CN104918178A - 用于带有唤醒检测的换能器系统的系统和方法 - Google Patents

用于带有唤醒检测的换能器系统的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于带有唤醒检测的换能器系统的系统和方法。依据在本文中描述的实施例，电路包含：接口电路，配置成被耦合到换能器；和检测电路。接口电路被配置成向处理电路的信号输入端子提供数字输出信号。检测电路被配置成接收数字输出信号并且向处理电路的低功率启用端子提供低功率启用信号。在各种实施例中，数字输出信号基于来自换能器的换能信号并且低功率启用信号通过将数字输出信号与第一阈值比较来确定。

Description

用于带有唤醒检测的换能器系统的系统和方法
技术领域
本发明通常涉及换能器系统，并且在特定实施例中涉及用于带有唤醒检测的换能器系统的系统和方法。
背景技术
换能器将信号从一个域转换到另一个域并且经常被用在传感器中。在日常生活中见到的带有换能器的一个普通传感器是麦克风，其将声波转换到电信号。
基于微机电系统（MEMS）的传感器包含使用微机械加工技术来制作的一类换能器。诸如MEMS麦克风的MEMS通过测量在换能器中的物理状态的改变并且将换能信号传递给连接到MEMS传感器的处理电子设备来从环境中收集信息。MEMS器件可以使用类似于用于集成电路的那些技术的微机械加工制备技术来制造。
MEMS器件可以被设计成起比如振荡器、谐振器、加速计、陀螺仪、压力传感器、麦克风、以及微镜的作用。许多MEMS器件使用电容性感测技术来将物理现象换能成电信号。在这样的应用中，在传感器中的电容改变使用接口电路被转换到电压信号。
一个这样的电容性感测器件是MEMS麦克风。MEMS麦克风通常具有与刚性背板以小距离分离的可偏转薄膜。响应于入射在薄膜上的声压波，薄膜偏转朝向或远离背板，由此改变在薄膜和背板之间的分离距离。通常，薄膜和背板用传导材料制成并且形成电容器的“板”。因而，随着分离薄膜和背板的距离响应于入射声波改变了，生成在“板”和电信号之间的电容改变。
通常，MEMS麦克风发送响应于入射声波而生成的电信号到某种类型的接口和/或处理电子设备，所述某种类型的接口和/或处理电子设备可以取决于应用来执行不同的功能。随着应用进展以及在数量上增加，出现产生用于改进和创新换能器系统和接口电子设备的创造性解决方案的许多挑战。
发明内容
依据在本文中描述的实施例，电路包含：接口电路，配置成被耦合到换能器；和检测电路。接口电路被配置成向处理电路的信号输入端子提供数字输出信号。检测电路被配置成接收数字输出信号并且向处理电路的低功率启用端子提供低功率启用信号。在各种实施例中，数字输出信号基于来自换能器的换能信号并且低功率启用信号通过将数字输出信号与第一阈值比较来确定。
附图说明
为了对本发明以及其优点的更完全的理解，现在参考连同附图一起进行的下面描述，在附图中：
图1a-1c图解实施例麦克风系统的框图；
图2a-2b图解进一步实施例麦克风系统的框图；
图3a-3b图解实施例检测电路的框图；
图4图解另一个实施例检测电路的电路图；
图5图解带有检测电路的实施例麦克风的框图；以及
图6图解实施例换能器系统的操作的方法的框图。
在不同的附图中对应的数字和符号通常指的是对应的部分，除非另外指示。绘制附图以清楚地图解实施例的相关方面并且不必成比例绘制。
具体实施方式
各种实施例的实现和使用在以下被详细讨论。然而应该被意识到的是在本文中描述的各种实施例在各种各样的特定语境下是可应用的。讨论的特定实施例仅仅图解了用于实现和使用各种实施例的特定方式，并且不应该在限定的范围内理解。
