本公开涉及麦克风、麦克风系统及操作麦克风的方法。具体地，该麦克风包括微机电系统(MEMS)电路和集成电路。所述MEMS电路被构造成将语音信号转换为电信号，并且所述集成电路耦接到所述MEMS电路并被构造成接收该电信号。所述集成电路和所述MEMS电路从外部主机接收时钟信号。所述时钟信号用于使所述MEMS电路和所述集成电路第一时间段在全系统操作模式下操作并且在第二时间段在操作的语音活动模式下操作。所述语音活动模式具有第一功率消耗，所述全系统操作模式具有第二功率消耗。所述第一功率消耗小于所述第二功率消耗。所述集成电路被构造成在检测到语音活动时产生中断并且向主机发送所述中断。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】VAD检测麦克风及其操作方法相关申请的交叉参考本专利根据35U.S.C.§ 119(e)条款，请求享受名为“VAD detect1n Microphoneand Method of Operating the Same”、在2013年5月23日提交的美国临时申请N0.61826587的优先权，其内容通过引用方式作为整体合并于此。
本申请涉及麦克风，更具体地涉及使用这种麦克风的语音活动检测(VAD)方法。
技术介绍
麦克风用于从扬声器获取语音信号。所述信号一旦被获得可以以多种不同的方式被处理。多种不同的功能可以被用于今天的麦克风中，并且他们可以交互并利用多种不同的算法。语音触发，例如在移动系统中使用的，是客户所希望使用的逐渐流行的特征。例如，用户可能希望对移动装置说出命令并且使该装置对该命令进行反应。这种情况下，数字信号处理将会首先检测是否有语音存在于麦克风所捕获的音频信号中，随后对该信号进行分析以预测接收到的音频信号中所说的文字是什么。不同的语音活动检测(VAD)方法已经被发展并在如便携式电话和个人计算机的不同类型的装置中采用。在这些方案的使用中，功率消耗成为关注点。低功率消耗带来较长的待机时间。对今天的智能手机(尤其是)来说，电能的使用是关键因素。不幸的是，目前操作麦克风的方法使用并浪费了很多电能。这导致用户对这些先前方法和系统的不满。【附图说明】为了对公开内容的更完整理解，可以参照下面的具体描述和附图，其中:图1包括根据本专利技术的不同实施方式的具有使用VAD算法并包括节电特征的麦克风的系统框图；图2包括根据本专利技术的不同实施方式的使用了使用了 VAD算法并包括节电特征的麦克风的系统的不同状态流程图；图3包括根据本专利技术的不同实施方式的使用了VAD算法并包括节电特征的麦克风的框图；图4包括根据本专利技术的不同实施方式的专用集成电路(ASIC)的框图；图5包括根据本专利技术的不同实施方式的主机的框图；以及图6包括示出了根据本专利技术的不同实施方的使用了 VAD算法并包括节电特征的麦克风的操作的时序图。本领域技术人员将会明白附图中的元素被简单和清楚的阐述。还会明白某个动作和/或步骤可能被按照特殊的发生顺序描述或描写，同时那些本领域技术人员将会明白这种关于顺序的特性没有被精确地要求。还可以明白的是，这里所使用的具有通常含义的术语和表述是分别与调查和学习领域相关的这类术语和表述，除了在这之前另有特殊含义被提出。【具体实施方式】现有的方法改变了现有移动系统被划分的方式，麦克风的功能、和其运行模式。为此，出现了具有语音或事件检测块的麦克风，这使得麦克风能产生中断信号来唤醒系统。在某些方面，这里所描述的麦克风包括五个外部连接。第一连接可以是电源连接，并且第二连接可以是接地连接。第三连接、第四连接和第五连接是连接该麦克风与主机装置(例如，在安装有该麦克风的装置中的主机电路)。更具体地，第三连接可以是数据连接，第四连接可以是中断(由麦克风向主机发送)，第五连接可以是时钟信号(由主机向麦克风发送)。该麦克风可以具有多种操作模式并受时钟信号的控制。所述主机从麦克风接收数据信号和中断信号。该主机具有多个受由该麦克风产生的中断信号控制的电源模式。该主机产生用于麦克风的时钟信号，从而控制麦克风的操作模式。在一个示例中，时钟的缺失使得麦克风进入语音活动检测模式。在一个示例中，所述麦克风包括VAD(语音活动检测)操作模式。在这种操作模式中，麦克风具有很低的功率消耗，并且运行在相对低的时钟频率上，该时钟频率可以由外部(来自主机)提供或来自片上振荡器。这种操作支持非常的低功率消耗水平，因为在这种模式中仅激活最必要的信号处理。在一方面，麦克风的模拟信号处理块(诸如，麦克风的前置放大器、模数转换器、电压调节器和为微机电系统(MEMS)麦克风提供偏压的电荷栗)以低功率运行。