CN205408096U - 数字麦克风和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种数字麦克风和电子设备。该数字麦克风的特征在于包括：用于感测声音信号的传感器；与传感器的输出连接并接收来自传感器的模拟声音信号的预放大器；以及用于检测语音信号或噪声信号的语音主动检测装置，它与传感器的输出连接并接收来自传感器的模拟声音信号，它与预放大器的控制端连接以在检测到噪声信号时使预放大器处于待机状态并在检测到语音信号时启动预放大器。本实用新型所要解决的技术问题是如何减小数字麦克风的功耗。本实用新型的一个用途是电子设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及麦克风技术，更具体地，涉及一种数字麦克风和电子设备。
背景技术
越来越多的智能电子设备具有麦克风，以接收语音输入并产生音频信号。通常，麦克风电路一直处于工作状态，以便随时接收用户输入。但是，以这种方式工作的麦克风会消耗功率，使得电子设备的工作时间缩短。
在现有技术中，技术人员尝试了多种方式来改善麦克风的功耗。
一些技术人员尝试对电路本身的设计复杂度进行改进，以减小功耗。例如，在麦克风的最前端将由传感器感测的模拟音频信号转换成数字信号，从而在后面仅对数字信号进行处理，以减小后续处理的复杂度，由此尝试减小功耗。
另一些技术人员基于对数字信号的处理，识别语音信号和噪声信号，并且，对数字电路部分进行控制，使得在噪声信号的情况下，部分数字电路处于待机状态，从而减小功耗。
此外，还有技术人员试图对用于感测语音输入的传感器(或麦克风的感测部分)进行改进。例如，采用微机械结构的麦克风MEMS芯片来感测语音输入。此外，还可以对麦克风MEMS芯片的微机械结构进行改进，以减小功耗。
因此，如何减小数字麦克风的功耗是本领域技术人员一直以来试图解决的一个技术问题。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种用于数字麦克风的新技术方案。
根据本实用新型的第一方面，提供了一种数字麦克风，包括：用于感测声音信号的传感器；与传感器的输出连接并接收来自传感器的模拟声音信号的预放大器；以及用于检测语音信号或噪声信号的语音主动检测装置，它与传感器的输出连接并接收来自传感器的模拟声音信号，它与预放大器的控制端连接以在检测到噪声信号时使预放大器处于待机状态并在检测到语音信号时启动预放大器。
优选地，所述数字麦克风还包括：与预放大器的输出连接并接收经预放大器预放大的模拟声音信号以产生数字音频信号的模数转换器；其中，所述语音主动检测装置与模数转换器的控制端连接以在检测到噪声信号时使模数转换器处于待机状态并在检测到语音信号时启动模数转换器。
优选地，所述模数转换器是∑-Δ模数转换器。
优选地，所述∑-Δ模数转换器是产生PDM格式或I2S格式音频数字信号的转换器。
优选地，所述数字麦克风还包括：与模数转换器连接并接收来自模数转换器的数字音频信号的数字滤波器；以及与数字滤波器连接并接收经滤波的数字音频信号的电路缓存。
优选地，所述数字麦克风还包括控制和数据接口，其中，该数字和控制接口与语音主动检测装置的唤醒中断输出相连以输出唤醒中断信号，以及该数字和控制接口与所述电路缓存连接并输出数字音频信号。
优选地，语音主动检测装置在检测到语音信号时输出唤醒中断信号。
优选地，所述数字麦克风还包括：与控制和数据接口连接以接收所述数字音频信号和唤醒中断信号的数字信号处理器，其中，该数字信号处理器在接收到唤醒中断信号时从待机状态被唤醒。
优选地，所述数字麦克风还包括：与数字信号处理器连接并接收所述唤醒中断信号的应用处理器，其中，所述应用处理器在接收到唤醒中断信号时从待机状态被唤醒。
根据本实用新型的第二方面，提供了一种电子设备，包括根据本实用新型的数字麦克风。
本实用新型的一个技术效果在于，通过本实用新型的技术方案可以在一定程度上减小数字麦克风的功耗。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
图1是根据本实用新型的一个实施例的数字麦克风的框图。
图2是根据本实用新型的另一个实施例的数字麦克风的框图。
图3是根据本实用新型的另一个实施例的电子设备的框图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
下面参照附图来说明根据本实用新型的各个实施例。
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的数字麦克风的框图。
如图1所示，数字麦克风包括传感器1、预放大器(前置放大器)2和语音主动检测装置3。
传感器1用于感测声音信号。例如，传感器1可以是微机械麦克风芯片。
预放大器2与传感器1的输出连接。它接收来自传感器1的模拟声音信号。预放大器2对模拟声音信号进行放大。
语音主动检测装置3能够检测语音信号或噪声信号。在这里，语音主动检测装置是能够从模拟信号中区分语音信号和噪声信号的装置。在现有技术中可以有多种语音主动检测装置。例如，语音主动检测装置可以根据输入信号的频谱特征及能量分布来检测语音信号或噪声信号。例如，语音信号的频谱比较规则。由于对语音主动检测装置本身的改进不是本实用新型的重点，因此，在此省略对它的描述。
在图1中，语音主动检测装置3与传感器1的输出连接并接收来自传感器1的模拟声音信号。它从所述模拟声音信号中检测语音信号或噪声信号。语音主动检测装置3与预放大器2的控制端连接以在检测到噪声信号时使预放大器处于待机状态并在检测到语音信号时启动预放大器。
在现有技术中，通常使用语音主动检测装置来辅助对语音信号的处理，例如，提高语音的识别性能。例如，在中国专利公开CN1949364A中公开了一种检测输入语音信号可识别度的系统和方法，用于提升系统的识别成功率。然而，在本实用新型中，利用语音主动检测装置来控制放大器的工作状态，以减小功耗。