关于在特定语境中的各种实施例（也就是麦克风换能器并且更具体而言MEMS麦克风）进行描述。在本文中描述的各种实施例中的一些包含MEMS换能器系统、MEMS麦克风系统、用于换能器和MEMS换能器系统的接口电路、带有唤醒检测的MEMS麦克风系统、唤醒检测电路、声检测电路、以及带有唤醒检测的换能器系统。在其它实施例中，各方面也可以被应用到其它应用，所述其它应用涉及依据如在本领域内所知的任何方式将物理信号转换到另一个域并且与电子设备对接的任何类型的传感器或换能器。
依据各种实施例，在本文中描述带有唤醒检测的麦克风系统。在特定实施例中描述带有唤醒检测的MEMS麦克风系统；然而任何类型的带有唤醒检测的换能器系统可以依据在本文中描述的概念来实施。
在各种系统和使用环境中，换能器系统的增加的功率效率可以是有利的。比如，在诸如手机、膝上型电脑、平板电脑、以及各种其它嵌入式系统的移动应用中经常包含麦克风并且特别地MEMS麦克风。在这样的移动应用中，电池寿命对最终用户经常是重要的并且功率效率在确定移动应用的电池寿命中是重要的。因而，在各种实施例中带有唤醒检测的MEMS麦克风系统被描述有增加的功率效率。
依据各种实施例，换能器系统包含两个操作模式：常规操作模式和低功率操作模式。在低功率操作模式中，换能器系统的各种部件被禁用以节约功率。在常规操作模式中，各种部件可以被启用以提供从物理信号到电域中的合适的信号转换（即换能）。
在MEMS麦克风系统的特定实施例中，MEMS声换能元件可以被耦合到放大器并且放大器被耦合到模数转换器（ADC）。唤醒检测电路被耦合到在放大器和音频处理器之间的信号路径。在各种实施例中，唤醒检测电路检测在特定阈值之上或之下的活动并且基于活动的水平来启用或禁用ADC和/或其它部件。在这样的实施例中，低功率操作模式在MEMS麦克风系统的减少的活动期间通过禁用各种部件（诸如ADC）而减少功耗，并且常规操作模式在操作期间通过启用各种部件而增加性能。现在参考附图进行描述。
图1a-1c图解实施例麦克风系统100、101、和102的框图。图1a图解包含麦克风104、检测电路106、以及编解码器108的麦克风系统100。依据各种实施例，IC 112是用于MEMS 110的接口电路。IC 112在一些实施例中可以是专用集成电路（ASIC）。MEMS 110可以是向IC 112提供电信号的电容性MEMS麦克风。电信号可以是与入射在MEMS 110的可偏转薄膜上的声波相关的换能信号。IC 112从MEMS 110接收换能电信号、放大该信号、并且向示出为编解码器108的音频处理器108提供在输出线SIG上的信号。
依据各种实施例，检测电路106接收并且监测来自IC 112的在输出线SIG上的信号。检测电路106可以将关于输出信号SIG的值与唤醒阈值比较。在一些实施例中，检测电路106可以比较与在麦克风环境中的声学活动相关的提取的参数，比如诸如整流且滤波的值。在这样的实施例中，整流和滤波可以在IC 112中或在检测块106中执行。如果在输出线SIG上的值或参数在唤醒阈值之下，则检测电路106在唤醒线WAK上向编解码器108提供禁用或睡眠信号。如果在输出线SIG上的值或参数达到唤醒阈值之上，则检测电路106在唤醒线WAK上向编解码器108提供唤醒信号。在一些实施例中，一旦已到达唤醒阈值，迟滞可以实施带有低于唤醒阈值的禁用阈值。以下参考其它附图进一步描述检测电路的操作。
在各种实施例中，当编解码器108接收唤醒信号时，编解码器108进入正常操作或高性能模式。当编解码器108接收禁用或睡眠信号时，编解码器108进入低功率模式，其中各种部件被禁用或以比在正常操作或高性能模式中更低的功耗操作。在各种实施例中，检测电路106也可以向IC 112提供唤醒线WAK以启用和禁用IC 112之内的各种部件。比如，IC 112可以包含：模数转换器（ADC），其在低功率模式期间被禁用；或偏置元件，其在正常操作期间被启用以增加IC 112的偏置电流并且提供更低的噪声和/或更高的线性度性能。
