JP6092490B2 - 広帯域周波数応答を提供するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

[0001]本開示は、一般に電子デバイスに関する。より詳細には、本開示は、広帯域周波数応答を提供するためのシステムおよび方法に関する。

[0002]電子デバイスの使用が一般的になった。特に、電子技術の進歩は、ますます複雑で有用になる電子デバイスのコストを低減した。コスト低減および消費者需要は、電子デバイスが現代社会において実際に遍在するように、電子デバイスの使用を急増させた。電子デバイスの使用が拡大するにつれて、電子デバイスの新しい改善された機能に対する需要も拡大した。より具体的には、新しい機能を実施し、および／または機能をより高速、より効率的またはより高品質に実施する電子デバイスがしばしば求められる。

[0003]一部の電子デバイス（たとえば、セルラーフォン、スマートフォン、オーディオレコーダ、カムコーダ、コンピュータなど）は、オーディオ信号を利用する。これらの電子デバイスは、オーディオ信号をキャプチャ、受信、符号化、記憶および／または送信し得る。たとえば、スマートフォンは、通話用の音声信号をキャプチャし得る。

[0004]しかしながら、オーディオ信号の使用は、現在の技術によって限定される。たとえば、現在のマイクロフォン技術は、いくつかの信号をキャプチャする際に不完全に動作し得る。この説明からわかるように、オーディオ信号キャプチャを改善するシステムおよび方法が有益であり得る。

[0005]電子回路について説明する。電子回路は、音声周波数範囲において第１の周波数応答を示し得、第１の信号をキャプチャし得る、第１のマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ：microelectromechanical system）構造を含み得る。電子回路はまた、第１のＭＥＭＳ構造に結合された第２のＭＥＭＳ構造を含み得る。第２のＭＥＭＳ構造は、超音波周波数範囲において第２の周波数応答を示し、第２の信号をキャプチャし得る。第１の周波数応答と第２の周波数応答との合成が、合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成し得る。

[0006]電子回路は、第２のＭＥＭＳ構造に結合された高域フィルタを含み得る。高域フィルタは、第２の信号によって引き起こされるオーディオ周波数範囲相互変調ひずみ（ＩＭＤ：intermodulation distortion）を緩和し得る。

[0007]電子回路は、第２のＭＥＭＳ構造に結合された自動利得制御（ＡＧＣ）回路を含み得る。ＡＧＣ回路は、信号レベルがしきい値を満たすかまたは超えるとき、超音波周波数範囲における処理を調整し得る。処理を調整することは、第２のＭＥＭＳ構造を非アクティブにすることを含み得る。処理を調整することは、第２のＭＥＭＳ構造の周波数応答を調整することを含み得る。処理を調整することは、第２のＭＥＭＳ構造の利得を低減することを含み得る。

[0008]電子回路によって広帯域周波数応答を提供するための方法についても説明する。本方法は、音声周波数範囲において第１の周波数応答を示す第１のＭＥＭＳ構造によって第１の信号をキャプチャすることを含む。本方法はまた、超音波周波数範囲において第２の周波数応答を示す第２のＭＥＭＳ構造によって第２の信号をキャプチャすることを含む。第１の周波数応答と第２の周波数応答との合成が、合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する。本方法は、第１の信号と第２の信号とを合成することをさらに含む。

[0009]広帯域周波数応答を提供するためのコンピュータプログラム製品についても説明する。コンピュータプログラム製品は、命令をその上にもつ非一時的有形コンピュータ可読媒体を含む。命令は、音声周波数範囲において第１の周波数応答を示す第１のＭＥＭＳ構造によって第１の信号をキャプチャすることを電子回路に行わせるためのコードを含む。命令はまた、超音波周波数範囲において第２の周波数応答を示す第２のＭＥＭＳ構造によって第２の信号をキャプチャすることを電子回路に行わせるためのコードを含む。第１の周波数応答と第２の周波数応答との合成が、合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する。命令は、第１の信号と第２の信号とを合成することを電子回路に行わせるためのコードをさらに含む。

[0010]広帯域周波数応答を提供するための装置についても説明する。本装置は、第１の信号をキャプチャするための手段を含む。第１の信号をキャプチャするための手段は、音声周波数範囲において第１の周波数応答を示す。本装置はまた、第１の信号をキャプチャするための手段に結合された第２の信号をキャプチャするための手段を含む。第２の信号をキャプチャするための手段は、超音波周波数範囲において第２の周波数応答を示す。第１の周波数応答と第２の周波数応答との合成が、合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する。

[0011]１００ヘルツ（Ｈｚ）から１０キロヘルツ（ｋＨｚ）の周波数範囲におけるマイクロフォンの周波数応答の例を示すグラフ。 [0012]０Ｈｚから８０ｋＨｚの周波数範囲におけるマイクロフォンの周波数応答の例を示すグラフ。 [0013]０Ｈｚから８０ｋＨｚの周波数範囲におけるマイクロフォンの周波数応答のさらなる例を示すグラフ。 [0014]音声および／または超音波適用例についてのターゲット周波数応答の一例を示すグラフ。 [0015]ターゲット周波数応答の別の例を示すグラフ。 [0016]オーディオ適用例についてのターゲット周波数応答の別の例を示すグラフ。 [0017]既知のマイクロフォンの周波数応答の別の例を示すグラフ。 [0018]既知のマイクロフォンの周波数応答とターゲット周波数応答との一例を示すグラフ。 [0019]ターゲット周波数応答の別の例を示すグラフ。 [0020]本明細書で開示するシステムおよび方法による電子回路の一構成を示すブロック図。 [0021]電子回路によって広帯域周波数応答を提供するための方法の一構成を示す流れ図。 [0022]本明細書で開示するシステムおよび方法による複数のマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）構造を含む電子回路の一例を示すブロック図。 [0023]本明細書で開示するシステムおよび方法による２つのＭＥＭＳ構造についての周波数応答の一例を示すグラフ。 [0024]本明細書で開示するシステムおよび方法による複数のＭＥＭＳ構造を含む電子回路の別の例を示すブロック図。 [0025]本明細書で開示するシステムおよび方法に従って緩和され得る相互変調ひずみ（ＩＭＤ）の一例を示すグラフ。 [0026]本明細書で開示するシステムおよび方法による複数のＭＥＭＳ構造を含む電子回路の別の例を示すブロック図。 [0027]本明細書で開示するシステムおよび方法による２つのＭＥＭＳ構造についての周波数応答の別の例を示すグラフ。 [0028]本明細書で開示するシステムおよび方法による２つのＭＥＭＳ構造についての周波数応答の別の例を示すグラフ。 [0029]本明細書で説明する電子回路のうちの１つまたは複数によって広帯域周波数応答を提供するための方法のより具体的な構成を示す流れ図。 [0030]本明細書で開示するシステムおよび方法による複数のＭＥＭＳ構造を含む電子回路の別の例を示すブロック図。 [0031]広帯域周波数応答を提供するためのシステムおよび方法が実装され得るワイヤレス通信デバイスの一構成を示すブロック図。 [0032]電子デバイスにおいて利用され得る様々な構成要素を示す図。

[0033]本明細書で説明するシステムおよび方法は、広帯域周波数応答のために複数のマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）マイクロフォンを利用し得る。１つの問題は、マイクロフォン性能がオーディオ周波数から超音波周波数を十分にカバーしないことがあり、結果として、オーディオおよび超音波の使用事例の性能に悪影響を及ぼし得る不要な応答（たとえば、ターゲット周波数応答を達成しない応答、あるいは１つまたは複数の周波数範囲にわたって所定の振幅範囲の外側にある応答）が生じることである。たとえば、不要な応答（たとえば、フラットでない応答）は、オーディオおよび超音波アルゴリズム使用のためにデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）において補正される必要があり得る。さらに、応答における高レベルピークがダイナミックレンジを低減し、位相シフトを引き起こし得、それにより、アルゴリズム性能が劣化し得る。（たとえば、単一のマイクロフォン内で）本明細書で開示するシステムおよび方法による複数のＭＥＭＳ構造を使用することは、これらの問題を改善または解決するのに役立ち得る。特に、単一のマイクロフォン内で複数のＭＥＭＳ構造を使用して、改善されたマイクロフォン周波数応答が取得され得る。たとえば、ＭＥＭＳ構造のうちの１つは、２０キロヘルツ（ｋＨｚ）までの周波数範囲（たとえば、オーディオ帯域）のためにチューニング（たとえば、最適化）され得、別のＭＥＭＳ構造は、２０ｋＨｚと１００ｋＨｚとの間の周波数範囲のためにチューニング（たとえば、最適化）され得る。いくつかの構成では、これらの構造からの出力は、再合成され、シグマデルタアナログデジタル変換器を使用してデジタルに変換される。

[0034]モバイル適用例は、以前は音声およびオーディオ帯域幅のみを使用したので、いくつかの知られている手法はモバイル適用例についての周波数応答問題に特に対処しない。たとえば、オーディオのために設計された既存の単一のＭＥＭＳマイクロフォンが活用され得、一方、超音波帯域における感度を増加させることが試みられ得る。たとえば、いくつかの高性能参照マイクロフォンは約１００ｋＨｚまでを測定し分けることができる。さらに、４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚのために設計されたいくつかの超音波センサーが一般的であるが、オーディオ帯域では動作しない。高い音圧レベル（ＳＰＬ：sound pressure level）に対処するためにいくつかのデュアルＭＥＭＳが導入されていることに留意されたい。デュアルＭＥＭＳは感度を増加させるためにも使用され得る。

[0035]しかしながら、本明細書で開示するシステムおよび方法の一態様は、特定の周波数帯域についての性能を改善する（たとえば、最適化する）ために複数の（たとえば、デュアル）ＭＥＭＳセンサーを使用する。たとえば、単一のマイクロフォン内で複数のＭＥＭＳ構造を使用することによってマイクロフォン周波数応答が調整され得る。いくつかの構成では、キャプチャされた信号は電気的に再合成され得る。これは、２ウェイラウドスピーカーを設計することと同様に、ただし反対方向に考えられ得る。

[0036]本発明の随意の一態様は超音波マイクロフォン相互変調ひずみ（ＩＭＤ）に対処する。たとえば、本明細書で開示するシステムおよび方法は、広帯域マイクロフォンにおいてＩＭＤを低減するための手法を提示する。１つの問題は、９６ｋＨｚまでの超音波と２４ｋＨｚ未満のオーディオの両方をサポートする広帯域幅をもつマイクロフォンが、超音波による可聴ＩＭＤを伴う問題を有し得ることである。１つの例示的なシナリオは、ユーザがノートをとるために超音波ペンを使用しながらＳｋｙｐｅ呼出しをかけている場合である。ペンがアクティブであるとき、遠端にいる人は、マイクロフォンによって生成されたＩＭＤの結果としてバズ音を聞き得る。これは、近端の話者が静かであり、ＩＭＤが音声によってマスクされないときに最も顕著であり得る。

[0037]マイクロフォンにおけるＩＭＤは、高インピーダンスアナログ入力と合成されたＭＥＭＳの結果である。たとえば、２つのＭＥＭＳセンサー間の周波数帯域を分離することによって、ＩＭＤは、ハイパスフィルタでフィルタ処理することによって除去または大幅に低減され得る。

[0038]この問題は、オーディオ帯域のみをサポートするマイクロフォンによって対処されなかった。その場合、周波数応答は２０ｋＨｚ以下に限定され得る。しかしながら、新しい適用例のために超音波が使用されるとき、これはより大きい問題になり得る。既存のマイクロフォンは概して超音波をターゲットにしないが、それらは、問題を引き起こし得る何らかの応答をこの帯域中に有する傾向がある。たとえば、マイクロフォン供給者は現在、オーディオ帯域（たとえば、＜２４ｋＨｚ）要件のみに基づくひずみ性能をターゲットにする。これは、オーディオ帯域において極めて線形である単一のＭＥＭＳ構造およびインターフェースを作成することに焦点を当てることによって行われる。

[0039]しかしながら、帯域幅を９６ｋＨｚに拡張すると、この問題は極めて困難になる。本明細書で開示するシステムおよび方法に従ってひずみを生成する構成要素を分離することによって、各々についての要件は、フィルタ処理技法を通して緩和され得る。

[0040]本明細書で開示するシステムおよび方法の別の随意の態様は、（たとえば、意図された信号および／または干渉信号によって引き起こされる）１つまたは複数の信号レベルを制御することを伴う。たとえば、本明細書で開示するシステムおよび方法は超音波マイクロフォン自動利得制御（ＡＧＣ）を利用し得る。

[0041]１つの問題は、超音波対応マイクロフォンが干渉超音波信号で飽和されることになり得ることである。たとえば、会議室近接センサーは超音波対応マイクロフォンを飽和させ得る。会議室中の多くの近接センサーは、２５ｋＨｚから６０ｋＨｚの周波数範囲で動作する超音波送信機を使用する。この信号は、場合によっては、極めて大きく、単一のセンサーを使用するマイクロフォン中のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を飽和させ得る。

[0042]２つのＭＥＭＳセンサー間で分割される周波数帯域のために、本明細書で開示するシステムおよび方法は、大きい近接センサー信号を検出し、改善された性能をどのようにして取得すべきかを決定するためにＡＧＣ手法を利用し得る。たとえば、高周波数ＭＥＭＳは、オーディオ性能への影響がないようにオフにされ得る。別の例では、高周波数ＭＥＭＳの周波数応答が調整され得る。また別の例では、高周波数ＭＥＭＳの利得が低減され得る。

[0043]この問題は、オーディオ帯域のみをサポートするマイクロフォンによって対処されなかった。その場合、周波数応答は２０ｋＨｚ以下に限定され得る。しかしながら、新しい適用例のために超音波が使用されるとき、これはより大きい問題になり得る。既存のマイクロフォンは概して超音波をターゲットにしないが、それらは、問題を引き起こし得る何らかの応答をこの帯域中に有する傾向がある。超音波適用例は、モバイルコンピューティング空間における新技術である。それに応じて、本明細書で開示するシステムおよび方法は、問題への新規の解決策を提供する。

[0044]他の可能な解決策は、マイクロフォンの感度を低減することを含むが、これはオーディオ性能を劣化させ得る。高音圧レベル（ＳＰＬ）マイクロフォンは、飽和を防ぐためにより多くのヘッドルームを提供することによってこれに対処することが可能であり得る。既知の高ＳＰＬマイクロフォンは、コンサートを録音することなど、オーディオ適用例をターゲットにする。これが超音波帯域に拡張される場合、オーディオは、高レベル超音波の存在下で依然として機能し得る。しかしながら、ユーザが聞き分けることができる程度まで、不明な理由によりオーディオ雑音フロアの顕著な増加があり得る。

[0045]次に、図を参照しながら様々な構成について説明し、ここで、同様の参照番号は機能的に同様の要素を示し得る。本明細書で概して説明し、図に示すシステムおよび方法は、多種多様な異なる構成で構成および設計され得る。したがって、図に表されるいくつかの構成についての以下のより詳細な説明は、請求される範囲を限定するものではなく、システムおよび方法を代表するものにすぎない。

