激光麦克风和终端制造技术

本申请实施例提供一种激光麦克风，包括振膜、激光器、控制电路、自混合信号获取装置、信号处理电路；激光器用于向振膜发射光，并接收来自振膜的反馈光信号，反馈光信号与激光器谐振腔内的激光相干涉得到自混合光信号；激光器与振膜之间的间距为30μm

【技术实现步骤摘要】
激光麦克风和终端


[0001]本申请涉及麦克风
，尤其涉及一种激光麦克风和终端。

技术介绍

[0002]语音控制、语音交互等场景下的自动语音识别系统的使用正在迅速增长，同时，越来越多的人们通过移动互联网录制与分享视频内容，用于拾取声音的麦克风必须具备很好的性能才能确保出色的用户体验。麦克风的信噪比(SNR)是影响拾取声音质量的关键参数。高信噪比有助于麦克风在拾取远距离、信号较弱的目标声源时，在信号放大时保持较低的本底噪音，从而提高远距离拾音质量。
[0003]目前在移动通信终端、智能家居等设备中大多采用MEMS(Microelectro Mechanical Systems，微机电系统)麦克风来采集语音信号。其由MEMS电容传感器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，用于供专门应用的集成电路)转换电路、音腔等组成。MEMS电容包括接受声音的硅振膜和硅背极两个端，硅振膜可以感知声波产生的空气振动并随之振动，与硅背极形成一个可变电容，通过电路检测外加偏置下该可变电容的变化，并处理转换成电信号输出。由于振膜与硅背极的间距较小，会引入较高的压膜阻尼，从而引入较高的机械噪声，限制了信噪比的提升空间。另外，硅背极与硅振膜间的吸合效应，使得两者之间必须保持一定的距离，从而使得灵敏度与声学过载点的提升空间受到限制。传统MEMS麦克风面临着信噪比进一步提升的瓶颈，因此，想要获得更高信噪比的麦克风，提高语音识别率和唤醒率，改善远距离拾音效果，需要探索新的技术路线。/>
技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种激光麦克风，其具备高信噪比，可以提升语音识别率和唤醒率，改善远距离拾音效果。
[0005]具体地，本申请实施例第一方面提供一种激光麦克风，包括振膜、激光器、控制电路、自混合信号获取装置、信号处理电路；
[0006]所述激光器用于向所述振膜发射光，并接收来自所述振膜的反馈光信号，所述反馈光信号与所述激光器谐振腔内的激光相干涉得到自混合光信号；所述激光器与所述振膜之间的间距为L，所述L的范围为30μm≤L≤300μm；
[0007]所述控制电路与所述激光器连接，用于驱动控制所述激光器发光；
[0008]所述自混合信号获取装置与所述激光器连接，用于获取并输出与所述自混合光信号相关的目标电压信号；
[0009]所述信号处理电路与所述自混合信号获取装置连接，用于接收所述自混合信号获取装置输出的所述目标电压信号，并将所述目标电压信号处理成音频电压信号。
[0010]本申请实施例提供的激光麦克风，采用激光自混合器件检测语音信号引起的振膜振动，激光自混合器件具备较强的微弱振动信号探测能力，因而可以提升麦克风的语音识别灵敏度；而通过将激光器与振膜设置在适合间距，可以提升激光器出射光束经振膜反射
后重新进入激光器谐振腔内的耦合效率，从而有效提高激光麦克风的信噪比，提升语音识别灵敏度。
[0011]由于环境温度波动、激光器老化等原因会导致激光器电流产生波动，从而导致激光器发光频率漂移，引入相位噪声，为减少或消除该相位噪声，提高激光麦克风信噪比，本申请实施例进一步通过构建环路控制对激光器驱动电流进行调制，将激光器稳定在灵敏度最高的电流工作点。具体地，本申请实施方式中，所述自混合信号获取装置的输出端与所述控制电路的输入端连接，所述控制电路根据所述自混合信号获取装置输出的所述目标电压信号确定所述激光器的驱动电流A
j
。
[0012]由于激光器的电流波动和振膜振动都会导致激光器谐振腔内相位波动，也即自混合光信号波动。本申请实施例通过对激光器施加较小的电流扰动，并根据该电流扰动导致的自混合信号获取装置输出的电压信号的变化程度，即电流扰动导致自混合光信号的变化程度来确定激光器灵敏度最高的工作点，从而能够使激光器保持在对振膜的振动灵敏度最高的工作点，提高麦克风信噪比。
[0013]本申请实施方式中，在所述激光器工作模式下，进行第j次驱动电流调制时，所述控制电路根据所述自混合信号获取装置输出的所述目标电压信号确定所述激光器的驱动电流A
j
，包括：
[0014]S11：所述控制电路根据前一次驱动电流调制后得到的驱动电流A
j-1
确定本次驱动电流调制的扫描电流范围[I
min
，I
max
]，其中，所述I
min
＝A
j-1-I0，所述I
max
＝A
j-1
+I0’
，0.1mA≤I0≤0.5mA，0.1mA≤I0’
