CN105745942A - 用于提供宽带频率响应的系统和方法 - Google Patents

用于提供宽带频率响应的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105745942A
CN105745942A CN201480062751.4A CN201480062751A CN105745942A CN 105745942 A CN105745942 A CN 105745942A CN 201480062751 A CN201480062751 A CN 201480062751A CN 105745942 A CN105745942 A CN 105745942A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
mems structure
frequency
frequency range
frequency response
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201480062751.4A
Other languages
English (en)
Inventor
约瑟夫·罗伯特·菲茨杰拉德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qualcomm Inc
Original Assignee
Qualcomm Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qualcomm Inc filed Critical Qualcomm Inc
Publication of CN105745942A publication Critical patent/CN105745942A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/08—Mouthpieces; Microphones; Attachments therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H04R17/02—Microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/005—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for combining the signals of two or more microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/24—Structural combinations of separate transducers or of two parts of the same transducer and responsive respectively to two or more frequency ranges
    • H04R1/245—Structural combinations of separate transducers or of two parts of the same transducer and responsive respectively to two or more frequency ranges of microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/003—Mems transducers or their use
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/20—Processing of the output signals of the acoustic transducers of an array for obtaining a desired directivity characteristic

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Abstract

本发明描述电子电路。所述电子电路包含第一微机电系统MEMS结构，其在话音频率范围内展现第一频率响应，且捕获第一信号。所述电子电路还包含耦合到所述第一MEMS结构的第二MEMS结构。所述第二MEMS结构在超声波频率范围内展现第二频率响应，且捕获第二信号。所述第一频率响应与所述第二频率响应的组合实现组合频率范围内的目标频率响应。

Description

用于提供宽带频率响应的系统和方法
技术领域
本发明大体上涉及电子装置。更具体地说，本发明涉及用于提供宽带频率响应的系统和方法。
背景技术
电子装置的使用已变得常见。明确地说，电子技术中的进步已降低了越来越复杂且有用的电子装置的成本。成本降低和消费者需求已使电子装置的使用剧增，使得其在现代社会中几乎随处可见。由于电子装置的使用已推广开来，因此具有对电子装置的新的且改进的特征的需求。更具体来说，人们常常寻求执行新功能和/或更快、更有效或以更高质量执行功能的电子装置。
一些电子装置(例如蜂窝式电话、智能电话、音频记录器、摄录影机、计算机等)利用音频信号。这些电子装置可捕获、接收、编码、存储和/或发射所述音频信号。举例来说，智能电话可捕获电话呼叫的语音信号。
然而，音频信号的使用受当前技术限制。举例来说，当前麦克风技术可在捕获某些信号方面执行不佳。如由此论述可观察到，改进音频信号捕获的系统和方法可为有益的。
发明内容
描述电子电路。所述电子电路可包含第一微机电系统(MEMS)结构，其可在话音频率范围内展现第一频率响应，且可捕获第一信号。所述电子电路还可包含耦合到所述第一MEMS结构的第二MEMS结构。所述第二MEMS结构可在超声波频率范围内展现第二频率响应，且捕获第二信号。第一频率响应与第二频率响应的组合可实现组合频率范围内的目标频率响应。
所述电子电路可包含耦合到所述第二MEMS结构的高通滤波器。所述高通滤波器可减轻第二信号所导致的音频频率范围互调失真(IMD)。
所述电子电路可包含耦合到所述第二MEMS结构的自动增益控制(AGC)电路。AGC电路可在信号电平满足或超过阈值时调整超声波频率范围内的处理。调整所述处理可包含去活所述第二MEMS结构。调整所述处理可包含调整所述第二MEMS结构的频率响应。调整所述处理可包含减小所述第二MEMS结构的增益。
还描述一种用于通过电子电路提供宽带频率响应的方法。所述方法包含通过在话音频率范围内展现第一频率响应的第一MEMS结构来捕获第一信号。所述方法还包含通过在超声波频率范围内展现第二频率响应的第二MEMS结构来捕获第二信号。第一频率响应与第二频率响应的组合实现组合频率范围内的目标频率响应。所述方法进一步包含组合所述第一信号和所述第二信号。
还描述一种用于提供宽带频率响应的计算机程序产品。所述计算机程序产品包含上面具有指令的非暂时性有形计算机可读媒体。所述指令包含用于致使电子电路通过在话音频率范围内展现第一频率响应的第一MEMS结构来捕获第一信号的代码。所述指令还包含用于致使所述电子电路通过在超声波频率范围内展现第二频率响应的第二MEMS结构来捕获第二信号的代码。第一频率响应与第二频率响应的组合实现组合频率范围内的目标频率响应。所述指令进一步包含用于致使所述电子电路组合第一信号和第二信号的代码。
还描述一种用于提供宽带频率响应的设备。所述设备包含用于捕获第一信号的装置。所述用于捕获第一信号的装置在话音频率范围内展现第一频率响应。所述设备还包含用于捕获第二信号的装置，其耦合到所述用于捕获第一信号的装置。所述用于捕获第二信号的装置在超声波频率范围内展现第二频率响应。第一频率响应与第二频率响应的组合实现组合频率范围内的目标频率响应。
附图说明
图1包含说明麦克风在100赫兹(Hz)到10千赫兹(kHz)的频率范围内的频率响应的实例的曲线图；
图2包含说明麦克风在0Hz到80kHz的频率范围内的频率响应的实例的曲线图；
图3包含说明麦克风在0Hz到80kHz的频率范围内的频率响应的更多实例的曲线图；
图4包含说明话音和/或超声波应用程序的目标频率响应的一个实例的曲线图；
图5包含说明目标频率响应的另一实例的曲线图；
图6包含说明音频应用程序的目标频率响应的另一实例的曲线图；
图7包含说明已知麦克风的频率响应的另一实例的曲线图；
图8包含说明已知麦克风的频率响应和目标频率响应的实例的曲线图；
图9包含说明目标频率响应的另一实例的曲线图；
图10是说明根据本文所揭示的系统和方法的电子电路的一个配置的框图；
图11是说明用于通过电子电路来提供宽带频率响应的方法的一个配置的流程图；
图12是说明根据本文所揭示的系统和方法的包含多个微机电系统(MEMS)结构的电子电路的一个实例的框图；
图13包含说明根据本文所揭示的系统和方法的两个MEMS结构的频率响应的实例的曲线图；
图14是说明根据本文所揭示的系统和方法的包含多个MEMS结构的电子电路的另一实例的框图；
图15包含说明可根据本文所揭示的系统和方法而减轻的互调失真(IMD)的实例的曲线图；
图16是说明根据本文所揭示的系统和方法的包含多个MEMS结构的电子电路的另一实例的框图；
图17包含说明根据本文所揭示的系统和方法的两个MEMS结构的频率响应的另一实例的曲线图；
图18包含说明根据本文所揭示的系统和方法的两个MEMS结构的频率响应的另一实例的曲线图；
图19是说明用于通过本文所述的电子电路中的一或多者提供宽带频率响应的方法的更具体配置的流程图；
图20是说明根据本文所揭示的系统和方法的包含多个MEMS结构的电子电路的另一实例的框图；
图21是说明其中可实施用于提供宽带频率响应的系统和方法的无线通信装置的一个配置的框图；以及
图22说明可在电子装置中利用的各种组件。
具体实施方式
本文所述的系统和方法可针对宽带频率响应利用多个微机电系统(MEMS)麦克风。一个问题在于麦克风性能可能无法良好地覆盖音频到超声波频率，从而导致可能不利地影响音频和超声波使用案例的性能的不必要的响应(例如并不实现目标频率响应的响应，或在一或多个频率范围内在预定振幅范围之外的响应)。举例来说，不必要的响应(例如非平整响应)可能需要在数字信号处理器(DSP)中校正，以用于音频和超声波算法用途。另外，响应中的高级峰值可减小动态范围并导致相移，其可使算法性能降级。使用根据本文所揭示的系统和方法的多个MEMS结构(例如，在单个麦克风内)可帮助改善或解决这些问题。明确地说，可使用单个麦克风内的多个MEMS结构来获得改进的麦克风频率响应。举例来说，可为至多达20千赫兹(kHz)的频率范围(例如音频带)调谐(例如优化)MEMS结构中的一者，而为20kHz到100kHz之间的频率范围调谐(例如优化)另一MEMS结构。在一些配置中，可重组来自这些结构的输出，并使用三角积分模/数转换器转换为数字。
一些已知方法并不专门解决移动应用的频率响应问题，因为它们先前仅使用了话音和音频带宽。举例来说，当尝试增加超声波带中的灵敏度时，可利用为音频设计的现有单一MEMS麦克风。举例来说，一些高性能参考麦克风可测出达大约100kHz。另外，为40kHz和60kHz设计的一些超声波传感器是常见的，但不在音频带中操作。应注意，已引入了一些双MEMS来解决高声压级(SPL)。双MEMS还可用来增加灵敏度。
然而，本文所揭示的系统和方法的一个方面使用多个(例如双)MEMS传感器来改进(例如优化)特定频带的性能。举例来说，可使用单个麦克风内的多个MEMS结构来调整麦克风频率响应。在一些配置中，可电重组捕获的信号。但在另一方向上，此可被视为类似于设计双向扩音器。
本发明的一个任选方面解决超声波麦克风互调失真(IMD)。举例来说，本文所揭示的系统和方法呈现一种用于减少宽带麦克风中的IMD的方法。一个问题是具有支持至多达96kHz的超声波和低于24kHz的音频两者的宽带宽的麦克风可能具有归因于超声波的可听IMD的问题。一个实例情形是其中用户在超声波笔来记笔记的同时进行Skype(网络电话)呼叫。当所述笔活动时，远端的人可听到因麦克风所产生的IMD而导致的蜂音。当近端讲话者安静且IMD未被话音掩盖时，这可能最明显。
麦克风中的IMD是MEMS与高阻抗模拟输入结合的结果。举例来说，通过分隔两个MEMS传感器之间的频带，可通过用高通滤波器进行滤波来去除或大大减少IMD。
仅支持音频带的麦克风无法解决此问题。在此情况下，频率响应可受限于kHz或以下。然而，当将超声波用于新应用时，这可能成为更大的问题。虽然现有的麦克风通常并不以超声波为目标，但它们趋向于在此频带中具有可致使问题的一些响应。举例来说，麦克风供应商当前仅以基于音频带(例如<24kHz)要求的失真性能为目标。这可通过注重创建在音频带中非常线性的单个MEMS结构和接口来进行。
然而，将带宽扩充到96kHz使得此问题非常具有挑战性。通过根据本文所揭示的系统和方法来分隔造成失真的组件，可通过滤波技术来放宽对各自的要求。
本文所揭示的系统和方法的另一任选方面涉及控制一或多个信号电平(例如，由既定信号和/或干扰信号导致)。举例来说，本文所揭示的系统和方法可利用超声波麦克风自动增益控制(AGC)。
一个问题是超声波启用的麦克风可因干扰超声波信号而变为饱和。举例来说，会议室接近传感器可使超声波启用的麦克风饱和。会议室中的许多接近传感器使用在25kHz到60kHz频率范围内操作的超声波发射器。在一些情况下，此信号非常响，且可能使使用单个传感器的麦克风中的模/数转换器(ADC)饱和。
对于在两个MEMS传感器之间分裂的频带，本文所揭示的系统和方法可利用AGC方法来检测响接近传感器信号，并确定如何获得改进的性能。举例来说，可断开高频MEMS，使得对音频性能不存在影响。在另一实例中，可调整高频MEMS的频率响应。在又一实例中，可减小高频MEMS的增益。
仅支持音频带的麦克风无法解决此问题。在此情况下，频率响应可受限于kHz或以下。然而，当将超声波用于新应用时，这可能成为更大的问题。虽然现有的麦克风通常并不以超声波为目标，但它们趋向于在此频带中具有可致使问题的一些响应。超声波应用是移动计算空间中的新兴技术。因此，本文所揭示的系统和方法提供对所述问题的新颖解决方案。
