一种可调节的麦克风。麦克风包括MEMS麦克风、电荷泵、前置放大器、第一模数转换器、均方根功率检测器和逻辑电路。MEMS麦克风被配置成提供指示由MEMS麦克风检测到的声音的信号。电荷泵提供偏置电压给MEMS麦克风。前置放大器接收来自MEMS麦克风的信号，并输出指示由MEMS麦克风检测到的声音的放大信号。第一模数转换器接收放大信号并将放大信号转换成数字信号。均方根功率检测器被配置成检测放大信号的功率水平并输出放大信号的功率指示。逻辑电路接收均方根功率检测器的输出以及控制输入，并基于控制输入调节麦克风的操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利申请要求于2013年9月25日提交的、美国临时专利申请号为61/882，125以及2014年8月6日提交的、美国临时专利申请号为62/033857的权益，每个申请的全部内容在此通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种数字麦克风。
技术介绍
本专利技术涉及基于输入信号在多个功率模式的其中一个模式下操作的数字麦克风。
技术实现思路
在一些实施方式中，本专利技术提供了一种可调节的数字麦克风，其操作是基于时钟信号的频率被调节。 在一个实施方式中，本专利技术提供了一种可调节的麦克风。麦克风包括MEMS麦克风，电荷泵，前置放大器，第一模数转换器，均方根功率检测器(root mean square powerdetector,简称为RMS功率检测器)和逻辑电路。所述MEMS麦克风被配置成提供指示由MEMS麦克风检测到的声音的信号。电荷泵给MEMS麦克风提供偏置电压。前置放大器接收来自所述MEMS麦克风的信号，并且输出指示由所述MEMS麦克风检测到的声音的放大信号。第一模数转换器接收所述放大信号并将所述放大信号转换成数字信号。均方根功率检测器被配置成检测所述放大信号的功率水平，并输出所述放大信号的功率的指示。所述逻辑电路接收所述均方根功率检测器的输出以及控制输入，并基于所述控制输入调节麦克风的操作。 【附图说明】 通过考虑详细描述和附图，本专利技术的其他方面将变得明显。 图1是一个示例性数字麦克风的框图。 图2是图1的数字麦克风的操作的流程图。 图3是另一个实施例的数字麦克风的框图。 【具体实施方式】 图1示出数字麦克风100的结构。麦克风100包括MEMS麦克风105、前置放大器110，偏置源(bias source) 115，模拟信号检测器(例如，均方根“RMS”功率检测器)120，模数转换器(简称ADC) 125，以及逻辑电路130。MEMS麦克风105检测声音信号并输出指示检测到的声音信号的模拟信号135。前置放大器110接收由MEMS麦克风105输出的模拟信号135，并且基于从偏置源115接收到的偏置信号140输出模拟信号的放大形式145。模数转换器125接收放大的模拟信号145，并将其转换为数字信号150。模拟信号检测器120监测放大的模拟信号145，并产生指示放大的模拟信号145的均方根功率的输出155。逻辑电路130接收输入信号160以及模拟信号检测器120的输出155,并基于输入信号160以及模数转换器125的输出155控制偏置源115和模数转换器125。偏置源115还给模数转换器125提供偏置。 在图1所示的实施例中。输入信号160是时钟信号。麦克风100检测时钟频率，并基于检测到的频率范围调节麦克风100的模拟和数字性能。 麦克风100可在数字麦克风平台(例如，数字录音设备、移动电话，平板电脑等)中使用以减少整体功耗。 时钟(信号)160可从“编解码器(codec) ”或主机设备(例如，平板电脑)的处理器供应至到麦克风100。应该理解，麦克风和编解码器可都位于主机设备内。监测输入的时钟信号160并且麦克风的功能基于检测到的时钟160的频率而变化，如图2中所示。数字输出流150在“编解码器”中如之前一样处理，但由于“编解码器”知道时钟信号160，因此提供给麦克风100，它能以各种模式准确地处理数据。 图2示出麦克风100的操作。逻辑电路130监测输入信号160的频率(步骤200)。如果频率在第一范围(例如100-700千赫kHz)内(步骤205)，则逻辑电路130以低功率模式控制偏置源115 (步骤210)，并检查模拟信号检测器120的输出155 (步骤215和220)。如果放大的模拟信号145高于阈值(例如10毫伏)，则逻辑电路130将关闭模数转换器125 (步骤225)。如果放大的模拟信号小于阈值(步骤220)，则逻辑电路130继续监测时钟信号160 (步骤200)。 如果时钟信号160在第二范围(例如，1.2-1.8兆赫mHz)内(步骤230)，则逻辑电路130以第二低功率模式控制偏置源115 (步骤235)，并继续监测时钟信号160 (步骤200)。如果时钟信号160在第三范围(例如，2.4-2.8兆赫)内(步骤240)，则逻辑电路130以标准功耗模式控制偏置源115 (步骤245)，并继续监测时钟信号160 (步骤200)。