[0046]図１は、１００ヘルツ（Ｈｚ）から１０キロヘルツ（ｋＨｚ）の周波数範囲におけるマイクロフォン１０４ａ〜ｂの周波数応答の例を示すグラフ１０２を含む。グラフ１０２の水平軸は周波数（Ｈｚ）１０８で示され、グラフ１０２の垂直軸は振幅（デシベル（ｄＢ））１０６で示されている。１００Ｈｚと８ｋＨｚとの間の周波数範囲は、人間の音声の周波数成分の多くがこの周波数範囲内に生じるので、「音声周波数範囲」と呼ばれることがある。音声帯域マイクロフォンは、音声周波数範囲内に生じる音声信号をキャプチャするように設計され得る。

[0047]図１に示されているように、マイクロフォン１０４ａ〜ｂの周波数応答は、１００Ｈｚと８ｋＨｚとの間でほぼフラットである。音声適用例では、１００Ｈｚと８ｋＨｚとの間のターゲット周波数応答（たとえば、０ｄＢからの振幅変動が±２ｄＢよりも小さい、「フラット」応答など）を満たす周波数応答振幅を有することが望ましいことがある。

[0048]しかしながら、超音波適用例のために既知のオーディオマイクロフォンを使用することに伴う問題がある。たとえば、モバイルデバイスにおける超音波適用例は、８０ｋＨｚまでの周波数における超音波信号を利用し得る。しかしながら、既知のマイクロフォンは、８または２０ｋＨｚまでのターゲット周波数応答のみを満たすように典型的に設計される。たとえば、ターゲット周波数応答は、振幅変動が１つまたは複数の周波数範囲にわたってある振幅範囲内に制限されるときに達成され得る。

[0049]図２は、０Ｈｚから８０ｋＨｚの周波数範囲におけるマイクロフォン２０４ａ〜ｅの周波数応答の例を示すグラフ２０２を含む。グラフ２０２の水平軸は周波数（Ｈｚ）２０８で示され、グラフ２０２の垂直軸は振幅（ｄＢ）２０６で示されている。図２は、１０ｋＨｚを上回る既知のマイクロフォンの周波数応答を示している。１０ｋＨｚを上回ると、これらの応答は、場合によっては５０ｄＢ超だけ変動することがある。

[0050]図３は、０Ｈｚから８０ｋＨｚの周波数範囲におけるマイクロフォン３０４ａ〜ｂの周波数応答のさらなる例を示すグラフ３０２を含む。グラフ３０２の水平軸は周波数（Ｈｚ）３０８で示され、グラフ３０２の垂直軸は１ボルトに対するデシベル（ｄＢＶ）３０６で示されている。図３は、０〜１０ｋＨｚ範囲における少量の変動と、１０〜８０ｋＨｚ範囲における大量の変動とをもつ応答を示すマイクロフォン周波数応答の２つの例を示している。

[0051]図４は、音声および／または超音波適用例についてのターゲット周波数応答の一例を示すグラフ４０２を含む。グラフ４０２の水平軸は周波数（Ｈｚ）４０８で示され、グラフ４０２の垂直軸は振幅（ｄＢ）４０６で示されている。ターゲット周波数応答は、最小振幅、最大振幅および／またはターゲット振幅に基づいて定義され得る。特に、グラフ４０２は、音声および超音波適用例についてマイクロフォンのターゲット周波数応答の最小振幅４１４、最大振幅４１０およびターゲット振幅４１２を示している。この例では、マイクロフォンは、それが最小振幅４１４と最大振幅４１０との中間の応答を示した場合、ターゲット周波数応答を達成し得る。

[0052]図４に示されたターゲット周波数応答は、２０キロヘルツ（ｋＨｚ）と１００ｋＨｚとの間の超音波周波数範囲においてフラットな応答でないことに留意されたい。たとえば、ターゲット周波数応答は、（図４に示されているような）傾斜した周波数応答、フラットな周波数応答またはそれらの組合せを含み得る。たとえば、図４に示されたターゲット周波数応答は、４次雑音整形を用いたデジタルマイクロフォンについてのターゲット周波数応答の一例であり得る。本明細書で開示するシステムおよび方法は、図示されたターゲット周波数応答を達成する感度を提供するために適用され得る。しかしながら、アナログマイクロフォンまたは異なるデジタルマイクロフォンは、異なるターゲット応答を達成するように設計または調整され得ることに留意されたい。たとえば、フラットな応答を含むターゲット周波数応答の一例が図５に示されている。

[0053]図５は、ターゲット周波数応答の別の例を示すグラフ５０２を含む。グラフ５０２の水平軸は周波数（Ｈｚ）５０８で示され、グラフ５０２の垂直軸は振幅（ｄＢ）５０６で示されている。特に、グラフ５０２は、音声および／または超音波適用例についてマイクロフォンのターゲット周波数応答の最小振幅５１４、最大振幅５１０および／またはターゲット振幅５１２を示している。この例では、マイクロフォンは、それが最小振幅５１４と最大振幅５１０との中間の応答を示した場合、ターゲット周波数応答を達成し得る。図示されたターゲット周波数応答は、２０ｋＨｚ未満でより小さい変動（たとえば、０ｄＢから±２ｄＢ）を、超音波周波数範囲においてより大きい変動（たとえば、０ｄＢから±４ｄＢ）を可能にする。

[0054]図６は、オーディオ適用例についてのターゲット周波数応答の別の例を示すグラフ６０２を含む。グラフ６０２の水平軸は周波数（Ｈｚ）６０８で示され、グラフ６０２の垂直軸は振幅（ｄＢ）６０６で示されている。特に、グラフ６０２は、オーディオ適用例についてマイクロフォンのターゲット周波数応答の最小振幅６１４、最大振幅６１０および／またはターゲット振幅６１２を示している。この例では、マイクロフォンは、それが最小振幅６１４と最大振幅６１０との中間の応答を示した場合、ターゲット周波数応答を達成し得る。図４および図６においてわかるように、周波数応答要件はオーディオ適用例および超音波適用例について発散し得る。

[0055]図７は、既知のマイクロフォン７０４の周波数応答の別の例を示すグラフ７０２を含む。グラフ７０２の水平軸は周波数（Ｈｚ）７０８で示され、グラフ７０２の垂直軸は振幅（ｄＢ）７０６で示されている。図７に示されたマイクロフォン７０４周波数応答は、図６に関して説明したターゲット周波数応答に対して示されている。わかるように、マイクロフォン７０４周波数応答は、ターゲット周波数応答の最小振幅７１４と最大振幅７１０との外側に変動する。

[0056]図８は、既知のマイクロフォン８０４の周波数応答とターゲット周波数応答との一例を示すグラフ８０２を含む。グラフ８０２の水平軸は周波数（Ｈｚ）８０８で示され、グラフ８０２の垂直軸は振幅（ｄＢ）８０６で示されている。特に、図８は、ターゲット周波数応答と比較してマイクロフォン８０４の周波数応答を示している。グラフ８０２に示されているように、マイクロフォン８０４はターゲット周波数応答を達成しない。マイクロフォンは、それの周波数応答がターゲット周波数応答に従って最小振幅および／または最大振幅の外側に変動する場合、ターゲット周波数応答を達成しない。わかるように、マイクロフォン８０４周波数応答は、（超音波周波数範囲において）最大振幅８１０と最小振幅８１４との外側に変動する。超音波性能を向上させるために電気信号フィルタ処理技法が利用され得ることに留意されたい。これはある程度動作し得るが、超音波周波数範囲における共振が依然として問題をもたらす。

[0057]図９は、ターゲット周波数応答の別の例を示すグラフを含む。グラフ９０２の水平軸は周波数（Ｈｚ）９０８で示され、グラフ９０２の垂直軸は振幅（ｄＢ）９０６で示されている。特に、グラフ９０２は、オーディオおよび／または超音波適用例についてマイクロフォンのターゲット周波数応答の最小振幅９１４、最大振幅９１０および／またはターゲット振幅９１２を示している。この例では、マイクロフォンは、それが最小振幅９１４と最大振幅９１０との中間の応答を示した場合、ターゲット周波数応答を達成し得る。図９においてわかるように、ターゲット周波数応答は、超音波周波数範囲において減衰した周波数応答を含む。

[0058]ターゲット周波数応答を達成する際における問題の一部は音響効果に関与することがあり、電気的問題でないことがある。場合によっては、オーディオ周波数範囲（＜２０ｋＨｚ）と超音波周波数範囲（２０ｋＨｚから１００ｋＨｚ）とについての発散要件があり得る。これらの問題に対処するために異なる手法が使用され得る。いくつかのオプションは次のように与えられる。１つのオプションでは、２つのマイクロフォンが使用され得、１つは超音波用に、１つはオーディオ用に使用される。このオプションでは、望ましい周波数応答が取得され得る。しかしながら、製造業者は２つの異なる部品を供給する必要があり得る。さらに、これは追加のコストにつながり得、インターフェースのためにさらなる入出力（Ｉ／Ｏ）能力を必要とし得る。このオプションでは、既知のマイクロフォンは、より良いオーディオおよび／または超音波性能のために依然として改善される必要があり得る。

[0059]別のオプションでは、オーディオ帯域と超音波帯域の両方についてターゲット周波数応答を達成するのに最も近づく既知のマイクロフォンが選択され得る。このオプションは、最小の労力を伴う１部品解決策を提供し得る。しかしながら、性能は著しく異なり、オーディオデバイスは、所望の周波数においてうまく機能することを保証されないことがある。

[0060]別のオプションでは、マイクロフォン製造業者が、改善された解決策を提供するように奨励され得る。このオプションは、制御および超音波性能を改善することにつながり得る。しかしながら、このオプションはターゲット性能を依然として満たさないことがあり、場合によっては、ターゲット性能により近づくために電気的変化のみが生成され得る。たとえば、このオプションはオーディオ要件を依然として満たさないことがある。たとえば、高周波感度を減少させるモードが利用され得るが、これは、やはり十分低くならないことがある。

[0061]また別のオプションは、（たとえば、単一のマイクロフォン中に）２つのＭＥＭＳダイアフラムを利用することを含み、ここで、一方のＭＥＭＳダイアフラムはオーディオ用に設計され、他方のＭＥＭＳダイアフラムは超音波用に設計される。このオプションでは、ターゲット周波数応答が達成され得る。このオプションはまた、適用例に基づいて混合モードまたは単一モードを使用することを可能にする。このオプションは、音響効果を伴う問題に対処することを可能にし得る。

[0062]図１０は、本明細書で開示するシステムおよび方法による電子回路１０１４の一構成を示すブロック図である。電子回路１０１４の例としては、集積回路、マイクロフォン、プリント回路板、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などがある。いくつかの構成では、電子回路１０１４は、マイクロフォン、電話、セルラーフォン、スマートフォン、タブレットデバイス、音声レコーダ、デジタルカメラ、スチールカメラ、カムコーダ、ヘッドセット（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ヘッドセット、ワイヤードヘッドセットなど）、ゲーミングシステム、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、テレビジョン、モニタ、アプライアンス、車両ダッシュボード電子システムなどの電子デバイスであり得るか、または電子デバイスに組み込まれ得る。

[0063]電子回路１０１４は、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）構造Ａ１０１６およびＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０を含む。いくつかの構成では、ＭＥＭＳ構造１０１６、１０２０は、マイクロメートル範囲内の（たとえば、０．００１ミリメートルと１ミリメートル（ｍｍ）との間の）サイズをもつ１つまたは複数の構成要素を含み得る。たとえば、ＭＥＭＳ構造１０１６、１０２０のうちの１つまたは複数は、サイズが約０．５ｍｍであるダイアフラムを有し得る。概して、ＭＥＭＳ構造１０１６、１０２０（たとえば、ＭＥＭＳセンサー）は音信号をキャプチャする（たとえば、音響音信号に基づいて電気信号を生成する）。言い換えれば、ＭＥＭＳ構造１０１６、１０２０の各々は、音響音信号（たとえば、波、発振など）を電気信号に変換するトランスデューサであり得る。いくつかの構成では、ＭＥＭＳ構造１０１６、１０２０は、音響音信号を電気信号に変換するためのダイアフラムまたはアクチュエータを含む。たとえば、ＭＥＭＳ構造１０１６、１０２０の各々は、音（たとえば、媒体の圧力振動）に応答する容量性ダイアフラムを含み得る。いくつかの構成では、ＭＥＭＳ構造１０１６、１０２０の各々は、シリコンで実装（たとえば、エッチング）され得、（たとえば、中心において）円形ダイアフラムをもつ正方形または長方形の形状であり得る。音がダイアフラムと相互作用するとき、ダイアフラムとプレート（たとえば、バックプレート）との間の容量が変化する。容量のこれらの変化は、電気信号を生成するために利用され得る。いくつかの構成では、ダイアフラムおよび／またはバックプレートは、（たとえば、バックプレートを通る）空気流を可能にする１つまたは複数のホールを有し得る。

[0064]本明細書で使用する「音」という用語は、媒体（たとえば、空気）を通して伝動される１つまたは複数の力学的波動（たとえば、圧力における振動）を指し得る。人間に可聴である音は、典型的には１２Ｈｚから２０ｋＨｚの周波数範囲内で生じ得る。本明細書で開示するシステムおよび方法のいくつかの構成では、「オーディオ周波数範囲」は、２０ｋＨｚ未満の周波数（たとえば、０Ｈｚ＜ｆ_audio＜２０ｋＨｚ）において生じるものとして定義され、「音声周波数範囲」は、１００Ｈｚ〜８ｋＨｚ間（たとえば、１００Ｈｚ≦ｆ_voice≦８ｋＨｚ）に生じるものとして定義され、「超音波周波数範囲」は、２０〜１００ｋＨｚ間（たとえば、２０ｋＨｚ≦ｆ_ultrasound≦１００ｋＨｚ）に生じるものとして定義される。たとえば、１００Ｈｚから８ｋＨｚの「音声周波数範囲」が利用され得、不要な雑音を除去するために１００Ｈｚ未満の周波数は減衰（たとえば、フィルタ処理）され得る。ただし、広帯域音声は５０Ｈｚまで下に指定され得、音声信号は０Ｈｚまで下の周波数を概して含み得ることに留意されたい。しかしながら、（たとえば、１００Ｈｚまたは５０Ｈｚ未満の）これらのより低い周波数の一部は、いくつかの音声呼適用例では符号化および／または送信されないことがある。したがって、他の構成では、「音声周波数範囲」は、０Ｈｚ〜８ｋＨｚまたは５０Ｈｚ〜８ｋＨｚの範囲を含むものと考えられ得る。

