多通道换能器设备和其操作方法技术

本公开涉及多通道换能器设备和其操作方法。一个示例设备包括具有不同灵敏度的至少两个采集模块以及生成表示映射到较高增益信号上的较低增益信号的混合信号的信号处理级。操作的一个示例方法包括接收来自具有第一灵敏度的第一传感器的第一信号，接收来自具有不同于第一灵敏度的第二灵敏度的第二传感器的第二信号，通过将第二信号映射到第一信号生成混合信号，在第一信号低于第一阈值并且高于第二阈值时输出第一信号，以及当第一信号高于第一阈值时并且当第一信号低于第二阈值时输出混合信号。

Multichannel transducer equipment and its operation method

The present disclosure relates to multi-channel transducer equipment and its operation method. An example device includes at least two acquisition modules with different sensitivities and a signal processing stage that generates a mixed signal representing a lower gain signal mapped to a higher gain signal. An example method of operation includes receiving a first signal from a first sensor with a first sensitivity, receiving a second signal from a second sensor with a second sensitivity different from the first sensitivity, generating a mixed signal by mapping the second signal to the first signal, and outputting a first signal when the first signal is below the first threshold and above the second threshold, and The mixed signal is output when the first signal is higher than the first threshold and when the first signal is lower than the second threshold.

【技术实现步骤摘要】
多通道换能器设备和其操作方法本申请是申请日为2015年3月27日、国家申请号为201510142661.2、专利技术名称为“多通道换能器设备和其操作方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本公开涉及多通道换能器设备，且更具体地涉及当高增益信号饱和时将低增益信号映射到高增益信号上以形成混合信号并且平滑地转变为混合信号的多通道换能器设备及其操作方法。
技术介绍
设备关于检测或感测它们周围环境正变得更敏感和更精确。为了检测高动态范围的信号，这些设备包括具有不同灵敏度的多个采集通道(例如具有不同灵敏度的多个传感器)。单个采集通道的范围太有限而无法检测可检测信号的完整范围。包括多于一个采集通道的设备，诸如低灵敏度采集通道和高灵敏度采集通道，在日常电子产品中正变得更加普通。例如，蜂窝电话、游戏控制器、和其它移动设备并入了麦克风、陀螺仪、或配置为感测宽范围输入信号的其它基于换能器的设备(例如光学设备)。作为示例，为了感测这个宽范围信号，麦克风可在单个封装中包括多个膜或多个麦克风，其中一个具有低灵敏度且另一个具有高灵敏度。作为另一示例，具有相对大灵敏度范围的单个传感器(例如麦克风膜)可提供作为分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作多通道换能器设备的方法，包括：接收来自具有第一灵敏度的第一采集通道的第一信号；接收来自具有不同于所述第一灵敏度的第二灵敏度的第二采集通道的第二信号；通过将所述第二信号映射到所述第一信号而生成混合信号；在所述第一信号低于第一阈值并且高于第二阈值时输出所述第一信号；以及当所述第一信号高于所述第一阈值时或当所述第一信号低于所述第二阈值时输出所述混合信号；其中生成所述混合信号包括：从所述第一信号和所述第二信号检测多个映射参数；以及通过用所述映射参数修改所述第二信号来形成所述混合信号，其中检测所述多个映射参数包括选择所述第一信号的第一多个校准样本和所述第二信号的第二多个校准样本，当所述第...

