CN102300135A - 麦克风 - Google Patents
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Abstract
本发明的麦克风包括:多种不同类型的传感器,其中一种传感器为麦克风传感器;以及前置放大电路,所述前置放大电路的输出端连接一开关;其中,每一传感器其一端接地,其另一端通过一开关与所述前置放大电路的输入端连接或者与前置放大电路输出端的开关的输出端连接。本发明的麦克风通过开关将多种传感器连接到已有的信号传输通道上,使已有的信号传输通道上不仅传输麦克风传感器的信号,还传输其他类型的传感器的信号,增加了麦克风的功能。
Description
技术领域
本发明涉及麦克风,尤其涉及一种通过多通道实现多功能的麦克风。
背景技术
图1所示为现有技术的麦克风电路结构示意图,所述麦克风包括麦克风传感器11和前置放大电路12,所述麦克风传感器11的一端接地,所述麦克风传感器11的另一端与所述前置放大电路12的输入端连接,所述述前置放大电路12的输出端与基带(BaseBand)或者编解码器(Codec)的输入端连接(图1中未示),所述麦克风传感器11用于将声音信号转化为电信号,所述前置放大电路12对所述麦克风传感器11输出的电信号进行放大处理后,将放大后的电信号输送至基带或者编解码器。
现有技术的麦克风的缺点是,仅仅实现了对声音信号的转换,功能单一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种麦克风,利用已有的信号传输通道,通过开关,将不同类型的传感器切换到已有的信号传输通道来,实现多种功能。
为了达到上述的目的,本发明提供一种麦克风,包括:多种不同类型的传感器,其中一种传感器为麦克风传感器;以及前置放大电路,所述前置放大电路的输出端连接一开关;其中,每一传感器其一端接地,其另一端通过一开关与所述前置放大电路的输入端连接或者与前置放大电路输出端的开关的输出端连接。
上述麦克风,其中,所述多种不同类型的传感器还包括陀螺传感器、加速度传感器、磁传感器、压力传感器、温度传感器中的一种或者多种。
上述麦克风,其中,所述开关为物理上的开关或者等效开关。
上述麦克风,其中,所述前置放大电路为电压输出的放大电路、电流输出的放大电路或者带模数转换器的数字输出的放大电路。
上述麦克风,其中,所述前置放大电路为电压输出的放大电路,通过开关与所述前置放大电路输入端连接的传感器为电压输出的传感器,通过开关与前置放大电路输出端的开关的输出端连接的传感器为电压输出的传感器。
上述麦克风,其中,所述前置放大电路为电流输出的放大电路,通过开关与所述前置放大电路输入端连接的传感器为电压输出的传感器,通过开关与前置放大电路输出端的开关的输出端连接的传感器为电流输出的传感器。
上述麦克风,其中,所述前置放大电路为带模数转换器的数字输出的放大电路,通过开关与所述前置放大电路输入端连接的传感器为电压输出的传感器,通过开关与前置放大电路输出端的开关的输出端连接的传感器为数字输出的传感器。
上述麦克风,其中,所述电压输出的传感器为无源传感器。
上述麦克风,其中,所述电压输出的传感器包括无源传感器和电压输出的放大器,所述无源传感器的输出端与所述电压输出的放大器的输入端连接,所述无源传感器的输入端作为整个传感器的输入端,所述电压输出的放大器的输出端作为整个传感器的输出端。
上述麦克风,其中,所述电压输出的传感器包括无源传感器、电压输出的放大器和电容,所述无源传感器的输出端与所述电压输出的放大器的输入端连接,所述电压输出的放大器的输出端与所述电容连接,所述无源传感器的输入端作为整个传感器的输入端,所述电容未连接电压输出的放大器的一端作为整个传感器的输出端。
上述麦克风,其中,电流输出的传感器包括无源传感器和电流输出的放大器,所述无源传感器的输出端与所述电流输出的放大器的输入端连接,所述无源传感器的输入端作为整个传感器的输入端,所述电流输出的放大器的输出端作为整个传感器的输出端。