图1b图解包含麦克风114、检测电路116、以及编解码器118的麦克风系统101。依据各种实施例，检测电路116被包含在IC 122中。类似于以上检测电路106的操作，检测电路116操作为IC 122的一部分并且监测供给到输出线SIG的输出信号。声信号通过MEMS 120被换能并且被供给到换能信号可以被放大的IC 122。检测电路116将换能且放大的信号或与信号相关的提取的参数与唤醒阈值比较，并且如果信号在唤醒阈值之上则在唤醒线WAK上提供唤醒信号。麦克风114被耦合到编解码器118并且在唤醒线WAK上提供唤醒信号并且在输出线SIG上提供输出信号。在各种实施例中，唤醒线WAK可以向编解码器118和IC 122之内的其它部件两者提供唤醒信号。
图1c图解包含麦克风124、检测电路126、以及编解码器128的麦克风系统102。依据各种实施例，检测电路116被包含在编解码器128中。在这样的实施例中，IC 132从MEMS 130接收换能信号并且将在输出线SIG上的信号输出到编解码器128。检测电路126监测由编解码器128接收的信号并且将接收的信号或与信号相关的提取的参数与唤醒阈值比较以内部地生成唤醒信号WAK。唤醒信号WAK然后被内部地提供给各种其它部件，比如诸如ADC。在一些实施例中，唤醒信号WAK也可以被提供给IC 132以启用和/或禁用各种部件。
在各种不同的实施例中，在麦克风系统100、101、和102中的部件可以实施带有变化的功能。比如，IC 112、122、或132可以每个被实施带有或没有ADC。如果IC（112、122、或132）包含ADC，则输出信号SIG可以是以某一方式调制的数字信号，比如诸如脉冲密度调制（PDM）信号。在这样的实施例中，IC（112、122、或132）也可以包含PDM电路。如果IC（112、122、或132）不包含ADC，则输出线SIG可以是模拟信号并且编解码器可以包含ADC。
在又进一步实施例中，MEMS 110、120、和130可以是任何类型的换能器或麦克风并且不限制到电容性MEMS麦克风；IC 112、122、和132可以是任何类型的接口电路并且不限制到IC；并且编解码器108、118、和128可以是任何类型的处理器、微处理器、或集成电路，比如诸如如所示出的编解码器或音频处理器。
依据各种实施例，麦克风104、114、和124可以被实施为带有分别含有MEMS 110、120、和130的第一管芯以及分别包含IC 112、122、和132的第二管芯的封装。在一些实施例中，MEMS 110、120、或130以及IC 112、122、或132分别被集成在相同的IC上。麦克风系统100、101、和102可以每个被实施在印刷电路板（PCB）上。在这样的实施例中，检测电路（106）、编解码器（108、118、或128）、以及含有麦克风（104、114、或124）的封装都被附连到PCB。在一些实施例中，检测电路106可以被实施为分立电路部件。在其它实施例中，检测电路116被实施为IC 122的一部分。在又其它实施例中，检测电路126被实施为编解码器128的一部分。
图2a-2b图解进一步实施例麦克风系统150和151的框图。比如，麦克风系统150和151可以是在图1a中的麦克风系统100的实施方式。图2a图解包含麦克风160、接口电路152、编解码器156、以及检测电路154的麦克风系统150。依据各种实施例，麦克风系统150包括数字麦克风并且接口电路152在输出线SIG上产生数字输出信号。麦克风160从声波产生换能信号并且将换能信号供给到放大器162。ADC 164将放大的模拟信号转换到数字信号并且可以向可选的数字信号处理器（DSP）166提供数字信号。DSP电路166在输出线SIG上供给数字输出信号。