此外，与基于数字信号进行功率控制的方式相比，在本实用新型中，利用基于模拟信号的语音主动检测装置，可以提高检测语音信号的速度，从而能够更加及时地执行唤醒操作。
此外，如果基于数字信号进行功率控制的话，则无法对诸如预放大器的模拟电路执行控制，或者需要额外的技术方案来对模拟电路进行控制。然而，在本实用新型中，采用基于模拟信号的语音主动检测装置可以对模拟电路进行控制。这在一定程度上进一步减小了数字麦克风的功耗。
在图1中，数字麦克风还包括与预放大器2的输出连接并接收经预放大器预放大的模拟声音信号以产生数字音频信号的模数转换器4。模数转换器4例如是∑-Δ模数转换器。模数转换器4例如能够产生PDM格式或I2S格式音频数字信号。优选地，所述语音主动检测装置3与模数转换器4的控制端连接，从而在检测到噪声信号时使模数转换器4处于待机状态，并在检测到语音信号时启动模数转换器。
在图1中，数字麦克风还包括与模数转换器4连接并接收来自模数转换器的数字音频信号的数字滤波器6。数字滤波器6与电路缓存7连接。电路缓存7从数字滤波器6接收经滤波的数字音频信号。
在图1中，还示出了控制和数据接口8。该数字和控制接口8与语音主动检测装置3的唤醒中断输出相连以输出唤醒中断信号。例如，语音主动检测装置3在检测到语音信号时输出唤醒中断信号。该数字和控制接口8还与所述电路缓存7连接并输出数字音频信号。
可以将图1所示的数字麦克风连接到其他电路，以进行后续处理。
图2是根据本实用新型的另一个实施例的数字麦克风的框图。图2的框图和图1的区别在于，在图2中，还包括数字信号处理器(DSP)9和应用处理器(AP)10。在此省略对图2中与图1相同的部分的描述。
数字信号处理器9与控制和数据接口8连接以接收所述数字音频信号和唤醒中断信号。该数字信号处理器9在接收到唤醒中断信号时从待机状态被唤醒。
应用处理器10与数字信号处理器9连接。优选地，应用处理器10也接收所述唤醒中断信号。所述应用处理器10在接收到唤醒中断信号时从待机状态被唤醒。
图3是根据本实用新型的另一个实施例的电子设备的框图。
在图3中，电子设备20包括麦克风21、扬声器22和显示屏23。电子设备20例如是手机、平板电脑等。
麦克风21例如是根据本实用新型的数字麦克风，例如图1或2所示的数字麦克风。
通过使用根据本实用新型的数字麦克风，可以使得电子设备20的功耗更低，使得电子设备20的待机时间更长。
虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种数字麦克风，其特征在于，包括：
用于感测声音信号的传感器；
与传感器的输出连接并接收来自传感器的模拟声音信号的预放大器；以及
用于检测语音信号或噪声信号的语音主动检测装置，它与传感器的输出连接并接收来自传感器的模拟声音信号，它与预放大器的控制端连接以在检测到噪声信号时使预放大器处于待机状态并在检测到语音信号时启动预放大器。
2.根据权利要求1所述的数字麦克风，其特征在于，还包括：
与预放大器的输出连接并接收经预放大器预放大的模拟声音信号以产生数字音频信号的模数转换器；
其中，所述语音主动检测装置与模数转换器的控制端连接以在检测到噪声信号时使模数转换器处于待机状态并在检测到语音信号时启动模数转换器。
3.根据权利要求2所述的数字麦克风，其特征在于，所述模数转换器是∑-Δ模数转换器。
4.根据权利要求3所述的数字麦克风，其特征在于，所述∑-Δ模数转换器是产生PDM格式或I2S格式音频数字信号的转换器。
5.根据权利要求2所述的数字麦克风，其特征在于，还包括：
与模数转换器连接并接收来自模数转换器的数字音频信号的数字滤波器；以及
与数字滤波器连接并接收经滤波的数字音频信号的电路缓存。
6.根据权利要求5所述的数字麦克风，其特征在于，还包括控制和数据接口，其中，该数字和控制接口与语音主动检测装置的唤醒中断输出相连以输出唤醒中断信号，以及该数字和控制接口与所述电路缓存连接并输出数字音频信号。
7.根据权利要求6所述的数字麦克风，其特征在于，语音主动检测装置在检测到语音信号时输出唤醒中断信号。
8.根据权利要求7所述的数字麦克风，其特征在于，还包括：与控制和数据接口连接以接收所述数字音频信号和唤醒中断信号的数字信号处理器，其中，该数字信号处理器在接收到唤醒中断信号时从待机状态被唤醒。
9.根据权利要求8所述的数字麦克风，其特征在于，还包括：与数字信号处理器连接并接收所述唤醒中断信号的应用处理器，其中，所述应用处理器在接收到唤醒中断信号时从待机状态被唤醒。
10.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1所述的数字麦克风。
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| CN205408096U true CN205408096U (zh) | 2016-07-27 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN105430543A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-03-23 | 歌尔声学股份有限公司 | 数字麦克风和电子设备 |
| CN108962272A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-12-07 | 湖南优浪语音科技有限公司 | 拾音方法和系统 |
| CN112885339A (zh) * | 2019-11-14 | 2021-06-01 | 杭州智芯科微电子科技有限公司 | 语音唤醒系统及语音识别系统 |
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