在这种模式中，这些块以降低的功率运行，该功率足以获得使VAD或事件检测器运行所需的带宽和信噪比(SNR)。例如，可以获得抽取(decimat1n)之后大约为8kHz的运行带宽和大约为60dB的SNR。可以使用公知的技术实现上述VAD或事件检测器。例如，短期能量计与长期能量计、零交叉等等可以被用于检测语音信号。还应该注意的是，接口(主机与麦克风之间的连接)不局限于这里所描述的精确的信号。为此，可以使用其他信号或信号的其他组合。该接口的实体实现方式可以变更。例如，可以是单个实体双向线或多个单向线。在其他方面，麦克风还包括延迟缓冲器。在其它示例中，在唤醒时，缓冲数据通过第一传输线传输并且实时数据通过独立的第二输出线被同时传输。在进一步其他示例中，在模式切换时，缓冲数据被刷新或丢弃。在进一步其他方面，麦克风被超频以使缓存数据赶上实时数据。麦克风还可以被用于多麦克风语音触发应用。在一个示例中，麦克风唤醒并且在缓冲或实时模式下使第二麦克风能够数据同步。参照图1，描述了使用具有VAD算法并包括节能特征的麦克风102的系统100。该麦克风102可以在一个示例中包括MEMS芯片(具有MEMS晶片(die)，振动膜和电荷板)和专用集成电路。该系统还包括主机104。该主机104可以包括多种处理功能并可以是装有该麦克风102的装置(例如，个人计算机或便携电话、移动手持机或平板电脑)的一部分。VDD电源信号112和接地信号114被耦接到麦克风102。中断信号108和数据信号110从麦克风102向主机104发送。时钟信号106从主机104向麦克风102发送。在图1的系统100的操作的一个示例中，麦克风102具有多种操作模式，且这些操作模式由时钟信号106控制。主机104从麦克风102接收数据信号110以及中断信号108。主机104具有受控于中断信号108的多种电源模式，该中断信号108由麦克风102在检测到语音活动或某个语音事件(例如，所说的特定词汇)时产生。主机104产生用于麦克风102的时钟信号106从而控制麦克风102的操作模式。在一个示例中，麦克风102包括VAD(语音活动检测)操作模式。在这种模式中，麦克风102具有非常低的功率消耗，并且运行在相对低的时钟频率上，该时钟频率可以由外部(从主机104提供的时钟信号106)提供或来自麦克风102中的内部片上振荡器。因此，当进行中断时，低电能操作可以被改变成高电能操作模式。可知，该中断允许系统在低电能操作模式和高电能操作模式下操作。在某些方面，集成电路和MEMS电路从外部主机接收时钟信号。该时钟信号使得MEMS电路和集成电路能在第一时间段在全系统操作模式下操作并且第二时间段在操作的语音活动模式下操作。该语音活动模式具有第一功率消耗或水平，该全系统操作模式具有第二功率消耗或水平。该第一功率消耗小于该第二功率消耗。集成电路被构造成在检测到语音活动时产生中断并向主机发送该中断。时钟的缺失使得麦克风进入到语音活动检测模式。时钟电路可以与其他部件设置在同一芯片上或设置在外部。在其他方面，本方案提供了在第三功率消耗或水平操作内部时钟并且之后产生外部数据流和时钟以向系统通知使其在第四功率消耗或水平操作。第三功率水平小于第四功率水平，并且第四功率水平小于第一功率水平。在进一步其他方面，外部时钟可以被检测并可以在检测到语音活动之后施加。然后，内部时本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种麦克风，该麦克风包括：微机电系统MEMS电路，其被构造成将语音信号转换为电信号，耦接到该MEMS电路的集成电路，其被构造成接收所述电信号；其中，所述集成电路和所述MEMS电路从外部主机接收时钟信号，该时钟信号用于使所述MEMS电路和所述集成电路在第一时间段期间在全系统操作模式下操作并且在第二时间段期间在操作的语音活动模式下操作，该语音活动模式具有第一功率消耗并且该全系统操作模式具有第二功率消耗，该第一功率消耗小于该第二功率消耗，其中，所述集成电路被构造成在检测到语音活动时产生中断，并且向所述主机发送该中断，并且其中，时钟的缺失造成所述麦克风进入语音活动检测模式。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·E·弗斯特，H·汤姆森，M·德吕京斯基，D·南迪，O·N·哈姆哈恩，
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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