其它可能解决方案包含降低麦克风的灵敏度，但这可使音频性能降级。高声压级(SPL)麦克风可能够通过提供较多余裕空间以防止饱和来解决此问题。已知的高SPL麦克风是以例如记录音乐会等音频应用为目标。如果将这扩展到超声波带，那么音频仍将在存在高级超声波的情况下起作用。然而，出于用户可能无法分辨的不明原因，音频噪声层中将存在明显增加。
现在参考图式描述各种配置，其中相同的参考标号可指示功能上相似的元件。可以各种各样的不同配置来布置和设计如本文中在各图中大体描述和说明的系统和方法。因此，对如各图中所表示的若干配置的以下更详细描述无意限制如所主张的范围，而仅表示系统和方法。
图1包含说明麦克风104a-b在100赫兹(Hz)到10千赫兹(kHz)的频率范围内的频率响应的实例的曲线图102。曲线图102的水平轴是按频率(Hz)108来说明，且曲线图102的垂直轴是按振幅(分贝(dB))106来说明。100Hz与8kHz之间的频率范围可被称为“话音频率范围”，因为人类话音的许多频率分量是在此频率范围内出现。可设计话音频带麦克风来捕获在话音频率范围内出现的话音信号。
如图1中所示，麦克风104a-b的频率响应在100Hz与8kHz之间几乎平整。对于话音应用，可能需要具有满足100Hz与8kHz之间的目标频率响应(例如从0dB开始具有小于±2dB的振幅变化，“平整”响应等)的频率响应振幅。
然而，将已知音频麦克风用于超声波应用程序存在问题。举例来说，移动装置中的超声波应用程序可利用至多达80kHz的频率下的超声波信号。然而，通常仅将已知麦克风设计成满足至多达8或20kHz的目标频率响应。举例来说，当在一或多个频率范围内，振幅变化限于某一振幅范围内时，可实现目标频率响应。
图2包含说明麦克风204a-e在0Hz到80kHz的频率范围内的频率响应的实例的曲线图202。曲线图202的水平轴是按频率(Hz)208来说明，且曲线图202的垂直轴是按振幅(分贝(dB))206来说明。图2说明已知麦克风的高于10kHz的频率响应。在一些情况下，在10kHz以上，这些响应可能变化超过50dB。
图3包含说明麦克风304a-b在0Hz到80kHz的频率范围内的频率响应的更多实例的曲线图302。曲线图302的水平轴是按频率(Hz)308来说明，且曲线图302的垂直轴是按相对于1伏的分贝(dBV)306来说明。图3说明展现在0到10kHz范围内具有少量变化且在10到80kHz范围内具有大量变化的响应的麦克风频率响应的两个实例。
图4包含说明话音和/或超声波应用程序的目标频率响应的一个实例的曲线图402。曲线图402的水平轴是按频率(Hz)408来说明，且曲线图402的垂直轴是按振幅(dB)406来说明。可基于最小振幅、最大振幅和/或目标振幅来定义目标频率响应。明确地说，曲线图402说明话音和超声波应用程序的麦克风的目标频率响应的最小振幅414、最大振幅410和目标振幅412。在此实例中，如果其展现介于最小振幅414与最大振幅410之间的响应，那么麦克风将实现目标频率响应。
应注意，图4中说明的目标频率响应不是20千赫兹(kHz)与100kHz之间的超声波频率范围中的平整响应。举例来说，目标频率响应可包含倾斜频率响应(如图4中所示)、平整频率响应或其组合。举例来说，图4中所示的目标频率响应可为具有第4次噪声成形的数字麦克风的目标频率响应的一个实例。可应用本文所揭示的系统和方法来提供实现所说明的目标频率响应的灵敏度。然而，应注意，可设计或调整模拟麦克风或不同的数字麦克风来实现不同的目标响应。举例来说，图5中说明包含平整响应的目标频率响应的一个实例。
图5包含说明目标频率响应的另一实例的曲线图502。曲线图502的水平轴是按频率(Hz)508来说明，且曲线图502的垂直轴是按振幅(dB)506来说明。明确地说，曲线图502说明话音和/或超声波应用程序的麦克风的目标频率响应的最小振幅514、最大振幅510和/或目标振幅512。在此实例中，如果其展现介于最小振幅514与最大振幅510之间的响应，那么麦克风将实现目标频率响应。所说明的目标频率响应允许20kHz以下的较小变化(例如0dB的±2dB)，以及在超声波频率范围中的较大变化(例如0dB的±4dB)。
图6包含说明音频应用程序的目标频率响应的另一实例的曲线图602。曲线图602的水平轴是按频率(Hz)608来说明，且曲线图602的垂直轴是按振幅(dB)606来说明。明确地说，曲线图602说明音频应用程序的麦克风的目标频率响应的最小振幅614、最大振幅610和/或目标振幅612。在此实例中，如果其展现介于最小振幅614与最大振幅610之间的响应，那么麦克风将实现目标频率响应。如在图4和6中可观察到，频率响应要求对于音频应用程序和超声波应用程序可不同。
图7包含说明已知麦克风704的频率响应的另一实例的曲线图702。曲线图702的水平轴是按频率(Hz)708来说明，且曲线图702的垂直轴是按振幅(dB)706来说明。图7中说明的麦克风704的频率响应是相对于结合图6描述的目标频率响应而示出。如可观察到，麦克风704的频率响应在目标频率响应的最小振幅714和最大振幅710之外变化。
图8包含说明已知麦克风804的频率响应和目标频率响应的实例的曲线图802。曲线图802的水平轴是按频率(Hz)808来说明，且曲线图802的垂直轴是按振幅(dB)806来说明。明确地说，图8说明麦克风804的与目标频率响应相比的频率响应。如曲线图802中所示，麦克风804并不实现目标频率响应。如果其频率响应在根据目标频率响应的最小振幅和/或最大振幅之外变化，那么麦克风并不实现目标频率响应。如可观察到，麦克风804的频率响应在最大振幅810和最小振幅814(在超声波频率范围内)之外变化。应注意，可利用电信号滤波技术来增强超声波性能。虽然这可在某种程度上起作用，但超声波频率范围内的共振仍是问题。
图9包含说明目标频率响应的另一实例的曲线图。曲线图902的水平轴是按频率(Hz)908来说明，且曲线图902的垂直轴是按振幅(dB)906来说明。明确地说，曲线图902说明音频和/或超声波应用程序的麦克风的目标频率响应的最小振幅914、最大振幅910和/或目标振幅912。在此实例中，如果其展现介于最小振幅914与最大振幅910之间的响应，那么麦克风将实现目标频率响应。如在图9中可观察到，目标频率响应包含超声波频率范围内的衰减频率响应。
实现目标频率响应的问题的一部分可涉及声学，且可能不是电问题。在一些情况下，可存在对音频频率范围(<20kHz)和超声波频率范围(20kHz到100kHz)的不同要求。可使用不同方法来解决这些问题。如下提供一些选项。在一个选项中，可使用两个麦克风：一个用于超声波，且一个用于音频。在此选项中，可获得合意的频率响应。然而，制造商可能需要提供两个不同部分。此外，这可导致额外成本，且可需要接口的较多输入/输出(I/O)能力。在此选项中，已知麦克风仍将需要改进，以获得较好的音频和/或超声波性能。
在另一选项中，可选择最接近实现音频和超声波带两者的目标频率响应的已知麦克风。此选项可提供具有最小工作量的单部分解决方案。然而，性能将显著变化，且可能不保证音频裝置在所要频率下良好地起作用。
在另一选项中，可鼓励麦克风制造商提供改进的解决方案。此选项可导致改进控制和超声波性能。然而，此选项可仍不满足目标性能，且在一些情况下，可仅使电变化更接近目标性能。举例来说，此选项可能仍不满足音频要求。举例来说，可利用降低高频灵敏度的模式，但这可能仍不够低。
又一选项包含利用两个MEMS隔膜(例如在单个麦克风中)，其中一个MEMS隔膜经设计用于音频，且另一MEMS隔膜经设计用于超声波。在此选项中，可实现目标频率响应。此选项还使得能够使用基于应用程序的混合模式或单一模式。此选项可允许用声学来解决问题。
图10是说明根据本文所揭示的系统和方法的电子电路1014的一个配置的框图。电子电路1014的实例包含集成电路、麦克风、印刷电路板、专用集成电路(ASIC)等。在一些配置中，电子电路1014可为电子装置，或可集成到电子装置中，例如麦克风、电话、蜂窝式电话、智能电话、平板计算机装置、录音机、数码相机、静态相机、可携式摄像机、头戴装置(例如蓝牙头戴装置、有线头戴装置等)、游戏系统、桌上型计算机、膝上型计算机、电视机、监视器、电器、交通工具仪表板电子系统等。
电子电路1014包含微机电系统(MEMS)结构A1016和MEMS结构B1020。在一些配置中，MEMS结构1016、1020可包含具有在微米范围内(例如介于0.001毫米与1毫米(mm)之间)的大小的一或多个组件。举例来说，MEMS结构1016、1020中的一或多者可具有大小大约为0.5mm的隔膜。一般来说，MEMS结构1016、1020(例如MEMS传感器)捕获声音信号(例如基于声学声音信号产生电信号)。换句话说，MEMS结构1016、1020中的每一者可为换能器，其将声学声音信号(例如波、振荡等)转换成电信号。在一些配置中，MEMS结构1016、1020包含用于将声学声音信号转化成电信号的隔膜或致动器。举例来说，MEMS结构1016、1020中的每一者可包含响应声音(例如介质的压力振荡)的电容性隔膜。在一些配置中，可在硅中实施(例如蚀刻)MEMS结构1016、1020中的每一者，且形状为带圆形隔膜(例如在中心)的正方形或长方体。随着声音与隔膜交互，隔膜与板(例如背板)之间的电容改变。可利用电容的这些变化来产生电信号。在一些配置中，隔膜和/或背板可具有允许气体流动(例如，穿过背板)的一或多个孔。
如本文所使用，术语“声音”可指发射穿过介质(例如空气)的一或多个机械波(例如压力的振荡)。人类可听的声音可通常在12Hz到20kHz的频率范围内出现。在本文所揭示的系统和方法的一些配置中，将“音频频率范围”定义为在低于20kHz(例如0Hz<faudio<20kHz)的频率下发生，将“话音频率范围”定义为在100Hz与8kHz之间(例如100Hz≤fvoice≤8kHz)发生，且将“超声波频率范围”定义为在20到100kHz之间(例如20kHz≤fultrasound≤100kHz)发生。举例来说，可利用100Hz到8kHz的“话音频率范围”，且可使低于100Hz的频率衰减(例如滤波)，以去除不必要的噪声。然而，应注意，宽带话音可向下指定到50Hz，且语音信号一般来说可包含低至0Hz的频率。然而，在一些话音呼叫应用中，可不编码和/或发射这些较低频率(例如低于100Hz或50Hz)中的一些。因此，在其它配置中，可将“话音频率范围”视为包含0Hz到8kHz或50Hz到8kHz的范围。
平整频率响应可在从目标振幅或某一频率范围内((例如话音频率范围内、音频频率范围内、超声波频率范围内、前述各项的任一者的子集内，或其任何组合内))的目标值开始的振幅范围内变化。“平整频率响应”的一个实例可在话音频率范围内在目标振幅(例如从例如0dB的目标值)的±2dB内变化。“平整频率响应”的另一实例可在超声波频率范围内，在目标振幅(例如如0dB、2dB、-2dB等的目标值)的±4dB内变化。应注意，可指定其它振幅变化。
“倾斜频率响应”可在某一频率范围内(例如话音频率范围内、音频频率范围内、超声波频率范围内、前述各项中的任一者的子集内，或其任何组合内)，在从增加和/或减小的目标振幅变动的振幅内变化。倾斜频率响应的一个实例可在目标振幅的±4dB内变化，其在30kHz与80kHz之间增加22dB，如图4中所示。
应注意，目标频率响应的振幅范围可在某一频率范围内变化。举例来说，目标频率响应中的振幅范围从20kHz下的±2dB扩大到30kHz下的±4dB(且扩大到80kHz以上)，如图4中所示。
可将MEMS结构A1016设计成捕获话音频率范围信号。MEMS结构A1016可在第一(例如话音)频率范围内展现第一频率响应。举例来说，MEMS结构A1016可在话音频率范围内展现平整和/或倾斜频率响应。可将MEMS结构B1020设计成捕获超声波频率范围信号。MEMS结构B1020可在第二(例如超声波)频率范围内展现第二频率响应。举例来说，MEMS结构B1020可在超声波频率范围内展现平整和/或倾斜频率响应。
如上文所描述，许多已知麦克风可能不在一或多个频率范围内(例如话音频率范围和超声波频率范围内)实现特定目标频率响应。本文所揭示的系统和方法的益处之一在于可去偶多个范围内的频率响应。这允许不同频率范围内的单独设计和调谐。可组合不同频率范围内的频率响应，以产生组合频率响应，其实现组合频率范围内的目标频率响应。举例来说，MEMS结构A1016在话音频率范围内(或例如较宽的音频频率范围内)的频率响应可从MEMS结构B1020在超声波频率范围内的频率响应有效地去耦。因此，MEMS结构A1016和MEMS结构B1020可具有单独的频率响应。可组合MEMS结构A1016和MEMS结构B1020的频率响应，以实现组合频率范围内的目标频率响应。举例来说，MEMS结构A1016和MEMS结构B1020可通过求和器1024耦合，以便组合相应的频率响应。因此，多个MEMS结构可组合在单个麦克风中，其展现实现组合频率范围内的频率响应的组合频率响应。“组合频率范围”可包含对应于每一MEMS结构的频率响应的范围中的每一者的频率范围。
当MEMS结构实现组合频率范围内的目标频率响应时，这可意味着至少在指定频率范围中的每一者内实现目标频率响应。因此，可在一或多个连续或不连续频率范围内实现目标频率响应。举例来说，本文所揭示的系统和方法可实现音频频率范围内的平整频率响应，以及超声波频率范围内的平整频率响应。在另一实例中，本文所揭示的系统和方法可实现话音频率范围内的平整频率响应以及超声波频率范围内的倾斜响应。因此，本文所揭示的系统和方法可在分别控制多个(例如两个)频率范围或频带中的频率响应方面提供较多灵活性。
MEMS结构A1016捕获第一信号1018。举例来说，MEMS结构A1016将声学第一信号转换为电第一信号1018。MEMS结构B1020捕获第二信号1022。举例来说，MEMS结构B1020将声学第二信号转换为电第二信号1022。