[0065]フラットな周波数応答は、ある周波数範囲にわたって（たとえば、音声周波数範囲内で、オーディオ周波数範囲内で、超音波周波数範囲内で、上記のいずれかのサブセット内で、あるいはそれらの任意の組合せ内でまたはそれらの任意の組合せにわたって）ターゲット振幅またはターゲット値から振幅の範囲内で変動し得る。「フラットな周波数応答」の一例は、音声周波数範囲にわたってターゲット振幅から（たとえば、０ｄＢなどのターゲット値から）±２ｄＢ内で変動し得る。「フラットな周波数応答」の別の例は、超音波周波数範囲にわたってターゲット振幅（たとえば、０ｄＢ、２ｄＢ、−２ｄＢなどのターゲット値）から±４ｄＢ内で変動し得る。他の振幅範囲が指定され得ることに留意されたい。

[0066]「傾斜した周波数応答」は、ある周波数範囲にわたって（たとえば、音声周波数範囲内で、オーディオ周波数範囲内で、超音波周波数範囲内で、上記のいずれかのサブセット内で、あるいはそれらの任意の組合せ内でまたはそれらの任意の組合せにわたって）増加および／または減少しているターゲット振幅から振幅範囲内で変動し得る。傾斜した周波数応答の一例は、図４に示されているように３０ｋＨｚと８０ｋＨｚとの間で２２ｄＢだけ増加するターゲット振幅から±４ｄＢ内で変動し得る。

[0067]ターゲット周波数応答の振幅の範囲はある周波数範囲にわたって変動し得ることに留意されたい。たとえば、ターゲット周波数応答の振幅の範囲は、図４に示されているように、２０ｋＨｚにおける±２ｄＢから３０ｋＨｚにおける±４ｄＢに拡張する（および８０ｋＨｚの上方に拡張する）。

[0068]ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６は、音声周波数範囲信号をキャプチャするように設計され得る。ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６は、第１の（たとえば、音声）周波数範囲において第１の周波数応答を示し得る。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６は、音声周波数範囲においてフラットなおよび／または傾斜した周波数応答を示し得る。ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は、超音波周波数範囲信号をキャプチャするように設計され得る。ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は、第２の（たとえば、超音波）周波数範囲において第２の周波数応答を示し得る。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は、超音波周波数範囲においてフラットなおよび／または傾斜した周波数応答を示し得る。

[0069]上記で説明したように、多くの既知のマイクロフォンは、１つまたは複数の周波数範囲にわたって（たとえば、音声周波数範囲および超音波周波数範囲にわたって）特定のターゲット周波数応答を達成しないことがある。本明細書で開示するシステムおよび方法の利益のうちの１つは、複数の範囲内の周波数応答が分離され得ることである。これは、異なる周波数範囲内で別個の設計およびチューニングを可能にする。合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する合成周波数応答を生成するために、異なる周波数範囲内の周波数応答は合成され得る。たとえば、音声周波数範囲内の（または、たとえば、より広いオーディオ周波数範囲内の）ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６の周波数応答は、超音波周波数範囲内のＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０の周波数応答から効果的に分離され得る。したがって、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６およびＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は別個の周波数応答を有し得る。ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６とＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０との周波数応答は、合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成するために合成され得る。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６およびＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は、それぞれの周波数応答を合成するために加算器１０２４によって結合され得る。このようにして、複数のＭＥＭＳ構造は、合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する合成周波数応答を示す単一のマイクロフォンに結合され得る。「合成周波数範囲」は、各ＭＥＭＳ構造の周波数応答の範囲の各々に対応する周波数範囲を含み得る。

[0070]ＭＥＭＳ構造が合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成するとき、これは、ターゲット周波数応答が、少なくとも指定された周波数範囲の各々において達成されることを意味し得る。したがって、ターゲット周波数応答は、１つまたは複数の連続または不連続周波数範囲において達成され得る。たとえば、本明細書で開示するシステムおよび方法は、オーディオ周波数範囲におけるフラットな周波数応答と、超音波周波数範囲におけるフラットな周波数応答とを可能にし得る。別の例では、本明細書で開示するシステムおよび方法は、音声周波数範囲におけるフラットな周波数応答と、超音波周波数範囲における傾斜した応答とを可能にし得る。したがって、本明細書で開示するシステムおよび方法は、複数の（たとえば、２つの）周波数範囲または帯域において周波数応答を別々に制御する際により多くのフレキシビリティを提供し得る。

[0071]ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６は第１の信号１０１８をキャプチャする。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６は、音響的な第１の信号を電気的な第１の信号１０１８に変換する。ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は第２の信号１０２２をキャプチャする。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は、音響的な第２の信号を電気的な第２の信号１０２２に変換する。

[0072]ＭＥＭＳ構造１０１６、１０２０の各々は、周波数応答に影響を及ぼし得る１つまたは複数のパラメータに従って設計され得ることに留意されたい。これらのパラメータのいくつかは、ダイアフラムのサイズおよび形状、バックプレートまでの距離、ダイアフラムのスチフネス、ダイアフラム中のホールのサイズおよびロケーション（もしあれば）、バックプレート中のホールのサイズおよびロケーション（もしあれば）、バックボリューム（たとえば、対応する共振を有し得る、バックプレートの後ろのチャンバサイズ）、ダイアフラムからバックプレートまでの間隔、ポートホールサイズなどを含み得る。たとえば、マイクロフォンのポートホールがあまりに大きい場合、マイクロフォン周波数応答はターゲット周波数応答を達成しないことがある。したがって、ターゲット周波数応答を達成するために、いくつかの構成ではより小さいポートホールサイズが使用され得る。いくつかの構成では、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６およびＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０はバックボリュームを共有し得る。追加または代替として、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６およびＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は、ポートホール（たとえば、音響信号がそれを通して受信されるホール）を共有し得る。他の構成では、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６およびＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は、分離されたバックボリューム（たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６に対応するバックボリュームとＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０に対応するバックボリュームとの間のパーティション）を有し得る。追加または代替として、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６およびＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は別個のポートホールを有し得る。本システムおよび方法は、本明細書で開示され、これらのパラメータの各々が、ＭＥＭＳ構造１０１６、１０２０間で分離された周波数応答を取得するように設計されることを可能にする。

[0073]ポートホールを追加するかまたはポートホール設計を変更すると、マイクロフォン性能が変化し得ることに留意されたい。場合によっては、インは、デジタル信号処理（ＤＳＰ）を使用してこれらの変化を補償することが可能であり得る。ただし、本明細書で開示するシステムおよび方法の１つの利益は、周波数応答において（たとえば、ターゲット周波数応答の周波数範囲内で）共振ピークを回避することであり、それにより、ポートホール変更に対する耐性が一層あるマイクロフォンが提供される。

[0074]いくつかの知られている手法では、異なる音圧レベル（ＳＰＬ）範囲の改善された受信を提供するために複数のＭＥＭＳが利用され得る。たとえば、１つのＭＥＭＳは、より低いＳＰＬでオーディオ周波数範囲において信号をキャプチャするように設計され得るが、別のＭＥＭＳは、高いＳＰＬでオーディオ周波数範囲において信号をキャプチャするように設計され得る。しかしながら、これらの知られている手法は、両方のＭＥＭＳがオーディオ周波数範囲において少なくともいくつかの信号をキャプチャするように設計されるという点で、本明細書で開示するシステムおよび方法とは異なる。本明細書で開示するシステムおよび方法によれば、１つのＭＥＭＳ構造（たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６）は、音声周波数範囲および／またはオーディオ周波数範囲において信号をキャプチャするように設計され得る。しかしながら、別のＭＥＭＳ構造（たとえば、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０）は、超音波周波数範囲において信号をキャプチャするように設計され得る。いくつかの構成では、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は、音声周波数範囲および／またはオーディオ周波数範囲において信号をキャプチャするのを回避するように設計され得る。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は、音声周波数範囲またはオーディオ周波数範囲において信号を減衰させる周波数応答を示し得る。それに応じて、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６は、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０の周波数応答から分離されたまたは別個の周波数応答を有し得る。これらの分離された周波数応答は、ＭＥＭＳ構造１０１６、１０２０の各々がそのために設計された周波数範囲を含む合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する合成周波数応答に合成され得る。

[0075]いくつかの構成では、第２の信号１０２２は、１つまたは複数の制御またはデータ信号を含み得る。たとえば、リモートデバイスは、そのリモートデバイスを追跡するために利用され得る超音波周波数範囲内の１つまたは複数の信号を放出し得る。別の例では、デバイスは、電子回路１０１４（たとえば、マイクロフォン）によって受信され、ユーザまたはユーザの動きへの近接度を検出するために利用され得る超音波周波数範囲内の１つまたは複数の信号を放出し得る。１つまたは複数の信号を放出するデバイスは、別個のデバイスであり得るか、または電子回路１０１４をも含むデバイスであり得る。また別の例では、電子回路１０１４を含むデバイスは、音響チャネル応答を決定するために利用され得る超音波周波数範囲内の１つまたは信号を放出し得る。また別の例では、情報は、１つまたは複数の超音波信号を介して電子回路１０１４を含むデバイスに送信され得る。それに応じて、電子回路１０１４は、超音波周波数範囲において１つまたは複数の制御またはデータ信号を受信し得る。このように、超音波周波数範囲において１つまたは複数の制御および／またはデータ信号の改善された受信を可能にするために超音波周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成することが有益であり得る。

[0076]ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０はＭＥＭＳ構造Ａ１０１６に結合され得る。本明細書で使用する「結合」という用語およびそれの変形は、直接的または間接的接続（たとえば、電気経路）を示す。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は、介在構成要素なしにＭＥＭＳ構造Ａ１０１６に直接結合され得る。別の例では、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は、１つまたは複数の介在構成要素を通してＭＥＭＳ構造Ａ１０１６に間接的に結合され得る。図において与えられるブロック図では、矢印またはラインは結合を示し得る。結合は電気経路として実装され得る。結合の例としては、導電ライン、バイアおよび／またはワイヤなどがあり得る。

[0077]いくつかの構成では、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６およびＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は単一のユニットまたはパッケージ中に実装され得る。他の構成では、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６およびＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は別個のユニットまたはパッケージとして実装され得る。

[0078]いくつかの構成では、電子回路１０１４は、場合によっては追加の回路を含むかまたはそれに結合され得る。たとえば、電子回路１０１４は加算器１０２４を含み得る。他の例では、加算器１０２４は別個の回路上に実装され得る。加算器１０２４は、いくつかの実装形態では加算増幅器として実装され得る。ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６およびＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は加算器１０２４に結合され得る。第１の信号１０１８および第２の信号１０２２が加算器１０２４に与えられ得る。加算器１０２４は、第１の信号１０１８と第２の信号１０２２とを合成（たとえば、合計）して合成信号１０２６を生成し得る。

[0079]いくつかの構成では、電子回路１０１４全体がマイクロフォンであり得ることに留意されたい。他の構成では、電子回路１０１４のサブセット（たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６およびＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０のみ）がマイクロフォンと見なされ得る。

[0080]いくつかの構成では、電子回路１０１４は、場合によっては、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０に結合された高域フィルタを含み得る。高域フィルタは、第２の信号１０２２によって引き起こされるオーディオ周波数範囲ＩＭＤを緩和し得る。

[0081]いくつかの構成では、電子回路１０１４は、場合によっては自動利得制御（ＡＧＣ）回路を含み得る。ＡＧＣ回路はＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０に結合され得る。ＡＧＣ回路は、信号レベルがしきい値を満たすかまたは超えるとき、超音波周波数範囲における処理を調整し得る。たとえば、ＡＧＣ回路は、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０を非アクティブにし得、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０の周波数応答を調整し得、および／またはＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０の利得を低減し得る。電子回路１０１４は、それに応じて、高域フィルタとＡＧＣ回路のいずれも含まないか、あるいは高域フィルタとＡＧＣ回路のうちの１つまたは両方を含み得ることに留意されたい。

[0082]電子回路１０１４およびそれの機能のうちの１つまたは複数は、ハードウェアでまたはハードウェアとソフトウェアの組合せで実装され得ることに留意されたい。たとえば、本明細書で説明する電子回路によって実施される機能の各々は、いくつかの構成では回路で実装され得る。他の例では、本明細書で説明する電子回路によって実施される機能のうちの１つまたは複数はプロセッサおよび命令によって実装され得る。たとえば、フィルタ処理および／またはＡＧＣは、フィルタ処理および／またはＡＧＣ機能をプロセッサに行わせる命令とともにプロセッサによって実装され得る。

[0083]図１１は、電子回路１０１４によって広帯域周波数応答を提供するための方法１１００の一構成を示す流れ図である。電子回路１０１４は、１１０２において、第１の（たとえば、音声）周波数範囲において第１の周波数応答を示すＭＥＭＳ構造Ａ１０１６によって第１の信号１０１８をキャプチャし得る。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６は、図１０に関して上記で説明したように、音響的な第１の信号を電気的な第１の信号１０１８に変換し得る。

[0084]電子回路１０１４は、１１０４において、第２の（たとえば、超音波）周波数範囲において第２の周波数応答を示すＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０によって第２の信号１０２２をキャプチャし得る。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は、図１０に関して上記で説明したように、音響的な第２の信号を電気的な第２の信号１０２２に変換し得る。上記で説明したように、第１の周波数応答と第２の周波数応答との合成が、合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成し得る。一例では、ターゲット周波数応答は、音声周波数範囲においてフラット（たとえば、０ｄＢから±２ｄＢ内）であり、超音波周波数範囲においてフラット（たとえば、０ｄＢから±４ｄＢ内）であり得る。別の例では、ターゲット周波数応答は、音声周波数範囲（たとえば、１００Ｈｚ〜８ｋＨｚ）においてフラット（たとえば、０ｄＢから±２ｄＢ内）であり、超音波周波数範囲において傾斜している（たとえば、２０ｋＨｚと１００ｋＨｚとの間で約７ｄＢから１０ｄＢまで上方に傾斜している）ことがある。

[0085]電子回路１０１４は、１１０６において、第１の信号１０１８と第２の信号１０２２とを合成し得る。たとえば、加算器１０２４は、図１０に関して上記で説明したように第１の信号１０１８と第２の信号１０２２とを合成して合成信号１０２６を生成し得る。

[0086]図１２は、本明細書で開示するシステムおよび方法による複数のＭＥＭＳ構造１２１６、１２２０を含む電子回路１２１４の一例を示すブロック図である。図１２に関して説明する電子回路１２１４は、図１０に関して説明した電子回路１０１４の一例であり得る。電子回路１２１４の一例は、２つのＭＥＭＳ構造１２１６、１２２０を含む単一のマイクロフォンである。電子回路１２１４は、本明細書で開示する方法１１００、１９００のうちの１つまたは複数を実施するように構成され得る。

[0087]電子回路１２１４は、図１０に関して説明した対応するＭＥＭＳ構造１０１６、１０２０の例であり得る、ＭＥＭＳ構造Ａ１２１６およびＭＥＭＳ構造Ｂ１２２０を含む。電子回路１２１４は、場合によっては、ＭＥＭＳチャージポンプ１２５０、回路調節器１２５４、制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１２２８、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１２６４、加算器１２２４、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１２３４、ＡＤＣ１２３８および入出力（Ｉ／Ｏ）ブロック１２４２のうちの１つまたは複数を含み得る。

