CN103607682B - 节能型数字麦克风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能型数字麦克风系统，涉及声电产品技术领域，包括至少两个数字麦克风，每两个所述数字麦克风中的一颗数字麦克风的电源管脚VDD、数据输出管脚Data和时钟管脚CLK分别与另一颗数字麦克风的电源管脚VDD、数据输出管脚Data和时钟管脚CLK相短接，每颗所述的数字麦克风上均设有使能管脚EN，每个所述使能管脚EN均分别电连接单独的控制信号。本发明节能型数字麦克风系统可以单独控制各数字麦克风的状态，有效的节约了电子产品的电量，延长了电子产品的待机时间，减少了电子产品的充电次数，延长了电子产品的使用寿命。

Description

节能型数字麦克风系统

技术领域

本发明涉及声电产品技术领域，特别涉及一种节能型数字麦克风系统。

背景技术

数字麦克风是直接输出数字脉冲信号的声电组件，其优点是抗干扰能力强，无需像传统麦克风那样内置高频滤波电路。数字麦克风不会受到那些来自电脑、网络、射频际磁场信号的干扰，因此在接入时，无需采用屏蔽线，可有效的利用相关产品的有限空间。数字麦克风正因其具有这样的优点，而迅速崛起，被广泛的应用到便携式电子产品中。

目前，通常是将两颗数字麦克风共同应用在同一个电子产品中，其应用原理图如图1所示：数字麦克风1st MIC的电源管脚VDD与数字麦克风2nd MIC的电源管脚VDD短接并电连接音频解码器的电源输出端口VDD，数字麦克风1stMIC的数据输出管脚Data与数字麦克风2nd MIC的数据输出管脚Data短接并电连接音频解码器的数据输入端口Data，数字麦克风1st MIC的时钟管脚CLK与数字麦克风2nd MIC的时钟管脚CLK短接并电连接音频解码器的时钟输出端口CLK。此种结构的数字麦克风系统存在以下不足：因为两颗麦克风的电源管脚VDD、数据输出管脚Data和时钟管脚CLK都是并联在一起的，故两颗数字麦克风的工作状态是一样的，即：改变其中一颗数字麦克风的工作状态，另一颗数字麦克风的工作状态也会随之改变。但是，在某些应用情况时，不需要两颗麦克风同时工作，在这种情况下，目前的数字麦克风系统会造成电量的严重浪费，从而缩短了电子产品的待机时间，增加了电子产品的充电次数，进而缩短了电子产品的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种节能型数字麦克风系统，此节能型数字麦克风系统中的各数字麦克风的工作状态可以单独控制，有效的降低了电量的消耗，延长了电子产品的待机时间和使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种节能型数字麦克风系统，包括至少两个数字麦克风，每两个所述数字麦克风中的一颗数字麦克风的电源管脚VDD、数据输出管脚Data和时钟管脚CLK分别与另一颗数字麦克风的电源管脚VDD、数据输出管脚Data和时钟管脚CLK相短接，每颗所述的数字麦克风上均设有使能管脚EN，每个所述使能管脚EN均分别电连接单独的控制信号。

其中，所述使能管脚EN接收到的控制信号与同一数字麦克风上的所述时钟管脚CLK接收到的信号相运算后控制该数字麦克风的工作状态。

其中，所述使能管脚EN接收到的控制信号与所述时钟管脚CLK接收到的信号做与运算，所述与运算的结果与同一数字麦克风的时钟管脚CLK和电源管脚VDD接收到的信号配合控制该数字麦克风的工作状态。

其中，所述控制信号为低电平控制信号或高电平控制信号。

作为一种实施方式，所述电源管脚VDD、数据输出管脚Data、时钟管脚CLK和使能管脚EN均设置在所述数字麦克风的ASIC芯片上；所述ASIC芯片上还设有数据输入管脚IN，模拟的音频信号由所述数据输入管脚IN输入，并依次经过前置放大器、AD转换器后由所述数据输出管脚Data输出；所述时钟管脚CLK同时电连接所述ASIC芯片内的时钟探测器和所述AD转换器，所述时钟探测器与所述使能管脚EN分别电连接一与门的两个输入端，所述与门的输出端同时电连接所述前置放大器和所述AD转换器。

其中，所述节能型数字麦克风系统包括一对数字麦克风。

其中，一对所述数字麦克风中的一颗数字麦克风的所述使能管脚EN电连接所述低电平控制信号。

作为另一种实施方式，所述电源管脚VDD、数据输出管脚Data、时钟管脚CLK和使能管脚EN均设置在所述数字麦克风的ASIC芯片上；所述ASIC芯片上还设有数据输入管脚IN，模拟的音频信号由所述数据输入管脚IN输入，并依次经过前置放大器、AD转换器后由所述数据输出管脚Data输出；所述时钟管脚CLK同时电连接所述ASIC芯片内的时钟探测器和所述AD转换器；所述使能管脚EN电连接有一反相器，所述时钟探测器与所述反相器分别电连接一与门的两个输入端，所述与门的输出端同时电连接所述前置放大器和所述AD转换器。