应注意，可根据可影响频率响应的一或多个参数来设计MEMS结构1016、1020中的每一者。这些参数中的一些可包含隔膜大小和形状、到背板的距离、隔膜硬度、孔大小和在隔膜(如果存在)中的位置、孔大小和在背板(如果存在)中的位置、后体积(例如背板后面的腔室大小，其可具有对应共振)、隔膜到背板间距、端口孔大小等。举例来说，如果麦克风的端口孔过大，那么麦克风频率响应无法实现目标频率响应。因此，在一些配置中可使用较小的端口孔大小来实现目标频率响应。在一些配置中，MEMS结构A1016和MEMS结构B1020可共享后体积。另外或替代地，MEMS结构A1016和MEMS结构B1020可共享端口孔(例如可通过其接收声信号的孔)。在其它配置中，MEMS结构A1016和MEMS结构B1020可具有分离的后体积(例如对应于MEMS结构A1016的后体积与对应于MEMS结构B1020的后体积之间的分区)。另外或替代地，MEMS结构A1016和MEMS结构B1020可具有单独的端口孔。本文所揭示的系统和方法允许这些参数中的每一者经设计来获得MEMS结构1016、1020之间的去耦频率响应。
应注意，添加端口孔或改变端口孔设计可改变麦克风性能。在一些情况下，有可能使用数字信号处理(DSP)来补偿这些变化。然而，本文所揭示的系统和方法的一个益处是避免频率响应中(例如目标频率响应的频率范围内)的共振峰值，这提供对端口孔变化更具耐受性的麦克风。
在一些已知方法中，可利用多个MEMS来提供对不同声压级(SPL)范围的改进的接收。举例来说，可将一个MEMS设计成在具有较低SPL的音频频率范围内捕获信号，而可将另一MEMS设计成在具有高SPL的音频频率范围内捕获信号。然而，这些已知方法与本文所揭示的系统和方法的不同之处在于将两个MEMS设计成在音频频率范围内捕获至少一些信号。根据本文所揭示的系统和方法，可将一个MEMS结构(例如MEMS结构A1016)设计成在话音频率范围和/或音频频率范围内捕获信号。然而，可将另一MEMS结构(例如MEMS结构B1020)设计成在超声波频率范围内捕获信号。在一些配置中，可将MEMS结构B1020设计成避免在话音频率范围和/或音频频率范围内捕获信号。举例来说，MEMS结构B1020可展现使话音频率范围或音频频率范围内的信号衰减的频率响应。因此，MEMS结构A1016可具有从MEMS结构B1020的频率响应去耦或单独的频率响应。这些去耦的频率响应可组合成组合频率响应，其实现包含针对其设计MEMS结构1016、1020中的每一者的频率范围的组合频率范围内的目标频率响应。
在一些配置中，第二信号1022可包含一或多个控制或数据信号。举例来说，远程装置可在超声波频率范围内发射一或多个信号，其可用于跟踪所述远程装置。在另一实例中，装置可在超声波频率范围内发射一或多个信号，其可由电子电路1014(例如麦克风)接收，且用以检测与用户或用户运动的接近性。发射所述一或多个信号的装置可为单独装置，或可为还包含电子电路1014的装置。在又一实例中，包含电子电路1014的装置可在超声波频率范围内发射一或多个信号，其可用以确定声学信道响应。在又一实例中，可经由一或多个超声波信号将信息发射到包含电子电路1014的装置。因此，电子电路1014可在超声波频率范围内接收一或多个控制或数据信号。因此，在超声波频率范围内实现目标频率响应以便实现超声波频率范围内的一或多个控制和/或数据信号的改进的接收可为有益的。
MEMS结构B1020可耦合到MEMS结构A1016。如本文所使用，术语“耦合”及其变化表示直接或间接连接(例如电路径)。举例来说，MEMS结构B1020可直接耦合到MEMS结构A1016，而无任何介入组件。在另一实例中，MEMS结构B1020可通过一或多个介入组件间接耦合到MEMS结构A1016。在图中所提供的框图中，箭头或线可表示耦合。耦合可实施为电路径。耦合的实例可包含导电线、通孔和/或电线等。
在一些配置中，MEMS结构A1016和MEMS结构B1020可在单个单元或封装中实施。在其它配置中，MEMS结构A1016和MEMS结构B1020可实施为单独的单元或封装。
在一些配置中，电子电路1014可任选地包含或耦合到额外电路。举例来说，电子电路1014可包含求和器1024。在其它实例中，求和器1024可在单独的电路上实施。在一些实施方案中，求和器1024可实施为求和放大器。MEMS结构A1016和MEMS结构B1020可耦合到求和器1024。可将第一信号1018和第二信号1022提供到求和器1024。求和器1024可对第一信号1018和第二信号1022进行组合(例如求和)以产生组合信号1026。
在一些配置中，应注意，整个电子电路1014可为麦克风。在其它配置中，可将电子电路1014的子集(例如仅MEMS结构A1016和MEMS结构B1020)视为麦克风。
在一些配置中，电子电路1014可任选地包含耦合到MEMS结构B1020的高通滤波器。高通滤波器可减轻第二信号1022所导致的音频频率范围IMD。
在一些配置中，电子电路1014可任选地包含自动增益控制(AGC)电路。AGC电路可耦合到MEMS结构B1020。AGC电路可在信号电平满足或超过阈值时调整超声波频率范围内的处理。举例来说，AGC电路可去活MEMS结构B1020，可调整MEMS结构B1020的频率响应，和/或可减小MEMS结构B1020的增益。应注意，电子电路1014可相应地包含高通滤波器和电路中无一者、一者或两者。
应注意，电子电路1014及其功能中的一或多者可在硬件中或硬件与软件的组合中实施。举例来说，在一些配置中，本文所述的电子电路所执行的功能中的每一者可在电路中实施。在其它实例中，本文所述的电子电路所执行的功能中的一或多者可由处理器和指令实施。举例来说，滤波和/或AGC可由具有致使所述处理器进行滤波和/或AGC功能的指令的处理器实施。
图11是说明用于通过电子电路1014来提供宽带频率响应的方法1100的一个配置的流程图。电子电路1014可通过在第一(例如话音)频率范围内展现第一频率响应的MEMS结构A1016来捕获(1102)第一信号1018。举例来说，如上文结合图10所描述，MEMS结构A1016可将声学第一信号转换为电第一信号1018。
电子电路1014可通过在第二(例如超声波)频率范围内展现第二频率响应的MEMS结构B1020来捕获(1104)第二信号1022。举例来说，MEMS结构B1020可将声学第二信号转换为电第二信号1022，如上文结合图10所描述。第一频率响应与第二频率响应的组合可实现组合频率范围内的目标频率响应，如上文所描述。在一个实例中，目标频率响应在话音频率范围内可为平整(例如，在0dB的±2dB内)，且在超声波频率范围内可为平整(例如，在0dB的±4dB内)。在另一实例中，目标频率响应在话音频率范围(例如100Hz到8kHz)内可为平整(例如在0dB的±2dB内)，且在超声波频率范围内倾斜(例如在20kHz与100kHz之间，从大约7dB至多达10dB向上倾斜)。
电子电路1014可组合(1106)第一信号1018和第二信号1022。举例来说，求和器1024可组合第一信号1018与第二信号1022，以产生组合信号1026，如上文结合图10所描述。
图12是说明根据本文所揭示的系统和方法的包含多个MEMS结构1216、1220的电子电路1214的一个实例的框图。结合图12描述的电子电路1214可为结合图10描述的电子电路1014的一个实例。电子电路1214的一个实例是包含两个MEMS结构1216、1220的单个麦克风。电子电路1214可经配置以执行本文所揭示的方法1100、1900中的一或多者。
电子电路1214包含MEMS结构A1216和MEMS结构B1220，其可为结合图10描述的对应MEMS结构1016、1020的实例。电子电路1214可任选地包含以下各项中的一或多者：MEMS电荷泵1250、电路调节器1254、可控增益和/或滤波器块A1228、可控增益和/或滤波器块B1264、求和器1224、可控增益和/或滤波器块C1234、ADC1238和输入/输出(I/O)块1242。
电子电路1214可耦合到电压供应器和/或耦合到时钟。电压供应器向电子电路1214的组件提供电源电压1246(例如Vdd)。举例来说，电源电压1246可向MEMS电荷泵1250、向电路调节器1254和/或向I/O块1242提供电压。
时钟向电子电路1214的组件提供时钟信号1248。举例来说，时钟向MEMS电荷泵1250、向ADC1238和/或向I/O块1242提供时钟信号1248。
MEMS电荷泵1250耦合到MEMS结构A1216，且耦合到MEMS结构B1220。MEMS电荷泵1250可向MEMS结构A1216且向MEMS结构B1220提供电压1252。举例来说，电压1252可为MEMS结构1216、1220内的电容性隔膜和/或板充电。这可使电信号能够随着来自声学声音信号的振动改变MEMS结构1216、1220的电容而被捕获。尽管图12中仅说明单个电荷泵电压1252，应注意，在一些配置中，可将不同电压提供到MEMS结构A1216和MEMS结构B1220。举例来说，电荷泵电压1252可为用以为MEMS结构1216、1220的隔膜充电的“供应器”电压。为了增加MEMS结构1216、1220中的一或多者的灵敏度，与电子电路1214(例如模拟和/或数字电路)的其它组件的电压相比，可使用较高电压。举例来说，电子电路1214的一些组件的典型电压(例如，由经调节电力1256、1254提供)可介于1.6伏(V)与3.3V之间，而隔膜的电荷泵电压1252可在5V到10V的范围内。在一些配置中，电荷泵1250可用使输入电压(例如电源电压1246)升高到较高的输出电压(例如电荷泵电压1252)的调节器架构来实施。
MEMS结构A1216捕获第一信号1218。MEMS结构A1216向可控增益和/或滤波器块A1228提供第一信号1218。可控增益和/或滤波器块A1228可将增益(或衰减)应用于第一信号1218，和/或可对第一信号1218进行滤波，以产生经处理的第一信号1230。举例来说，可控增益和/或滤波器块A1228可将放大/衰减和/或滤波应用于第一信号1218。
MEMS结构B1220捕获第二信号1222。MEMS结构B1220向可控增益和/或滤波器块B1264提供第二信号1222。可控增益和/或滤波器块B1264可将增益(或衰减)应用于第二信号1222，和/或可对第二信号1222进行滤波，以产生经处理的第二信号1232。举例来说，可控增益和/或滤波器块B1264(例如前置放大器)可将放大/衰减和/或滤波应用于第二信号1222。
可将经处理的第一信号1230和经处理的第二信号1232提供到求和器1224。求和器1224(例如混频器)可对经处理的第一信号1230与经处理的第二信号1232进行组合(例如求和)，以产生组合信号1226。
可将组合信号1226提供到可控增益和/或滤波器块C1234。可控增益和/或滤波器块C1234可将增益(或衰减)应用于组合信号1226，和/或可对组合信号1226进行滤波，以产生经处理的组合信号1236。举例来说，可控增益和/或滤波器块C1234可将放大/衰减和/或滤波应用于组合信号1226。
应注意，可通过配置寄存器或外部引脚(图12中未图示)来控制和/或配置可控增益和/或滤波器块A1228、可控增益和/或滤波器块B1264和可控增益和/或滤波器块C1234中的一或多者，以设置增益。举例来说，可利用寄存器写入和/或引脚选择来配置和/或控制可控增益和/或滤波器块A1228、可控增益和/或滤波器块B1264和可控增益和/或滤波器块C1234中的一或多者。在一些方法中，这可为静态配置，或软件可基于其它系统输入(例如用户接口或环境监视算法等)来更新所述配置。
电路调节器1254可经调节的电力1256、1258提供到电子电路1214的一或多个元件。举例来说，电路调节器1254可为用于可控增益和/或滤波器块A1228、用于可控增益和/或滤波器块B1264、用于可控增益和/或滤波器块C1234和/或用于ADC1238的电力供应器。在一些配置中，电路调节器1254可将经调节的电力提供到额外电路组件。
可将经处理的组合信号1236提供到ADC1238。ADC可将经处理的组合信号1236(模拟信号)转换为数字组合信号1240。举例来说，ADC1238可将经处理的组合信号1236表示为一系列二进制数字。可将数字组合信号1240提供到I/O块1242。
I/O块1242可基于数字组合信号1244提供输出信号1244。明确地说，I/O块1242可基于时钟信号1248和选择信号1262提供数字组合信号1240的版本作为输出信号1244。举例来说，I/O块1242可通常提供数据输出，但选择信号1262(例如，经由选择引脚)是控制输入。I/O块1242可接收选择信号1262。选择信号1262可定义输出将以之驱动的时钟信号1248的相位(例如哪一相位)。
在一些配置中，电子装置可包含多个麦克风(例如数字麦克风)，其中电子电路1214是所述麦克风中的一者。举例来说，电子装置可包含脉冲密度调制(PDM)接口，其允许两个麦克风数据线连接为单线总线。在此实例中，两个麦克风(例如，其中电子电路1214是所述麦克风中的一者)无法同时驱动总线。两个麦克风之间的协作可用选择信号1262(例如，经由选择引脚)来处置。举例来说，可将一个麦克风选择信号拉到逻辑高，而将另一麦克风选择信号拉到逻辑低。
在一些配置中，I/O块1242可提供到电子电路1214的输入接口。举例来说，I/O块1242可提供双向数据和控制通信。举例来说，可将控制信号提供到I/O块1242，其可设置、改变、调谐和/或调整增益设置和/或滤波器(例如，用于可控增益和/或滤波器块A1228、可控增益和/或滤波器块B1264和/或可控增益和/或滤波器块C1234)。在一些配置中，选择信号1262或另一信号可将I/O块1242置于输入模式。举例来说，可经由数字总线将用于将I/O块1242置于输入模式的信号、控制信号和/或数据信号提供到I/O块1242。因此，在一些配置中，I/O块1242可提供到电子电路1214的双向数字接口。