依据各种实施例，检测电路154监测输出线SIG并且将在输出线SIG上的信号值与唤醒或检测阈值比较。基于在检测阈值和在输出线SIG上的信号值或来自信号的提取的参数之间的比较，检测电路154生成唤醒信号WAK并且将唤醒信号WAK供给到各种部件。在一些实施例中，唤醒信号WAK被供给为对ADC 164、DSP 166、和/或编解码器156的启用/禁用。唤醒信号WAK在低功率模式和正常操作模式之间选择。在低功率模式期间麦克风系统150之内的一些部件可以被唤醒信号WAK禁用。
在一些实施例中，麦克风160可以是另一个类型的传感器或换能器，比如诸如压力传感器或加速计。DSP 166可以实施用于在输出线SIG上调制数字输出的脉冲密度调制（PDM）特征。ADC 164可以被实施为任何类型的ADC，比如诸如西格玛-德尔塔（∑-Δ）调制器。
图2b图解包含麦克风160、接口电路153、编解码器158、以及检测电路155的麦克风系统151。依据各种实施例，麦克风系统151包括模拟麦克风并且接口电路153在输出线SIG上产生模拟输出信号。如以上所描述，声波被麦克风160换能并且被放大器162放大。放大的信号被供给为在输出线SIG上到编解码器158的模拟信号。编解码器158包含将模拟信号转换到数字信号用于编解码器158之内的其它处理的ADC 168。
依据各种实施例，检测电路155监测输出线SIG并且将在输出线SIG上的信号值或来自信号的提取的参数与唤醒或检测阈值比较，类似于以上所描述的实施例。基于在检测阈值和在输出线SIG上的信号值或提取的参数之间的比较，检测电路154生成唤醒信号WAK并且将唤醒信号WAK供给到在编解码器158中的ADC 168。如之前，唤醒信号WAK是可操作的以在低功率模式中设定或启用/禁用ADC 168并且也可以在低功率模式中设定或启用/禁用在编解码器158中的其它部件。
类似于以上参考图1所讨论的实施例，麦克风160可以包含任何类型的换能器或传感器并且不限制到麦克风。接口电路152和153可以被实施为众多类型的集成电路（IC）、半定制或全定制ASIC、或分立部件的组合。编解码器158可以是专门的处理器（诸如音频处理器），或可以被实施为任何其它类型的处理器、微处理器、或IC。而且，检测电路154和155在一些实施例中可以被结合到接口电路152或153中，或在其它实施例中被结合到编解码器156或158中。在各种实施例中，麦克风系统150和151可以每个被实施在PCB上。在进一步实施例中，检测电路154和155可以被实施为附连到PCB的分立部件。
图3a-3b图解实施例检测电路200和201的框图。图3a图解包含带有唤醒阈值VWAKE的迟滞比较器205的检测电路200的简化框图。检测电路200可以是在本文中描述的任何检测电路的实施方式。依据各种实施例，比较器205在信号线SIG上接收对应于物理信号（比如诸如声波）的电信号。比较器205也在其它输入上接收唤醒阈值VWAKE并且将在信号线SIG上的电信号与唤醒阈值VWAKE比较。当在信号线SIG上的信号电平在唤醒阈值VWAKE之下时，这可以对应于低的或不显著的声活动并且比较器205在唤醒线WAK上生成禁用或睡眠信号。在各种实施例中，唤醒线WAK可以被耦合到用于针对换能器系统的感测、转换、和/或处理的任何部件。