其中，所述节能型数字麦克风系统包括一对数字麦克风。

其中，所述节能型数字麦克风包括两对数字麦克风。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明节能型数字麦克风系统中的各数字麦克风均增设了使能管脚EN，且每颗数字麦克风上的使能管脚EN都电连接单独的控制信号。当本发明数字麦克风系统工作时，只要系统中的各数字麦克风的使能管脚EN接收到的控制信号不同，那么各数字麦克风就会处于不同的工作状态。例如，本发明数字麦克风系统由两颗数字麦克风组成，其中一颗数字麦克风的使能管脚EN接收到的控制信号为高电平，另一颗数字麦克风的使能管脚EN接收到的控制信号为低电平，则两颗数字麦克风就会处于不同的工作状态，从而可实现同一系统内的不同数字麦克风的单独控制，故可以根据实际情况控制处于工作状态的数字麦克风的数量，避免了系统中所有数字麦克风在一些情况下同时工作对电量的浪费，有效的节约了电子产品的电量，延长了电子产品的待机时间，减少了电子产品的充电次数，延长了电子产品的使用寿命。

附图说明

图1是背景技术中数字麦克风系统的应用状态原理图；

图2是本发明数字麦克风的ASIC芯片的一种结构原理图；

图3是本发明节能型数字麦克风系统实施例一的应用状态原理图；

图4是本发明节能型数字麦克风系统实施例二的应用状态原理图；

图5是本发明节能型数字麦克风系统实施例三的应用状态原理图；

图6是本发明节能型数字麦克风系统实施例四的应用状态原理图；

图7是本发明数字麦克风的ASIC芯片的另一种结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。

实施例一：

如图3所示，一种节能型数字麦克风系统，包括数字麦克风1st MIC和数字麦克风2nd MIC，数字麦克风1st MIC的电源管脚VDD与数字麦克风2nd MIC的电源管脚VDD短接并电连接音频解码器的电源输出端口VDD，数字麦克风1stMIC的数据输出管脚Data与数字麦克风2nd MIC的数据输出管脚Data短接并电连接音频解码器的数据输入端口Data，数字麦克风1st MIC的时钟管脚CLK与数字麦克风2nd MIC的时钟管脚CLK短接并电连接音频解码器的时钟输出端口CLK。数字麦克风1st MIC的使能管脚EN电连接音频解码器的第一控制输出端口I/O1，数字麦克风2nd MIC的使能管脚EN电连接音频解码器的第二控制输出端口I/O2。

如图2所示，数字麦克风内设有将模拟的音频信号转换为数字的音频信号的ASIC芯片，数字麦克风的电源管脚VDD、数据输出管脚Data、时钟管脚CLK以及使能管脚EN均设置在ASIC芯片上，ASIC芯片还包括用于模拟音频信号输入的数据输入管脚IN，模拟音频信号由数据输入管脚IN输入后先经过前置放大器Preamp放大，然后由AD转换器modulator ADC转换成数字信号后由数据输出管脚Data输出给音频解码器。时钟管脚CLK同时电连接时钟探测器CLKDetector和AD转换器modulator ADC，时钟探测器CLK Detector与使能管脚EN分别电连接与门AND gate的两个输入端，与门AND gate的输出端同时电连接前置放大器Preamp和AD转换器modulator ADC。

本发明的工作原理如下：

数字麦克风的ASIC芯片通常是依靠时钟探测器CLK Detector来监测时钟管脚CLK接收到的时钟信号的频率，然后决定数字麦克风是否进入休眠模式，也就是说，在数字麦克风的电源管脚VDD为高电平时，要想让数字麦克风进入休眠模式，就必须使时钟管脚CLK接收到的时钟信号的频率低于某个设定频率（目前行业内该频率是1kHz）。

如图2所示，本发明在时钟探测器CLK Detector后面增加了一个与门ANDgate，将时钟探测器CLK Detector监测的结果与使能管脚EN接收到的控制信号做与运算，这样使能管脚EN接收到的控制信号和时钟管脚CLK接收到的时钟信号共同来决定数字麦克风是否进入休眠模式，只要数字麦克风1st MIC和数字麦克风2nd MIC的使能管脚EN接收到的控制信号的电平不一致，例如一个为高电平，另一个为低电平，则数字麦克风1st MIC和数字麦克风2nd MIC就会一个处于工作模式，另一个处于休眠模式，从而达到各数字麦克风单独控制的目的。