[0088]電子回路１２１４は電圧源におよび／またはクロックに結合され得る。電圧源は、電子回路１２１４の構成要素に電源電圧１２４６（たとえば、Ｖｄｄ）を提供する。たとえば、電源電圧１２４６は、ＭＥＭＳチャージポンプ１２５０に、回路調節器１２５４におよび／またはＩ／Ｏブロック１２４２に電圧を提供し得る。

[0089]クロックは、電子回路１２１４の構成要素にクロック信号１２４８を提供する。たとえば、クロックは、ＭＥＭＳチャージポンプ１２５０に、ＡＤＣ１２３８におよび／またはＩ／Ｏブロック１２４２にクロック信号１２４８を提供する。

[0090]ＭＥＭＳチャージポンプ１２５０は、ＭＥＭＳ構造Ａ１２１６におよびＭＥＭＳ構造Ｂ１２２０に結合される。ＭＥＭＳチャージポンプ１２５０は、ＭＥＭＳ構造Ａ１２１６におよびＭＥＭＳ構造Ｂ１２２０に電圧１２５２を提供し得る。たとえば、電圧１２５２は、ＭＥＭＳ構造１２１６、１２２０内の容量性ダイアフラムおよび／またはプレートを充電し得る。これは、電気信号が音響音信号からの振動としてキャプチャされることを可能にし、ＭＥＭＳ構造１２１６、１２２０のキャパシタンスを変化させ得る。図１２にはただ１つのチャージポンプ電圧１２５２が示されているが、いくつかの構成では異なる電圧がＭＥＭＳ構造Ａ１２１６およびＭＥＭＳ構造Ｂ１２２０に提供され得ることに留意されたい。たとえば、チャージポンプ電圧１２５２は、ＭＥＭＳ構造１２１６、１２２０のダイアフラムを充電するために使用される「電源」電圧であり得る。ＭＥＭＳ構造１２１６、１２２０のうちの１つまたは複数の感度を高めるために、電子回路１２１４の他の構成要素（たとえば、アナログおよび／またはデジタル回路）のための電圧よりも高い電圧が使用され得る。たとえば、電子回路１２１４のいくつかの構成要素のための（たとえば、調節された電力１２５６、１２５４によって提供される）典型的な電圧は１．６ボルト（Ｖ）と３．３Ｖとの間であり得、ダイアフラムのためのチャージポンプ電圧１２５２は５〜１０Ｖの範囲内であり得る。いくつかの構成では、チャージポンプ１２５０は、入力電圧（たとえば、電源電圧１２４６）をより高い出力電圧（たとえば、チャージポンプ電圧１２５２）にブーストする調節器アーキテクチャを用いて実装され得る。

[0091]ＭＥＭＳ構造Ａ１２１６は第１の信号１２１８をキャプチャする。ＭＥＭＳ構造Ａ１２１６は、第１の信号１２１８を制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１２２８に提供する。制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１２２８は、第１の信号１２１８に利得（または減衰）を適用し、および／または第１の信号１２１８をフィルタ処理して、処理された第１の信号１２３０を生成し得る。たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１２２８は、第１の信号１２１８に増幅／減衰および／またはフィルタ処理を適用し得る。

[0092]ＭＥＭＳ構造Ｂ１２２０は第２の信号１２２２をキャプチャする。ＭＥＭＳ構造Ｂ１２２０は、第２の信号１２２２を制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１２６４に提供する。制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１２６４は、第２の信号１２２２に利得（または減衰）を適用し、および／または第２の信号１２２２をフィルタ処理して、処理された第２の信号１２３２を生成し得る。たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１２６４（たとえば、前置増幅器）は、第２の信号１２２２に増幅／減衰および／またはフィルタ処理を適用し得る。

[0093]処理された第１の信号１２３０および処理された第２の信号１２３２は加算器１２２４に与えられ得る。加算器１２２４（たとえば、ミキサ）は、処理された第１の信号１２３０と処理された第２の信号１２３２とを合成（たとえば、合計）して合成信号１２２６を生成し得る。

[0094]合成信号１２２６は制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１２３４に与えられ得る。制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１２３４は、合成信号１２２６に利得（または減衰）を適用し、および／または合成信号１２２６をフィルタ処理して、処理された合成信号１２３６を生成し得る。たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１２３４は、合成信号１２２６に増幅／減衰および／またはフィルタ処理を適用し得る。

[0095]制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１２２８、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１２６４および制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１２３４のうちの１つまたは複数は、利得を設定するために（図１２に示されていない）構成レジスタまたは外部ピンを通して制御および／または構成され得ることに留意されたい。たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１２２８、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１２６４および制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１２３４のうちの１つまたは複数を構成および／または制御するためにレジスタ書込みおよび／またはピン選択が利用され得る。いくつかの手法では、これは静的構成であり得るか、あるいはソフトウェアが他のシステム入力（たとえば、ユーザインターフェースまたは環境監視アルゴリズムなど）に基づいて構成を更新し得る。

[0096]回路調節器１２５４は、調整された電力１２５６、１２５８を電子回路１２１４の１つまたは複数の要素に提供し得る。たとえば、回路調節器１２５４は、制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１２２８のための、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１２６４のための、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１２３４のための、および／またはＡＤＣ１２３８のための電源であり得る。いくつかの構成では、回路調節器１２５４は、調整された電力を追加の回路構成要素に提供し得る。

[0097]処理された合成信号１２３６はＡＤＣ１２３８に提供され得る。ＡＤＣは、処理された合成信号１２３６（アナログ信号）をデジタル合成信号１２４０に変換し得る。たとえば、ＡＤＣ１２３８は、処理された合成信号１２３６を一連の２進数として表し得る。デジタル合成信号１２４０はＩ／Ｏブロック１２４２に提供され得る。

[0098]Ｉ／Ｏブロック１２４２は、デジタル合成信号１２４４に基づいて出力信号１２４４を提供し得る。特に、Ｉ／Ｏブロック１２４２は、クロック信号１２４８と選択信号１２６２とに基づいて出力信号１２４４としてデジタル合成信号１２４０のバージョンを提供し得る。たとえば、Ｉ／Ｏブロック１２４２はデータ出力を概して提供し得るが、（たとえば、選択ピンを介した）選択信号１２６２は制御入力である。Ｉ／Ｏブロック１２４２は選択信号１２６２を受信し得る。選択信号１２６２は、出力がそれにおいて駆動されることになるクロック信号１２４８の位相（たとえば、どの位相か）を定義し得る。

[0099]いくつかの構成では、電子デバイスは複数のマイクロフォン（たとえば、デジタルマイクロフォン）を含み得、ここで、電子回路１２１４はマイクロフォンのうちの１つである。たとえば、電子デバイスは、２本のマイクロフォンデータラインが１つのワイヤバスとして接続されることを可能にするパルス密度変調（ＰＤＭ）インターフェースを含み得る。この例では、両方のマイクロフォン（たとえば、電子回路１２１４がマイクロフォンのうちの１つである場合）は、バスを同時に駆動することができない。２つのマイクロフォン間の協調は、（たとえば、選択ピンを介して）選択信号１２６２を用いて処理され得る。たとえば、一方のマイクロフォン選択信号は論理高にプルされ得るが、他方は論理低にプルされる。

[00100]いくつかの構成では、Ｉ／Ｏブロック１２４２は、電子回路１２１４への入力インターフェースを提供し得る。たとえば、Ｉ／Ｏブロック１２４２は双方向データおよび制御通信を行い得る。たとえば、制御信号がＩ／Ｏブロック１２４２に提供され得、Ｉ／Ｏブロック１２４２は、（たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１２２８、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１２６４ならびに／あるいは制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１２３４のための）利得設定および／またはフィルタを設定、変更、チューニングおよび／または調整し得る。いくつかの構成では、選択信号１２６２または別の信号は、Ｉ／Ｏブロック１２４２を入力モードに入れ得る。たとえば、Ｉ／Ｏブロック１２４２を入力モードに入れるための信号、制御信号および／またはデータ信号が、デジタルバスを介してＩ／Ｏブロック１２４２に提供され得る。それに応じて、Ｉ／Ｏブロック１２４２は、いくつかの構成では電子回路１２１４への双方向デジタルインターフェースを提供し得る。

[00101]図１２に示されているように、電子回路１２１４は接地１２６０に結合され得る。特に、電子回路１２１４は、機能するために電力および接地への結合を必要とする１つまたは複数の能動回路を含み得る。たとえば、電子回路１２１４の構成要素のうちの１つまたは複数が接地１２６０に結合され得る。たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１２６４、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１２３４、ＡＤＣ１２３８および／またはＩ／Ｏブロック１２４２が接地に結合され得る。図１２には示されていないが、他の構成要素が接地１２６０に結合され得る。たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１２２８も接地に結合され得る。

[00102]図１２はデジタルマイクロフォンの一例を示している。いくつかの構成では、出力信号は１ビットＰＤＭ出力であり得る。本明細書で開示するシステムおよび方法はアナログＭＥＭＳマイクロフォンに適用され得ることに留意されたい。アナログ構成では、たとえば、電子回路１２１４はＡＤＣ１２３８およびＩ／Ｏブロック１２４２を含まないことがある。アナログ構成では、出力信号１２４４はアナログであり得る。

[00103]図１３は、本明細書で開示するシステムおよび方法による２つのＭＥＭＳ構造１３６６、１３６８（たとえば、デュアルＭＥＭＳ）についての周波数応答の一例を示すグラフ１３０２を含む。グラフ１３０２の水平軸は周波数（Ｈｚ）１３０８で示され、グラフ１３０２の垂直軸は振幅（ｄＢ）１３０６で示されている。図１３は、（オーディオ周波数範囲内の）音声周波数範囲においてフラットな応答を示すＭＥＭＳ構造Ａ１３６６と、超音波周波数範囲において傾斜した応答を示すＭＥＭＳ構造Ｂ１３６８との周波数応答を示している。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１３６６とＭＥＭＳ構造Ｂ１３６８との合成周波数応答は、音声周波数範囲（１００Ｈｚ≦ｆ_voice≦８ｋＨｚ）においておよび超音波周波数範囲（２０ｋＨｚ≦ｆ_ultrasound≦１００ｋＨｚ）においてターゲット周波数応答を達成する。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１３６６の合成周波数応答は、音声周波数範囲において（０ｄＢから）±２ｄＢ未満変動し、（２０ｋＨｚにおける約０ｄＢから１００ｋＨｚにおける５ｄＢに増加する傾斜したターゲット振幅から±４ｄＢ未満変動する。特に、図１３は、超音波周波数範囲における５ｄＢブーストの一例を示している。

[00104]図１４は、本明細書で開示するシステムおよび方法による複数のＭＥＭＳ構造１４１６、１４２０を含む電子回路１４１４の別の例を示すブロック図である。図１４に関して説明する電子回路１４１４は、図１２に関して説明した電子回路１２１４の一例であり得る。電子回路１４１４の一例は、２つのＭＥＭＳ構造１４１６、１４２０を含む単一のマイクロフォンである。電子回路１４１４は、本明細書で開示する方法１１００、１９００のうちの１つまたは複数を実施するように構成され得る。

[00105]電子回路１４１４は、ＭＥＭＳ構造Ａ１４１６とＭＥＭＳ構造Ｂ１４２０とを含む。電子回路１４１４は、場合によっては、ＭＥＭＳチャージポンプ１４５０、回路調節器１４５４、制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１４２８、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１４６４、加算器１４２４、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１４３４、ＡＤＣ１４３８およびＩ／Ｏブロック１４４２のうちの１つまたは複数を含み得る。電子回路１４１４は電圧源におよび／またはクロックに結合され得る。電圧源は、電子回路１４１４の構成要素に電源電圧１４４６を提供する。クロックは、電子回路１４１４の構成要素にクロック信号１４４８を提供する。Ｉ／Ｏブロック１４４２は選択信号１４６２を受信し得る。電子回路１４１４は接地１４６０に結合され得る。

[00106]図１４に関して説明する電子回路１４１４は、図１２に関して説明した電子回路１２１４と同様に構成され得る。特に、構成要素、信号および／または結合のうちの１つまたは複数は、図１２に関して説明した対応する構成要素、信号および／または結合と同様に構成され得る。

[00107]ＭＥＭＳチャージポンプ１４５０は、ＭＥＭＳ構造Ａ１４１６におよびＭＥＭＳ構造Ｂ１４２０に電圧１４５２を提供し得る。回路調節器１４５４は、調整された電力１４５６、１４５８を電子回路１４１４の１つまたは複数の要素に（たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１４２８に、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１４６４に、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１４３４におよび／またはＡＤＣ１４３８に）提供し得る。ＭＥＭＳ構造Ａ１４１６は第１の信号１４１８をキャプチャする。ＭＥＭＳ構造Ａ１４１６は、第１の信号１４１８を制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１４２８に提供する。ＭＥＭＳ構造Ｂ１４２０は第２の信号１４２２をキャプチャする。ＭＥＭＳ構造Ｂ１４２０は、第２の信号１４２２を制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１４６４に提供する。

[00108]制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１４２８は、第１の信号１４１８に利得（または減衰）を適用し、および／または第１の信号１４１８をフィルタ処理して、処理された第１の信号１４３０を生成し得る。制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１４６４は、第２の信号１４２２に利得（または減衰）を適用し、および／または第２の信号１４２２をフィルタ処理して、処理された第２の信号１４３２を生成し得る。

[00109]複数のＭＥＭＳ構造を利用する１つの利益は、第２の信号によって引き起こされるオーディオ周波数範囲ＩＭＤを緩和する能力である。たとえば、ＭＥＭＳ構造１４１６、１４２０（たとえば、ダイアフラム）が異なるので、およびＭＥＭＳ構造１４１６、１４２０へのインターフェーシングが異なるので、ＩＭＤは、加算器１４２４（たとえば、ミキサ）の前にフィルタ除去され得る。

[00110]いくつかの構成では、高域フィルタ（ＨＰＦ）１４７０がＭＥＭＳ構造Ｂ１４２０に結合され得る。たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１４６４がＨＰＦ１４７０に結合され得る。ＨＰＦ１４７０は、第２の信号１４２２からオーディオ周波数範囲においてエネルギーあるいは１つまたは複数の信号をフィルタ除去して、高域フィルタ処理された第２の信号１４７２を生成し得る。