依据进一步实施例，当在信号线SIG上的信号电平在唤醒阈值VWAKE之上（这可以对应于相关的声活动）时，比较器205在唤醒线WAK上生成唤醒或启用信号。在一些实施例中，比较器205实施迟滞特性。在这样的实施例中，一旦比较器205在唤醒线WAK上生成唤醒或启用信号，比较器205将继续在唤醒线WAK上供给启用信号，直到在信号线SIG上的信号电平在唤醒阈值VWAKE之下达迟滞量。因而，如果在信号线SIG上的信号电平降到唤醒阈值VWAKE或正好在唤醒阈值VWAKE之下，则比较器205可以继续在唤醒线WAK上供给启用信号。
依据各种实施例，在比较器205的输出和唤醒线WAK之间可以执行额外的信号处理以选择性地识别相关的声学活动。比如，可以执行对某一时帧之内在比较器205的输出上的“高”状态的个数进行计数以识别在特定时段中存在的声学活动。在这样的实施例中，当计数/时间在阈值之上时，可以设定WAK信号。在一些实施例中，可以忽略在时段中发生的太短而不能到达阈值的短的声学活动。在各种实施例中，唤醒阈值VWAKE和计数/时间阈值可以是可调节的或可编程的。
图3b图解检测电路201的框图，所述检测电路201包含整流器210、低通滤波器（LPF）212、以及带有唤醒阈值VWAKE的比较器214。检测电路201可以是在本文中描述的任何检测电路（比如诸如检测电路200）的实施方式。依据各种实施例，整流器210在信号线SIG上接收换能信号、整流该信号、并且向LPF 212提供该信号。LPF 212将高频分量从换能且放大的信号中去除，并且向比较器214提供信号。比较器214将换能、整流、且滤波的信号与唤醒阈值VWAKE比较，并且基于比较在唤醒线WAK上生成唤醒信号。在一些实施例中，唤醒信号是静态数字逻辑值，其可以取两个状态：（1）禁用或（2）唤醒。当唤醒信号具有第一值：禁用时，耦合到唤醒线WAK的部件将被放置在低功率模式中并且一些可以被禁用。当唤醒信号具有第二值：唤醒时，耦合到唤醒线WAK的部件将被放置在操作模式中并且一些可以被启用。
图4图解另一个实施例检测电路202的电路图，所述检测电路202包含运算放大器220、以及二极管222和224。检测电路202可以实施在本文中描述的任何检测电路，比如诸如检测电路201。依据各种实施例，检测电路202在信号线SIG上接收AC模拟信号。电容器C1、电阻器R1和R2、以及二极管222和224与运算放大器220一起去除AC信号的正分量（整流）、反转负分量、并且放大结果。电阻器R3和电容器C2滤波在输出OUT上的输出信号。输出OUT可以被馈送到生成唤醒信号WAK的比较器（未被示出），如以上所描述的。
图5图解实施例麦克风250的框图，所述麦克风250包含耦合到IC 252的电容性MEMS换能器256。依据各种实施例，麦克风250也包含耦合到低通滤波器（LPF）258的检测电路254，所述低通滤波器（LPF）258耦合到用于麦克风250的输出线SIG。在一些实施例中，麦克风250是包含ADC的数字麦克风并且输出信号OUT是通过将来自MEMS换能器256的换能模拟信号转换到数字信号而产生的数字输出。在这样的实施例中，检测电路254可以被耦合到LPF 258并且依据以上描述的任何实施例来实施并且用麦克风250来包含。LPF 258可以生成带有基于在信号线SIG上的输出信号OUT的幅度的信号。检测电路254可以将来自LPF 258的信号与唤醒阈值比较并且基于比较在唤醒线WAK上生成唤醒信号，如以上之前所描述。唤醒线WAK也可以被耦合到外部处理器，比如诸如音频处理器或编解码器。当来自LPF 258的信号在唤醒阈值之下时，唤醒信号可以禁用IC 252之内的某些部件，诸如ADC。
在带有数字麦克风的替选实施例中，IC 252可以包含用于执行全部集成到IC中的唤醒检测的数字逻辑。如这样，LPF 258可以是不必要的并且检测电路254可以被实施为IC 252之内的数字逻辑。
