[发明专利]低功率声学装置和操作方法

说明书

相关申请的交叉引用

本专利要求保护2014年10月2日提交的名称为“Low Power Acoustic Apparatus And Method Of Operation”的美国临时申请No.62/058,998在35U.S.C.§119(e)下的权益，其内容通过引用全部并入于此。

技术领域

本申请涉及声学装置，并且更具体地，涉及在这些装置中使用超声波方法。

背景技术

不同类型的声学装置已经使用多年。一种类型的声学装置是麦克风，而且一种类型的麦克风是微机电系统(MEMS)麦克风。在MEMS麦克风中，MEMS管芯包括膜片和背板。MEMS管芯通常设置在基板(或基底)上并且被壳体(例如，具有壁的杯状物或盖)封闭。一端口可以延伸穿过基板(底部端口装置)或穿过壳体的顶部(顶部端口装置)。在任何情况下，声能穿过端口，使膜片移动并产生相对于背板的变化电位，产生电信号。专用集成电路(ASIC)可以对该信号执行进一步的处理。麦克风被部署在各种类型的装置中，诸如个人计算机或蜂窝电话。

遗憾的是，以前的方法具有局限性。电音频系统包括各种功耗部件，如编解码器。因为编解码器通常总是被接通以进行信号处理，所以消耗大量的功率。另外，根据编解码器的采样率，这些先前方法提供用于超声波频率的有限带宽。

因高功耗和减少的电池寿命，所有这些问题已导致一些用户对先前方法的不满意。

附图说明

为更全面理解本公开，参照下面详细描述和附图进行说明，其中：

图1包括根据本发明的各种实施方式的麦克风中的没有数字信号处理器(DSP)的低功率声学系统的框图；

图2包括根据本发明的各种实施方式的在麦克风中设置有数字信号处理器(DSP)的低功率声学系统的框图；

图3包括根据本发明的各种实施方式的低功率声学系统的操作的流程图；

图4A包括根据本发明的各种实施方式的检测电路的框图；

图4B包括根据本发明的各种实施方式的检测电路的框图；

图5包括根据本发明的各种实施方式的利用具有数字信号处理器(DSP)的麦克风的框图；

图6包括根据本发明的各种实施方式的具有数字信号处理器(DSP)的另一麦克风的框图；

图7包括根据本发明的各种实施方式的具有数字信号处理器(DSP)的另一麦克风的框图；

图8包括根据本发明的各种实施方式的本方法的应用的一个示例的框图；

图9包括根据本发明的各种实施方式的本方法的应用的另一示例；

图10包括根据本发明的各种实施方式的具有数字信号处理器(DSP)的麦克风的框图；

图11包括根据本发明的各种实施方式的具有数字信号处理器(DSP)的另一麦克风的框图；

图12包括根据本发明的各种实施方式的具有数字信号处理器(DSP)的另一麦克风的框图。

技术人员应当清楚，附图中的部件为简单和清楚起见而例示。还应清楚的是，特定动作和/或步骤可以按出现的特定次序描述或描绘，而本领域技术人员应当明白，有关顺序的这种特异性实际上不需要。还应明白的是，在此使用的术语和表达具有普通含义，如按照这种术语和表达有关它们对应的各自调查和研究范围的本来样子，除另外在此阐述了特定含义以外。

具体实施方式

在本文中提出的方法中，当感测超声波信号时，编解码器(或其它处理装置)被停用(或者以低功率状态操作)，由此提供比先前系统显著少的功率消耗。超声波信号是具有高于人耳可听度极限的频率的声信号。编解码器(或其它处理装置)仅在它们需要时被启用，例如，当检测到超声波信号(或某一其它有意义的信号)时。在一些方面，超声波活动检测可以在任何系统中实现，而不管所使用的处理装置(例如，编解码器)的类型。另外，超声波信号被自动检测和处理，无需用户干预。

声换能器(例如，MEMS麦克风、压电麦克风、扬声器或某一其它换能器)和超声波检测器被用于检测超声波信号并将信号发送至系统中的一个或更多个组件。在一个方面，麦克风中的超声波检测器通过向其它组件(例如，诸如编解码器的处理器)提供唤醒信号来触发该组件的唤醒，以开始处理接收到的信号(例如，接收到的超声波信号)。在其它方面，换能器和超声波检测器被用于向诸如处理器的电子组件发送信号，所述信号启动应用或者修改处理器的操作。