上述麦克风,其中,数字输出的传感器包括无源传感器和带模数转换器的数字输出的放大器,所述无源传感器的输出端与所述带模数转换器的数字输出的放大器的输入端连接,所述无源传感器的输入端作为整个传感器的输入端,所述带模数转换器的数字输出的放大器的输出端作为整个传感器的输出端。
本发明的麦克风通过开关将多种传感器连接到已有的信号传输通道上,使已有的信号传输通道上不仅传输麦克风传感器的信号,还传输其他类型的传感器的信号,增加了麦克风的功能;
本发明的麦克风中传感器既可通过开关接入前置放大电路的输入端,又可通过开关接入前置放大电路的输出端,灵活,且能避免不同类型传感器的信号间相互干扰。
附图说明
本发明的麦克风由以下的实施例及附图给出。
图1是本发明麦克风实施例一的结构示意图。
图2A是本发明中电压输出的传感器的第一种结构示意图。
图2B是本发明中电压输出的传感器的第二种结构示意图。
图2C是本发明中电压输出的传感器的第三种结构示意图。
图3是本发明中电流输出的传感器的结构示意图。
图4是本发明麦克风实施例二的结构示意图。
图5是本发明麦克风实施例三的结构示意图。
图6是本发明中数字输出的传感器的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合图1~图6对本发明的麦克风作进一步的详细描述。
本发明的麦克风包括:
多种不同类型的传感器,其中一种传感器为麦克风传感器;以及
前置放大电路,所述前置放大电路的输出端连接一开关;
其中,每一传感器其一端接地,其另一端通过一开关与所述前置放大电路的输入端连接或者与前置放大电路输出端的开关的输出端连接。
所述传感器除了麦克风传感器外还可以是陀螺传感器(Gyro Sensor)、加速度传感器(Acceleration Sensor)、磁传感器(Magnetic Sensor)、压力传感器(Pressure Sensor)、温度传感器(Temperature Sensor)中的一种或者多种。
所述麦克风传感器可以是电容式麦克风(Electret Condenser Microphone,ECM)传感器或者微机电系统(Micro-Electro-Mechanical systems,MEMS)麦克风传感器。
所述前置放大电路可以是电压输出的放大电路、电流输出的放大电路或者带模数转换器的数字输出的放大电路。
所述开关可以是物理上的开关,例如MOS开关管,也可以是等效开关,例如传感器的切断信号通路的高阻输出状态及正常输出状态之间切换形成的等效开关。
本发明的麦克风通过开关将多种传感器连接到已有的信号传输通道上,使已有的信号传输通道上不仅传输麦克风传感器的信号,还传输其他类型的传感器的信号,增加了麦克风的功能。
实施例一:
参见图1,本实施例中,第一前置放大电路11为电流输出的放大电路,即所述第一前置放大电路11为电压输入、电流输出的放大电路;
第一麦克风传感器121的一端接地,所述第一麦克风传感器121的另一端通过第一输入端开关131与所述第一前置放大电路11的输入端111连接;
第一陀螺传感器122的一端接地,所述第一陀螺传感器122的另一端通过第二输入端开关132与所述第一前置放大电路11的输入端111连接;
第一加速度传感器123的一端接地,所述第一加速度传感器123的另一端通过第三输入端开关133与所述第一前置放大电路11的输入端111连接;
第一磁传感器124的一端接地,所述第一磁传感器124的另一端通过第四输入端开关134与所述第一前置放大电路11的输入端111连接;
第一压力传感器125的一端接地,所述第一压力传感器125的另一端通过第五输入端开关135与所述第一前置放大电路11的输入端111连接;
第一温度传感器126的一端接地,所述第一温度传感器126的另一端通过第六输入端开关136与所述第一前置放大电路11的输入端111连接;
所述第一前置放大电路11的输出端112连接第一输出端开关151;
第二陀螺传感器141的一端接地,所述第二陀螺传感器141的另一端通过第二输出端开关152与所述第一输出端开关151的输出端连接;
第二加速度传感器142的一端接地,所述第二加速度传感器142的另一端通过第三输出端开关153与所述第一输出端开关151的输出端连接;