如图12中所示，电子电路1214可耦合到接地1260。明确地说，电子电路1214可包含需要耦合到电力和接地来起作用的一或多个有源电路。举例来说，电子电路1214的组件中的一或多者可耦合到接地1260。举例来说，可控增益和/或滤波器块B1264、可控增益和/或滤波器块C1234、ADC1238和/或I/O块1242可耦合到接地。尽管图12中未图示，但其它组件可耦合到接地1260。举例来说，可控增益和/或滤波器块A1228也可耦合到接地。
图12说明数字麦克风的一个实例。在一些配置中，输出信号可为一位PDM输出。应注意，本文所揭示的系统和方法可应用于模拟MEMS麦克风。在模拟配置中，例如电子电路1214可不包含ADC1238和I/O块1242。在模拟配置中，输出信号1244可为模拟的。
图13包含说明根据本文所揭示的系统和方法的两个MEMS结构1366、1368(例如双MEMS)的频率响应的实例的曲线图1302。曲线图1302的水平轴是按频率(Hz)1308来说明，且曲线图1302的垂直轴是按振幅(dB)1306来说明。图13说明在话音频率范围内(音频频率范围内)展现平整响应的MEMS结构A1366和在超声波频率范围内展现倾斜响应的MEMS结构B1368的频率响应。举例来说，MEMS结构A1366和MEMS结构B1368的组合频率响应实现话音频率范围(100Hz≤fvoice≤8kHz)内以及超声波频率范围(20kHz≤fultrasound≤100kHz)内的目标频率响应。举例来说，MEMS结构A1366的组合频率响应在话音频率范围内变化小于±2dB(从0dB)，且从倾斜目标振幅变化小于±4dB(从20kHz下的大约0dB增加到100kHz下的5dB。明确地说，图13说明超声波频率范围内的5dB升高的一个实例。
图14是说明根据本文所揭示的系统和方法的包含多个MEMS结构1416、1420的电子电路1414的另一实例的框图。结合图14描述的电子电路1414可为结合图12描述的电子电路1214的一个实例。电子电路1414的一个实例是包含两个MEMS结构1416、1420的单个麦克风。电子电路1414可经配置以执行本文所揭示的方法1100、1900中的一或多者。
电子电路1414包含MEMS结构A1416和MEMS结构B1420。电子电路1414可任选地包含以下各项中的一或多者：MEMS电荷泵1450、电路调节器1454、可控增益和/或滤波器块A1428、可控增益和/或滤波器块B1464、求和器1424、可控增益和/或滤波器块C1434、ADC1438和I/O块1442。电子电路1414可耦合到电压供应器和/或耦合到时钟。电压供应器将电源电压1446提供到电子电路1414的组件。时钟将时钟信号1448提供到电子电路1414的组件。I/O块1442可接收选择信号1462。电子电路1414可耦合到接地1460。
结合图14描述的电子电路1414可类似于结合图12描述的电子电路1214而配置。明确地说，所述组件、信号和/或耦合中的一或多者可类似于结合图12描述的对应组件、信号和/或耦合而配置。
MEMS电荷泵1450可向MEMS结构A1416且向MEMS结构B1420提供电压1452。电路调节器1454可将经调节的电力1456、1458提供到电子电路1414的一或多个元件(例如提供到可控增益和/或滤波器块A1428、到可控增益和/或滤波器块B1464、到可控增益和/或滤波器块C1434和/或到ADC1438)。MEMS结构A1416捕获第一信号1418。MEMS结构A1416将第一信号1418提供到可控增益和/或滤波器块A1428。MEMS结构B1420捕获第二信号1422。MEMS结构B1420向可控增益和/或滤波器块B1464提供第二信号1422。
可控增益和/或滤波器块A1428可将增益(或衰减)应用于第一信号1418，和/或可对第一信号1418进行滤波，以产生经处理的第一信号1430。可控增益和/或滤波器块B1464可将增益(或衰减)应用于第二信号1422，和/或可对第二信号1422进行滤波，以产生经处理的第二信号1432。
利用多个MEMS结构的一个益处是能够减轻第二信号所导致的音频频率范围IMD。因为MEMS结构1416、1420(例如隔膜)是不同的，且因为与MEMS结构1416、1420的介接是不同的，例如可在求和器1424(例如混频器)之前滤出IMD。
在一些配置中，高通滤波器(HPF)1470可耦合到MEMS结构B1420。举例来说，可控增益和/或滤波器块B1464可耦合到HPF1470。HPF1470可滤出来自第二信号1422的音频频率范围内的能量或一或多个信号，以产生经高通滤波的第二信号1472。
HPF1470减轻第二信号1422所导致的音频频率范围IMD。举例来说，超声波频率范围内的两个(或以上)频调可致使IMD出现在音频频率范围内。明确地说，IMD可在超声波频率范围内的频调的和和/或差频率下(和/或载所述和和差频率的倍数下)出现。这可在音频频率范围内产生噪声(例如一或多个频调)。音频频率范围内的此噪声可为非所要的，因为其可能干扰音频频率范围内的所要信号。举例来说，如果用户在使用利用超声波频率范围内的多个频调的一或多个超声波应用(例如超声波笔)时正记录音频或作出电话呼叫，那么IMD可能在所述音频频率范围内造成可听蜂音。HPF1470可通过使音频频率范围内的能量或一或多个信号衰减来减轻音频频率范围IMD。
可将经处理的第一信号1430和经高通滤波的第二信号1472提供到求和器1424。求和器1424可对经处理的第一信号1430与经高通滤波的第二信号1472进行组合(例如求和)，以产生组合信号1426。
可将组合信号1426提供到可控增益和/或滤波器块C1434。可控增益和/或滤波器块C1434可将增益(或衰减)应用于组合信号1426，和/或可对组合信号1426进行滤波，以产生经处理的组合信号1436。
可将经处理的组合信号1436提供到ADC1438。ADC可将经处理的组合信号1436(模拟信号)转换为数字组合信号1440。举例来说，ADC1438可将经处理的组合信号1436表示为一系列二进制数字。可将数字组合信号1440提供到I/O块1442。I/O块1442可提供数字组合信号1440作为输出信号1444。
图15包含说明可根据本文所揭示的系统和方法来减轻的IMD1578的实例的曲线图1502。曲线图1502的水平轴是按频率(Hz)1508来说明，且曲线图1502的垂直轴是按振幅(dB)1506来说明。图15说明如结合图13所描述的实现话音频率范围内和超声波频率范围内的目标频率响应的MEMS结构A1566的频率响应和MEMS结构B1568(例如双MEMS)的频率响应。在此实例中，存在两个高频频调1574、1576，其造成音频频率范围内的IMD1578。更具体地说，两个频调1574、1576(一个在30kHz下，且另一个在31kHz下)将产生音频频率范围内的1kHz的差频调(例如IMD1578)。应注意，超声波频率范围内的较高MEMS灵敏度可导致音频频率范围内的较大IMD。如图15中所示，第一MEMS结构(例如MEMS结构A1566将设计成具有高频滚降可为有益的(或可出现类似的IMD问题)。举例来说，用于话音和/或音频频率范围的第一MEMS结构(例如结合图12和/或图14描述的MEMS结构A1216、1416)可具有使20kHz以上的频率衰减的频率响应。如上文结合图14所描述，可将高通滤波器1470放置在MEMS结构B1420(例如，用于超声波频率范围)之后，使得可滤出低频IMD。
图16是说明根据本文所揭示的系统和方法的包含多个MEMS结构1616、1620的电子电路1614的另一实例的框图。结合图16描述的电子电路1614可为结合图12描述的电子电路1214的一个实例。电子电路1614的一个实例是包含两个MEMS结构1616、1620的单个麦克风。电子电路1614可经配置以执行本文所揭示的方法1100、1900中的一或多者。
电子电路1614包含MEMS结构A1616和MEMS结构B1620。电子电路1614可任选地包含以下各项中的一或多者：MEMS电荷泵1650、电路调节器1654、可控增益和/或滤波器块A1628、可控增益和/或滤波器块B1664、求和器1624、可控增益和/或滤波器块C1634、ADC1638和I/O块1642。电子电路1614可耦合到电压供应器和/或耦合到时钟。电压供应器将电源电压1646提供到电子电路1614的组件。时钟将时钟信号1648提供到电子电路1614的组件。I/O块1642可接收选择信号1662。电子电路1614可耦合到接地1660。
结合图16描述的电子电路1614可类似于结合图12描述的电子电路1214而配置。明确地说，所述组件、信号和/或耦合中的一或多者可类似于结合图12描述的对应组件、信号和/或耦合而配置。
MEMS电荷泵1650可向MEMS结构A1616且向MEMS结构B1620提供电压1652。电路调节器1654可将经调节的电力1656、1658提供到电子电路1614的一或多个元件(例如到可控增益和/或滤波器块A1628、到可控增益和/或滤波器块B1664、到可控增益和/或滤波器块C1634和/或到ADC1638)。MEMS结构A1616捕获第一信号1618。MEMS结构A1616向可控增益和/或滤波器块A1628提供第一信号1618。MEMS结构B1620捕获第二信号1622。MEMS结构B1620向可控增益和/或滤波器块B1664提供第二信号1622。
可控增益和/或滤波器块A1628可将增益(或衰减)应用于第一信号1618，和/或可对第一信号1618进行滤波，以产生经处理的第一信号1630。可控增益和/或滤波器块B1664可将增益(或衰减)应用于第二信号1622，和/或可对第二信号1622进行滤波，以产生经处理的第二信号1632。因此，本文所揭示的系统和方法提供具有在多个频率范围内(例如在话音频率范围内和在超声波频率范围内)有独立可调整的增益或灵敏度的多个隔膜的麦克风。
利用多个MEMS结构的一个益处是能够应用AGC，而无额外滤波。举例来说，可应用基于超声波频率范围信号的AGC，而不首先对信号进行滤波来单离超声波频率范围信号。在一些配置中，AGC电路1680可耦合到MEMS结构B1620。举例来说，可控增益和/或滤波器块B1664可耦合到AGC电路1680。AGC电路1680可利用经处理的第二信号1632来执行增益和/或滤波控制。在一些配置中，AGC电路1680基于传入信号(例如经处理的第二信号1632)动态地(例如，对可控增益和/或滤波器块B1664的增益和/或对可控增益和/或滤波器块C1634的增益)作出调整，而无软件干预。
在一些配置中，AGC电路1680可测量经处理的第二信号1632的信号电平(例如振幅、量值等)，且可为可控增益和/或滤波器块B1664和/或为可控增益和/或滤波器块1634提供增益控制。举例来说，AGC电路1680可为基于经处理的第二信号1632来调整增益的仪表。AGC电路1680所提供的功能可在硬件中实施。举例来说，AGC电路1680可包含或可耦合到调谐寄存器，以为增益调整设定阈值。应注意，可以零交叉(例如在动态进行时)进行增益调整，以防止音频信号中(例如经处理的第二信号1632中和/或经处理的组合信号1636中)的咔哒声。应注意，可在硬件中和/或软件中执行自动增益控制。
可控增益和/或滤波器块B1664可将经处理的第二信号1632提供到求和器1624，且提供到AGC电路1680。AGC电路1680可基于第二信号1622(例如经处理的第二信号1632)产生第一AGC信号1684和/或第二AGC信号1686。第一AGC信号1684和/或第二AGC信号1686可分别指示将由可控增益和/或滤波器块B1664和/或可控增益和/或滤波器块C1634应用的增益(例如增益调整)。
当(经处理的第二信号1632的)信号电平满足或超过阈值时，AGC电路1680可调整超声波频率范围内的处理。举例来说，AGC电路1680可确定经处理的第二信号1632和/或经处理的组合信号1636的振幅是否可使ADC1638饱和(例如ADC1638是否将对经处理的组合信号1636进行削波)。AGC电路1680可利用一或多个阈值来确定ADC1638是否将变为饱和。举例来说，AGC电路1680可包含振幅阈值。如果经处理的第二信号1632的振幅满足或超过所述阈值，那么AGC电路1680可减小可控增益和/或滤波器块B1664的增益和/或可控增益和/或滤波器块C1634的增益。在一些配置中，一或多个阈值可为预定的。另外或替代地，AGC电路1680可包含可编程寄存器来调整一或多个阈值(例如，用于调谐或优化电子电路1614的性能)。举例来说，可经由软件接口和/或一或多个硬件引脚来调整调谐寄存器，以改变AGC电路1680的一或多个阈值。
利用AGC电路1680可为有益的，以ADC1638的饱和。举例来说，超声波接近传感器可产生具有足够高振幅的超声波信号以使ADC1638饱和。另外或替代地，其它超声波裝置或应用程序可产生具有充分高振幅的超声波信号以使ADC1638饱和。
图16说明用于调整第二信号1622(例如超声波信号)和/或组合信号1626的配置。另外或替代地，可将组合的经处理信号1636提供到AGC电路1680(例如可控增益和/或滤波器块C1634的输出可耦合到AGC电路1680)和/或提供到单独的AGC电路(图16中未图示)，以避免ADC1638饱和。
当信号电平(例如经处理的第二信号1632的振幅)满足或超过超声波频率范围内的第一阈值(例如高阈值)时，AGC电路1680可调整(例如，超声波频率范围内的)处理。调整处理可包含去活MEMS结构B1620。举例来说，AGC电路1680可关断可控增益和/或滤波器块B1664(例如，经由第一AGC信号1684)和/或可将电力从MEMS结构B1620断开。另外或替代地，调整处理可包含调整MEMS结构B1620的频率响应。举例来说，AGC电路1680可提供第一AGC信号1684，其致使可控增益和/或滤波器块B1664使包含无用信号的频率范围衰减。另外或替代地，调整处理可包含减小MEMS结构B1620的增益。举例来说，AGC电路1680可提供第一AGC信号1684，其致使可控增益和/或滤波器块B1664减小增益。
