CN113329316A - 阵列麦克风缺位检测电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及音频技术领域，公开了一种阵列麦克风缺位检测电路及方法，旨在解决现有的阵列麦克风缺位检测方法存在效率和准确度低的问题，电路包括：控制模块以及与麦克风组数量相同的电阻，所述控制模块设有与麦克风组数量相同的数据输入端口，控制模块的时钟端口与各麦克风的时钟端口连接；每个麦克风组中，左声道麦克风的数据输出端口分别与右声道麦克风的数据输出端口和控制模块的对应数据输入端口连接，左声道麦克风的数据输出端口还通过对应的电阻接地；所述控制模块用于在阵列麦克风上电后向各麦克风提供时钟信号，以及根据输入的音频数据判断阵列麦克风是否存在缺位。本发明提高了阵列麦克风缺位检测的效率和准确性，适用于数字麦克风。

Description

阵列麦克风缺位检测电路及方法

技术领域

本发明涉及音频技术领域，具体来说涉及一种阵列麦克风缺位检测电路及方法。

背景技术

融合AI(人工智能)语音引擎搜索的远场语音功能是一项改变用户体验的技术。用户在离设备3到5米的远距离，即可操控设备，这样的场景如今在智慧家居已经很常见了。其背后正是得益于阵列麦克风的技术支撑。

阵列麦克风通过多个麦克风同时录音，相互补充，又交替对比，可以很好的解决远距离信噪比低，环境折射，多源干扰，设备自噪的问题。因此一致性是贯彻整个远场工作流程最根本的要求，所有麦克风需同时在线、同样灵敏的响应声音，一颗缺位(漏装、虚焊)，仍能录音但整个阵列响应能力将降低。

现有的检测阵列麦克风缺位方法一般是PCB(印制板)在SMT(表面贴装)之后，依靠人工检验或者AOI(自动光学检测)检测成品线路板的方式。前者效率较低且有漏检率，后者表面光学对比无法检出虚焊问题。

发明内容

本发明旨在解决现有的阵列麦克风缺位检测方法存在效率和准确度低的问题，提出一种阵列麦克风缺位检测电路及方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：阵列麦克风缺位检测电路，所述阵列麦克风包括多个麦克风组，所述麦克风组包括左声道麦克风和右声道麦克风，包括：控制模块以及与麦克风组数量相同的电阻，所述控制模块设有与麦克风组数量相同的数据输入端口，控制模块的时钟端口与各麦克风的时钟端口连接；每个麦克风组中，左声道麦克风的数据输出端口分别与右声道麦克风的数据输出端口和控制模块的对应数据输入端口连接，左声道麦克风的数据输出端口还通过对应的电阻接地；

所述控制模块，用于在阵列麦克风上电后向各麦克风提供时钟信号，以及根据输入的音频数据判断阵列麦克风是否存在缺位。

进一步地，所述阵列麦克风中的各麦克风为基于PDM的数字麦克风，当麦克风组正常工作时，其对应的左声道麦克风在时钟上升沿传输左声道数据，对应的右声道麦克风在时钟下降沿传输右声道数据。

进一步地，所述电阻为1005封装，阻值为1000Ω的电阻。

进一步地，所述控制模块还用于，当数据输入端口有音频数据输入时，则判定该数据输入端口对应的麦克风组不存在缺位，否则，判定该数据输入端口对应的麦克风组存在缺位。

本发明还提出一种阵列麦克风缺位检测方法，应用于上述的阵列麦克风缺位检测电路，包括以下步骤：

步骤1、将阵列麦克风上电，并向阵列麦克风提供时钟信号；

步骤2、播放音频；

步骤3、控制模块根据输入的音频数据判断阵列麦克风是否存在缺位。

进一步地，所述步骤3具体包括：

当控制模块的数据输入端口有音频数据输入时，则判定该数据输入端口对应的麦克风组不存在缺位，否则，判定该数据输入端口对应的麦克风组存在缺位。

本发明的有益效果是：本发明所述的阵列麦克风缺位检测电路及方法，通过在各麦克风组的共用数据信号线与地之间设置对地电阻，使得当麦克风阵列中某颗麦克风出现虚焊或漏装的缺位故障时，对应麦克风组的数据表现出异常。本发明无需调节触发电平也能快速定位故障，从而避免残次品流到市场，检测效率和准确性较高。并且整体电路设计和检测方法简单，成本较低。