在本实施例中只有当使能管脚EN接收到的控制信号为低电平，且时钟管脚CLK和电源管脚VDD有输入时数字麦克风才会处于工作状态（Active Mode），其它情况下，数字麦克风会处于休眠模式（Sleep Mode）或掉电模式（Power Down Mode），当数字麦克风处于休眠模式或掉电模式时只会消耗很小的电流，一般小于50μA。本实施例中数字麦克风的使能管脚EN、时钟管脚CLK以及电源管脚VDD接收到的信号与数字麦克风状态之间的关系如下表：

EN	CLK	VDD	MIC Status
				Low	Off	Off	Power Down Mode
Low	Off	On	Sleep Mode
				Low	On	Off	Power Down Mode
Low	On	On	Active Mode
				High	Off	Off	Power Down Mode
High	Off	On	Sleep Mode
				High	On	Off	Power Down Mode
High	On	On	Sleep Mode

实施例二：

如图4所示，本实施方式与实施例一基本相同，其不同之处在于：

数字麦克风1st MIC的使能管脚EN始终接低电平控制信号，即数字麦克风1st MIC的使能管脚EN始终接地，数字麦克风2nd MIC的使能管脚EN电连接音频解码器的控制输出端口I/O。

在本实施例中，数字麦克风1st MIC和数字麦克风2nd MIC的工作方式为：

数字麦克风1st MIC的使能管脚EN始终接地，当电源管脚VDD和时钟管脚CLK有输入时，数字麦克风1st MIC始终处于工作状态。

数字麦克风2nd MIC的使能管脚EN电连接音频解码器的控制输出端口I/O，当控制输出端口I/O输出低电平，且数字麦克风2nd MIC的电源管脚VDD和时钟管脚CLK都有输入时，数字麦克风2nd MIC处于工作状态；当控制输出端口I/O输出高电平，且数字麦克风2ndMIC的电源管脚VDD有输入时，数字麦克风2nd MIC处于休眠模式。以此可实现数字麦克风系统的立体声效果。

实施例三：

如图5所示，本实施方式与实施例一基本相同，其不同之处在于：

数字麦克风系统由两对数字麦克风组成，其中：

数字麦克风1st MIC的电源管脚VDD与数字麦克风2nd MIC的电源管脚VDD短接并电连接音频解码器的第一电源输出端口VDD1，数字麦克风1st MIC的数据输出管脚Data与数字麦克风2nd MIC的数据输出管脚Data短接并电连接音频解码器的第一数据输入端口Data1，数字麦克风1st MIC的时钟管脚CLK与数字麦克风2nd MIC的时钟管脚CLK短接并电连接音频解码器的第一时钟输出端口CLK1。数字麦克风1st MIC的使能管脚EN电连接音频解码器的第一控制输出端口I/O1，数字麦克风2nd MIC的使能管脚EN电连接音频解码器的第二控制输出端口I/O2。

数字麦克风3rd MIC的电源管脚VDD与数字麦克风4th MIC的电源管脚VDD短接并电连接音频解码器的第二电源输出端口VDD2，数字麦克风3rd MIC的数据输出管脚Data与数字麦克风4th MIC的数据输出管脚Data短接并电连接音频解码器的第二数据输入端口Data2，数字麦克风3rd MIC的时钟管脚CLK与数字麦克风4th MIC的时钟管脚CLK短接并电连接音频解码器的第二时钟输出端口CLK2。数字麦克风3rd MIC的使能管脚EN电连接音频解码器的第三控制输出端口I/O3，数字麦克风4th MIC的使能管脚EN电连接音频解码器的第四控制输出端口I/O4。

本实施例中通过控制音频解码器的第一控制输出端口I/O1、第二控制输出端口I/O2、第三控制输出端口I/O3和第四控制输出端口I/O4的输出电平，就可以实现对其中任一颗数字麦克风的单独控制，有效的降低了数字麦克风系统的耗电量。

实施例四：

如图6所示，本实施方式与实施例一基本相同，其不同之处在于：

数字麦克风系统由三颗数字麦克风组成，其中：

数字麦克风1st MIC的电源管脚VDD与数字麦克风2nd MIC的电源管脚VDD短接并电连接音频解码器的第一电源输出端口VDD1，数字麦克风1st MIC的数据输出管脚Data与数字麦克风2nd MIC的数据输出管脚Data短接并电连接音频解码器的第一数据输入端口Data1，数字麦克风1st MIC的时钟管脚CLK与数字麦克风2nd MIC的时钟管脚CLK短接并电连接音频解码器的第一时钟输出端口CLK1。数字麦克风1st MIC的使能管脚EN电连接音频解码器的第一控制输出端口I/O1，数字麦克风2nd MIC的使能管脚EN电连接音频解码器的第二控制输出端口I/O2。