在一个实例中，满足或超过第一阈值的信号电平可由高得足以导致电子电路1614的饱和或无用电平的无用信号所导致。在另一实例中，AGC电路1680可对既定信号起作用。举例来说，如果超声波笔非常接近麦克风(例如电子电路1614)，那么信号电平可为高(例如可满足或超过第一阈值)，且AGC电路1680可减小增益，以使信号电平在范围内。
在一些配置中，AGC电路1680可另外或替代地增加MEMS结构B1620的灵敏度。这可辅助接收超声波频率范围内的超声波信号。举例来说，AGC电路1680可调整可控增益和/或滤波器块B1664(例如经由第一AGC信号1684)，以便放大特定频率范围。如上文所描述，AGC电路1680可利用一或多个阈值。举例来说，AGC电路1680可确定经处理的第二信号1632的信号电平(例如振幅、量值等)是否低于第二阈值。如果信号电平低于第二阈值，那么AGC电路1680可增加可控增益和/或滤波器块B1664的增益和/或增加可控增益和/或滤波器块C1634的增益。这可增加MEMS结构B1620的灵敏度。因此，AGC电路1680可测量(例如，经处理的第二信号1632的)信号电平并调整增益，来改进(例如优化)信号电平。
在一些配置中，图16中未图示的其它AGC电路(即与AGC电路1680分离)可包含于电子电路1614中。此其它AGC电路可为除图16中说明的AGC电路1680之外或作为图16中说明的AGC电路1680的替代。在这些配置中，所述其它AGC电路可监视经处理的组合信号1636和/或调整处理。举例来说，所述其它AGC电路可基于经处理的组合信号1636的信号电平来调整可控增益和/或滤波器块C1634的增益。此外，可任选地提供向编解码器的反馈机制。此反馈机制可假定一旦将信号十中抽一到所要的取样率，就可在需要时调整增益。
在其它配置中，AGC电路1680可另外或替代地将第二AGC信号1686提供到可控增益和/或滤波器块C1634。举例来说，AGC电路1680可调整可控增益和/或滤波器块C1634所提供的滤波和/或增益。举例来说，AGC电路1680可通过致使可控增益和/或滤波器块C1634使某一频率范围(例如超声波频率范围或其一部分)衰减和/或减小增益来调整超声波频率范围内的处理。这可避免使ADC1638饱和。在另一实例中，AGC电路1680可致使可控增益和/或滤波器块C1634放大超声波频率范围，以便增加对超声波频率范围内的信号的灵敏度。
可将经处理的第一信号1630和经处理的第二信号1632提供到求和器1624。求和器1624可对经处理的第一信号1630与经处理的第二信号1632进行组合(例如求和)，以产生组合信号1626。
可将组合信号1626提供到可控增益和/或滤波器块C1634。可控增益和/或滤波器块C1634可将增益(或衰减)应用于组合信号1626，和/或可对组合信号1626进行滤波，以产生经处理的组合信号1636。在一些配置中，应用增益和/或滤波可基于第二AGC信号1686。
可将经处理的组合信号1636提供到ADC1638。ADC1638可将经处理的组合信号1636(模拟信号)转换为数字组合信号1640。举例来说，ADC1638可将经处理的组合信号1636表示为一系列二进制数字。可将数字组合信号1640提供到I/O块1642。I/O块1642可提供数字组合信号1640作为输出信号1644。
应注意，在一些配置中，结合图14描述的IMD减轻和结合图16描述的AGC可组合。举例来说，出于去除IMD的目的，可在MEMS结构B1620与求和器1624之间的路径中的任何地方实施高通滤波器。然而，将高通滤波器放置成靠近MEMS结构B1620可为有益的。在一些配置中，可控增益和/或滤波器块B1664可仅为超声波频率范围而设计，其中MEMS结构B1620与可控增益和/或滤波器块B之间的耦合是与20kHz的高通滤波器拐点耦合的交流电(AC)。另外或替代地，这可设计为缓冲放大器，其后接有源滤波器，有源滤波器后接由AGC控制的可调整增益放大器。应注意，使用三个放大器，可增加电力消耗，从而导致将这三个级组合成一个的设计挑战。
图17包含说明根据本文所揭示的系统和方法的两个MEMS结构1766、1768(例如双MEMS)的频率响应的另一实例的曲线图1702。曲线图1702的水平轴是按频率(Hz)1708来说明，且曲线图1702的垂直轴是按振幅(dB)1706来说明。图17说明在话音频率范围内(音频频率范围内)展现平整响应的MEMS结构A1766和在超声波频率范围内展现倾斜响应的MEMS结构B1768的频率响应。举例来说，MEMS结构A1766和MEMS结构B1768的组合频率响应实现话音频率范围(100Hz≤fvoice≤8kHz)内以及超声波频率范围(20kHz≤fultrasound≤100kHz)内的目标频率响应。举例来说，MEMS结构A1766的组合频率响应在话音频率范围内变化小于±2dB(从0dB)，且从倾斜目标振幅变化小于±4dB(从15kHz下的大约0dB增加到100kHz下的10dB。明确地说，图17说明超声波频率范围内的10dB升高的一个实例。更具体地说，(与MEMS结构B1768组合的MEMS结构A1766的)组合频率响应在20kHz与100kHz之间的超声波频率范围内可具有斜率。在此实例中，MEMS结构B1768通过AGC展现增加的超声波灵敏度。如结合图16所描述，可通过增加可控增益块的增益来执行AGC。如图17中所示，这可增加MEMS结构B1768的灵敏度。
图18包含说明根据本文所揭示的系统和方法的两个MEMS结构1866、1868(例如双MEMS)的频率响应的另一实例的曲线图1802。曲线图1802的水平轴是按频率(Hz)1808来说明，且曲线图1802的垂直轴是按振幅(dB)1806来说明。图18说明MEMS结构A1866和MEMS结构B1868的组合频率响应，其包含话音频率范围内(音频频率范围内)的平整响应和超声波频率范围内的倾斜响应。举例来说，MEMS结构A1866和MEMS结构B1868的组合频率响应实现话音频率范围(100Hz≤fvoice≤8kHz)内以及超声波频率范围(20kHz≤fultrasound≤100kHz)内的目标频率响应。举例来说，MEMS结构A1866的组合频率响应在话音频率范围内变化小于±2dB(从0dB)，且从倾斜目标振幅变化小于±4dB(从10kHz下的大约0dB减小到100kHz下的-5dB。明确地说，图18说明超声波频率范围内的5dB衰减的一个实例。对于仅音频或话音情形，例如其可对使超声波频率范围灵敏度衰减有益。
在此实例中，MEMS结构B1868通过AGC展现减小的超声波灵敏度。如结合图16所描述，可通过减小可控增益块的增益来执行AGC。如图18中所示，这可减小MEMS结构B1868的灵敏度。如结合图16到18可观察到，本文所揭示的系统和方法提供具有实现多个频率范围内(例如话音频率范围内和超声波频率范围内)的独立可调整增益或灵敏度的多个隔膜的麦克风。
图19是说明用于通过本文所述的电子电路中的一或多者(例如电子电路1014、1214、1414、1614、2014)提供宽带频率响应的方法1900的更具体配置的流程图。电子电路1014可通过在第一(例如话音)频率范围内展现第一频率响应的MEMS结构A1016来捕获(1902)第一信号1018。举例来说，如上文结合图10所描述，MEMS结构A1016可将声学第一信号转换为电第一信号1018。
电子电路1014可通过在第二(例如超声波)频率范围内展现第二频率响应的MEMS结构B1020来捕获(1904)第二信号1022。举例来说，MEMS结构B1020可将声学第二信号转换为电第二信号1022，如上文结合图10所描述。
电子电路1014可任选地减轻(1906)第二信号所导致的音频频率范围内的IMD。举例来说，电子电路1014可对第二信号1022(例如经处理的第二信号)进行高通滤波，以便使可在超声波频率范围内的多个频调所导致的音频频率范围中出现的IMD衰减。举例来说，如上文结合图14所描述，电子电路1014可减轻(1906)IMD。应注意，在一些配置中，第一MEMS结构(例如MEMS结构A1016)可具有高频滚降，其避免音频频率范围内和/或超声波频率范围内的信号所导致的超声波频率范围内的IMD。
电子电路1014可任选地确定(1908)信号电平是否满足或超过超声波频率范围内的阈值。这可如上文结合图16所描述来实现。举例来说，电子电路1014可确定(1908)超声波频率范围内是否存在具有满足或超过第一阈值(例如高阈值)的振幅的信号和/或能量。举例来说，电子电路1014可确定(1908)第二信号(例如经处理的第二信号)的振幅是否将使ADC饱和。在一些配置中，如果信号电平低于超声波频率范围内的第二阈值(例如低阈值)，那么电子电路1014可任选地增加MEMS结构B1020的灵敏度，如上文结合图16所描述。
如果信号电平并不满足或超过超声波频率范围内的阈值(例如第一或“高”阈值)，那么电子电路1014可组合(1912)第一信号1018与第二信号1022。此操作可如上文结合图10、图12、图14和图16中的一或多者所描述来实现。
如果信号电平满足或超过超声波频率范围内的阈值(例如第一或“高”阈值)，那么电子电路1014可任选地调整(1910)超声波频率范围内的处理。这可如上文结合图16所描述来实现。举例来说，电子电路1014可去活MEMS结构B1020，调整MEMS结构B1020的频率响应，和/或减小MEMS结构B1020的增益。如上文所描述，这可通过控制一或多个可控增益和/或滤波器块来实现。
电子电路1014可组合(1912)第一信号1018和第二信号1022。举例来说，求和器1024可组合第一信号1018与第二信号1022，以产生组合信号1026，如上文结合图10、图12、图14和图16中的一或多者所描述。
在一些配置中，方法1900可包含一或多个额外步骤。举例来说，方法1900可包含结合图12、图14和图16中的一或多者而描述的功能中的一或多者。举例来说，电子电路可向MEMS结构提供电压，可滤波、放大和/或衰减一或多个信号，和/或可将模拟信号转换为数字信号。
图20是说明根据本文所揭示的系统和方法的包含多个MEMS结构2016、2020的电子电路2014的另一实例的框图。结合图20描述的电子电路2014可为结合图12描述的电子电路1214的一个实例。电子电路2014的一个实例是包含两个MEMS结构2016、2020的单个麦克风。电子电路2014可经配置以执行本文所揭示的方法1100、1900中的一或多者。
电子电路2014包含MEMS结构A2016和MEMS结构B2020。电子电路2014可任选地包含以下各项中的一或多者：MEMS电荷泵2050、电路调节器2054、可控增益和/或滤波器块A2028、可控增益和/或滤波器块B2064、求和器2024、可控增益和/或滤波器块C2034、ADC2038和输入/输出(I/O)块2042。电子电路2014可耦合到电压供应器和/或耦合到时钟。电压供应器将电源电压2046提供到电子电路2014的组件。时钟将时钟信号2048提供到电子电路2014的组件。I/O块2042可接收选择信号2062。电子电路2014可耦合到接地2060。
结合图20描述的电子电路2014可类似于结合图12描述的电子电路1214而配置。明确地说，所述组件、信号和/或耦合中的一或多者可类似于结合图12描述的对应组件、信号和/或耦合而配置。
MEMS电荷泵2050可向MEMS结构A2016且向MEMS结构B2020提供电压2052。电路调节器2054可将经调节的电力2056、2058提供到电子电路2014的一或多个元件(例如到可控增益和/或滤波器块A2028、到可控增益和/或滤波器块B2064、到可控增益和/或滤波器块C2034和/或到ADC2038)。MEMS结构A2016捕获第一信号2018。MEMS结构A2016将第一信号2018提供到可控增益和/或滤波器块A2028。MEMS结构B2020捕获第二信号2022。MEMS结构B2020将第二信号2022提供到可控增益和/或滤波器块B2064。
可控增益和/或滤波器块A2028可将增益(或衰减)应用于第一信号2018，和/或可对第一信号2018进行滤波，以产生经处理的第一信号2030。可控增益和/或滤波器块B2064可将增益(或衰减)应用于第二信号2022，和/或可对第二信号2022进行滤波，以产生经处理的第二信号2032。
在图20中示出的实例中，AGC电路A2080a可耦合到MEMS结构B2020。举例来说，可控增益和/或滤波器块B2064可耦合到AGC电路A2080a。AGC电路2080a可利用经处理的第二信号2032来执行增益和/或滤波控制。在一些配置中，AGC电路A2080a基于传入信号(例如经处理的第二信号2032)动态地(例如，对可控增益和/或滤波器块B2064的增益)进行调整，而无软件干预。
在一些配置中，AGC电路A2080a可测量经处理的第二信号2032的信号电平(例如振幅、量值等)，且可为可控增益和/或滤波器块B2064提供增益控制。举例来说，AGC电路A2080a可为基于经处理的第二信号2032来调整增益的仪表。AGC电路A2080a所提供的功能可在硬件中实施。举例来说，AGC电路A2080a可包含或可耦合到调谐寄存器A2009a，以为增益调整设定阈值。应注意，可以零交叉(例如在动态进行时)进行增益调整，以防止音频信号中(例如经处理的第二信号2032中和/或经处理的组合信号2036中)的咔哒声。应注意，可在硬件中和/或软件中执行自动增益控制。
可控增益和/或滤波器块B2064可将经处理的第二信号2032提供到求和器2024，且提供到AGC电路2080a。AGC电路A2080a可基于第二信号2022(例如经处理的第二信号2032)产生AGC信号A2084a。AGC信号A2084a可指示可控增益和/或滤波器块B2064将应用的增益(例如增益调整)。