附图说明

图1为本发明实施例所述的阵列麦克风缺位检测电路的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的阵列麦克风缺位检测方法的流程示意图；

附图标记说明：

U1、U3、…、Un-1-左声道麦克风；U2、U4、…、Un-右声道麦克风；CLK-麦克风的时钟端口；DATA-麦克风的数据输出端口；SOC-控制模块；PDM_CLK-控制模块的时钟端口；PDM_DATA1、PDM_DATA2、…、PDM_DATAm–控制模块的数据输入端口；R1、R2、…、Rm-电阻。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

本发明旨在解决现有的阵列麦克风缺位检测方法存在效率和准确度低的问题，提出一种阵列麦克风缺位检测电路及方法，应用于包括多个麦克风组的阵列麦克风，并且每个麦克风组包括左声道麦克风和右声道麦克风，检测电路包括：控制模块以及与麦克风组数量相同的电阻，所述控制模块设有与麦克风组数量相同的数据输入端口，控制模块的时钟端口与各麦克风的时钟端口连接；每个麦克风组中，左声道麦克风的数据输出端口分别与右声道麦克风的数据输出端口和控制模块的对应数据输入端口连接，左声道麦克风的数据输出端口还通过对应的电阻接地；所述控制模块用于在阵列麦克风上电后向各麦克风提供时钟信号，以及根据输入的音频数据判断阵列麦克风是否存在缺位。

具体而言，控制模块的时钟端口为所有麦克风提供同一基准时钟，同一麦克风组中的左声道麦克风和右声道麦克风的音频数据输出接口通过同一数据线与控制模块上对应的数据输入端口连接，并且该数据线通过对应的电阻接地，当麦克风组正常工作时，该麦克风组中的左声道麦克风在时钟的上升沿传输1比特数据，右声道麦克风在时钟的下降沿传输1比特数据，此时控制模块对应的数据输入端口能够收到正常的音频数据，当麦克风组中存在缺位时，即使数据线上的电平没有新的设备驱动，对应的下拉电阻也会将数据线上的电平拉低，此时控制模块对应的数据输入端口无法收到音频数据，因此，本发明通过控制模块的数据输入端口是否收到音频数据来判断对应的麦克风组是否存在缺位，进而快速定位故障。

实施例

本发明实施例所述的阵列麦克风缺位检测电路，应用于包括多个麦克风组的阵列麦克风，并且每个麦克风组包括左声道麦克风和右声道麦克风，阵列麦克风中的每个麦克风均为基于PDM(脉冲密度调制)的数字麦克风。阵列麦克风缺位检测电路包括：控制模块以及与麦克风组数量相同的电阻，所述控制模块设有与麦克风组数量相同的数据输入端口，控制模块的时钟端口与各麦克风的时钟端口连接；每个麦克风组中，左声道麦克风的数据输出端口分别与右声道麦克风的数据输出端口和控制模块的对应数据输入端口连接，左声道麦克风的数据输出端口还通过对应的电阻接地。

如图1所示，本实施例所述的阵列麦克风包括n个麦克风(n为偶数)，其中，U1、U3、…、Un-1为左声道麦克风；U2、U4、…、Un为右声道麦克风，U1和U2、U3和U4、…、Un-1和Un形成了n/2个麦克风组，所有麦克风的时钟端口CLK均与控制模块的时钟端口PDM_CLK连接，U1和U2的数据输出端口DATA通过同一数据线与控制模块的数据输入端口PDM_DATA1连接，且该数据线通过第一电阻R1接地；U3和U4的数据输出端口DATA通过同一数据线与控制模块的数据输入端口PDM_DATA2连接，且该数据线通过第一电阻R2接地；依次推类，Un-1和Un的数据输出端口DATA通过同一数据线与控制模块的数据输入端口PDM_DATAm连接，且该数据线通过第一电阻Rm接地。

本实施例中，所有电阻R1、R2、…、Rm优选为1005封装，阻值为1000Ω的电阻。

当麦克风组正常工作时，其对应的左声道麦克风在时钟上升沿传输左声道数据，对应的右声道麦克风在时钟下降沿传输右声道数据，其余时间输出高阻。例如，当U1和U2形成的麦克风组正常工作时，该麦克风组中的左声道麦克风U1在时钟的上升沿传输1比特数据，右声道麦克风U2在时钟的下降沿传输1比特数据，此时控制模块对应的数据输入端口PDM_DATA1能够收到正常的音频数据。