≤0.5mA；所述j表示驱动电流调制次数，且取大于或等于2的整数；
[0015]S12：所述控制电路以I
min
为初始值，以ΔI为步长，以I
max
为终止值对所述激光器施加扫描电流I
t
，且在每一次扫描时在所述扫描电流I
t
上叠加交流电流I
c
，并获取每一次扫描的输出电压波动峰峰值ΔV
t
；
[0016]其中，所述ΔI为预设电流；所述交流电流I
c
为预设电流，所述交流电流I
c
的频率大于人耳能听到的声音的最大频率；所述ΔV
t
与所述交流电流I
c
的频率相关；所述t表示电流扫描次数；
[0017]S13:将执行S12过程中获取的多个ΔV
t
中，最大的ΔV
t
对应的扫描电流I
t
确定为本次驱动电流调制获得的所述激光器的驱动电流A
j
。
[0018]在激光器工作模式下进行上述驱动电流调制，可以使激光器在整个工作过程中，总是稳定在灵敏度最高的电流工作点，从而提高激光麦克风的拾音质量及远距离拾音效果，以及提高激光麦克风的拾音稳定性。
[0019]本申请实施方式中，在所述激光器启动工作模式时，所述控制电路根据所述自混合信号获取装置输出的所述目标电压信号确定所述激光器的驱动电流A
j
，包括：
[0020]S21：所述控制电路以I
min
’
为初始值，以ΔI为步长，以I
max
’
为终止值对所述激光器施加扫描电流I
t
’
，且在每一次扫描时在所述扫描电流I
t
’
上叠加交流电流I
c
，并获取每一次扫描的输出电压波动峰峰值ΔV
t
′
；
[0021]其中，所述I
min
’
为预设最小驱动电流，所述I
max
’
为预设最大驱动电流；所述ΔI为预设电流；所述交流电流I
c
为预设电流，所述交流电流I
c
的频率大于人耳能听到的声音本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光麦克风，其特征在于，包括振膜、激光器、控制电路、自混合信号获取装置、信号处理电路；所述激光器用于向所述振膜发射光，并接收来自所述振膜的反馈光信号，所述反馈光信号与所述激光器谐振腔内的激光相干涉得到自混合光信号；所述激光器与所述振膜之间的间距为L，所述L的范围为30μm≤L≤300μm；所述控制电路与所述激光器连接，用于驱动控制所述激光器发光；所述自混合信号获取装置与所述激光器连接，用于获取并输出与所述自混合光信号相关的目标电压信号；所述信号处理电路与所述自混合信号获取装置连接，用于接收所述自混合信号获取装置输出的所述目标电压信号，并将所述目标电压信号处理成音频电压信号。2.如权利要求1所述的激光麦克风，其特征在于，所述自混合信号获取装置的输出端与所述控制电路的输入端连接，所述控制电路根据所述自混合信号获取装置输出的所述目标电压信号确定所述激光器的驱动电流A
j
。3.如权利要求2所述的激光麦克风，其特征在于，在所述激光器工作模式下，进行第j次驱动电流调制时，所述控制电路根据所述自混合信号获取装置输出的所述目标电压信号确定所述激光器的驱动电流A
j
，包括：S11：所述控制电路根据前一次驱动电流调制后得到的驱动电流A
j-1
确定本次驱动电流调制的扫描电流范围[I
min
，I
max
]，其中，所述I
min
＝A
j-1-I0，所述I
max
＝A
j-1
+I0’
，0.1mA≤I0≤0.5mA，0.1mA≤I0’
≤0.5mA；所述j表示驱动电流调制次数，且取大于或等于2的整数；S12：所述控制电路以I
min
为初始值，以ΔI为步长，以I
max
为终止值对所述激光器施加扫描电流I
t
，且在每一次扫描时在所述扫描电流I
t
上叠加交流电流I
c
，并获取每一次扫描的输出电压波动峰峰值ΔV
t
；其中，所述ΔI为预设电流；所述交流电流I
c
为预设电流，所述交流电流I
c
的频率大于人耳能听到的声音的最大频率；所述ΔV
t
与所述交流电流I
c
的频率相关；所述t表示电流扫描次数；S13:将执行S12过程中获取的多个ΔV
t
中，最大的ΔV
t
对应的扫描电流I
t
确定为本次驱动电流调制获得的所述激光器的驱动电流A
j
。4.如权利要求2或3所述的激光麦克风，其特征在于，在所述激光器启动工作模式时，所述控制电路根据所述自混合信号获取装置输出的所述目标电压信号确定所述激光器的驱动电流A
j
，包括：S21：所述控制电路以I
min
’
为初始值，以ΔI为步长，以I
max
’
为终止值对所述激光器施加扫描电流I
t
’
，且在每一次扫描时在所述扫描电流I
t
’
上叠加交流电流I
c
，并获取每一次扫描的输出电压波动峰峰值ΔV
t
′
；其中，所述I
min
’<...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯小珂，张世雄，阮盛杰，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：