图6图解包含布骤302-314的实施例换能器系统的操作300的方法的框图。依据各种实施例，步骤302包含从换能元件接收第一电信号。然后在步骤304中在接口电路处基于第一电信号来生成第二电信号。步骤306包含向音频处理器提供第二电信号。在步骤308中，在检测块处确定唤醒信号。在一些实施例中，唤醒信号通过将第二电信号与阈值比较来确定。在各种实施例中，唤醒信号具有第一静态逻辑值或第二静态逻辑值。
在步骤308后，在步骤310中唤醒信号被提供给音频处理器。步骤312包含如果唤醒信号具有第一静态逻辑值则进入操作模式并且步骤314包含如果唤醒信号具有第二静态逻辑值则进入低功率模式。在其它实施例中，步骤302-314可以以任何顺序来执行。
依据各种实施例，电路包含：接口电路，配置成被耦合到换能器；和检测电路。接口电路被配置成向处理电路的信号输入端子提供数字输出信号。检测电路被配置成接收数字输出信号并且向处理电路的低功率启用端子提供低功率启用信号。在各种实施例中，数字输出信号基于来自换能器的换能信号并且低功率启用信号通过将数字输出信号与第一阈值比较来确定。
在各种实施例中，电路包含换能器。换能器可以是麦克风。在一些实施例中，麦克风是电容性MEMS麦克风。电路也可以包含处理电路。在一些实施例中，低功率启用信号被配置成当数字输出信号在第一阈值之上时在处理电路中启用低功率操作模式。在进一步实施例中，低功率启用信号被配置成当数字输出信号在第二阈值之下时在处理电路中禁用低功率操作模式，第二阈值低于第一阈值。处理电路可以是音频处理器。
在各种实施例中，在音频处理器中包含处理电路和检测电路并且音频处理器被配置成：接收数字输出信号，内部地生成低功率启用信号，并且基于低功率启用信号进入低功率操作模式。
在各种实施例中，接口电路被配置成从检测电路接收低功率启用信号，并且低功率启用信号是可操作的以启用或禁用接口电路的部分。信号输入端子和低功率启用信号端子可以是不同的端子。在一些实施例中，接口电路和检测电路被安置在相同的集成电路上。在其它实施例中，接口电路和检测电路被附连到相同的印刷电路板（PCB）。检测电路可以包含分立电路部件。
在各种实施例中，接口电路包含：放大器，配置成被耦合到换能器；和模数转换器（ADC），被耦合到放大器。在一些实施例中，低功率启用信号通过将来自数字输出信号的提取的参数与第一阈值比较来确定。提取的参数可以包含整流且滤波的值。在其它实施例中，提取的参数是第一时段之内关于数字输出信号的数字值在第一活动值之上的计数个数。
依据各种实施例，麦克风系统包含微机电系统（MEMS）麦克风、接口电路、以及检测电路。MEMS麦克风被配置成生成换能信号。接口电路被耦合到MEMS麦克风并且包含放大器。接口电路被配置成基于换能信号来生成模拟输出信号。检测电路被耦合到接口电路并且被配置成基于将模拟输出信号与阈值比较来生成唤醒信号。
在各种实施例中，麦克风系统包含音频处理器并且音频处理器包括配置成接收模拟输出信号的信号端子和配置成接收唤醒信号的唤醒端子。在一些实施例中，音频处理器被配置成操作在低功率模式或操作模式中。音频处理器基于唤醒信号在低功率模式和操作模式之间切换。接口电路和检测电路可以被安置在相同的集成电路上。
在各种实施例中，麦克风系统包含第一封装并且第一封装包含MEMS麦克风和接口电路。第一封装和检测电路被附连到印刷电路板（PCB）。在一些实施例中，检测电路包括分立电路部件。检测电路可以被配置成基于将来自模拟输出信号的提取的参数与阈值比较来生成唤醒信号。
依据各种实施例，电路包含：接口电路，配置成被耦合到麦克风并且生成模拟输出信号；音频处理器，包含配置成接收模拟输出信号的信号输入端子和低功率启用端子；以及声检测电路，被耦合到接口电路和音频处理器。声检测电路被配置成接收模拟输出信号、基于模拟输出信号来生成低功率启用信号、并且向音频处理器的低功率启用端子提供低功率启用信号。音频处理器被配置成从声检测电路接收低功率启用信号并且基于低功率启用信号来操作在低功率模式或操作模式中。