当(经处理的第二信号2032的)信号电平满足或超过阈值时，AGC电路A2080a可调整超声波频率范围内的处理。举例来说，AGC电路A2080a可确定经处理的第二信号2032的振幅是否可使ADC2038饱和(例如ADC2038是否将对经处理的组合信号2036进行削波)。AGC电路A2080a可利用一或多个阈值来确定ADC2038是否将变为饱和。举例来说，AGC电路A2080a可包含振幅阈值。如果经处理的第二信号2032的振幅满足或超过所述阈值，那么AGC电路A2080a可减小可控增益和/或滤波器块B2064的增益。如图20中所示，AGC电路A2080a可包含或耦合到调谐寄存器A2009a，以调整一或多个阈值(例如，用于调谐或优化电子电路2014)。举例来说，可经由软件接口和/或一或多个硬件引脚来调整调谐寄存器A2009a，以改变AGC电路A2080a的一或多个阈值。
当信号电平(例如经处理的第二信号2032的振幅)满足或超过超声波频率范围内的第一阈值(例如高阈值)时，AGC电路A2080a可调整(例如，超声波频率范围内的)处理。调整处理可包含去活MEMS结构B2020。举例来说，AGC电路A2080a可关断可控增益和/或滤波器块B2064(例如，经由AGC信号A2084a)和/或可将电力从MEMS结构B2020断开。另外或替代地，调整处理可包含调整MEMS结构B2020的频率响应。举例来说，AGC电路A2080a可提供AGC信号A2084a，其致使可控增益和/或滤波器块B2064使包含无用信号的频率范围衰减。另外或替代地，调整处理可包含减小MEMS结构B2020的增益。举例来说，AGC电路A2080a可提供AGC信号A2084a，其致使可控增益和/或滤波器块B2064减小增益。
在一个实例中，满足或超过第一阈值的信号电平可由高得足以导致电子电路2014的饱和或无用电平的无用信号所导致。在另一实例中，AGC电路A2080a可对既定信号起作用。举例来说，如果超声波笔非常接近麦克风(例如电子电路2014)，那么信号电平可为高(例如可满足或超过第一阈值)，且AGC电路2080a可减小增益，以使信号电平在范围内。
在一些配置中，AGC电路A2080a可另外或替代地增加MEMS结构B2020的灵敏度。这可辅助接收超声波频率范围内的超声波信号。举例来说，AGC电路A2080a可调整可控增益和/或滤波器块B2064(例如经由第一AGC信号A2084a)，以便放大特定频率范围。如上文所描述，AGC电路A2080a可利用一或多个阈值。举例来说，AGC电路A2080a可确定经处理的第二信号2032的信号电平(例如振幅、量值等)是否低于第二阈值。如果信号电平低于第二阈值，那么AGC电路A2080a可增加可控增益和/或滤波器块B2064的增益。这可增加MEMS结构B2020的灵敏度。因此，AGC电路A2080a可测量(例如，经处理的第二信号2032的)信号电平并调整增益，来改进(例如优化)信号电平。
可将经处理的第一信号2030和经处理的第二信号2032提供到求和器2024。求和器2024可对经处理的第一信号2030与经处理的第二信号2032进行组合(例如求和)，以产生组合信号2026。
可将组合信号2026提供到可控增益和/或滤波器块C2034且提供到AGC电路B2080b。可控增益和/或滤波器块C2034可将增益(或衰减)应用于组合信号2026，和/或可对组合信号2026进行滤波，以产生经处理的组合信号2036。在一些配置中，应用增益和/或滤波可基于AGC信号B2084b。
在图20中示出的实例中，AGC电路B2080b可监视经处理的组合信号2036和/或调整处理。举例来说，AGC电路B2080b可基于经处理的组合信号2036的信号电平来调整可控增益和/或滤波器块C2034的增益。
当(经处理的组合信号2036的)信号电平满足或超过阈值时，AGC电路B2080b可调整一或多个频率范围内的处理。举例来说，AGC电路B2080b可确定经处理的第二信号2036的振幅是否可使ADC2038饱和(例如ADC2038是否将对经处理的组合信号2036进行削波)。AGC电路B2080B可利用一或多个阈值来确定ADC2038是否将变为饱和。举例来说，AGC电路B2080b可包含振幅阈值。如果经处理的组合信号2036的振幅满足或超过所述阈值，那么AGC电路B2080b可减小可控增益和/或滤波器块C2034的增益。如图20中所示，AGC电路B2080b可包含或耦合到调谐寄存器B2009b，以调整一或多个阈值(例如，用于调谐或优化电子电路2014的性能)。举例来说，可经由软件接口和/或一或多个硬件引脚来调整调谐寄存器B2009b，以改变AGC电路B2080b的一或多个阈值。
当信号电平(例如经处理的组合信号2036的振幅)满足或超过一或多个频率范围内的第三阈值(例如高阈值)时，AGC电路B2080b可调整(例如，一或多个频率范围内的)处理。调整处理可包含调整组合MEMS结构2016、2020的频率响应。举例来说，AGC电路B2080b可提供AGC信号B2084b，其致使可控增益和/或滤波器块C2034使包含无用信号的频率范围衰减。另外或替代地，调整处理可包含减小组合MEMS结构2016、2020的增益。举例来说，AGC电路B2080b可提供致使可控增益和/或滤波器块C2034减小增益的AGC信号B2084b。
在一个实例中，满足或超过第三阈值的信号电平可由高得足以导致电子电路2014的饱和或无用电平的无用信号所导致。在另一实例中，AGC电路B2080b可对既定信号起作用。举例来说，用户的话音和/或所要超声波控制信号具有将使ADC2038饱和的信号电平，所述信号电平可为高(例如可满足或超过第一阈值)，且AGC电路B2080b可减小所述增益，以使信号电平在范围内。
在一些配置中，AGC电路B2080b可另外或替代地增加组合MEMS结构2016、2020的灵敏度。这可辅助接收一或多个频率范围内的信号。举例来说，AGC电路B2080b可调整可控增益和/或滤波器块C2034(例如，经由AGC信号B2084b)，以便放大特定频率范围。如上文所描述，AGC电路B2080b可利用一或多个阈值。举例来说，AGC电路B2080b可确定经处理的第二信号2032的信号电平(例如振幅、量值等)是否低于第四阈值。如果信号电平低于第四阈值，那么AGC电路B2080b可增加可控增益和/或滤波器块C2034的增益。这可增加组合MEMS结构2016、2020的灵敏度。因此，AGC电路B2080b可测量(例如，经处理的组合信号2036的)信号电平并调整增益，来改进(例如优化)信号电平。
在一些配置中，可任选地提供向编解码器的反馈机制。此反馈机制可假定一旦将信号十中抽一到所要的取样率，就可在需要时调整增益。
可将经处理的组合信号2036提供到ADC2038。ADC2038可将经处理的组合信号2036(模拟信号)转换为数字组合信号2040。举例来说，ADC2038可将经处理的组合信号2036表示为一系列二进制数字。可将数字组合信号2040提供到I/O块2042。I/O块2042可提供数字组合信号2040作为输出信号2044。
应注意，在一些配置中，结合图14描述的IMD减轻和结合图20描述的AGC可组合。举例来说，出于去除IMD的目的，可在MEMS结构B2020与求和器2024之间的路径中的任何地方实施高通滤波器。然而，将高通滤波器放置成靠近MEMS结构B2020可为有益的。在一些配置中，可控增益和/或滤波器块B2064可仅为超声波频率范围而设计，其中MEMS结构B2020与可控增益和/或滤波器块B之间的耦合是与20kHz的高通滤波器拐点耦合的交流电(AC)。另外或替代地，这可设计为缓冲放大器，其后接有源滤波器，有源滤波器后接由AGC控制的可调整增益放大器。应注意，使用三个放大器，可增加电力消耗，从而导致将这三个级组合成一个的设计挑战。
图21是说明其中可实施用于提供宽带频率响应的系统和方法的无线通信装置2137的一个配置的框图。可实施图21中说明的所述无线通信装置2137以包含本文所述的电子电路1014、1214、1414、1614、2014中的一或多者。无线通信装置2137可包含应用程序处理器2111。应用程序处理器2111通常处理指令(例如，运行程序)以执行无线通信装置2137上的功能。应用程序处理器2111可耦合到音频译码器/解码器(编解码器)2147。
音频编解码器2147可用于译码和/或解码音频信号。音频编解码器2147可耦合到至少一个扬声器2139、耳机2141、输出插孔2143和/或至少一个麦克风2145。扬声器2139可包含一或多个将电或电子信号转换为声学信号的电声换能器。举例来说，扬声器2139可用于播放音乐或输出免提电话交谈等。耳机2141可为另一扬声器或电声换能器，其可用于向用户输出声信号(例如语音信号)。举例来说，可使用耳机2141，使得仅用户可可靠地听到声学信号。输出插孔2143可用于将其它装置(例如头戴式耳机)耦合到无线通信装置2137以用于输出音频。扬声器2139、耳机2141和/或输出插孔2143可通常用于从音频编解码器2147输出音频信号。至少一个麦克风2145可为将声学信号(例如用户的话音)转换为提供到音频编解码器2147的电或电子信号的声电换能器。
无线通信装置2140可包含本文所述的电子电路1014、1214、1414、1614、2014中的一或多者。举例来说，麦克风2145可为本文所述的电子电路1014、1214、1414、1614、2014中的一或多者的实例。
应用处理器2111还可耦合到电力管理电路2121。功率管理电路3752的一个实例为电力管理集成电路(PMIC)，其可用于管理无线通信装置2137的电力消耗。电力管理电路2121可耦合到电池2123。电池2123可通常将电力提供到无线通信装置2137。举例来说，电池2123和/或功率管理电路2121可耦合到包含于无线通信装置2137中的元件中的至少一者。
应用处理器2111可耦合到至少一个输入装置2125以用于接收输入。输入装置2125的实例包含红外传感器、图像传感器、加速计、触摸传感器、小键盘等。输入装置2125可允许用户与无线通信装置2137交互。应用处理器2111还可耦合到一或多个输出装置2127。输出装置2127的实例包含打印机、投影仪、屏幕、触觉裝置等。输出装置2127可允许无线通信装置2137产生可由用户体验的输出。
应用处理器2111可耦合到应用存储器2129。应用存储器2129可为能够存储电子信息的任何电子装置。应用存储器2129的实例包含双数据速率同步动态随机存取存储器(DDRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、快闪存储器等。应用存储器2129可为应用处理器2111提供存储。举例来说，应用存储器2129可存储在应用处理器应用程序上运行的程序的功能的数据和/或指令。
应用处理器2111可耦合到显示器控制器2131，所述显示器控制器又可耦合到显示器2133。显示控制器2131可为用于在显示器2133上产生图像的硬件块。举例来说，显示器控制器2131可将来自应用处理器2111的指令和/或数据转译为可呈现在显示器2133上的图像。显示器2133的实例包含液晶显示器(LCD)面板、发光二极管(LED)面板、阴极射线管(CRT)显示器、等离子显示器等。
应用处理器2111可耦合到基带处理器2113。基带处理器2113通常处理通信信号。举例来说，基带处理器2113可对所接收的信号进行解调和/或解码。另外或或者，基带处理器2113可对信号进行编码和/或调制以准备发射。
基带处理器2113可耦合到基带存储器2135。基带存储器2135可为能够存储电子信息的任何电子装置，例如SDRAM、DDRAM、快闪存储器等。基带处理器2113可从基带存储器2135读取信息(例如指令和/或数据)和/或将信息写入到基带存储器2135。另外或替代地，基带处理器2113可使用存储在基带存储器2135中的指令和/或数据来执行通信操作。
基带处理器2113可耦合到射频(RF)收发器2115。RF收发器2115可耦合到功率放大器2117和一或多个天线2119。RF收发器2115可发射和/或接收射频信号。举例来说，RF收发器2115可使用功率放大器2117和至少一个天线2119发射RF信号。RF收发器2115还可使用一或多个天线2119接收RF信号。
在一些配置中，音频编解码器2147是耦合到麦克风2145和扬声器2139的硬件编解码器。音频编解码器2147可为单独的集成电路，或可集成在调制解调器(例如基带处理器2113)内、电力管理电路2121(例如PMIC)或其它处理器芯片内。麦克风2145可耦合到音频编解码器2147(其可例如在麦克风2145外部)，其具有作为开放接口的总线。因此，在一些配置中，麦克风2145(或例如扬声器amp)可直接连接到处理器。
图22说明可在电子装置2209中利用的各种组件。所说明的组件可位于同一物理结构内或位于单独外壳或结构中。结合图22描述的电子装置2209可根据本文所述的电子电路和/或无线通信装置2140中的一或多者来实施。举例来说，电子装置2209可包含和/或作为本文所述的电子电路1014、1214、1414、1614、2014中的一或多者。在一个特定实例中，包含于电子装置2209中的麦克风2296可为本文所述的电子电路1014、1214、1414、1614、2014中的一或多者的实例。
电子装置2209包含处理器2290。处理器2290可为通用单芯片或多芯片微处理器(例如ARM)、专用微处理器(例如数字信号处理器(DSP))、微控制器、可编程门阵列等。处理器2290可被称为中央处理单元(CPU)。尽管图22的电子装置2209中仅示出单个处理器2290，但在替代配置中，可使用处理器(例如ARM和DSP)的组合。
电子装置2209还包含与处理器2290进行电子通信的存储器2284。也就是说，处理器2290可从存储器2284读取信息和/或将信息写入到存储器2284。存储器2284可为能够存储电子信息的任何电子组件。存储器2284可为随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、磁盘存储媒体、光学存储媒体、RAM中的快闪存储器装置、随处理器一起包含的机载存储器、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、寄存器等，包含其组合。