如果时钟信号160在第四范围(例如，3.7-4.8兆赫)内(步骤250)，则逻辑电路130以高功率模式控制偏置源115 (步骤255)，并继续监测时钟信号160 (步骤200)。如果时钟信号160不在任何上述范围内(步骤260)，则逻辑电路130不改变所述偏置，并继续监测时钟信号160 (步骤 200)。 图3显示了数字麦克风300的结构。麦克风300包括MEMS麦克风305、前置放大器310、电荷泵315、模拟信号检测器(例如,均方根功率检测器)320、第一模数转换器(ADC) 325、第二模数转换器330以及逻辑电路335。MEMS麦克风305检测声音信号并将指示检测到的声音信号的模拟信号340输出。前置放大器310接收由MEMS麦克风305输出的模拟信号340，并基于从逻辑电路335接收到的偏置信号345输出模拟信号的放大形式350。第一模数转换器325接收放大的模拟信号350并将其转换成数字信号355。第二模数转换器330接收放大的模拟信号350，并将其转换成数字信号360。在一些实施例中，数字信号355和360被耦连到单个输出引脚。模拟信号检测器320监测放大的模拟信号350，并产生输出365，输出365指示放大的模拟信号350的均方根功率。逻辑电路330接收输入信号370和模拟信号检测器320的输出360,并基于输入信号370和模拟信号检测器320的输出360控制MEMS麦克风305以及第一和第二模数转换器325和330的偏置。 在一些实施例中，输入信号370是时钟信号。麦克风300检测时钟频率，并基于检测到的频率范围，调节麦克风300的模拟和数字性能。在其他实施例中，可使用其它替代输入信号(例如，VDD的电压水平)。 麦克风300可用在数字麦克风平台(例如，数字录音设备、移动电话、平板电脑等)中以减少整体功耗。 输入信号370可从“编解码器”或主机设备的处理器(例如，平板计算机)提供给麦克风300。应当理解，麦克风和编解码器可都位于主机设备内。输入信号370被监测，并且麦克风的功能性基于所检测到的输入信号370变化。数字输出流355和360在“编解码器”中如之前一样处理，但由于“编解码器”知道时钟信号370，因此提供给麦克风300，它能以各种模式准确地处理数据。 在一些实施例中，第一模数转换器325是高性能、高功率的模数转换器，第二模数转换器330是较低性能、较低功率的模数转换器。基于输入信号370，逻辑电路335使用第一和第二模数转换器325和330的其中之一。例如，当输入信号370指示麦克风300应当在低功率模式下操作时，逻辑电路335使用第二模数转换器330。可替换地，当输入信号370要求高性能时，逻辑电路335使用第一模数转换器325。另外，逻辑电路335还可以关闭第一和第二模数转本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可调节的麦克风，所述麦克风包括：MEMS麦克风，其配置为提供指示由MEMS麦克风检测到的声音的信号；电荷泵，其耦连到所述MEMS麦克风并提供偏置电压给所述MEMS麦克风；前置放大器，其耦连到所述MEMS麦克风并接收来自所述MEMS麦克风的信号，所述前置放大器输出指示由所述MEMS麦克风检测到的声音的放大信号；第一模数转换器，其接收所述放大信号并将所述放大信号转换成数字信号；均方根功率检测器，其被配置为检测所述放大信号的功率水平，并输出所述放大信号的功率的指示；和逻辑电路，其接收所述均方根功率检测器的输出以及控制输入，所述逻辑电路基于所述控制输入来调节所述麦克风的操作。
【技术特征摘要】
2013.09.25 US 61/882,125;2014.08.06 US 62/033,8571.一种可调节的麦克风，所述麦克风包括: MEMS麦克风，其配置为提供指示由MEMS麦克风检测到的声音的信号； 电荷泵，其耦连到所述MEMS麦克风并提供偏置电压给所述MEMS麦克风； 前置放大器，其耦连到所述MEMS麦克风并接收来自所述MEMS麦克风的信号，所述前置放大器输出指示由所述MEMS麦克风检测到的声音的放大信号； 第一模数转换器，其接收所述放大信号并将所述放大信号转换成数字信号； 均方根功率检测器，其被配置为检测所述放大信号的功率水平，并输出所述放大信号的功率的指不；和 逻辑电路，其接收所述均方根功率检测器的输出以及控制输入，所述逻辑电路基于所述控制输入来调节所述麦克风的操作。2.如权利要求1的麦克风，其中所述逻辑电路基于所述控制输入和所述均方根功率检测器的输出来调节提供给所述M...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·里达兰，E·鲍尔，M·苏万托，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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