在各种实施例中，声检测电路通过将模拟输出信号与阈值比较来确定低功率启用信号。声检测电路和接口电路可以被安置在相同的IC上。声检测电路和接口电路可以被耦合到相同的印刷电路板（PCB）。在一些实施例中，声检测电路包含分立电路部件。声检测电路可以包含整流器、低通滤波器、和比较器。
依据各种实施例，操作换能器系统的方法包含：从换能元件接收第一电信号、在接口电路处基于第一电信号来生成第二电信号、向音频处理器提供第二电信号、在检测块处确定唤醒信号、向音频处理器提供唤醒信号、如果唤醒信号具有第一静态逻辑值则进入操作模式并且如果唤醒信号具有第二静态逻辑值则进入低功率模式。唤醒信号通过将第二电信号与阈值比较来确定，并且唤醒信号包含第一静态逻辑值或第二静态逻辑值。
在各种实施例中，进入操作模式包含在第一操作模式中操作音频处理器并且进入低功率模式包含在带有比第一操作模式更少功耗的第二操作模式中操作音频处理器。接口电路可以包含模数转换器（ADC）并且第二电信号可以包含数字信号。在一些实施例中，方法也包含向接口电路提供唤醒信号并且当唤醒信号具有第二静态逻辑值时禁用ADC的部分。音频处理器可以包含模数转换器（ADC）并且第二电信号可以是模拟信号。方法也可以包含在换能元件处对物理信号换能以生成第一电信号。
在本文中描述的实施例的各种优点可以包含带有减小的功耗的换能器系统。实施例可以包含操作在全分辨率或正常操作模式以及低功率模式中的系统。操作在低功率模式中可以包含当用换能器系统未感测到信号时禁用未使用的部件并且减小功耗。进一步优点包含基于诸如声波的物理信号的、从低功率模式到全分辨率模式的自动切换，由此实施声学唤醒检测的形式。
尽管参考图解的实施例已描述该发明，但是该描述不意图以限制的意思来理解。图解的实施例的各种修改和组合以及本发明的其它实施例在参考描述时对本领域技术人员将是显而易见的。因此意图所附权利要求涵盖任何这样的修改或实施例。

Claims (30)

1.一种电路，包括：
接口电路，配置成被耦合到换能器，其中所述接口电路被配置成向处理电路的信号输入端子提供数字输出信号，所述数字输出信号基于来自换能器的换能信号；以及
检测电路，配置成接收数字输出信号并且向处理电路的低功率启用端子提供低功率启用信号，其中所述低功率启用信号通过将数字输出信号与第一阈值比较来确定。
2.权利要求1的所述电路，进一步包括换能器。
3.权利要求2的所述电路，其中所述换能器包括电容性MEMS麦克风。
4.权利要求1的所述电路，进一步包括处理电路。
5.权利要求4的所述电路，其中低功率启用信号被配置成当数字输出信号在第一阈值之上时在所述处理电路中启用低功率操作模式。
6.权利要求5的所述电路，其中低功率启用信号被配置成当数字输出信号在第二阈值之下时在所述处理电路中禁用低功率操作模式，所述第二阈值低于所述第一阈值。
7.权利要求4的所述电路，其中处理电路和检测电路两者被包含在音频处理器中，其中所述音频处理器被配置成：
接收数字输出信号；
内部地生成低功率启用信号；并且
基于低功率启用信号进入低功率操作模式。
8.权利要求1的所述电路，其中所述接口电路被配置成从检测电路接收低功率启用信号，并且其中所述低功率启用信号是可操作的以启用或禁用接口电路的部分。
9.权利要求1的所述电路，其中所述信号输入端子和所述低功率启用信号端子是不同的端子。
10.权利要求1的所述电路，其中所述接口电路和所述检测电路被安置在相同的集成电路上。
11.权利要求1的所述电路，其中所述接口电路和所述检测电路被附连到相同的印刷电路板（PCB）。
