CN108882068A - 适合低过采样率的麦克风系统 - Google Patents

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叶菁华
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Yutaixin Microelectronics Technology Shanghai Co Ltd
Zilltek Technology Corp
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Yutaixin Microelectronics Technology Shanghai Co Ltd
Zilltek Technology Corp
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Abstract

本发明涉及微机电技术领域，尤其涉及一种麦克风系统。适合低过采样率的麦克风系统，包括：声学感测单元，用于将声学信号转换为电信号；N阶M比特模数转换单元，与声学感测单元的输出端连接，用于将电信号转换为N阶M比特信号；数字处理单元，与N阶M比特模数转换单元连接，用于将M比特信号调制为一比特信号，上述M的取值大于1的整数；N的取值大于1小于4的整数。本发明提供一种适合低过采样率的麦克风系统，通过降低模数转换单元的阶数并增加位数后再做数字调制，不会产生模拟调制过程中的模拟噪声，且精度较高，性能容易控制，可以大幅改善麦克风系统性能，适合低功耗使用。

Description

适合低过采样率的麦克风系统
技术领域
本发明涉及微机电技术领域，尤其涉及一种麦克风系统。
背景技术
现有技术中常用于数字麦克风的模数转换器为四阶单比特西格玛德尔塔模数转换器，如图1所示，其包括依次级联的第一阶积分器(stg1)、第二阶积分器(stg2)、第三阶积分器(stg3)及第四阶积分器(stg4)；还包括一单比特量化器(1bit_adc)、一数模转换器(1bit dac)、及一加法器；输入信号(in)经过上述的模数转换器，最终输出信号(1bitdout)为一位数字PDM(Pulse-Density Modulated，脉冲密度调制码)码流，四阶单比特模数转换器电路简单，但是由于其噪声的理论极限最多达到100dBFs，限制了性能的进一步改善。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种适合低过采样率的麦克风系统，解决以上问题。
适合低过采样率的麦克风系统，其中，包括：
声学感测单元，用于将声学信号转换为电信号；
N阶M比特模数转换单元，与所述声学感测单元的输出端连接，用于将所述电信号转换为N阶M比特信号；
数字处理单元，与所述N阶M比特模数转换单元连接，用于将所述M比特信号调制为一比特信号，上述M的取值大于1的整数；N的取值大于1小于4的整数。
本发明的适合低过采样率的麦克风系统，所述声学感测单元与所述信号处理单元之间连接一缓冲器。
本发明的适合低过采样率的麦克风系统，所述N阶M比特模数转换单元采用3阶4比特的模数转换单元。
本发明的适合低过采样率的麦克风系统，所述N阶M比特模数转换单元采用西格玛德尔塔模数转换器。
本发明的适合低过采样率的麦克风系统，所述数字处理单元采用数字调制器。
本发明的适合低过采样率的麦克风系统，所述过采样率低于64OSR。
本发明还提供一种电子设备，包括上述的适合低过采样率的麦克风系统。
有益效果：本发明提供一种适合低过采样率的麦克风系统，通过降低模数转换单元的阶数并增加位数后再做数字调制，不会产生模拟调制过程中的模拟噪声，且精度较高，性能容易控制，可以大幅改善麦克风系统性能，适合低功耗使用。
附图说明
图1为现有技术的四阶单比特西格玛德尔塔模数转换器结构示意图；
图2为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
参照图2，适合低过采样率的麦克风系统，其中，包括：
声学感测单元10，用于将声学信号转换为电信号；
N阶M比特模数转换单元12，与声学感测单元10的输出端连接，用于将电信号转换为N阶M比特信号；
数字处理单元14，与N阶M比特模数转换单元12连接，用于将M比特信号调制为一比特信号，上述M的取值大于1的整数；N的取值大于1小于4的整数。
过采样率的下降对于高阶模数转换单元的影响很明显，传统的4阶单比特模数转换器建立的基础理论是64OSR过采样率，OSR一旦降到很低，性能下降很快。本发明通过降低模数转换单元的阶数并增加位数后再做数字调制，不会产生模拟调制过程中的模拟噪声，且精度较高，性能容易控制，可以大幅改善麦克风系统性能，适合低功耗使用。
本发明的适合低过采样率的麦克风系统，声学感测单元10与信号处理单元之间连接一缓冲器11。缓冲器可用于隔离声学感测单元与信号处理单元之间的信号干扰。
本发明的适合低过采样率的麦克风系统，N阶M比特模数转换单元12优选采用3阶4比特的模数转换单元。采用3阶4比特的模数转换单元噪声可以达到105dBFs，使得麦克风性能得到提升，且能够保证较宽的带宽。
本发明的适合低过采样率的麦克风系统，N阶M比特模数转换单元12采用西格玛德尔塔模数转换器。
本发明的适合低过采样率的麦克风系统，数字处理单元14采用数字调制器。
本发明的适合低过采样率的麦克风系统，过采样率低于64OSR。
本发明还提供一种电子设备，包括上述的适合低过采样率的麦克风系统。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.适合低过采样率的麦克风系统，其特征在于，包括：
声学感测单元，用于将声学信号转换为电信号；
N阶M比特模数转换单元，与所述声学感测单元的输出端连接，用于将所述电信号转换为N阶M比特信号；
数字处理单元，与所述N阶M比特模数转换单元连接，用于将所述M比特信号调制为一比特信号，上述M的取值大于1的整数；N的取值大于1小于4的整数。
2.根据权利要求1所述的适合低过采样率的麦克风系统，其特征在于，所述声学感测单元与所述信号处理单元之间连接一缓冲器。
3.根据权利要求1所述的适合低过采样率的麦克风系统，其特征在于，所述N阶M比特模数转换单元采用3阶4比特的模数转换单元。
4.根据权利要求1所述的适合低过采样率的麦克风系统，其特征在于，所述N阶M比特模数转换单元采用西格玛德尔塔模数转换器。
5.根据权利要求1所述的适合低过采样率的麦克风系统，其特征在于，所述数字处理单元采用数字调制器。
6.根据权利要求1所述的适合低过采样率的麦克风系统，其特征在于，所述过采样率低于64OSR。
7.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1所述的适合低过采样率的麦克风系统。
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