[00111]ＨＰＦ１４７０は、第２の信号１４２２によって引き起こされるオーディオ周波数範囲ＩＭＤを緩和する。たとえば、超音波周波数範囲における２つ（またはそれ以上の）トーンは、オーディオ周波数範囲内でＩＭＤを生じさせ得る。特に、ＩＭＤは、超音波周波数範囲においてトーンの和および／または差周波数において（および／または和および差周波数の倍数において）生じ得る。これは、オーディオ周波数範囲において雑音（たとえば、１つまたは複数のトーン）を生成し得る。オーディオ周波数範囲内のこの雑音は、オーディオ周波数範囲において所望の信号に干渉し得るので、望ましくないことがある。たとえば、ユーザが、超音波周波数範囲において複数のトーンを利用する１つまたは複数の超音波適用例（たとえば、超音波ペン）を使用しながら、オーディオを録音しているかまたは通話を行っている場合、ＩＭＤは、オーディオ周波数範囲において可聴バズ音を生成し得る。ＨＰＦ１４７０は、オーディオ周波数範囲においてエネルギーあるいは１つまたは複数の信号を減衰させることによってオーディオ周波数範囲ＩＭＤを緩和し得る。

[00112]処理された第１の信号１４３０および高域フィルタ処理された第２の信号１４７２は加算器１４２４に与えられ得る。加算器１４２４は、処理された第１の信号１４３０と高域フィルタ処理された第２の信号１４７２とを合成（たとえば、合計）して合成信号１４２６を生成し得る。

[00113]合成信号１４２６は制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１４３４に与えられ得る。制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１４３４は、合成信号１４２６に利得（または減衰）を適用し、および／または合成信号１４２６をフィルタ処理して、処理された合成信号１４３６を生成し得る。

[00114]処理された合成信号１４３６はＡＤＣ１４３８に提供され得る。ＡＤＣは、処理された合成信号１４３６（アナログ信号）をデジタル合成信号１４４０に変換し得る。たとえば、ＡＤＣ１４３８は、処理された合成信号１４３６を一連の２進数として表し得る。デジタル合成信号１４４０はＩ／Ｏブロック１４４２に提供され得る。Ｉ／Ｏブロック１４４２は、デジタル合成信号１４４０を出力信号１４４４として提供し得る。

[00115]図１５は、本明細書で開示するシステムおよび方法に従って緩和され得るＩＭＤ１５７８の一例を示すグラフ１５０２を含む。グラフ１５０２の水平軸は周波数（Ｈｚ）１５０８で示され、グラフ１５０２の垂直軸は振幅（ｄＢ）１５０６で示されている。図１５は、図１３に関して説明したように音声周波数範囲においておよび超音波周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する、ＭＥＭＳ構造Ａ１５６６の周波数応答とＭＥＭＳ構造Ｂ１５６８（たとえば、デュアルＭＥＭＳ）の周波数応答とを示している。この例では、オーディオ周波数範囲においてＩＭＤ１５７８を生成する２つの高周波トーン１５７４、１５７６が存在する。より具体的には、２つのトーン１５７４、１５７６（一方は３０ｋＨｚにあり、他方は３１ｋＨｚにある）は、オーディオ周波数範囲において１ｋＨｚの差トーン（たとえば、ＩＭＤ１５７８）を生成することになる。超音波周波数範囲においてＭＥＭＳ感度が高くなるほど、オーディオ周波数範囲において生じるＩＭＤがより大きくなり得ることに留意されたい。図１５に示されているように、第１のＭＥＭＳ構造（たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１５６６は高周波ロールオフを有するように設計されることが有益であり得る（さもないと同様のＩＭＤ問題が起こり得る）。たとえば、音声および／またはオーディオ周波数範囲のための第１のＭＥＭＳ構造（たとえば、図１２および／または図１４に関して説明したＭＥＭＳ構造Ａ１２１６、１４１６）は、２０ｋＨｚを上回る周波数を減衰させる周波数応答を有し得る。図１４に関して上記で説明したように、低周波ＩＭＤがフィルタ除去され得るように、ＭＥＭＳ構造Ｂ１４２０の後に（たとえば、超音波周波数範囲のための）高域フィルタ１４７０が配置され得る。

[00116]図１６は、本明細書で開示するシステムおよび方法による複数のＭＥＭＳ構造１６１６、１６２０を含む電子回路１６１４の別の例を示すブロック図である。図１６に関して説明する電子回路１６１４は、図１２に関して説明した電子回路１２１４の一例であり得る。電子回路１６１４の一例は、２つのＭＥＭＳ構造１６１６、１６２０を含む単一のマイクロフォンである。電子回路１６１４は、本明細書で開示する方法１１００、１９００のうちの１つまたは複数を実施するように構成され得る。

[00117]電子回路１６１４は、ＭＥＭＳ構造Ａ１６１６とＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０とを含む。電子回路１６１４は、場合によっては、ＭＥＭＳチャージポンプ１６５０、回路調節器１６５４、制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１６２８、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４、加算器１６２４、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４、ＡＤＣ１６３８およびＩ／Ｏブロック１６４２のうちの１つまたは複数を含み得る。電子回路１６１４は電圧源におよび／またはクロックに結合され得る。電圧源は、電子回路１６１４の構成要素に電源電圧１６４６を提供する。クロックは、電子回路１６１４の構成要素にクロック信号１６４８を提供する。Ｉ／Ｏブロック１６４２は選択信号１６６２を受信し得る。電子回路１６１４は接地１６６０に結合され得る。

[00118]図１６に関して説明する電子回路１６１４は、図１２に関して説明した電子回路１２１４と同様に構成され得る。特に、構成要素、信号および／または結合のうちの１つまたは複数は、図１２に関して説明した対応する構成要素、信号および／または結合と同様に構成され得る。

[00119]ＭＥＭＳチャージポンプ１６５０は、ＭＥＭＳ構造Ａ１６１６におよびＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０に電圧１６５２を提供し得る。回路調節器１６５４は、調整された電力１６５６、１６５８を電子回路１６１４の１つまたは複数の要素に（たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１６２８に、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４に、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４におよび／またはＡＤＣ１６３８に）提供し得る。ＭＥＭＳ構造Ａ１６１６は第１の信号１６１８をキャプチャする。ＭＥＭＳ構造Ａ１６１６は、第１の信号１６１８を制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１６２８に提供する。ＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０は第２の信号１６２２をキャプチャする。ＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０は、第２の信号１６２２を制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４に提供する。

[00120]制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ１６２８は、第１の信号１６１８に利得（または減衰）を適用し、および／または第１の信号１６１８をフィルタ処理して、処理された第１の信号１６３０を生成し得る。制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４は、第２の信号１６２２に利得（または減衰）を適用し、および／または第２の信号１６２２をフィルタ処理して、処理された第２の信号１６３２を生成し得る。したがって、本明細書で開示するシステムおよび方法は、複数の周波数範囲において（たとえば、音声周波数範囲においておよび超音波周波数範囲において）独立して調整可能な利得または感度をもつ複数のダイアフラムを伴うマイクロフォンを提供する。

[00121]複数のＭＥＭＳ構造を利用する１つの利益は、追加のフィルタ処理なしにＡＧＣを適用する能力である。たとえば、超音波周波数範囲信号に基づくＡＧＣは、超音波周波数範囲信号を分離するために信号を最初にフィルタ処理することなしに適用され得る。いくつかの構成では、ＡＧＣ回路１６８０がＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０に結合され得る。たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４がＡＧＣ回路１６８０に結合され得る。ＡＧＣ回路１６８０は、利得および／またはフィルタ処理制御を実施するために、処理された第２の信号１６３２を利用し得る。いくつかの構成では、ＡＧＣ回路１６８０は、入来信号（たとえば、処理された第２の信号１６３２）に基づいてソフトウェア介入なしに（たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４の利得へのならびに／あるいは制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４の利得への）調整を動的に行う。

[00122]いくつかの構成では、ＡＧＣ回路１６８０は、処理された第２の信号１６３２の信号レベル（たとえば、振幅、大きさなど）を測定し得、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４ならびに／あるいは制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４のための利得制御を行い得る。たとえば、ＡＧＣ回路１６８０は、処理された第２の信号１６３２に基づいて利得を調整するメーターであり得る。ＡＧＣ回路１６８０によって提供される機能はハードウェアにおいて実装され得る。たとえば、ＡＧＣ回路１６８０は、利得調整のしきい値を設定するためのチューニングレジスタを含み得るかまたはそれに結合され得る。利得調整は、オーディオ信号中の（たとえば、処理された第２の信号１６３２中のおよび／または処理された合成信号１６３６中の）クリックを防止するために、（たとえば、動的に行われるときに）ゼロ交差において行われ得ることに留意されたい。自動利得制御はハードウェアにおいておよび／またはソフトウェアにおいて実施され得ることに留意されたい。

[00123]制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４は、処理された第２の信号１６３２を加算器１６２４におよびＡＧＣ回路１６８０に提供し得る。ＡＧＣ回路１６８０は、第２の信号１６２２（たとえば、処理された第２の信号１６３２）に基づいて第１のＡＧＣ信号１６８４および／または第２のＡＧＣ信号１６８６を生成し得る。第１のＡＧＣ信号１６８４および／または第２のＡＧＣ信号１６８６は、それぞれ制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４ならびに／あるいは制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４によって適用されるべき利得（たとえば、利得調整）を示し得る。

[00124]ＡＧＣ回路１６８０は、（処理された第２の信号１６３２の）信号レベルがしきい値を満たすかまたは超えるとき、超音波周波数範囲における処理を調整し得る。たとえば、ＡＧＣ回路１６８０は、処理された第２の信号１６３２および／または処理された合成信号１６３６の振幅がＡＤＣ１６３８を飽和させ得るかどうか（たとえば、ＡＤＣ１６３８が、処理された合成信号１６３６をクリッピングし得るかどうか）を決定し得る。ＡＧＣ回路１６８０は、ＡＤＣ１６３８が飽和され得るかどうかを決定するために１つまたは複数のしきい値を利用し得る。たとえば、ＡＧＣ回路１６８０は振幅しきい値を含み得る。処理された第２の信号１６３２の振幅がしきい値を満たすかまたは超える場合、ＡＧＣ回路１６８０は、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４の利得ならびに／あるいは制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４の利得を低減し得る。いくつかの構成では、１つまたは複数のしきい値はあらかじめ決定され得る。追加または代替として、ＡＧＣ回路１６８０は、（たとえば、電子回路１６１４の性能をチューニングまたは最適化するために）１つまたは複数のしきい値を調整するためのプログラマブルレジスタを含み得る。たとえば、チューニングレジスタは、ＡＧＣ回路１６８０の１つまたは複数のしきい値を変更するためにソフトウェアインターフェースおよび／または１つまたは複数のハードウェアピンを介して調整可能であり得る。

[00125]ＡＧＣ回路１６８０を利用することは、ＡＤＣ１６３８の飽和を回避するために有益であり得る。たとえば、超音波近接センサーは、ＡＤＣ１６３８を飽和させるのに十分に高い振幅をもつ超音波信号を生成し得る。追加または代替として、他の超音波デバイスまたは適用例は、ＡＤＣ１６３８を飽和させるのに十分に高い振幅をもつ超音波信号を生成し得る。

[00126]図１６は、第２の信号１６２２（たとえば、超音波信号）および／または合成信号１６２６を調整するための構成を示している。追加または代替として、合成された処理された信号１６３６は、ＡＤＣ１６３８飽和を回避するために、ＡＧＣ回路１６８０に提供され（たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４の出力がＡＧＣ回路１６８０に結合され得）、ならびに／あるいは（図１６に示されていない）別個のＡＧＣ回路に提供され得る。

[00127]信号レベル（たとえば、処理された第２の信号１６３２の振幅）が、超音波周波数範囲において第１のしきい値（たとえば、高しきい値）を満たすかまたは超えるとき、ＡＧＣ回路１６８０は、（たとえば、超音波周波数範囲における）処理を調整し得る。処理を調整することは、ＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０を非アクティブにすることを含み得る。たとえば、ＡＧＣ回路１６８０は、（たとえば、第１のＡＧＣ信号１６８４を介して）制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４をオフにし得、ならびに／あるいはＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０から電力を切断し得る。追加または代替として、処理を調整することは、ＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０の周波数応答を調整することを含み得る。たとえば、ＡＧＣ回路１６８０は、不要な信号を含む周波数範囲を制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４に減衰させる、第１のＡＧＣ信号１６８４を提供し得る。追加または代替として、処理を調整することは、ＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０の利得を低減することを含み得る。たとえば、ＡＧＣ回路１６８０は、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４に利得を低減させる、第１のＡＧＣ信号１６８４を提供し得る。

[00128]一例では、第１のしきい値を満たすかまたは超える信号レベルは、電子回路１６１４について飽和または不要なレベルを引き起こすのに十分高い不要な信号によって引き起こされ得る。別の例では、ＡＧＣ回路１６８０は、意図された信号に作用し得る。たとえば、超音波ペンがマイクロフォン（たとえば、電子回路１６１４）に極めて近い場合、信号レベルは高くなり得（たとえば、第１のしきい値を満たすかまたは超え得）、ＡＧＣ回路１６８０は、信号レベルを範囲内にもってくるために利得を低減し得る。

[00129]いくつかの構成では、ＡＧＣ回路１６８０は、追加または代替としてＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０の感度を高め得る。これは、超音波周波数範囲における超音波信号の受信を助け得る。たとえば、ＡＧＣ回路１６８０は、特定の周波数範囲を増幅するために（たとえば、第１のＡＧＣ信号１６８４を介して）制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４を調整し得る。上記で説明したように、ＡＧＣ回路１６８０は１つまたは複数のしきい値を利用し得る。たとえば、ＡＧＣ回路１６８０は、処理された第２の信号１６３２の信号レベル（たとえば、振幅、大きさなど）が第２のしきい値を下回るかどうかを決定し得る。信号レベルが第２のしきい値を下回る場合、ＡＧＣ回路１６８０は、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４の利得を増加させ、ならびに／あるいは制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４の利得を増加させ得る。これは、ＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０の感度を高め得る。それに応じて、ＡＧＣ回路１６８０は、（たとえば、処理された第２の信号１６３２の）信号レベルを測定し、信号レベルを改善する（たとえば、最適化する）ために利得を調整し得る。

[00130]いくつかの構成では、（ＡＧＣ回路１６８０とは別個である）図１６に示されていない他のＡＧＣ回路が電子回路１６１４中に含まれ得る。この他のＡＧＣ回路は、図１６に示されたＡＧＣ回路１６８０への追加または代替であり得る。これらの構成では、この他のＡＧＣ回路は、処理された合成信号１６３６を監視しおよび／または処理を調整し得る。たとえば、この他のＡＧＣ回路は、処理された合成信号１６３６の信号レベルに基づいて制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４の利得を調整し得る。さらに、場合によってはコーデックへのフィードバック機構が提供され得る。このフィードバック機構は、信号が所望のサンプルレートにデシメートされると、必要な場合は利得が調整され得ることを規定し得る。