12.权利要求1的所述电路，其中所述接口电路包括：
放大器，配置成被耦合到换能器；以及
模数转换器（ADC），被耦合到放大器。
13.权利要求1的所述电路，其中所述低功率启用信号通过将来自数字输出信号的提取的参数与第一阈值比较来确定。
14.权利要求13的所述电路，其中所述提取的参数包括整流且滤波的值。
15.权利要求13的所述电路，其中所述提取的参数包括在第一时段之内关于数字输出信号的数字值在第一活动值之上的计数个数。
16.一种麦克风系统，包括：
微机电系统（MEMS）麦克风，配置成生成换能信号；
接口电路，被耦合到MEMS麦克风，其中所述接口电路包括放大器并且所述接口电路被配置成基于换能信号来生成模拟输出信号；以及
检测电路，被耦合到接口电路并且被配置成基于将模拟输出信号与阈值比较来生成唤醒信号。
17.权利要求16的所述麦克风系统，进一步包括音频处理器，所述音频处理器包括：信号端子，配置成接收模拟输出信号；和唤醒端子，配置成接收唤醒信号。
18.权利要求17的所述麦克风系统，其中所述音频处理器被配置成操作在低功率模式或操作模式中，并且其中所述音频处理器基于唤醒信号在低功率模式和操作模式之间切换。
19.权利要求16的所述麦克风系统，进一步包括第一封装，所述第一封装包括MEMS麦克风和接口电路，并且其中所述第一封装和所述检测电路被附连到印刷电路板（PCB）。
20.权利要求16的所述麦克风系统，其中所述检测电路被配置成基于将来自模拟输出信号的提取的参数与阈值比较来生成唤醒信号。
21.一种电路，包括：
接口电路，配置成被耦合到麦克风并且生成模拟输出信号；
音频处理器，包括：信号输入端子，配置成接收模拟输出信号；和低功率启用端子；以及
声检测电路，被耦合到接口电路和音频处理器，其中所述声检测电路被配置成：
　　接收模拟输出信号，
　　基于模拟输出信号来生成低功率启用信号，并且
　　向音频处理器的低功率启用端子提供低功率启用信号，其中所述音频处理器被配置成从声检测电路接收低功率启用信号并且基于低功率启用信号来操作在低功率模式或操作模式中。
22.权利要求21的所述电路，其中所述声检测电路通过将模拟输出信号与阈值比较来确定低功率启用信号。
23.权利要求21的所述电路，其中所述声检测电路和所述接口电路被耦合到相同的印刷电路板（PCB）。
24.权利要求21的所述电路，其中所述声检测电路包括：
整流器；
低通滤波器；以及
比较器。
25.一种操作换能器系统的方法，所述方法包括：
从换能元件接收第一电信号；
在接口电路处基于第一电信号来生成第二电信号；
向音频处理器提供第二电信号；
在检测块处确定唤醒信号，其中所述唤醒信号通过将第二电信号与阈值比较来确定并且所述唤醒信号包括第一静态逻辑值或第二静态逻辑值；
向音频处理器提供唤醒信号；
如果唤醒信号具有第一静态逻辑值则进入操作模式；并且
如果唤醒信号具有第二静态逻辑值则进入低功率模式。
26.权利要求25的所述方法，其中进入操作模式包括在第一操作模式中操作音频处理器并且进入低功率模式包括在带有比第一操作模式更少功耗的第二操作模式中操作音频处理器。
27.权利要求25的所述方法，其中所述接口电路包括模数转换器（ADC）并且所述第二电信号包括数字信号。
28.权利要求27的所述方法，进一步包括
向接口电路提供唤醒信号；并且
当唤醒信号具有第二静态逻辑值时禁用ADC的部分。
29.权利要求28的所述方法，其中音频处理器包括模数转换器（ADC）并且第二电信号包括模拟信号。
30.权利要求25的所述方法，进一步包括在换能元件处对物理信号换能以生成第一电信号。
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