【技术特征摘要】
2014.03.28 US 61/972,194;2015.03.06 US 14/640,6821.一种用于操作多通道换能器设备的方法，包括：接收来自具有第一灵敏度的第一采集通道的第一信号；接收来自具有不同于所述第一灵敏度的第二灵敏度的第二采集通道的第二信号；通过将所述第二信号映射到所述第一信号而生成混合信号；在所述第一信号低于第一阈值并且高于第二阈值时输出所述第一信号；以及当所述第一信号高于所述第一阈值时或当所述第一信号低于所述第二阈值时输出所述混合信号；其中生成所述混合信号包括：从所述第一信号和所述第二信号检测多个映射参数；以及通过用所述映射参数修改所述第二信号来形成所述混合信号，其中检测所述多个映射参数包括选择所述第一信号的第一多个校准样本和所述第二信号的第二多个校准样本，当所述第一信号和所述第二信号同时在重叠分辨率区中时，所述第一多个校准样本和所述第二多个校准样本分别对应于所述第一信号的值和所述第二信号的值。2.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述多个映射参数进一步包括关于所述第一多个校准样本和所述第二多个校准样本执行最小二乘法优化，所述最小二乘法优化包括更新方阵，所述方阵包括至少第一单元，所述第一单元保持等于所述第一多个校准样本的平方之和的第一累加器值。3.根据权利要求2所述的方法，其中检测所述多个映射参数(128)包括获取包括所述第一信号的多个样本的第一矩阵(126)；获取包括所述第二信号的多个样本的第二矩阵(124)；将第一矩阵的转置矩阵乘以所述第一矩阵以获得乘法矩阵(138)；从所述转置矩阵确定反转矩阵，并且将所述反转矩阵乘以所述转置矩阵和所述第二矩阵。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：接收来自第三采集通道的第三信号；接收来自第四采集通道的第四信号；以及通过映射所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号和所述第四信号，生成所述混合信号。5.根据权利要求4所述的方法，其中生成所述混合信号包括：通过将所述第二信号映射到所述第一信号来形成第一中间信号；通过将所述第四信号映射到所述第三信号来形成第二中间信号；以及通过将所述第二中间信号映射到所述第一中间信号来形成所述混合信号。6.根据权利要求4所述的方法，其中生成所述混合信号包括：通过将所述第四信号映射到所述第三信号来形成第一中间信号；通过将所述第一中间信号映射到所述第二信号来形成第二中间信号；以及通过将所述第二中间信号映射到所述第一信号来形成所述混合信号。7.根据权利要求1所述的方法，其中接收所述第一信号和接收所述第二信号包括：从第一模拟-数字转换器接收所述第一信号；以及从第二模拟-数字转换器接收所述第二信号，所述方法进一步包括通过分析所述第二模拟-数字转换器的第二多个量化电平来确定所述第一阈值和所述第二阈值。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一信号是高增益信号并且所述第二信号是低增益信号，所述的方法进一步包括：通过分析所述第一模拟-数字转换器的第一多个量化电平来确定所述低增益信号的第三阈值和第四阈值；以及通过分析所述第二模拟-数字转换器的第二多个量化电平来确定所述第一阈值和所述第二阈值。9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：从所述第一阈值和所述第二阈值确定高分辨率区；从所述第三阈值和所述第四阈值确定低分辨率区；以及确定所述高分辨率区和所述低分辨率区的重叠区域，所述方法进一步包括利用所述重叠区域来标识所述多个校准样本。10.一种多通道换能器设备，包括：提供第二信号(16)的第二采集模块(4a)；提供第一信号(18)的第一采集模块(4b)；以及信号处理级(12；53)，被配置为：确定描述在所述第二信号和所述第一信号之间的线性关系的多个映射参数；至少部分基于所述第二信号和所述多个映射参数而形成混合信号(32)，所述混合信号表示映射到所述第一信号上的所述第二信号；以及提供输出信号(18)，所述输出信号是所述第一信号和所述混合信号的加权平均，其中为了确定所述多个映射参数，所述信号处理级(12；53)被配置为选择所述第二信号的第一多个校准样本和所述第一信号的第二多个校准样本，当所述第二信号和所述第一信号同时在重叠分辨率区中时，所述第一多个校准样本和所述第二多个校准样本分别与所述第二信号和所述第一信号的值相对应。11.根据权利要求10所述的设备，其中为了确定所述多个映射参数，所述信号处理级(12；53)被进一步配置为关于所述第一多个校准样本和所述第二多个校准样本执行最小二乘法优化，所述最小二乘法优化包括更新方阵(138)，所述方阵包括至少第一单元(804)，所述第一单元(804)保持等于所述第一多个校准样本的平方之和的第一累加器值。12.根据权利要求11所述的设备，其中为了检测所述多个映射参数(128)，所述信号处理级(12；53)被配置为获取包括所述第二信号的多个样本的第二矩阵(126)；获取包括所述第一信号的多个样本的第一矩阵(124)；将所述第二矩阵的转置矩阵乘以所述第二矩阵以获得乘法矩阵(138)；从所述转置矩阵中确定反转矩阵(801-804)，并且将所述反转矩阵乘以所述转置矩阵和所述第一矩阵。13.根据权利要求10所述的设备，其中所述信号处理级(12；53)被配置为在每个样本的基础上确定所述多个映射参数并且形成所述混合信号。14.根据权利要求10所述的设备，其中为了提供所述输出信号，所述信号处理级(12；53)被配置为：选择用于所述第一信号(16)的第一信号权重和用于所述混合信号(32)的第二信号权重；以及至少部分基于所述第一信号权重和所述第二信号权重来确定所述第一信号和所述混合信号的所述加权平均。15.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一信号是高增益信号，并且所述第二信号是低增益信号，并且为了选择所述第一信号权重和所述第二信号权重，所述信号处理级(12；53)被配置为比较所述高增益信号与第一阈值和第二阈值，所述第一阈值和所述第二阈值表示与所述高增益信号有关联的饱和信号范围的限制。16.根据权利要求15所述的设备，其中所述信号处理级被进一步配置为在每个样本的基础上重新确定所述第一阈值和所述第二阈值。17.根据权利要求15所述的设备，其中信号处理级(12)被配置为：当所述高增益信号在所述第一阈值和所述第二阈值之间时，选择1作为所述第一信号权重并且选择0作为所述第二信号权重；以及当所述高增益信号不在所述第一阈值和所述第二阈值之间时，选择0作为所述第一信号权重并且选择1作为所述第二信号权重。18.根据权利要求15所述的设备，其中：为了选择所述第一信号权重和所述第二信号权重，所述信号处理级(53)被进一步配置为比较所述低增益信号与第三阈值和第四阈值，所述第三阈值和所述第四阈值表示与所述低增益信号有关联的平直信号范围的限制，所述信号处理级被配置为当所述高增益信号在所述第一阈值和所述第二阈值之间并且所述低增益信号不在所述第三阈值和所述第四阈值之间时，选择用于所述第一信号权重和所述第二信号权重中的每个信号权重的非零值。19.根据权利要求10-18所述的设备，进一步包括：具有第一灵敏度的第一传感器(2a；60)；具有第二灵敏度的第二传感器(2b；62)；与所述第一传感器耦合的第一模拟-数字转换器(8a)；以及与所述第二传感器耦合的第二模拟-数字转换器(8b)；与所述第一模拟-数字转换器和所述第二模拟-数字转换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·L·维塔利，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT