支持语言唤醒的音频ADC转换器及电子设备制造技术

本发明专利技术公开一种支持语言唤醒的音频ADC转换器及电子设备，该音频ADC转换器包括：可编程增益放大器，其输入端接入音频信号，并进行增益放大；旁路开关，在闭合时对可编程增益放大器进行旁路，并输出音频信号；逐次逼近型模数转换器，其输入端分别与可编程增益放大器及旁路开关的输出端连接，用于在音频ADC转换器处于正常工作模式时，以第一采样速率/过采样速率将对增益放大后的模拟音频信号进行模数转换；在音频ADC转换器处于睡眠模式时，关闭噪声整形，并以第二采样速率/过采样速率对旁路开关输出的模拟音频信号进行模数转换后，输出至DSP处理器。本发明专利技术降低了睡眠模式下的功耗，同时还节省了音频ADC转换器的版图面积。

Audio ADC Converter and Electronic Equipment Supporting Language Wake-up

【技术实现步骤摘要】
支持语言唤醒的音频ADC转换器及电子设备
本专利技术涉及电子电路
，特别涉及一种支持语言唤醒的音频ADC转换器及电子设备。
技术介绍
在智能电子设备中，一般会设置睡眠AON模式和正常工作模式，在AON模式下，电子设备中只有必须上电的模块才会进行供电，例如用来唤醒的麦克风，以持续地监听环境中的潜在语音命令。然而，持续地监听环境中的潜在语音的功率成本较高，语音唤醒功能会导致系统电源或电池消耗，电子设备的续航能力不强，这给语音唤醒功能技术的推广带来了一定的阻力。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种支持语言唤醒的音频ADC转换器及电子设备，旨在降低睡眠模式下的功耗，同时还节省了音频ADC转换器的版图面积。为实现上述目的，本专利技术提出一种支持语言唤醒的音频ADC转换器，所述支持语言唤醒的音频ADC转换器包括：可编程增益放大器，其输入端接入音频信号，用于实现对接入的音频信号进行增益放大；旁路开关，其输入端接入音频信号，用于在闭合时对所述可编程增益放大器进行旁路，并输出音频信号；逐次逼近型模数转换器，其输入端分别与所述可编程增益放大器及所述旁路开关的输出端连接，用于在所述音频ADC转换器处于正常工作模式时，以第一采样速率/过采样速率将对增益放大后的所述模拟音频信号进行模数转换；以及，在所述音频ADC转换器处于睡眠模式时，关闭噪声整形，并以第二采样速率/过采样速率对所述旁路开关输出的模拟音频信号进行模数转换后，输出至DSP处理器，以唤醒所述DSP处理器；所述第一采样速率/过采样速率大于所述第二采样速率/过采样速率。可选地，所述第二采样速率/过采样速率为1～16。可选地，在所述音频ADC转换器处于正常工作模式时，所述逐次逼近型模数转换器的动态范围为大于90dB；在所述音频ADC转换器处于睡眠模式时，所述逐次逼近型模数转换器的动态范围为70dB。可选地，所述逐次逼近型模数转换器包括逐次逼近型模数转换模块及噪声整形电路，所述逐次逼近型模数转换模块的输入端与所述可编程增益放大器的输出端连接，所述逐次逼近型模数转换模块的余量转移输出端与所述噪声整形电路的输入端连接，所述噪声整形电路的输出端与所述逐次逼近型模数转换模块的余量输入端连接；其中，所述噪声整形电路，用于实现对所述逐次逼近型模数转换模块的余量信号转移；所述逐次逼近型模数转换模块，用于在所述音频ADC转换器处于睡眠模式时，控制所述噪声整形电路停止工作，以关闭噪音整形，并对所述旁路开关输出的模拟音频信号进行模数转换。可选地，所述逐次逼近型模数转换模块包括比较器、采样开关电路、逻辑控制电路、余量转移开关电路及DAC电容阵列，所述DAC电容阵列包括构成差分结构的第一DAC电容阵列和第二DAC电容阵列；所述逻辑控制电路的控制端分别与所述采样开关电路的受控端、余量转移开关电路的受控端及所述噪声整形电路的受控端连接；所述采样开关电路的第一端输入差分模拟音频信号，所述采样开关电路的第二端与所述DAC电容阵列的第一输入端连接，所述DAC电容阵列的第第一输出端与所述余量转移开关电路的输入端连接；所述比较器的两个输入端与所述噪声整形电路的输出端连接，所述比较器的输出端与所述逻辑控制电路的输入端连接。可选地，所述逻辑控制电路包括SAR逻辑控制器和时钟生成器；所述SAR逻辑控制器的控制端与所述采样开关电路的受控端连接，所述时钟生成器的信号端与所述SAR逻辑控制器的信号端连接；所述时钟生成器，用于输出固定宽度脉冲信号至所述SAR逻辑控制器，以使所述SAR逻辑控制器控制所述噪声整形电路工作；所述SAR逻辑控制器，用于输出控制信号控制所述采样开关电路的受控端及所述余量转移开关电路工作。可选地，所述噪声整形电路包括余量转移模块、余量保持电容模块、电流舵、复位开关模块、电荷共享开关模块，所述余量转移模块的第一受控端与所述DAC电容阵列连接，所述余量转移模块的输入端与所述电流舵的电源输出端连接，所述余量转移模块的输出端与所述余量保持电容模块的第一端、所述电荷共享开关模块的第二端及所述复位开关模块的第一端互连，所述余量保持电容模块的第二端及所述复位开关模块的第二端均接地，所述余量转移模块的第二受控端、所述电荷共享开关模块的受控端及所述复位开关模块的受控端均与所述逻辑控制电路的控制端连接。可选地，所述电流舵还与DSP处理器连接，所述DSP处理器还用于控制所述电流舵输出变化的静态工作电流，以使所述余量转移模块的增益保持恒定。可选地，所述音频ADC转换器还包括寄存器，所述音频ADC转换器还包括音频信号输入接口，所述音频信号输入接口与所述可编程增益放大器的输入端连接。本专利技术还提出一种电子设备，包括如上所述的支持语言唤醒的音频ADC转换器。本专利技术音频ADC转换器通过设置旁路开关，并在音频ADC转换器正常工作时断开，以使可编程增益放大器将接入的音频信号进行增益放大后输出至逐次逼近型模数转换器，并以第一采样速率/过采样速率采样，以及完成音频信号的模数转换，而在音频ADC转换器处于睡眠模式时闭合，从而将PGA旁路，此时旁路开关直接将接入的模拟音频信号输出至逐次逼近型模数转换器，逐次逼近型模数转换器关闭噪声整形，并以第二采样速率/过采样速率对旁路开关输出的模拟音频信号进行模数转换后，输出至DSP处理器，以唤醒所述DSP处理器，从而唤醒DSP处理器。本专利技术通过降低逐次逼近型模数转换器的采样速率/过采样速率，以及关闭噪声整形实现了语音唤醒功能，降低了睡眠模式下的功耗，同时还节省了音频ADC转换器的版图面积。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术支持语言唤醒的音频ADC转换器一实施例的功能示意图；图2为图1中逐次逼近型模数转换器一实施例的电路结构示意图及逐次逼近型模数转换器工作的时序图。附图标号说明：标号名称标号名称10可编程增益放大器40DSP处理器20旁路开关31逐次逼近型模数转换模块30逐次逼近型模数转换器32噪声整形电路本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支持语言唤醒的音频ADC转换器，其特征在于，所述支持语言唤醒的音频ADC转换器包括：可编程增益放大器，其输入端接入音频信号，用于实现对接入的音频信号进行增益放大；旁路开关，其输入端接入模拟音频信号，用于在闭合时对所述可编程增益放大器进行旁路，并输出音频信号；逐次逼近型模数转换器，其输入端分别与所述可编程增益放大器及所述旁路开关的输出端连接，用于在所述音频ADC转换器处于正常工作模式时，以第一采样速率/过采样速率将对增益放大后的所述模拟音频信号进行模数转换；以及，在所述音频ADC转换器处于睡眠模式时，关闭噪声整形，并以第二采样速率/过采样速率对所述旁路开关输出的模拟音频信号进行模数转换后，输出至DSP处理器，以唤醒所述DSP处理器；所述第一采样速率/过采样速率大于所述第二采样速率/过采样速率。