数字麦克风3rd MIC的电源管脚VDD电连接音频解码器的第二电源输出端口VDD2，数字麦克风3rd MIC的数据输出管脚Data电连接音频解码器的第二数据输入端口Data2，数字麦克风3rd MIC的时钟管脚CLK电连接音频解码器的第二时钟输出端口CLK2，数字麦克风3rd MIC的使能管脚EN电连接音频解码器的第三控制输出端口I/O3。

本实施例中通过控制音频解码器的第一控制输出端口I/O1、第二控制输出端口I/O2和第三控制输出端口I/O3的输出电平，就可以实现对其中任一颗数字麦克风的单独控制，有效的降低了数字麦克风系统的耗电量。

上述各实施例均是以数字麦克风的使能管脚EN输入低电平，电源管脚VDD和时钟管脚CLK有输入时数字麦克风处于工作状态为例对本发明的技术方案进行说明。其实也可以设置数字麦克风的使能管脚EN输入高电平，电源管脚VDD和时钟管脚CLK有输入时数字麦克风处于工作状态，只不过需要对数字麦克风的ASIC芯片的内部结构做一下改动，如图7所示，在ASIC芯片内增加了一个反相器NOT gate，使能管脚EN电连接反相器NOT gate的输入端，反相器NOT gate的输出端电连接与门AND gate的一个输入端，反相器NOT gate输出的信号与时钟探测器CLK Detector输出的信号做与运算，由与门AND gate输出的信号控制数字麦克风的状态。

上述各实施例中的各数字麦克风的使能管脚EN均是从音频解码器的控制输出端口接收到的控制信号，实际应用中各数字麦克风的使能管脚EN也可以从电子产品的基带芯片的控制输出管脚接收控制信号，关于数字麦克风的使能管脚EN从基带芯片的控制输出管脚接收控制信号的具体实施方式与上述实施例基本相同，本领域技术人员根据上述实施例的阐述不需要付出创造性劳动就可以实现，故关于数字麦克风的使能管脚EN从基带芯片的控制输出管脚接收控制信号的具体实施方式在此不再详述。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.节能型数字麦克风系统，包括至少两个数字麦克风，每两个所述数字麦克风中的一颗数字麦克风的电源管脚VDD、数据输出管脚Data和时钟管脚CLK分别与另一颗数字麦克风的电源管脚VDD、数据输出管脚Data和时钟管脚CLK相短接，其特征在于，每颗所述的数字麦克风上均设有使能管脚EN，每个所述使能管脚EN均分别电连接单独的控制信号；

所述使能管脚EN接收到的控制信号与同一数字麦克风上的所述时钟管脚CLK接收到的信号做与运算后控制该数字麦克风的工作状态；

所述与运算的结果与同一数字麦克风的时钟管脚CLK和电源管脚VDD接收到的信号配合控制该数字麦克风的工作状态。

2.根据权利要求1所述的节能型数字麦克风系统，其特征在于，所述控制信号为低电平控制信号或高电平控制信号。

3.根据权利要求2所述的节能型数字麦克风系统，其特征在于，所述电源管脚VDD、数据输出管脚Data、时钟管脚CLK和使能管脚EN均设置在所述数字麦克风的ASIC芯片上；所述ASIC芯片上还设有数据输入管脚IN，模拟的音频信号由所述数据输入管脚IN输入，并依次经过前置放大器、AD转换器后由所述数据输出管脚Data输出；所述时钟管脚CLK同时电连接所述ASIC芯片内的时钟探测器和所述AD转换器，所述时钟探测器与所述使能管脚EN分别电连接一与门的两个输入端，所述与门的输出端同时电连接所述前置放大器和所述AD转换器。

4.根据权利要求3所述的节能型数字麦克风系统，其特征在于，所述节能型数字麦克风系统包括一对数字麦克风。

5.根据权利要求4所述的节能型数字麦克风系统，其特征在于，一对所述数字麦克风中的一颗数字麦克风的所述使能管脚EN电连接所述低电平控制信号。

6.根据权利要求2所述的节能型数字麦克风系统，其特征在于，所述电源管脚VDD、数据输出管脚Data、时钟管脚CLK和使能管脚EN均设置在所述数字麦克风的ASIC芯片上；所述ASIC芯片上还设有数据输入管脚IN，模拟的音频信号由所述数据输入管脚IN输入，并依次经过前置放大器、AD转换器后由所述数据输出管脚Data输出；所述时钟管脚CLK同时电连接所述ASIC芯片内的时钟探测器和所述AD转换器；所述使能管脚EN电连接有一反相器，所述时钟探测器与所述反相器分别电连接一与门的两个输入端，所述与门的输出端同时电连接所述前置放大器和所述AD转换器。

7.根据权利要求6所述的节能型数字麦克风系统，其特征在于，所述节能型数字麦克风系统包括一对数字麦克风。

8.根据权利要求3或6所述的节能型数字麦克风系统，其特征在于，所述节能型数字麦克风包括两对数字麦克风。