器来处理针对一应用的超声波信号(例如,应用启动、支付接收、支付确认、优惠券接收或命令接收等)。尽管针对麦克风描述了本文所描述的方法中的一些,但应当清楚,本文描述的原理不限于麦克风,而是可应用于具有所有类型的传感器的所有类型的感测构造。在这些实施方式中的许多实施方式中,在麦克风处检测到超声波信号。接收到的超声波信号被相关(或模式匹配),以确定接收到的超声波信号何时是希望的超声波信号。当该相关指出接收到的声信号是希望的超声波信号时,至少一个电子组件被从非活动或睡眠状态唤醒。如果信号相关、模式匹配功能或其它信号检测方法指出接收到的超声波信号不是希望的超声波信号,则麦克风在低功率操作状态下操作并且不唤醒任何其它电子组件。在一些方面,在麦克风处执行相关或模式匹配,并且所述至少一个电子组件包括处理装置。处理器(例如,编解码器)执行附加的应用相关处理功能。另一方面,例如通过数字信号处理(DSP)模块、编解码器或一些其它处理装置来执行相关或模式匹配功能。在一些示例中,DSP在麦克风中。在其它示例中,麦克风在执行相关或模式匹配时进入处理状态,该处理状态比低功率操作状态消耗更多功率。在一些示例中,所述检测包括测量滤波信号强度,并且将所测量的信号强度与预定阈值进行比较。在其它示例中,所述检测包括测量滤波信号强度,并且将所测量的信号强度与自适应或用户可改变的阈值进行比较。在其它方面,所述检测利用数字或模拟滤波器。在其它示例中,通过混叠(aliasing)将接收到的超声波信号按子采样频率速率移位至基带频率。其它示例也是可能的。还在其它方面,当所述检测检测到超声波信号时,唤醒处理装置(例如,编解码器)以执行相关,使得在该处理器(例如,编解码器)处执行相关或模式匹配。在一些示例中,通过向组件发送唤醒信号来执行唤醒电子组件,其中,该组件与处理装置(例如,编解码器)和麦克风分离。在这些实施方式中的其它实施方式中,麦克风在第一操作状态下操作,使得在第一操作状态下,麦克风接收声信号并且确定所接收的信号是否是希望的超声波信号。麦克风在感测到希望的超声波信号时进入第二操作状态。该第二操作状态比第一操作状态消耗更多功率。在第二操作状态下,麦克风利用相关或其它模式匹配功能或算法来确定所接收的信号是否是希望的超声波信号。如果是希望的超声波前导码(preamble)或ID,则麦克风将唤醒信号发送至诸如编解码器或微处理器的处理装置。在麦克风确定接收到的超声波信号不是希望的超声波信号时,麦克风保持第一操作状态。在一些方面,利用测量的滤波信号强度来确定声音信号是否是希望的超声波信号,并且在该信号强度本文档来自技高网...
低功率声学装置和操作方法

【技术保护点】
一种操作声学系统的方法,该方法包括:检测麦克风处的超声波信号;对接收到的超声波信号进行模式匹配,以确定接收到的超声波信号何时是希望的超声波信号;在所述模式匹配指出接收到的超声波信号是希望的超声波信号时,向至少一个电子组件发送信号;在所述模式匹配指出接收到的超声波信号不是希望的超声波信号时,按低功率操作状态来操作所述麦克风。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.02 US 62/058,9981.一种操作声学系统的方法,该方法包括:检测麦克风处的超声波信号;对接收到的超声波信号进行模式匹配,以确定接收到的超声波信号何时是希望的超声波信号;在所述模式匹配指出接收到的超声波信号是希望的超声波信号时,向至少一个电子组件发送信号;在所述模式匹配指出接收到的超声波信号不是希望的超声波信号时,按低功率操作状态来操作所述麦克风。2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述模式匹配在所述麦克风处执行,其中,所述至少一个电子组件包括编解码器,并且其中,所述编解码器执行附加的应用相关处理功能。3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述模式匹配由所述麦克风中的数字信号处理模块(DSP)执行。4.根据权利要求2所述的方法,其中,所述麦克风在所述模式匹配被执行时进入处理状态,并且消耗比所述低功率操作状态多的功率。5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述检测包括:测量滤波信号强度,并且将所测量的滤波信号强度与预定阈值进行比较。6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述检测包括:测量滤波信号强度,并且将所测量的滤波信号强度与自适应或用户可改变的阈值进行比较。7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述检测利用数字滤波器。8.根据权利要求1所述的方法,所述方法还包括:利用混叠将接收到的超声波信号按子采样频率速率数字移位至基带频率。9.根据权利要求1所述的方法,其中,所述至少一个电子组件是处理器,并且发送所述信号包括:向所述处理器发送唤醒信号,其中,模式匹配包括:利用所述处理器执行模式匹配,并且所述方法还包括:向与所述处理器和所述麦克风分离的组件发送唤醒信号。10.根据权利要求1所述的方法,其中,向所述至少一个电子组件发送所述信号包括:将所述信号发送至所述至少一个电子组件,以使所述电子组件执行以下操作中的至少一项:唤醒;和启动应用。11.一种装置,该装置包括:检测器,该检测器被设置成检测麦克风处的超声波信号;模式匹配模块,该模式匹配模块联接至所述检测器,所述模式匹配模块被配置成对接收到的超声波信号进行模式匹配,以确定接收到的超声波信号何时是希望的超声波信号,并且,在所述模式匹配模块指出接收到的声音信号是希望的超声波信号时,向至少一个电子组件发送信号,并且在所述模式匹配模块指出接收到的超声波信号不是希望的超声波信号时,按低功率操作状态来操作所述麦克风。12.根据权利要求11所述的装置,其中,所述模式匹配模块设置在所述麦克风处,其中,所述至少一个电子组件包括处理器,并且其中,所述处理器执行附加的应用相关处理功能。13.根据权利要求12所述的装置,其中,所述模式匹配模块包括处于所述麦克风中的数字信号处理模块(DSP)。14.根据权利要求12所述的装置,其中,所述麦克风在所述模式匹配被执行时进入处理状态,该处理状态消耗比所述低功率操作状态多的功率。15.根据权利要求11所述的装置,其中,所述检测器测量滤波信号强度,并且将所测量的滤波信号强度与预定阈值进行比较。16.根据权利要求11所述的设备,其中,所述检测器测量滤波信号强度,并且将所测量的滤波信号强度与自适应和用户可改变的阈值进行比较。17.根据权利要求11所述的装置,其中,所述检测器利用数字滤波器。18.根据权利要求11所述的装置,其中,接收到的超声波信号按子采样频率速率数字移位至基带...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·乌图布O·哈姆哈恩D·南迪M·沃克R·波佩尔
申请(专利权)人:美商楼氏电子有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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