数据2288a和指令2286a可存储于存储器2284中。指令2286a可包含一或多个程序、例程、子例程、功能、过程等。指令2286a可包含单个计算机可读语句或许多计算机可读语句。指令2286a可由处理器2290执行以实施上文所描述的方法、功能和过程中的一或多者。执行指令2286a可涉及使用存储于存储器2284中的数据2288a。图22显示正加载到处理器2290中的一些指令2286b和数据2288b(其可来自指令2286a和数据2288a)。
电子装置2209还可包含用于与其它电子装置通信的一或多个通信接口2292。通信接口2292可基于有线通信技术、无线通信技术或两者。不同类型的通信接口2292的实例包含串行端口、并行端口、通用串行总线(USB)、以太网配接器、电气电子工程师学会(IEEE)1394总线接口、小型计算机系统接口(SCSI)总线接口、红外(IR)通信端口、蓝牙无线通信配接器、第三代合作伙伴计划(3GPP)收发器、IEEE802.11(“Wi-Fi”)收发器等。举例来说，通信接口2292可耦合到一或多个天线(未图示)，用于发射和接收无线信号。
电子装置2209还可包含一或多个输入装置2294和一或多个输出装置2298。不同种类的输入装置2294的实例包含键盘、鼠标、麦克风、遥控器装置、按钮、操纵杆、跟踪球、触控板、光笔等。举例来说，电子装置2209可包含用于捕获声学信号的一或多个麦克风2296。在一种配置中，麦克风2296可为将声学信号(例如，话音、语音)转换成电或电子信号的换能器。不同种类的输出装置2298的实例包含扬声器、打印机等。举例来说，电子装置2209可包含一或多个扬声器2201。在一种配置中，扬声器2201可为将电或电子信号转换为声学信号的换能器。可通常包含在电子装置2209中的一种特定类型的输出装置为显示装置2203。与本文中所揭示的配置一起使用的显示装置2203可利用任何合适的图像投影技术，例如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、气体等离子体、电致发光等等。还可提供显示器控制器2205，用于将存储于存储器2284中的数据转换为显示装置2203上示出的文本、图形和/或移动图像(按需要)。
电子装置2209的各种组件可通过一或多个总线耦合在一起，所述总线可包含电力总线、控制信号总线、状态信号总线、数据总线等。为简单起见，各种总线在图22中说明为总线系统2207。应注意，图22仅示出了电子装置2209的一种可能的配置。可利用各种其它架构和组件。
本文中所描述的技术可用于各种通信系统，包含基于正交多路复用方案的通信系统。此类通信系统的实例包含正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC-FDMA)系统等等。OFDMA系统利用正交频分多路复用(OFDM)，正交频分多路复用是将整个系统带宽分割成多个正交副载波的调制技术。这些子载波还可称为频调、频段等。在使用OFDM的情况下，可用数据来独立地调制每一副载波。SC-FDMA系统可利用经交错FDMA(IFDMA)来在分布在系统带宽上的副载波上发射、利用集中式FDMA(LFDMA)来在相邻副载波的区块上发射，或利用增强型FDMA(EFDMA)来在相邻副载波的多个区块上发射。一般来说，利用OFDM在频域中发送且利用SC-FDMA在时域中发送调制符号。
在以上描述中，有时结合各种术语来使用参考编号。在术语结合参考编号使用的情况下，这可意味着指代图中的一或多者中展示的特定元件。在无参考编号而使用术语的情形下，这可意味着大体指代所述术语，而不限于任何特定图。
术语“确定”涵盖各种各样的动作，且因此“确定”可包含计算、运算、处理、导出、调查、查找(例如，在表、数据库或另一数据结构中查找)、查实等等。并且，“确定”可包含接收(例如，接收信息)、存取(例如，在存储器中存取数据)等。并且，“确定”可包括解析、选择、挑选、建立等。
除非另有明确指定，否则短语“基于”并不表示“仅基于”。换句话说，短语“基于”描述“仅基于”和“至少基于”两者。
应注意，在相容的情况下，结合本文中所描述的配置中的任一者所描述的特征、功能、过程、组件、元件、结构等中的一或多者可与结合本文中所描述的其它配置中的任一者所描述的功能、过程、组件、元件、结构等中的一或多者进行组合。换句话说，可根据本文中揭示的系统和方法来实施本文中所描述的功能、过程、组件、元件等的任何相容的组合。
可将本文中所描述的功能作为一或多个指令而存储在处理器可读或计算机可读媒体上。术语“计算机可读媒体”是指可由计算机或处理器存取的任何可用媒体。作为实例而非限制，此类媒体可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪存储器、压缩光盘只读存储器(CD-ROM)或其它光盘存储装置、磁盘存储器或其它磁性存储装置，或可用于以指令或数据结构的形式存储所要的程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。如本文所使用，磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘用激光以光学方式再现数据。应注意，计算机可读媒体可为有形且非暂时性的。术语“计算机程序产品”是指计算装置或处理器，其与可由计算装置或处理器执行、处理或计算的代码或指令(例如，“程序”)结合。如本文中所使用，术语“代码”可指可由计算装置或处理器执行的软件、指令、代码或数据。
还可通过传输媒体来传输软件或指令。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤缆线、双绞线、数字订户线路(DSL)或无线技术(例如，红外线、无线电和微波)从网站、服务器或其它远程源传输软件，那么同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术(例如，红外线、无线电和微波)包含在传输媒体的定义中。
本文中所揭示的方法包括用于实现所描述的方法的一或多个步骤或动作。在不脱离权利要求书的范围的情况下，方法的步骤和/或动作可彼此互换。换句话说，除非正描述的方法的适当操作要求步骤或动作的特定次序，否则，在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，可修改特定步骤和/或动作的次序和/或使用。
将理解，所附权利要求书不限于上文所说明的精确配置和组件。在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，可在本文中所描述的系统、方法和设备的配置、操作和细节方面进行各种修改、改变和变化。

Claims (28)

1.一种电子电路，其包括：
第一微机电系统MEMS结构，其经配置以在话音频率范围内展现第一频率响应，且捕获第一信号；以及
第二MEMS结构，其耦合到所述第一MEMS结构，其中所述第二MEMS结构经配置以在超声波频率范围内展现第二频率响应，且捕获第二信号，其中所述第一频率响应与所述第二频率响应的组合实现组合频率范围内的目标频率响应。
2.根据权利要求1所述的电子电路，其进一步包括耦合到所述第二MEMS结构的高通滤波器，其中所述高通滤波器经配置以减轻所述第二信号所导致的音频频率范围互调失真IMD。
3.根据权利要求1所述的电子电路，其进一步包括耦合到所述第二MEMS结构的自动增益控制AGC电路。
4.根据权利要求3所述的电子电路，其中所述AGC电路经配置以在信号电平满足或超过阈值时调整所述超声波频率范围内的处理。
5.根据权利要求4所述的电子电路，其中调整所述处理包括去活所述第二MEMS结构。
6.根据权利要求4所述的电子电路，其中调整所述处理包括调整所述第二MEMS结构的所述频率响应。
7.根据权利要求4所述的电子电路，其中调整所述处理包括减小所述第二MEMS结构的增益。
8.一种用于通过电子电路提供宽带频率响应的方法，其包括：
通过在话音频率范围内展现第一频率响应的第一微机电系统MEMS结构来捕获第一信号；
通过在超声波频率范围内展现第二频率响应的第二MEMS结构来捕获第二信号，其中所述第一频率响应与所述第二频率响应的组合实现组合频率范围内的目标频率响应；以及
组合所述第一信号与所述第二信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括减轻所述第二信号所导致的音频频率范围互调失真IMD。
10.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括基于所述第二信号执行自动增益控制。
11.根据权利要求10所述的方法，其中执行自动增益控制包括在信号电平满足或超过阈值时，调整所述超声波频率范围内的处理。
12.根据权利要求11所述的方法，其中调整所述处理包括去活所述第二MEMS结构。
13.根据权利要求11所述的方法，其中调整所述处理包括调整所述第二MEMS结构的所述频率响应。
14.根据权利要求11所述的方法，其中调整所述处理包括减小所述第二MEMS结构的增益。
15.一种用于提供宽带频率响应的计算机程序产品，其包括上面具有指令的非暂时性有形计算机可读媒体，所述指令包括：
用于致使电子电路通过在话音频率范围内展现第一频率响应的第一微机电系统MEMS结构来捕获第一信号的代码；
用于致使所述电子电路通过在超声波频率范围内展现第二频率响应的第二MEMS结构来捕获第二信号的代码，其中所述第一频率响应与所述第二频率响应的组合实现组合频率范围内的目标频率响应；以及
用于致使所述电子电路组合所述第一信号与所述第二信号的代码。
16.根据权利要求15所述的计算机程序产品，其中所述指令进一步包括用于致使所述电子电路减轻所述第二信号所导致的音频频率范围互调失真IMD的代码。
17.根据权利要求15所述的计算机程序产品，其中所述指令进一步包括用于致使所述电子电路基于所述第二信号执行自动增益控制的代码。
18.根据权利要求17所述的计算机程序产品，其中执行自动增益控制包括在信号电平满足或超过阈值时，调整所述超声波频率范围内的处理。
19.根据权利要求18所述的计算机程序产品，其中调整所述处理包括去活所述第二MEMS结构。
20.根据权利要求18所述的计算机程序产品，其中调整所述处理包括调整所述第二MEMS结构的所述频率响应。
21.根据权利要求18所述的计算机程序产品，其中调整所述处理包括减小所述第二MEMS结构的增益。
22.一种用于提供宽带频率响应的设备，其包括：
用于捕获第一信号的装置，其中所述用于捕获第一信号的装置在话音频率范围内展现第一频率响应；以及
用于捕获第二信号的装置，其耦合到所述用于捕获第一信号的装置，其中所述用于捕获所述第二信号的装置在超声波频率范围内展现第二频率响应，其中所述第一频率响应与所述第二频率响应的组合实现组合频率范围内的目标频率响应。
23.根据权利要求22所述的设备，其进一步包括耦合到所述用于捕获所述第二信号的装置的用于进行高通滤波的装置，其中所述用于进行高通滤波的装置减轻所述第二信号所导致音频频率范围互调失真IMD。
24.根据权利要求22所述的设备，其进一步包括耦合到所述用于捕获所述第二信号的用于自动增益控制AGC的装置。
25.根据权利要求24所述的设备，其中所述用于AGC的装置在信号电平满足或超过阈值时，调整所述超声波频率范围内的处理。
26.根据权利要求25所述的设备，其中调整所述处理包括去活所述用于捕获所述第二信号的装置。
27.根据权利要求25所述的设备，其中调整所述处理包括调整所述用于捕获所述第二信号的装置的所述频率响应。
28.根据权利要求25所述的设备，其中调整所述处理包括减小所述用于捕获所述第二信号的装置的增益。
CN201480062751.4A 2013-11-26 2014-11-20 用于提供宽带频率响应的系统和方法 Pending CN105745942A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/090,300 US9380384B2 (en) 2013-11-26 2013-11-26 Systems and methods for providing a wideband frequency response
US14/090,300 2013-11-26
PCT/US2014/066708 WO2015080950A1 (en) 2013-11-26 2014-11-20 Systems and methods for providing a wideband frequency response

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105745942A true CN105745942A (zh) 2016-07-06

Family

ID=52130816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480062751.4A Pending CN105745942A (zh) 2013-11-26 2014-11-20 用于提供宽带频率响应的系统和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9380384B2 (zh)
EP (1) EP3075171A1 (zh)
JP (1) JP6092490B2 (zh)
CN (1) CN105745942A (zh)
WO (1) WO2015080950A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107991664A (zh) * 2017-11-30 2018-05-04 努比亚技术有限公司 超声波阈值的校准方法、装置及计算机可读存储介质
CN108260037A (zh) * 2018-01-05 2018-07-06 深圳市沃特沃德股份有限公司 语音采集装置和家电设备