[00131]他の構成では、ＡＧＣ回路１６８０は、追加または代替として、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４に第２のＡＧＣ信号１６８６を提供し得る。たとえば、ＡＧＣ回路１６８０は、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４によって提供されるフィルタ処理および／または利得を調整し得る。たとえば、ＡＧＣ回路１６８０は、ある周波数範囲（たとえば、超音波周波数範囲またはそれの一部分）を減衰させることおよび／または利得を低減することを制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４に行わせることによって、超音波周波数範囲における処理を調整し得る。これにより、ＡＤＣ１６３８を飽和させることが回避され得る。別の例では、ＡＧＣ回路１６８０は、超音波周波数範囲における信号への感度を高めるために、超音波周波数範囲を制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４に増幅させ得る。

[00132]処理された第１の信号１６３０および処理された第２の信号１６３２は加算器１６２４に与えられ得る。加算器１６２４は、処理された第１の信号１６３０と処理された第２の信号１６３２とを合成（たとえば、合計）して合成信号１６２６を生成し得る。

[00133]合成信号１６２６は制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４に与えられ得る。制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ１６３４は、合成信号１６２６に利得（または減衰）を適用し、および／または合成信号１６２６をフィルタ処理して、処理された合成信号１６３６を生成し得る。利得および／またはフィルタ処理を適用することは、いくつかの構成では第２のＡＧＣ信号１６８６に基づき得る。

[00134]処理された合成信号１６３６はＡＤＣ１６３８に提供され得る。ＡＤＣ１６３８は、処理された合成信号１６３６（アナログ信号）をデジタル合成信号１６４０に変換し得る。たとえば、ＡＤＣ１６３８は、処理された合成信号１６３６を一連の２進数として表し得る。デジタル合成信号１６４０はＩ／Ｏブロック１６４２に提供され得る。Ｉ／Ｏブロック１６４２は、デジタル合成信号１６４０を出力信号１６４４として提供し得る。

[00135]図１４に関して説明したＩＭＤ緩和、および図１６に関して説明したＡＧＣは、いくつかの構成では組み合わせられ得ることに留意されたい。たとえば、ＩＭＤを除去するために、高域フィルタは、ＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０と加算器１６２４との間の経路中のどこにでも実装され得る。ただし、高域フィルタをＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０の近くに配置することが有益であり得る。いくつかの構成では、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ１６６４は超音波周波数範囲のみのために設計され得、ここで、ＭＥＭＳ構造Ｂ１６２０と制御可能利得および／またはフィルタブロックＢとの間の結合は、２０ｋＨｚの高域フィルタコーナーに結合された交流（ＡＣ）である。追加または代替として、これは緩衝増幅器として設計され得、この緩衝増幅器の後にアクティブフィルタが続き、このアクティブフィルタの後に、ＡＧＣによって制御される調整可能利得増幅器が続く。３つの増幅器を用いた場合、電力消費量が増加することがあり、これらの３つの段を１つに組み合わせるために設計上の問題が生じることに留意されたい。

[00136]図１７は、本明細書で開示するシステムおよび方法による２つのＭＥＭＳ構造１７６６、１７６８（たとえば、デュアルＭＥＭＳ）についての周波数応答の別の例を示すグラフ１７０２を含む。グラフ１７０２の水平軸は周波数（Ｈｚ）１７０８で示され、グラフ１７０２の垂直軸は振幅（ｄＢ）１７０６で示されている。図１７は、（オーディオ周波数範囲内の）音声周波数範囲においてフラットな応答を示すＭＥＭＳ構造Ａ１７６６と、超音波周波数範囲において傾斜した応答を示すＭＥＭＳ構造Ｂ１７６８との周波数応答を示している。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１７６６とＭＥＭＳ構造Ｂ１７６８との合成周波数応答は、音声周波数範囲（１００Ｈｚ≦ｆ_voice≦８ｋＨｚ）においておよび超音波周波数範囲（２０ｋＨｚ≦ｆ_ultrasound≦１００ｋＨｚ）においてターゲット周波数応答を達成する。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１７６６の合成周波数応答は、音声周波数範囲において（０ｄＢから）±２ｄＢ未満変動し、（１５ｋＨｚにおける約０ｄＢから１００ｋＨｚにおける１０ｄＢに増加する傾斜したターゲット振幅から±４ｄＢ未満変動する。特に、図１７は、超音波周波数範囲における１０ｄＢブーストの一例を示している。より具体的には、（ＭＥＭＳ構造Ｂ１７６８と合成されたＭＥＭＳ構造Ａ１７６６の）合成周波数応答は、２０ｋＨｚと１００ｋＨｚとの間の超音波周波数範囲において傾斜を有し得る。この例では、ＭＥＭＳ構造Ｂ１７６８は、ＡＧＣを通して高められた超音波感度を示している。図１６に関して説明したように、ＡＧＣは、制御可能利得ブロックの利得を増加させることによって実施され得る。これは、図１７に示されているようにＭＥＭＳ構造Ｂ１７６８の感度を高め得る。

[00137]図１８は、本明細書で開示するシステムおよび方法による２つのＭＥＭＳ構造１８６６、１８６８（たとえば、デュアルＭＥＭＳ）についての周波数応答の別の例を示すグラフ１８０２を含む。グラフ１８０２の水平軸は周波数（Ｈｚ）１８０８で示され、グラフ１８０２の垂直軸は振幅（ｄＢ）１８０６で示されている。図１８は、（オーディオ周波数範囲内の）音声周波数範囲におけるフラットな応答と超音波周波数範囲における傾斜した応答とを含む、ＭＥＭＳ構造Ａ１８６６とＭＥＭＳ構造Ｂ１８６８との合成周波数応答を示している。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１８６６とＭＥＭＳ構造Ｂ１８６８との合成周波数応答は、音声周波数範囲（１００Ｈｚ≦ｆ_voice≦８ｋＨｚ）においておよび超音波周波数範囲（２０ｋＨｚ≦ｆ_ultrasound≦１００ｋＨｚ）においてターゲット周波数応答を達成する。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１８６６の合成周波数応答は、音声周波数範囲において（０ｄＢから）±２ｄＢ未満変動し、（１０ｋＨｚにおける約０ｄＢから１００ｋＨｚにおける−５ｄＢに減少する傾斜したターゲット振幅から±４ｄＢ未満変動する。特に、図１８は、超音波周波数範囲における５ｄＢ減衰の一例を示している。オーディオまたは音声のみのシナリオでは、たとえば、超音波周波数範囲感度を減衰させることが有益であり得る。

[00138]この例では、ＭＥＭＳ構造Ｂ１８６８は、ＡＧＣを通して低められた超音波感度を示している。図１６に関して説明したように、ＡＧＣは、制御可能利得ブロックの利得を減少させることによって実施され得る。これは、図１８に示されているようにＭＥＭＳ構造Ｂ１８６８の感度を低め得る。図１６〜図１８に関してわかるように、本明細書で開示するシステムおよび方法は、複数の周波数範囲において（たとえば、音声周波数範囲においておよび超音波周波数範囲において）独立して調整可能な利得または感度を可能にする複数のダイアフラムを伴うマイクロフォンを提供する。

[00139]図１９は、本明細書で説明する電子回路（たとえば、電子回路１０１４、１２１４、１４１４、１６１４、２０１４）のうちの１つまたは複数によって広帯域周波数応答を提供するための方法１９００のより具体的な構成を示す流れ図である。電子回路１０１４は、１９０２において、第１の（たとえば、音声）周波数範囲において第１の周波数応答を示すＭＥＭＳ構造Ａ１０１６によって第１の信号１０１８をキャプチャし得る。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６は、図１０に関して上記で説明したように、音響的な第１の信号を電気的な第１の信号１０１８に変換し得る。

[00140]電子回路１０１４は、１９０４において、第２の（たとえば、超音波）周波数範囲において第２の周波数応答を示すＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０によって第２の信号１０２２をキャプチャし得る。たとえば、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０は、図１０に関して上記で説明したように、音響的な第２の信号を電気的な第２の信号１０２２に変換し得る。

[00141]電子回路１０１４は、場合によっては、１９０６において、第２の信号によって引き起こされるオーディオ周波数範囲におけるＩＭＤを緩和し得る。たとえば、電子回路１０１４は、超音波周波数範囲における複数のトーンによって引き起こされるオーディオ周波数範囲内で生じ得るＩＭＤを減衰させるために、第２の信号１０２２（たとえば、処理された第２の信号）を高域フィルタ処理し得る。たとえば、電子回路１０１４は、１９０６において、図１４に関して上記で説明したようにＩＭＤを緩和し得る。いくつかの構成では、第１のＭＥＭＳ構造（たとえば、ＭＥＭＳ構造Ａ１０１６）は、オーディオ周波数範囲および／または超音波周波数範囲における信号によって引き起こされる超音波周波数範囲におけるＩＭＤを回避する高周波ロールオフを有し得ることに留意されたい。

[00142]電子回路１０１４は、場合によっては、１９０８において、信号レベルが超音波周波数範囲においてしきい値を満たすかまたは超えるかどうかを決定し得る。これは、図１６に関して上記で説明したように達成され得る。たとえば、電子回路１０１４は、１９０８において、第１のしきい値（たとえば、高しきい値）を満たすかまたは超える振幅をもつ超音波周波数範囲内の信号および／またはエネルギーがあるかどうかを決定し得る。たとえば、電子回路１０１４は、１９０８において、第２の信号（たとえば、処理された第２の信号）の振幅がＡＤＣを飽和させ得るかどうかを決定し得る。いくつかの構成では、信号レベルが超音波周波数範囲において第２のしきい値（たとえば、低しきい値）を下回る場合、電子回路１０１４は、場合によっては、図１６に関して上記で説明したようにＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０の感度を高め得る。

[00143]信号レベルが超音波周波数範囲においてしきい値（たとえば、第１のまたは「高」しきい値）を満たさないかまたは超えない場合、電子回路１０１４は、１９１２において、第１の信号１０１８と第２の信号１０２２とを合成し得る。これは、図１０、図１２、図１４および図１６のうちの１つまたは複数に関して上記で説明したように達成され得る。

[00144]信号レベルが超音波周波数範囲においてしきい値（たとえば、第１のまたは「高」しきい値）を満たすかまたは超える場合、電子回路１０１４は、場合によっては、１９１０において、超音波周波数範囲における処理を調整し得る。これは、図１６に関して上記で説明したように達成され得る。たとえば、電子回路１０１４は、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０を非アクティブにし、ＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０の周波数応答を調整し、および／またはＭＥＭＳ構造Ｂ１０２０の利得を低減し得る。これは、上記で説明したように１つまたは複数の制御可能利得および／またはフィルタブロックを制御することによって達成され得る。

[00145]電子回路１０１４は、１９１２において、第１の信号１０１８と第２の信号１０２２とを合成し得る。たとえば、加算器１０２４は、図１０、図１２、図１４および図１６のうちの１つまたは複数に関して上記で説明したように、第１の信号１０１８と第２の信号１０２２とを合成して合成信号１０２６を生成し得る。

[00146]いくつかの構成では、方法１９００は１つまたは複数の追加のステップを含み得る。たとえば、方法１９００は、図１２、図１４および図１６のうちの１つまたは複数に関して説明した機能のうちの１つまたは複数を含み得る。たとえば、電子回路は、ＭＥＭＳ構造に電圧を提供し得、１つまたは複数の信号をフィルタ処理し、増幅しおよび／または減衰させ得、および／またはアナログ信号をデジタル信号に変換し得る。

[00147]図２０は、本明細書で開示するシステムおよび方法による複数のＭＥＭＳ構造２０１６、２０２０を含む電子回路２０１４の別の例を示すブロック図である。図２０に関して説明する電子回路２０１４は、図１２に関して説明した電子回路１２１４の一例であり得る。電子回路２０１４の一例は、２つのＭＥＭＳ構造２０１６、２０２０を含む単一のマイクロフォンである。電子回路２０１４は、本明細書で開示する方法１１００、１９００のうちの１つまたは複数を実施するように構成され得る。

[00148]電子回路２０１４は、ＭＥＭＳ構造Ａ２０１６とＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０とを含む。電子回路２０１４は、場合によっては、ＭＥＭＳチャージポンプ２０５０、回路調節器２０５４、制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ２０２８、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４、加算器２０２４、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ２０３４、ＡＤＣ２０３８およびＩ／Ｏブロック２０４２のうちの１つまたは複数を含み得る。電子回路２０１４は電圧源におよび／またはクロックに結合され得る。電圧源は、電子回路２０１４の構成要素に電源電圧２０４６を提供する。クロックは、電子回路２０１４の構成要素にクロック信号２０４８を提供する。Ｉ／Ｏブロック２０４２は選択信号２０６２を受信し得る。電子回路２０１４は接地２０６０に結合され得る。

[00149]図２０に関して説明する電子回路２０１４は、図１２に関して説明した電子回路１２１４と同様に構成され得る。特に、構成要素、信号および／または結合のうちの１つまたは複数は、図１２に関して説明した対応する構成要素、信号および／または結合と同様に構成され得る。

[00150]ＭＥＭＳチャージポンプ２０５０は、ＭＥＭＳ構造Ａ２０１６におよびＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０に電圧２０５２を提供し得る。回路調節器２０５４は、調整された電力２０５６、２０５８を電子回路２０１４の１つまたは複数の要素に（たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ２０２８に、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４に、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ２０３４におよび／またはＡＤＣ２０３８に）提供し得る。ＭＥＭＳ構造Ａ２０１６は第１の信号２０１８をキャプチャする。ＭＥＭＳ構造Ａ２０１６は、第１の信号２０１８を制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ２０２８に提供する。ＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０は第２の信号２０２２をキャプチャする。ＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０は、第２の信号２０２２を制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４に提供する。

[00151]制御可能利得および／またはフィルタブロックＡ２０２８は、第１の信号２０１８に利得（または減衰）を適用し、および／または第１の信号２０１８をフィルタ処理して、処理された第１の信号２０３０を生成し得る。制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４は、第２の信号２０２２に利得（または減衰）を適用し、および／または第２の信号２０２２をフィルタ処理して、処理された第２の信号２０３２を生成し得る。

[00152]図２０に示された例では、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａがＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０に結合され得る。たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４がＡＧＣ回路Ａ２０８０ａに結合され得る。ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、利得および／またはフィルタ処理制御を実施するために、処理された第２の信号２０３２を利用し得る。いくつかの構成では、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、入来信号（たとえば、処理された第２の信号２０３２）に基づいてソフトウェア介入なしに（たとえば、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４の利得への）調整を動的に行う。

[00153]いくつかの構成では、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、処理された第２の信号２０３２の信号レベル（たとえば、振幅、大きさなど）を測定し得、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４のための利得制御を行い得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、処理された第２の信号２０３２に基づいて利得を調整するメーターであり得る。ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａによって提供される機能はハードウェアにおいて実装され得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、利得調整のしきい値を設定するためのチューニングレジスタＡ２００９ａを含み得るかまたはそれに結合され得る。利得調整は、オーディオ信号中の（たとえば、処理された第２の信号２０３２中のおよび／または処理された合成信号２０３６中の）クリックを防止するために、（たとえば、動的に行われるときに）ゼロ交差において行われ得ることに留意されたい。自動利得制御はハードウェアにおいておよび／またはソフトウェアにおいて実施され得ることに留意されたい。