第二磁传感器143的一端接地,所述第二磁传感器143的另一端通过第四输出端开关154与所述第一输出端开关151的输出端连接;
第二压力传感器144的一端接地,所述第二压力传感器144的另一端通过第五输出端开关155与所述第一输出端开关151的输出端连接;
第二温度传感器145的一端接地,所述第二温度传感器145的另一端通过第六输出端开关156与所述第一输出端开关151的输出端连接;
本实施例中,所述第一输入端开关131、第二输入端开关132、第三输入端开关133、第四输入端开关134、第五输入端开关135和第六输入端开关136的输出端并联后接入所述第一前置放大电路11的输入端111;所述第一输出端开关151、第二输出端开关152、第三输出端开关153、第四输出端开关154、第五输出端开关155和第六输出端开关156的输出端并联后通过一电阻R1与偏置电压Mic Bias连接,并通过隔直电容C1接入基带或者编解码器的输入端。
由于所述第一前置放大电路11为电压输入、电流输出的放大电路,因此,接入所述第一前置放大电路输入端111的传感器应为电压输出的传感器,接入所述第一前置放大电路输出端112的传感器应为电流输出的传感器,即所述第一麦克风传感器121、第一陀螺传感器122、第一加速度传感器123、第一磁传感器124、第一压力传感器125和第一温度传感器126均为电压输出的传感器(传感器输出电压模拟信号),所述第二陀螺传感器141、第二加速度传感器142、第二磁传感器143、第二压力传感器144和第二温度传感器145均为电流输出的传感器(传感器输出电流模拟信号)。
所述第一输入端开关131、第二输入端开关132、第三输入端开关133、第四输入端开关134、第五输入端开关135和第六输入端开关136可以是物理上的开关,例如MOS开关管,也可以是等效开关,例如传感器的切断信号通路的高阻输出状态及正常输出状态之间切换形成的等效开关。
所述第二输出端开关152、第三输出端开关153、第四输出端开关154、第五输出端开关155和第六输出端开关156可以是物理上的开关,例如MOS开关管,也可以是等效开关,例如传感器的切断信号通路的高阻输出状态及正常输出状态之间切换形成的等效开关。
本实施例中,所述第一前置放大电路11的输入端111和输出端112均通过开关接入陀螺传感器、加速度传感器、磁传感器、压力传感器和温度传感器,通过开关可灵活地选择这些传感器的信号是通过第一前置放大电路11的输入端111进入麦克风已有的的信号传输通道,还是通过第一前置放大电路11的输出端112进入麦克风已有的的信号传输通道,例如,关闭所述第二输入端开关132和第三输出端开关153,陀螺传感器的信号通过第一前置放大电路11的输入端111进入麦克风已有的的信号传输通道,加速度传感器通过第一前置放大电路11的输出端112进入麦克风已有的的信号传输通道,即陀螺传感器的信号是经放大处理后进入信号传输通道的,而加速度传感器的信号是未经放大处理后进入信号传输通道的,这样既灵活,又能避免不同类型传感器的信号间相互干扰。
在具体应用中,可选择一种或者多种类型的传感器接入所述第一前置放大电路11的输入端111,同时选择一种或者多种类型的传感器接入所述第一前置放大电路11的输出端112。
本实施例的麦克风不仅能利用已有的信息传输通道传输麦克风传感器的信号,还能利用已有的信息传输通道传输陀螺传感器、加速度传感器、磁传感器、压力传感器和温度传感器的信号,大大增强了麦克风的应用功能。
本实施例中,对于电压输出的传感器(例如所述第一麦克风传感器121、第一陀螺传感器122、第一加速度传感器123、第一磁传感器124、第一压力传感器125、第一温度传感器126),有三种可能的结构:
图2A所示为电压输出的传感器的第一种结构示意图,所述传感器为一无源传感器(Passive Sensor)161;
图2B所示为电压输出的传感器的第二种结构示意图,所述传感器包括无源传感器162和电压输出的放大器163,所述无源传感器162的输出端与所述电压输出的放大器163的输入端连接,所述无源传感器162的输入端作为整个传感器的输入端,所述电压输出的置放大器163的输出端作为整个传感器的输出端;