当麦克风组中存在缺位时，由于数据线上的电平没有新的设备驱动，所以控制模块对应的数据输入端口会维持与前面相同的信号，保持上一状态，不会改变。因此从电路波形或软件上来看两个通道的数据是一模一样的，无法区分。因此，本实施例通过在麦克风组共用的数据线上增加下拉电阻，当麦克风组中存在缺位时，对应的下拉电阻也会将数据线上的电平拉低，此时麦克风组的音频数据会变为0，控制模块对应的数据输入端口无法收到音频数据，进而解决了两麦共用数据线导致漏装麦克风但数据保持不变的现象，因此，本实施例通过控制模块的数据输入端口是否收到音频数据来判断对应的麦克风组是否存在缺位，进而快速定位故障。

基于上述阵列麦克风缺位检测电路，本实施例还提出一种阵列麦克风缺位检测方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S1、将阵列麦克风上电，并向阵列麦克风提供时钟信号；

步骤S2、播放音频；

步骤S3、控制模块根据输入的音频数据判断阵列麦克风是否存在缺位。

具体而言，当控制模块的数据输入端口有音频数据输入时，则判定该数据输入端口对应的麦克风组不存在缺位，否则，判定该数据输入端口对应的麦克风组存在缺位。例如，控制模块的数据输入端口PDM_DATA1有音频数据输入，则表示U1和U2组成的麦克风组不存在缺位，即U1和U2均处于正常状态，控制模块的数据输入端口PDM_DATA1没有音频数据输入，则表示U1和U2组成的麦克风组存在缺位，即U1和U2中至少有一个麦克风处于缺位状态，依次推类，通过分别判断控制模块的所有数据输入端口是否有音频数据输入，即可对所有麦克风组进行缺位判断。

若阵列麦克风不存在缺位问题，表示测试通过进入下一工序。若某路麦克风无音频输出，则该路麦克风存在缺位问题。需进行维修，维修完成后重新进行检测流程，直到所有麦克风输出均正常，则测试通过，可进入下一工序。

综上所述，本实施例提供了一种阵列麦克风缺位检测电路及方法，解决了因麦克风阵列部分麦克风缺位仍能正常工作而掩盖故障，而现有措施无法有效检出的问题。可以帮助生产阶段可以检出故障的麦克风，避免不良品流入市场。

Claims (6)

1.阵列麦克风缺位检测电路，所述阵列麦克风包括多个麦克风组，所述麦克风组包括左声道麦克风和右声道麦克风，其特征在于，包括：控制模块以及与麦克风组数量相同的电阻，所述控制模块设有与麦克风组数量相同的数据输入端口，控制模块的时钟端口与各麦克风的时钟端口连接；每个麦克风组中，左声道麦克风的数据输出端口分别与右声道麦克风的数据输出端口和控制模块的对应数据输入端口连接，左声道麦克风的数据输出端口还通过对应的电阻接地；

所述控制模块，用于在阵列麦克风上电后向各麦克风提供时钟信号，以及根据输入的音频数据判断阵列麦克风是否存在缺位。

2.如权利要求1所述的阵列麦克风缺位检测电路，其特征在于，所述阵列麦克风中的各麦克风为基于PDM的数字麦克风，当麦克风组正常工作时，其对应的左声道麦克风在时钟上升沿传输左声道数据，对应的右声道麦克风在时钟下降沿传输右声道数据。

3.如权利要求1所述的阵列麦克风缺位检测电路，其特征在于，所述电阻为1005封装，阻值为1000Ω的电阻。

4.如权利要求1至3任一项所述的阵列麦克风缺位检测电路，其特征在于，所述控制模块还用于，当数据输入端口有音频数据输入时，则判定该数据输入端口对应的麦克风组不存在缺位，否则，判定该数据输入端口对应的麦克风组存在缺位。

5.阵列麦克风缺位检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4任一项所述的阵列麦克风缺位检测电路，包括以下步骤：

步骤1、将阵列麦克风上电，并向阵列麦克风提供时钟信号；

步骤2、播放音频；

步骤3、控制模块根据输入的音频数据判断阵列麦克风是否存在缺位。

6.如权利要求5所述的阵列麦克风缺位检测方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

当控制模块的数据输入端口有音频数据输入时，则判定该数据输入端口对应的麦克风组不存在缺位，否则，判定该数据输入端口对应的麦克风组存在缺位。

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