[00154]制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４は、処理された第２の信号２０３２を加算器２０２４におよびＡＧＣ回路Ａ２０８０ａに提供し得る。ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、第２の信号２０２２（たとえば、処理された第２の信号２０３２）に基づいてＡＧＣ信号Ａ２０８４ａを生成し得る。ＡＧＣ信号Ａ２０８４ａは、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４によって適用されるべき利得（たとえば、利得調整）を示し得る。

[00155]ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、（処理された第２の信号２０３２の）信号レベルがしきい値を満たすかまたは超えるとき、超音波周波数範囲における処理を調整し得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、処理された第２の信号２０３２の振幅がＡＤＣ２０３８を飽和させ得るかどうか（たとえば、ＡＤＣ２０３８が、処理された合成信号２０３６をクリッピングし得るかどうか）を決定し得る。ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、ＡＤＣ２０３８が飽和され得るかどうかを決定するために１つまたは複数のしきい値を利用し得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは振幅しきい値を含み得る。処理された第２の信号２０３２の振幅がしきい値を満たすかまたは超える場合、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４の利得を低減し得る。図２０に示されているように、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、（たとえば、電子回路２０１４の性能をチューニングまたは最適化するために）１つまたは複数のしきい値を調整するためのチューニングレジスタＡ２００９ａを含むかまたはそれに結合され得る。たとえば、チューニングレジスタＡ２００９ａは、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａの１つまたは複数のしきい値を変更するためにソフトウェアインターフェースおよび／または１つまたは複数のハードウェアピンを介して調整可能であり得る。

[00156]信号レベル（たとえば、処理された第２の信号２０３２の振幅）が、超音波周波数範囲において第１のしきい値（たとえば、高しきい値）を満たすかまたは超えるとき、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、（たとえば、超音波周波数範囲における）処理を調整し得る。処理を調整することは、ＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０を非アクティブにすることを含み得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、（たとえば、ＡＧＣ信号Ａ２０８４ａを介して）制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４をオフにし得、ならびに／あるいはＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０から電力を切断し得る。追加または代替として、処理を調整することは、ＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０の周波数応答を調整することを含み得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、不要な信号を含む周波数範囲を制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４に減衰させる、ＡＧＣ信号Ａ２０８４ａを提供し得る。追加または代替として、処理を調整することは、ＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０の利得を低減することを含み得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４に利得を低減させる、ＡＧＣ信号Ａ２０８４ａを提供し得る。

[00157]一例では、第１のしきい値を満たすかまたは超える信号レベルは、電子回路２０１４について飽和または不要なレベルを引き起こすのに十分高い不要な信号によって引き起こされ得る。別の例では、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、意図された信号に作用し得る。たとえば、超音波ペンがマイクロフォン（たとえば、電子回路２０１４）に極めて近い場合、信号レベルは高くなり得（たとえば、第１のしきい値を満たすかまたは超え得）、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、信号レベルを範囲内にもってくるために利得を低減し得る。

[00158]いくつかの構成では、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、追加または代替としてＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０の感度を高め得る。これは、超音波周波数範囲における超音波信号の受信を助け得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、特定の周波数範囲を増幅するために（たとえば、ＡＧＣ信号Ａ２０８４ａを介して）制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４を調整し得る。上記で説明したように、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは１つまたは複数のしきい値を利用し得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、処理された第２の信号２０３２の信号レベル（たとえば、振幅、大きさなど）が第２のしきい値を下回るかどうかを決定し得る。信号レベルが第２のしきい値を下回る場合、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４の利得を増加させ得る。これは、ＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０の感度を高め得る。それに応じて、ＡＧＣ回路Ａ２０８０ａは、（たとえば、処理された第２の信号２０３２の）信号レベルを測定し、信号レベルを改善する（たとえば、最適化する）ために利得を調整し得る。

[00159]処理された第１の信号２０３０および処理された第２の信号２０３２は加算器２０２４に与えられ得る。加算器２０２４は、処理された第１の信号２０３０と処理された第２の信号２０３２とを合成（たとえば、合計）して合成信号２０２６を生成し得る。

[00160]合成信号２０２６は、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ２０３４にならびにＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂに与えられ得る。制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ２０３４は、合成信号２０２６に利得（または減衰）を適用し、および／または合成信号２０２６をフィルタ処理して、処理された合成信号２０３６を生成し得る。利得および／またはフィルタ処理を適用することは、いくつかの構成ではＡＧＣ信号Ｂ２０８４ｂに基づき得る。

[00161]図２０に示された例では、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、処理された合成信号２０３６を監視し、および／または処理を調整し得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、処理された合成信号２０３６の信号レベルに基づいて制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ２０３４の利得を調整し得る。

[00162]ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、（処理された合成信号２０３６の）信号レベルがしきい値を満たすかまたは超えるとき、１つまたは複数の周波数範囲における処理を調整し得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、処理された合成信号２０３６の振幅がＡＤＣ２０３８を飽和させ得るかどうか（たとえば、ＡＤＣ２０３８が、処理された合成信号２０３６をクリッピングし得るかどうか）を決定し得る。ＡＧＣ回路Ｂ２０８０Ｂは、ＡＤＣ２０３８が飽和され得るかどうかを決定するために１つまたは複数のしきい値を利用し得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは振幅しきい値を含み得る。処理された合成信号２０３６の振幅がしきい値を満たすかまたは超える場合、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ２０３４の利得を低減し得る。図２０に示されているように、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、（たとえば、電子回路２０１４の性能をチューニングまたは最適化するために）１つまたは複数のしきい値を調整するためのチューニングレジスタＢ２００９ｂを含むかまたはそれに結合され得る。たとえば、チューニングレジスタＢ２００９ｂは、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂの１つまたは複数のしきい値を変更するためにソフトウェアインターフェースおよび／または１つまたは複数のハードウェアピンを介して調整可能であり得る。

[00163]信号レベル（たとえば、処理された合成信号２０３６の振幅）が、１つまたは複数の周波数範囲において第３のしきい値（たとえば、高しきい値）を満たすかまたは超えるとき、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、（たとえば、１つまたは複数の周波数範囲における）処理を調整し得る。処理を調整することは、合成されたＭＥＭＳ構造２０１６、２０２０の周波数応答を調整することを含み得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、不要な信号を含む周波数範囲を制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ２０３４に減衰させる、ＡＧＣ信号Ｂ２０８４ｂを提供し得る。追加または代替として、処理を調整することは、合成されたＭＥＭＳ構造２０１６、２０２０の利得を低減することを含み得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ２０３４に利得を低減させる、ＡＧＣ信号Ｂ２０８４ｂを提供し得る。

[00164]一例では、第３のしきい値を満たすかまたは超える信号レベルは、電子回路２０１４について飽和または不要なレベルを引き起こすのに十分高い不要な信号によって引き起こされ得る。別の例では、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、意図された信号に作用し得る。たとえば、ユーザの音声および／または所望の超音波制御信号は、ＡＤＣ２０３８を飽和させ得る信号レベルを有し、信号レベルは高くなり得（たとえば、第１のしきい値を満たすかまたは超え得）、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、信号レベルを範囲内にもってくるために利得を低減し得る。

[00165]いくつかの構成では、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、追加または代替として、合成されたＭＥＭＳ構造２０１６、２０２０の感度を高め得る。これは、１つまたは複数の周波数範囲における信号の受信を助け得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、特定の周波数範囲を増幅するために（たとえば、ＡＧＣ信号Ｂ２０８４ｂを介して）制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ２０３４を調整し得る。上記で説明したように、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは１つまたは複数のしきい値を利用し得る。たとえば、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、合成された処理された信号２０３２の信号レベル（たとえば、振幅、大きさなど）が第４のしきい値を下回るかどうかを決定し得る。信号レベルが第４のしきい値を下回る場合、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、制御可能利得および／またはフィルタブロックＣ２０３４の利得を増加させし得る。これは、合成されたＭＥＭＳ構造２０１６、２０２０の感度を高め得る。それに応じて、ＡＧＣ回路Ｂ２０８０ｂは、（たとえば、処理された合成信号２０３６の）信号レベルを測定し、信号レベルを改善する（たとえば、最適化する）ために利得を調整し得る。

[00166]いくつかの構成では、場合によってはコーデックへのフィードバック機構が提供され得る。このフィードバック機構は、信号が所望のサンプルレートにデシメートされると、必要な場合は利得が調整され得ることを規定し得る。

[00167]処理された合成信号２０３６はＡＤＣ２０３８に提供され得る。ＡＤＣ２０３８は、処理された合成信号２０３６（アナログ信号）をデジタル合成信号２０４０に変換し得る。たとえば、ＡＤＣ２０３８は、処理された合成信号２０３６を一連の２進数として表し得る。デジタル合成信号２０４０はＩ／Ｏブロック２０４２に提供され得る。Ｉ／Ｏブロック２０４２は、デジタル合成信号２０４０を出力信号２０４４として提供し得る。

[00168]図１４に関して説明したＩＭＤ緩和、および図２０に関して説明したＡＧＣは、いくつかの構成では組み合わせられ得ることに留意されたい。たとえば、ＩＭＤを除去するために、高域フィルタは、ＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０と加算器２０２４との間の経路中のどこにでも実装され得る。ただし、高域フィルタをＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０の近くに配置することが有益であり得る。いくつかの構成では、制御可能利得および／またはフィルタブロックＢ２０６４は超音波周波数範囲のみのために設計され得、ここで、ＭＥＭＳ構造Ｂ２０２０と制御可能利得および／またはフィルタブロックＢとの間の結合は、２０ｋＨｚの高域フィルタコーナーに結合された交流（ＡＣ）である。追加または代替として、これは緩衝増幅器として設計され得、この緩衝増幅器の後にアクティブフィルタが続き、このアクティブフィルタの後に、ＡＧＣによって制御される調整可能利得増幅器が続く。３つの増幅器を用いた場合、電力消費量が増加することがあり、これらの３つの段を１つに組み合わせるために設計上の問題が生じることに留意されたい。

[00169]図２１は、広帯域周波数応答を提供するためのシステムおよび方法が実装され得るワイヤレス通信デバイス２１３７の一構成を示すブロック図である。図２１に示されたワイヤレス通信デバイス２１３７は、本明細書で説明する電子回路１０１４、１２１４、１４１４、１６１４、２０１４のうちの１つまたは複数を含むように実装され得る。ワイヤレス通信デバイス２１３７は、アプリケーションプロセッサ２１１１を含み得る。アプリケーションプロセッサ２１１１は、概して、ワイヤレス通信デバイス２１３７上で機能を実施するために命令を処理する（たとえば、プログラムを実行する）。アプリケーションプロセッサ２１１１は、オーディオコーダ／デコーダ（コーデック）２１４７に結合され得る。

[00170]オーディオコーデック２１４７は、オーディオ信号をコーディングおよび／または復号するために使用され得る。オーディオコーデック２１４７は、少なくとも１個のスピーカー２１３９、イヤピース２１４１、出力ジャック２１４３、および／または少なくとも１個のマイクロフォン２１４５に結合され得る。スピーカー２１３９は、電気信号または電子信号を音響信号に変換する、１つまたは複数の電気音響トランスデューサを含み得る。たとえば、スピーカー２１３９は、音楽を再生するため、またはスピーカーフォンの会話を出力するためなどに使用され得る。イヤピース２１４１は、音響信号（たとえば、音声信号）をユーザに出力するために使用され得る別のスピーカーまたは電気音響トランスデューサであり得る。たとえば、イヤピース２１４１は、ユーザのみが音響信号を確実に聴取し得るように使用され得る。出力ジャック２１４３は、オーディオを出力するために、ワイヤレス通信デバイス２１３７にヘッドフォンなどの他のデバイスを結合するために使用され得る。スピーカー２１３９、イヤピース２１４１および／または出力ジャック２１４３は、概して、オーディオコーデック２１４７からオーディオ信号を出力するために使用され得る。少なくとも１つのマイクロフォン２１４５は、音響信号（ユーザの音声など）を、オーディオコーデック２１４７に提供される電気信号または電子信号に変換する音響電気トランスデューサであり得る。

[00171]ワイヤレス通信デバイス２１４０は、本明細書で説明する電子回路１０１４、１２１４、１４１４、１６１４、２０１４のうちの１つまたは複数を含み得る。たとえば、マイクロフォン２１４５は、本明細書で説明する電子回路１０１４、１２１４、１４１４、１６１４、２０１４のうちの１つまたは複数の一例であり得る。

[00172]アプリケーションプロセッサ２１１１はまた、電力管理回路２１２１に結合され得る。電力管理回路２１２１の一例は、ワイヤレス通信デバイス２１３７の電力消費を管理するために使用され得る電力管理集積回路（ＰＭＩＣ）である。電力管理回路２１２１はバッテリー２１２３に結合され得る。バッテリー２１２３は、概して、ワイヤレス通信デバイス２１３７に電力を提供し得る。たとえば、バッテリー２１２３および／または電力管理回路２１２１は、ワイヤレス通信デバイス２１３７中に含まれる要素のうちの少なくとも１つに結合され得る。

[00173]アプリケーションプロセッサ２１１１は、入力を受信するための少なくとも１つの入力デバイス２１２５に結合され得る。入力デバイス２１２５の例としては、赤外線センサー、画像センサー、加速度計、タッチセンサー、キーパッドなどがある。入力デバイス２１２５は、ワイヤレス通信デバイス２１３７とのユーザ対話を可能にし得る。アプリケーションプロセッサ２１１１はまた、１つまたは複数の出力デバイス２１２７に結合され得る。出力デバイス２１２７の例としては、プリンタ、プロジェクタ、スクリーン、触覚デバイスなどがある。出力デバイス２１２７は、ワイヤレス通信デバイス２１３７が、ユーザによって体験され得る出力を生成することを可能にし得る。

[00174]アプリケーションプロセッサ２１１１はアプリケーションメモリ２１２９に結合され得る。アプリケーションメモリ２１２９は、電子情報を記憶することが可能な任意の電子デバイスであり得る。アプリケーションメモリ２１２９の例としては、二重データレート同期式ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＤＲＡＭ）、同期式ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、フラッシュメモリなどがある。アプリケーションメモリ２１２９は、アプリケーションプロセッサ２１１１のための記憶装置を提供し得る。たとえば、アプリケーションメモリ２１２９は、アプリケーションプロセッサ２１１１上で実行されるプログラムの機能のためのデータおよび／または命令を記憶し得る。

[00175]アプリケーションプロセッサ２１１１はディスプレイコントローラ２１３１に結合され得、ディスプレイコントローラ３７６２はディスプレイ２１３３に結合され得る。ディスプレイコントローラ２１３１は、ディスプレイ２１３３上に画像を生成するために使用されるハードウェアブロックであり得る。たとえば、ディスプレイコントローラ２１３１は、アプリケーションプロセッサ２１１１からの命令および／またはデータを、ディスプレイ２１３３上に提示され得る画像に変換し得る。ディスプレイ２１３３の例としては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、発光ダイオード（ＬＥＤ）パネル、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ、プラズマディスプレイなどがある。