图2C所示为电压输出的传感器的第三种结构示意图,所述传感器包括无源传感器164、电压输出的放大电器165和电容C2,所述无源传感器164的输出端与所述电压输出的放大器165的输入端连接,所述电压输出的放大器165的输出端与所述电容C2连接,所述无源传感器164的输入端作为整个传感器的输入端,所述电容C2未连接电压输出的放大器165的一端作为整个传感器的输出端。
参见图3,本实施例中,电流输出的传感器(例如所述第二陀螺传感器141、第二加速度传感器142、第二磁传感器143、第二压力传感器144、第二温度传感器145)包括无源传感器171和电流输出的放大器172,所述无源传感器171的输出端与所述电流输出的放大器172的输入端连接,所述无源传感器171的输入端作为整个传感器的输入端,所述电流输出的放大器172的输出端作为整个传感器的输出端。
实施例二:
参见图4,本实施例中,第二前置放大电路21为电压输出的放大电路,即所述第二前置放大电路21为电压输入、电压输出的放大电路;
第二麦克风传感器221的一端接地,所述第二麦克风传感器221的另一端通过第七输入端开关231与所述第二前置放大电路21的输入端211连接;
第三陀螺传感器222的一端接地,所述第三陀螺传感器222的另一端通过第八输入端开关232与所述第二前置放大电路21的输入端211连接;
第三加速度传感器223的一端接地,所述第三加速度传感器223的另一端通过第九输入端开关233与所述第二前置放大电路21的输入端211连接;
第三磁传感器224的一端接地,所述第三磁传感器224的另一端通过第十输入端开关234与所述第二前置放大电路21的输入端211连接;
第三压力传感器225的一端接地,所述第三压力传感器225的另一端通过第十一输入端开关235与所述第二前置放大电路211的输入端211连接;
第三温度传感器226的一端接地,所述第三温度传感器226的另一端通过第十二输入端开关236与所述第二前置放大电路21的输入端211连接;
所述第二前置放大电路21的输出端212连接第七输出端开关251;
第四陀螺传感器241的一端接地,所述第四陀螺传感器241的另一端通过第八输出端开关252与所述第七输出端开关251的输出端连接;
第四加速度传感器242的一端接地,所述第四加速度传感器242的另一端通过第九输出端开关253与所述第七输出端开关251的输出端连接;
第四磁传感器243的一端接地,所述第四磁传感器243的另一端通过第十输出端开关254与所述第七输出端开关251的输出端连接;
第四压力传感器244的一端接地,所述第四压力传感器244的另一端通过第十一输出端开关255与所述第七输出端开关251的输出端连接;
第四温度传感器245的一端接地,所述第四温度传感器245的另一端通过第十二输出端开关256与所述第七输出端开关151的输出端连接;
本实施例中,所述第七输入端开关231、第八输入端开关232、第九输入端开关233、第十输入端开关234、第十一输入端开关235和第十二输入端开关236的输出端并联后接入所述第二前置放大电路21的输入端211;所述第七输出端开关251、第八输出端开关252、第九输出端开关253、第十输出端开关254、第十一输出端开关255和第十二输出端开关256的输出端并联后通过隔直电容C3接入基带或者编解码器的输入端。
由于所述第二前置放大电路21为电压输入、电压输出的放大电路,因此,接入所述第二前置放大电路输入端211的传感器应为电压输出的传感器,接入所述第二前置放大电路输出端212的传感器也应为电压输出的传感器,即所述第二麦克风传感器221、第三陀螺传感器222、第三加速度传感器223、第三磁传感器224、第三压力传感器225和第三温度传感器226,以及第四陀螺传感器241、第四加速度传感器242、第四磁传感器243、第四压力传感器244和第四温度传感器245均为电压输出的传感器(传感器输出电压模拟信号)。