【技术特征摘要】
1.一种支持语言唤醒的音频ADC转换器，其特征在于，所述支持语言唤醒的音频ADC转换器包括：可编程增益放大器，其输入端接入音频信号，用于实现对接入的音频信号进行增益放大；旁路开关，其输入端接入模拟音频信号，用于在闭合时对所述可编程增益放大器进行旁路，并输出音频信号；逐次逼近型模数转换器，其输入端分别与所述可编程增益放大器及所述旁路开关的输出端连接，用于在所述音频ADC转换器处于正常工作模式时，以第一采样速率/过采样速率将对增益放大后的所述模拟音频信号进行模数转换；以及，在所述音频ADC转换器处于睡眠模式时，关闭噪声整形，并以第二采样速率/过采样速率对所述旁路开关输出的模拟音频信号进行模数转换后，输出至DSP处理器，以唤醒所述DSP处理器；所述第一采样速率/过采样速率大于所述第二采样速率/过采样速率。2.如权利要求1所述的支持语言唤醒的音频ADC转换器，其特征在于，所述第二采样速率/过采样速率为1～16。3.如权利要求1所述的支持语言唤醒的音频ADC转换器，其特征在于，在所述音频ADC转换器处于正常工作模式时，所述逐次逼近型模数转换器的动态范围为大于90dB；在所述音频ADC转换器处于睡眠模式时，所述逐次逼近型模数转换器的动态范围为70dB。4.如权利要求1所述的支持语言唤醒的音频ADC转换器，其特征在于，所述逐次逼近型模数转换器包括逐次逼近型模数转换模块及噪声整形电路，所述逐次逼近型模数转换模块的输入端与所述可编程增益放大器的输出端连接，所述逐次逼近型模数转换模块的余量转移输出端与所述噪声整形电路的输入端连接，所述噪声整形电路的输出端与所述逐次逼近型模数转换模块的余量输入端连接；其中，所述噪声整形电路，用于实现对所述逐次逼近型模数转换模块的余量信号转移；所述逐次逼近型模数转换模块，用于在所述音频ADC转换器处于睡眠模式时，控制所述噪声整形电路停止工作，以关闭噪音整形，并对所述旁路开关输出的模拟音频信号进行模数转换。5.如权利要求4所述的支持语言唤醒的音频ADC转换器，其特征在于，所述逐次逼近型模数转换模块包括比较器、采样开关电路、逻辑控制电路、余量转移开关电路及DAC电容阵列，所述DAC电容阵列包括构成差分结构的第一DAC电容阵列和第二DAC电容阵列；所述逻辑...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾萌，郭啸峰，戴思特，檀聿麟，张宁，冯海刚，
申请(专利权)人：深圳锐越微技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44