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013224718A1 (de) * 2013-12-03 2015-06-03 Robert Bosch Gmbh MEMS-Mikrofonbauelement und Vorrichtung mit einem solchen MEMS-Mikrofonbauelement
DE112015000443T5 (de) * 2014-01-21 2016-12-01 Knowles Electronics, Llc Mikrofonvorrichtung und Verfahren, um extrem hohe Akustiküberlastpunkte bereitzustellen
US9414165B2 (en) * 2014-01-27 2016-08-09 Invensense, Inc. Acoustic sensor resonant peak reduction
CN104007977A (zh) * 2014-06-09 2014-08-27 威盛电子股份有限公司 电子装置及音频播放方法
TWI489111B (zh) * 2014-06-10 2015-06-21 Richtek Technology Corp 多微機電元件之訊號處理方法與適用此方法之複合微機電裝置
US9831844B2 (en) * 2014-09-19 2017-11-28 Knowles Electronics, Llc Digital microphone with adjustable gain control
US9936289B2 (en) * 2014-11-25 2018-04-03 Invensense, Inc. Microelectromechanical systems (MEMS) microphone array with dedicated amplifiers
US10200794B2 (en) * 2014-12-31 2019-02-05 Invensense, Inc. Ultrasonic operation of a digital microphone
US9866938B2 (en) * 2015-02-19 2018-01-09 Knowles Electronics, Llc Interface for microphone-to-microphone communications
US10412491B2 (en) * 2015-10-30 2019-09-10 Goertek, Inc. Band-pass acoustic filter and acoustic sensing apparatus
US20170329431A1 (en) * 2016-05-10 2017-11-16 Mediatek Inc. Proximity detection for absorptive and reflective object using ultrasound signals
US10127908B1 (en) 2016-11-11 2018-11-13 Amazon Technologies, Inc. Connected accessory for a voice-controlled device
US10789948B1 (en) 2017-03-29 2020-09-29 Amazon Technologies, Inc. Accessory for a voice controlled device for output of supplementary content
US10366692B1 (en) * 2017-05-15 2019-07-30 Amazon Technologies, Inc. Accessory for a voice-controlled device
JP6345327B1 (ja) * 2017-09-07 2018-06-20 ヤフー株式会社 音声抽出装置、音声抽出方法および音声抽出プログラム
US10915052B2 (en) * 2018-12-26 2021-02-09 Canon Kabushiki Kaisha Recording material determination apparatus and image forming apparatus that receive ultrasonic waves
US11579165B2 (en) 2020-01-23 2023-02-14 Analog Devices, Inc. Method and apparatus for improving MEMs accelerometer frequency response
US20240089653A1 (en) * 2022-09-08 2024-03-14 Gopro, Inc. Multi-microphone noise floor mitigation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008014324A2 (en) * 2006-07-25 2008-01-31 Analog Devices, Inc. Multiple microphone system
CN101690262A (zh) * 2007-03-14 2010-03-31 埃波斯开发有限公司 Mems传声器
US20100081487A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-01 Apple Inc. Multiple microphone switching and configuration
CN102637437A (zh) * 2011-02-10 2012-08-15 佳能株式会社 音频处理设备及其控制方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0564284A (ja) * 1991-09-04 1993-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd マイクロホン装置
US5715319A (en) * 1996-05-30 1998-02-03 Picturetel Corporation Method and apparatus for steerable and endfire superdirective microphone arrays with reduced analog-to-digital converter and computational requirements
WO2001043494A1 (fr) * 1999-12-13 2001-06-14 Kabushiki Kaisha Kenwood Transducteur electroacoustique optique
US20080192962A1 (en) 2007-02-13 2008-08-14 Sonion Nederland B.V. Microphone with dual transducers
AU2012200065A1 (en) * 2007-03-14 2012-02-02 Qualcomm Incorporated An Acoustic Positioning System
EP2304968A2 (en) 2008-05-23 2011-04-06 Analog Devices, Inc. Wide dynamic range microphone
US8233637B2 (en) 2009-01-20 2012-07-31 Nokia Corporation Multi-membrane microphone for high-amplitude audio capture
US8831246B2 (en) 2009-12-14 2014-09-09 Invensense, Inc. MEMS microphone with programmable sensitivity
US9549252B2 (en) 2010-08-27 2017-01-17 Nokia Technologies Oy Microphone apparatus and method for removing unwanted sounds
DE102013200070B3 (de) 2013-01-04 2014-03-27 Robert Bosch Gmbh Mikrofon-Bauteil

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008014324A2 (en) * 2006-07-25 2008-01-31 Analog Devices, Inc. Multiple microphone system
CN101690262A (zh) * 2007-03-14 2010-03-31 埃波斯开发有限公司 Mems传声器
US20100081487A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-01 Apple Inc. Multiple microphone switching and configuration
CN102637437A (zh) * 2011-02-10 2012-08-15 佳能株式会社 音频处理设备及其控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107991664A (zh) * 2017-11-30 2018-05-04 努比亚技术有限公司 超声波阈值的校准方法、装置及计算机可读存储介质
CN108260037A (zh) * 2018-01-05 2018-07-06 深圳市沃特沃德股份有限公司 语音采集装置和家电设备
CN108260037B (zh) * 2018-01-05 2019-10-22 深圳市沃特沃德股份有限公司 语音采集装置和家电设备

Also Published As

Publication number Publication date
JP6092490B2 (ja) 2017-03-08
EP3075171A1 (en) 2016-10-05
US20150146885A1 (en) 2015-05-28
JP2017504279A (ja) 2017-02-02
WO2015080950A1 (en) 2015-06-04
US9380384B2 (en) 2016-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105745942A (zh) 用于提供宽带频率响应的系统和方法
US10225652B2 (en) Systems and methods for using a speaker as a microphone
KR101981879B1 (ko) 음성 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치
US10225653B2 (en) Systems and methods for using a piezoelectric speaker as a microphone in a mobile device
US11251763B2 (en) Audio signal adjustment method, storage medium, and terminal
US20190306622A1 (en) Method for Sound Effect Compensation, Non-Transitory Computer-Readable Storage Medium, and Terminal Device
KR101540896B1 (ko) 전자 디바이스 상에서의 마스킹 신호 생성
CN108476256A (zh) 一种音量调节方法及终端
CN103873975A (zh) 一种实现蓝牙耳机降噪的方法、装置和系统
CN109067998B (zh) 声音调节方法、终端设备和具有存储功能的装置
US20130094680A1 (en) Portable Electronic Device with Magnetic Audio Interface and Audio Reproduction Accessory Therefor
EP2996352B1 (en) Audio system and method using a loudspeaker output signal for wind noise reduction
CN111343540B (zh) 一种钢琴音频的处理方法及电子设备
JP2019165443A (ja) 音声信号処理装置及びスピーカー
US10433081B2 (en) Consumer electronics device adapted for hearing loss compensation
WO2024037183A1 (zh) 音频输出方法、电子设备及计算机可读存储介质
CN111863006B (zh) 一种音频信号处理方法、音频信号处理装置和耳机
WO2023103503A1 (zh) 频率响应一致性的校准方法及电子设备
WO2023051083A1 (zh) 音频控制方法、电子设备和音频播放系统
CN108391208B (zh) 信号切换方法、装置、终端、耳机及计算机可读存储介质
CN112913258B (zh) 包括多个扬声器的电子装置
TWI720304B (zh) 顯示裝置及其操作方法
CN106210951A (zh) 一种蓝牙耳机的适配方法、装置和终端
CN115696114B (zh) 一种麦克风配置调整方法、电子设备及介质
CN116156390B (zh) 一种音频处理方法和电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160706