所述第七输入端开关231、第八输入端开关232、第九输入端开关233、第十输入端开关234、第十一输入端开关235和第十二输入端开关236可以是物理上的开关,例如MOS开关管,也可以是等效开关,例如传感器的切断信号通路的高阻输出状态及正常输出状态之间切换形成的等效开关。
所述第八输出端开关152、第九输出端开关253、第十输出端开关254、第十一输出端开关255和第十二输出端开关256可以是物理上的开关,例如MOS开关管,也可以是等效开关,例如传感器的切断信号通路的高阻输出状态及正常输出状态之间切换形成的等效开关。
与实施例一相同,本实施例的电压输出的传感器也有三种可能的结构,且这三种可能的结构与实施例一中的相同,在此不再赘述。
实施例三:
参见图5,本实施例中,第三前置放大电路31为带模数转换器的数字输出的放大电路,即所述第三前置放大电路31为电压模拟信号输入、电压数字信号输出的放大电路;
第三麦克风传感器321的一端接地,所述第三麦克风传感器321的另一端通过第十三输入端开关331与所述第三前置放大电路31的输入端311连接;
第五陀螺传感器322的一端接地,所述第五陀螺传感器322的另一端通过第十四输入端开关332与所述第三前置放大电路31的输入端311连接;
第五加速度传感器323的一端接地,所述第五加速度传感器323的另一端通过第十五输入端开关333与所述第三前置放大电路31的输入端311连接;
第五磁传感器324的一端接地,所述第五磁传感器324的另一端通过第十六输入端开关334与所述第三前置放大电路31的输入端311连接;
第五压力传感器325的一端接地,所述第五压力传感器325的另一端通过第十七输入端开关335与所述第三前置放大电路311的输入端211连接;
第五温度传感器326的一端接地,所述第五温度传感器326的另一端通过第十八输入端开关336与所述第三前置放大电路31的输入端311连接;
所述第三前置放大电路31的输出端212连接第十三输出端开关351;
第六陀螺传感器341的一端接地,所述第六陀螺传感器341的另一端通过第十四输出端开关352与所述第十三输出端开关351的输出端连接;
第六加速度传感器342的一端接地,所述第六加速度传感器342的另一端通过第十五输出端开关353与所述第十三输出端开关351的输出端连接;
第六磁传感器343的一端接地,所述第六磁传感器343的另一端通过第十六输出端开关354与所述第十三输出端开关351的输出端连接;
第六压力传感器344的一端接地,所述第六压力传感器344的另一端通过第十七输出端开关355与所述第十三输出端开关351的输出端连接;
第六温度传感器345的一端接地,所述第六温度传感器345的另一端通过第十八输出端开关356与所述第十三输出端开关151的输出端连接;
本实施例中,所述第十三输入端开关331、第十四输入端开关332、第十五输入端开关333、第十六输入端开关334、第十七输入端开关335和第十八输入端开关336的输出端并联后接入所述第三前置放大电路31的输入端311;所述第十三输出端开关351、第十四输出端开关352、第十五输出端开关353、第十六输出端开关354、第十七输出端开关355和第十八输出端开关356的输出端并联后直接接入基带或者编解码器的输入端。
由于所述第三前置放大电路31为电压模拟信号输入、电压数字信号输出的放大电路,因此,接入所述第三前置放大电路输入端311的传感器应为电压输出的传感器,接入所述第三前置放大电路输出端312的传感器应为数字输出的传感器,即所述第三麦克风传感器321、第五陀螺传感器322、第五加速度传感器323、第五磁传感器324、第五压力传感器325和第五温度传感器326均为电压输出的传感器(传感器输出电压模拟信号),所述第六陀螺传感器341、第六加速度传感器342、第六磁传感器343、第六压力传感器344和第六温度传感器345均为数字输出的传感器(传感器输出电压数字信号)。
所述第十三输入端开关331、第十四输入端开关332、第十五输入端开关333、第十六输入端开关334、第十七输入端开关335和第十八输入端开关336可以是物理上的开关,例如MOS开关管,也可以是等效开关,例如传感器的切断信号通路的高阻输出状态及正常输出状态之间切换形成的等效开关。
