[发明专利]自适应模数转换器(ADC)多路径数字麦克风

说明书

本申请中所述的示例多路径数字麦克风可包括自适应ADC范围多路径数字麦克风的示例实施例，其允许放大器或增益级以及本文中所述的示例多路径数字麦克风布置中的示例自适应ADC获得低功率，同时仍提供高DR数字麦克风系统。另外的非限制性实施例可包括示例毛刺消除组件，其经配置以将与该示例自适应ADC的增益的变化关联的可听伪像减到最少。

优先权要求

本专利申请要求2018年11月19日提交的名称为“ARCHITECTURE PROPOSAL:ADAPTIVE ADC RANGE WITH TWO PATH”的美国临时专利申请序列号62/769,139及2019年11月4日提交的名称为“ADAPTIVE ANALOG TO DIGITAL CONVERTER(ADC)MULTIPATH DIGITALMICROPHONES”的美国非临时申请序列号16/673,484的优先权，各申请的全部内容通过参考包括于此。

技术领域

本申请涉及数字麦克风，尤其涉及多路径数字麦克风实施。

背景技术

麦克风可暴露于声级(使用声压级分贝单位以对数标度(log scale)描述(dBSPL))可在从很安静(例如，小于25dB SPL)到很吵闹(例如，140dB SPL)的范围内变化的环境。此外，麦克风通常需要在大信号范围内(例如，高达120dB)保持其性能。同时，麦克风需要呈现很小的本征噪声，以使微弱的音频信号可检测，同时它们也需要处理很大的音频信号而没有显著失真。因此，此类要求决定麦克风具有很大的动态范围(dynamic range；DR)。

模拟及数字麦克风分别输出电压或数字输出流，与该麦克风所感测的音频信号对应。数字麦克风的优点是其数字输出流相对不受噪声影响，且模数转换器(ADC)不需要对该麦克风数字输出流执行数字信号处理。不过，数字麦克风的一个缺点是，由于在许多应用中可被分配给该麦克风的功耗的限制，其动态范围常常低于利用模拟麦克风可获得的范围。

用于提升数字麦克风的DR的传统解决方案可包括技术例如采用一个或多个高DRADC或采用自动增益控制放大器(AGC)，其可显著降低ADC DR要求，同时仍满足总体数字麦克风的期望最大SPL及底噪电平。然而，此类传统解决方案可能需要过大的功耗及/或引入讨厌的伪像(artifact)。其它解决方案可能需要特定模拟前端(其可能受低信噪比(SNR)性能影响)或多路径方法(由于组合算法而可能受瞬时饱和效应影响)。

此外，希望集成高DR数字麦克风的能力在可暴露于各种广泛变化的SPL环境的装置(例如移动装置)中实施。例如，包括一个或多个微机电系统(MEMS)声学传感器(具有在互补金属氧化物半导体(CMOS)制程中实施高DR的算法的组件)的数字麦克风可提供适于此类移动装置的低功率、高DR数字麦克风。不过，随着对消费电子产品的需求趋向更小的、移动的且功能更丰富的装置，对高DR、数字的、功能更丰富的麦克风的需求继续面临对更小的且更节约功率的装置的持续需求。因此，低功率、高DR ADC对于提供高DR、功能丰富且低功率的紧凑型数字麦克风仍然是一个挑战。

因此，想要提供改善这些及其它缺点的高动态范围数字麦克风。上述缺点仅旨在提供传统实施的一些问题的概述，而非详尽无遗。在回顾下面的说明之后，传统实施及技术的其它问题以及本文中所述的各种态样的相应优点可变得更加清楚。

发明内容

下面提供本说明书的简要总结，以提供本说明书的一些态样的基本理解。本发明内容并非详尽概述本说明书。其并非意图识别本说明书的关键或重要元件或划定本说明书的任意实施例的特定范围，或权利要求的任意范围。其唯一目的在于提供一些简化形式的本说明书的概念，作为后面提供的更详细说明的前序。

在一个非限制性例子中，说明示例多路径数字麦克风。本文中所述的该示例多路径数字麦克风可包括自适应ADC范围多路径数字麦克风的示例实施例，其允许放大器或增益级以及本文中所述的示例多路径数字麦克风布置中的示例自适应ADC获得低功率，同时仍提供高DR(动态范围)数字麦克风系统。