所述第十四输出端开关352、第十五输出端开关353、第十六输出端开关354、第十七输出端开关355和第十八输出端开关356可以是物理上的开关,例如MOS开关管,也可以是等效开关,例如传感器的切断信号通路的高阻输出状态及正常输出状态之间切换形成的等效开关。
与实施例一相同,本实施例的电压输出的传感器也有三种可能的结构,且这三种可能的结构与实施例一中的相同,在此不再赘述。
参见图6,本实施例中,数字输出的传感器(例如所述第六陀螺传感器341、第六加速度传感器342、第六磁传感器343、第六压力传感器344、第六温度传感器345)包括无源传感器361和带模数转换器的数字输出的放大器362,所述无源传感器361的输出端与所述带模数转换器的数字输出的放大器362的输入端连接,所述无源传感器361的输入端作为整个传感器的输入端,所述前置带模数转换器的数字输出的放大器362的输出端作为整个传感器的输出端。
Claims (12)
1.一种麦克风,其特征在于,包括:
多种不同类型的传感器,其中一种传感器为麦克风传感器;以及
前置放大电路,所述前置放大电路的输出端连接一开关;
其中,每一传感器其一端接地,其另一端通过一开关与所述前置放大电路的输入端连接或者与前置放大电路输出端的开关的输出端连接。
2.如权利要求1所述的麦克风,其特征在于,所述多种不同类型的传感器还包括陀螺传感器、加速度传感器、磁传感器、压力传感器、温度传感器中的一种或者多种。
3.如权利要求1所述的麦克风,其特征在于,所述开关为物理上的开关或者等效开关。
4.如权利要求1所述的麦克风,其特征在于,所述前置放大电路为电压输出的放大电路、电流输出的放大电路或者带模数转换器的数字输出的放大电路。
5.如权利要求4所述的麦克风,其特征在于,所述前置放大电路为电压输出的放大电路,通过开关与所述前置放大电路输入端连接的传感器为电压输出的传感器,通过开关与前置放大电路输出端的开关的输出端连接的传感器为电压输出的传感器。
6.如权利要求4所述的麦克风,其特征在于,所述前置放大电路为电流输出的放大电路,通过开关与所述前置放大电路输入端连接的传感器为电压输出的传感器,通过开关与前置放大电路输出端的开关的输出端连接的传感器为电流输出的传感器。
7.如权利要求4所述的麦克风,其特征在于,所述前置放大电路为带模数转换器的数字输出的放大电路,通过开关与所述前置放大电路输入端连接的传感器为电压输出的传感器,通过开关与前置放大电路输出端的开关的输出端连接的传感器为数字输出的传感器。
8.如权利要求5~7中任一权利要求所述的麦克风,其特征在于,所述电压输出的传感器为无源传感器。
9.如权利要求5~7中任一权利要求所述的麦克风,其特征在于,所述电压输出的传感器包括无源传感器和电压输出的放大器,所述无源传感器的输出端与所述电压输出的放大器的输入端连接,所述无源传感器的输入端作为整个传感器的输入端,所述电压输出的放大器的输出端作为整个传感器的输出端。
10.如权利要求5~7中任一权利要求所述的麦克风,其特征在于,所述电压输出的传感器包括无源传感器、电压输出的放大器和电容,所述无源传感器的输出端与所述电压输出的放大器的输入端连接,所述电压输出的放大器的输出端与所述电容连接,所述无源传感器的输入端作为整个传感器的输入端,所述电容未连接电压输出的放大器的一端作为整个传感器的输出端。
11.如权利要求6中任一权利要求所述的麦克风,其特征在于,电流输出的传感器包括无源传感器和电流输出的放大器,所述无源传感器的输出端与所述电流输出的放大器的输入端连接,所述无源传感器的输入端作为整个传感器的输入端,所述电流输出的放大器的输出端作为整个传感器的输出端。
12.如权利要求7中任一权利要求所述的麦克风,其特征在于,数字输出的传感器包括无源传感器和带模数转换器的数字输出的放大器,所述无源传感器的输出端与所述带模数转换器的数字输出的放大器的输入端连接,所述无源传感器的输入端作为整个传感器的输入端,所述带模数转换器的数字输出的放大器的输出端作为整个传感器的输出端。
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