[00176]アプリケーションプロセッサ２１１１はベースバンドプロセッサ２１１３に結合され得る。ベースバンドプロセッサ２１１３は、概して通信信号を処理する。たとえば、ベースバンドプロセッサ２１１３は、受信した信号を復調および／または復号し得る。追加または代替として、ベースバンドプロセッサ２１１３は、送信に備えて信号を符号化および／または変調し得る。

[00177]ベースバンドプロセッサ２１１３はベースバンドメモリ２１３５に結合され得る。ベースバンドメモリ２１３５は、ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲＡＭ、フラッシュメモリなど、電子情報を記憶することが可能な任意の電子デバイスであり得る。ベースバンドプロセッサ２１１３は、ベースバンドメモリ２１３５から情報（たとえば、命令および／またはデータ）を読み取り得、および／またはベースバンドメモリ２１３５に情報を書き込み得る。追加または代替として、ベースバンドプロセッサ２１１３は、通信動作を実施するために、ベースバンドメモリ２１３５に記憶された命令および／またはデータを使用し得る。

[00178]ベースバンドプロセッサ２１１３は無線周波数（ＲＦ）送受信機２１１５に結合され得る。ＲＦ送受信機２１１５は、電力増幅器２１１７と１つまたは複数のアンテナ２１１９と結合され得る。ＲＦ送受信機２１１５は、無線周波数信号を送信および／または受信し得る。たとえば、ＲＦ送受信機２１１５は、電力増幅器２１１７と少なくとも１つのアンテナ２１１９とを使用してＲＦ信号を送信し得る。ＲＦ送受信機２１１５はまた、１つまたは複数のアンテナ２１１９を使用してＲＦ信号を受信し得る。

[00179]いくつかの構成では、オーディオコーデック２１４７は、マイクロフォン２１４５とスピーカー２１３９とに結合されたハードウェアコーデックである。オーディオコーデック２１４７は、別個の集積回路であり得るか、あるいは、モデム（たとえば、ベースバンドプロセッサ２１１３）内に、電力管理回路２１２１（たとえば、ＰＭＩＣ）または他のプロセッサチップ内に組み込まれ得る。マイクロフォン２１４５は、オープンインターフェースであるバスを用いて（たとえば、マイクロフォン２１４５の外部にあり得る）オーディオコーデック２１４７に結合され得る。したがって、マイクロフォン２１４５（または、たとえばスピーカーアンプ）は、いくつかの構成ではプロセッサに直接接続され得る。

[00180]図２２は、電子デバイス２２０９で利用され得る様々な構成要素を示す。図示された構成要素は、同じ物理的構造内に配置されるか、あるいは別個のハウジングまたは構造中に配置され得る。図２２に関して説明する電子デバイス２２０９は、本明細書で説明する電子回路および／またはワイヤレス通信デバイス２１４０のうちの１つまたは複数に従って実装され得る。たとえば、電子デバイス２２０９は、本明細書で説明する電子回路１０１４、１２１４、１４１４、１６１４、２０１４のうちの１つまたは複数を含み、および／またはそれらであり得る。特定の一例では、電子デバイス２２０９中に含まれるマイクロフォン２２９６は、本明細書で説明する電子回路１０１４、１２１４、１４１４、１６１４、２０１４のうちの１つまたは複数の一例であり得る。

[00181]電子デバイス２２０９はプロセッサ２２９０を含む。プロセッサ２２９０は、汎用シングルまたはマルチチップマイクロプロセッサ（たとえば、ＡＲＭ）、専用マイクロプロセッサ（たとえば、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ））、マイクロコントローラ、プログラマブルゲートアレイなどであり得る。プロセッサ２２９０は中央処理ユニット（ＣＰＵ）と呼ばれ得る。単一のプロセッサ２２９０だけが図２２の電子デバイス２２０９において示されているが、代替的な構成では、プロセッサの組合せ（たとえば、ＡＲＭおよびＤＳＰ）が使用され得る。

[00182]電子デバイス２２０９は、プロセッサ２２９０と電気通信しているメモリ２２８４をも含む。すなわち、プロセッサ２２９０は、メモリ２２８４からの情報を読み取り、および／または、メモリ２２８４に情報を書き込むことができる。メモリ２２８４は、電子情報を記憶することが可能な任意の電子的構成要素であり得る。メモリ２２８４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、ＲＡＭ内のフラッシュメモリデバイス、プロセッサとともに含まれるオンボードメモリ、プログラマブル読取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、レジスタなど、およびそれらの組合せであり得る。

[00183]データ２２８８ａおよび命令２２８６ａがメモリ２２８４に記憶され得る。命令２２８６ａは、１つまたは複数のプログラム、ルーチン、サブルーチン、関数、プロシージャなどを含み得る。命令２２８６ａは、単一のコンピュータ可読ステートメントまたは多くのコンピュータ可読ステートメントを含み得る。命令２２８６ａは、上記で説明したメソッド、関数およびプロシージャのうちの１つまたは複数を実装するためにプロセッサ２２９０によって実行可能であり得る。命令２２８６ａを実行することは、メモリ２２８４に記憶されたデータ２２８８ａの使用を伴い得る。図２２は、プロセッサ２２９０にロードされている（命令２２８６ａおよびデータ２２８８ａから来ることがある）いくつかの命令２２８６ｂとデータ２２８８ｂとを示している。

[00184]電子デバイス２２０９は、他の電子デバイスと通信するための１つまたは複数の通信インターフェース２２９２をも含み得る。通信インターフェース２２９２は、ワイヤード通信技術、ワイヤレス通信技術、または両方に基づき得る。様々なタイプの通信インターフェース２２９２の例としては、シリアルポート、パラレルポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、イーサネット（登録商標）アダプタ、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）１３９４バスインターフェース、小型コンピュータシステムインターフェース（ＳＣＳＩ）バスインターフェース、赤外線（ＩＲ）通信ポート、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈワイヤレス通信アダプタ、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ（登録商標））トランシーバ、ＩＥＥＥ８０２．１１（「Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）」）トランシーバなどがある。たとえば、通信インターフェース２２９２は、ワイヤレス信号を送信および受信するために１つまたは複数のアンテナ（図示せず）に結合され得る。

[00185]電子デバイス２２０９はまた、１つまたは複数の入力デバイス２２９４と、１つまたは複数の出力デバイス２２９８とを含み得る。様々な種類の入力デバイス２２９４の例としては、キーボード、マウス、マイクロフォン、遠隔制御デバイス、ボタン、ジョイスティック、トラックボール、タッチパッド、ライトペンなどがある。たとえば、電子デバイス２２０９は、音響信号をキャプチャするための１つまたは複数のマイクロフォン２２９６を含み得る。一構成では、マイクロフォン２２９６は、音響信号（たとえば、音声、会話）を電気信号または電子信号に変換するトランスデューサであり得る。異なる種類の出力デバイス２２９８の例としては、スピーカー、プリンタなどがある。たとえば、電子デバイス２２０９は１つまたは複数のスピーカー２２０１を含み得る。一構成では、スピーカー２２０１は、電気信号または電子信号を音響信号に変換するトランスデューサであり得る。電子デバイス２２０９中に典型的に含まれ得る１つの特定のタイプの出力デバイスは、ディスプレイデバイス２２０３である。本明細書で開示する構成とともに使用されるディスプレイデバイス２２０３は、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ガスプラズマ、エレクトロルミネセンスなど、任意の好適な画像投影技術を利用し得る。ディスプレイコントローラ２２０５はまた、メモリ２２８４に記憶されたデータを、ディスプレイデバイス２２０３上に示されるテキスト、グラフィクス、および／または（適宜）動画に変換するために提供され得る。

[00186]電子デバイス２２０９の様々な構成要素は、電力バスと、制御信号バスと、ステータス信号バスと、データバスなどを含み得る１つまたは複数のバスによって一緒に結合され得る。簡単のために、図２２では様々なバスはバスシステム２２０７として示されている。図２２は、電子デバイス２２０９の１つの可能な構成しか示していないことに留意されたい。様々な他のアーキテクチャおよび構成要素が利用され得る。

[00187]本明細書で説明した技法は、直交多重化方式に基づく通信システムを含む様々な通信システムのために使用され得る。そのような通信システムの例としては、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システム、シングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムなどがある。ＯＦＤＭＡシステムは、全システム帯域幅を複数の直交サブキャリアに区分する変調技法である、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を利用する。これらのサブキャリアは、トーン、ビンなどと呼ばれることもある。ＯＦＤＭでは、各サブキャリアは独立してデータで変調され得る。ＳＣ−ＦＤＭＡシステムは、システム帯域幅にわたって分散されたサブキャリア上で送信するためのインターリーブＦＤＭＡ（ＩＦＤＭＡ）、隣接するサブキャリアのブロック上で送信するための局所ＦＤＭＡ（ＬＦＤＭＡ）、または隣接するサブキャリアの複数のブロック上で送信するための拡張ＦＤＭＡ（ＥＦＤＭＡ）を利用し得る。概して、変調シンボルは、ＯＦＤＭでは周波数領域で、ＳＣ−ＦＤＭＡでは時間領域で送られる。

[00188]上記の説明では、参照番号が、様々な用語と関連付けられて時々使用された。用語が参照番号と関連付けて使用される場合、これは、図の１つまたは複数で示される特定の要素を指すことを意味し得る。用語が参照番号なしで使用される場合、これは一般に、何らかの特定の図への制限なしで用語を指すことを意味し得る。

[00189]「決定すること」という用語は、多種多様のアクションを含み、したがって、「決定すること」は、算出することと、計算することと、処理することと、引き出すことと、調査することと、探索すること（たとえば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造を調べること）と、確かめることなどを含み得る。また、「決定する」は、受信すること（たとえば、情報を受信すること）、およびアクセスすること（たとえば、メモリ内のデータにアクセスすること）などを含み得る。また、「決定する」は、解決すること、選択すること、選ぶこと、および確立することなどを含み得る。

[00190]「〜に基づく」という句は、別に明示的に指定されない限り、「〜にのみ基づく」を意味しない。言い換えれば、「〜に基づく」という句は、「〜にのみ基づく」と「〜に少なくとも基づく」の両方のことを述べている。

[00191]本明細書で説明した構成のうちのいずれか１つに関して説明した特徴、機能、手順、構成要素、要素、構造などのうちの１つまたは複数は、互換性がある、本明細書で説明した他の構成のうちのいずれかに関して説明された機能、手順、構成要素、要素、構造などのうちの１つまたは複数と組み合わせられ得ることに留意されたい。言い換えれば、本明細書で説明した機能と、手順と、構成要素と、要素などの何らかの互換性のある組合せは、本明細書で開示するシステムおよび方法に従って実装され得る。

[00192]本明細書で説明した機能は、１つまたは複数の命令として、プロセッサ可読媒体またはコンピュータ可読媒体に記憶され得る。「コンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータまたはプロセッサによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体を指す。限定ではなく、例として、そのような媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、電子的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、コンパクトディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）または他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を備えることができる。本明細書で使用するディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）（disc）、光ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）およびＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク（disc）を含み、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）は、データをレーザーで光学的に再生する。コンピュータ可読媒体は有形および非一時的であり得ることに留意されたい。「コンピュータプログラム製品」という用語は、コンピューティングデバイスまたはプロセッサによって実行され得るか、処理され得るか、または計算され得るコードまたは命令（たとえば、「プログラム」）と組み合わされたコンピューティングデバイスまたはプロセッサを指す。本明細書で使用する「コード」という用語は、コンピューティングデバイスまたはプロセッサによって実行可能であるソフトウェア、命令、コードまたはデータを指すことがある。

[00193]ソフトウェアまたは命令はまた、伝送媒体を介して送信され得る。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、伝送媒体の定義に含まれる。

[00194]本明細書で開示する方法は、説明した方法を達成するための１つまたは複数のステップあるいはアクションを備える。本方法のステップおよび／またはアクションは、特許請求の範囲から逸脱することなく、互いに交換され得る。言い換えれば、説明した方法の適切な動作のためにステップまたはアクションの特定の順序が必要とされない限り、特定のステップおよび／またはアクションの順序および／または使用は、特許請求の範囲を逸脱することなく修正され得る。

[00195]特許請求の範囲は、上記に示された厳密な構成および構成要素に限定されないことを理解されたい。特許請求の範囲を逸脱することなく、本明細書で説明したシステム、方法、および装置の構成、動作、および詳細において、様々な修正、変更、および変形が行われ得る。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[Ｃ１] 音声周波数範囲において第１の周波数応答を示し、第１の信号をキャプチャするように構成された第１のマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）構造と、
前記第１のＭＥＭＳ構造に結合された第２のＭＥＭＳ構造と、ここにおいて、前記第２のＭＥＭＳ構造が、超音波周波数範囲において第２の周波数応答を示し、第２の信号をキャプチャするように構成され、ここにおいて、前記第１の周波数応答と前記第２の周波数応答との合成が合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する、を備える、電子回路。
[Ｃ２] 前記第２のＭＥＭＳ構造に結合された高域フィルタをさらに備え、ここにおいて、前記高域フィルタが、前記第２の信号によって引き起こされるオーディオ周波数範囲相互変調ひずみ（ＩＭＤ）を緩和するように構成された、Ｃ１に記載の電子回路。
[Ｃ３] 前記第２のＭＥＭＳ構造に結合された自動利得制御（ＡＧＣ）回路をさらに備える、Ｃ１に記載の電子回路。
[Ｃ４] 前記ＡＧＣ回路は、信号レベルがしきい値を満たすかまたは超えるとき、前記超音波周波数範囲における処理を調整するように構成された、Ｃ３に記載の電子回路。
[Ｃ５] 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造を非アクティブにすることを備える、Ｃ４に記載の電子回路。
[Ｃ６] 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造の前記周波数応答を調整することを備える、Ｃ４に記載の電子回路。
[Ｃ７] 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造の利得を低減することを備える、Ｃ４に記載の電子回路。
[Ｃ８] 音声周波数範囲において第１の周波数応答を示す第１のマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）構造によって第１の信号をキャプチャすることと、
超音波周波数範囲において第２の周波数応答を示す第２のＭＥＭＳ構造によって第２の信号をキャプチャすることと、ここにおいて、前記第１の周波数応答と前記第２の周波数応答との合成が合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する、
前記第１の信号と前記第２の信号とを合成することとを備える、電子回路によって広帯域周波数応答を提供するための方法。
[Ｃ９] 前記第２の信号によって引き起こされるオーディオ周波数範囲相互変調ひずみ（ＩＭＤ）を緩和することをさらに備える、Ｃ８に記載の方法。
[Ｃ１０] 前記第２の信号に基づいて自動利得制御を実施することをさらに備える、Ｃ８に記載の方法。
[Ｃ１１] 自動利得制御を実施することは、信号レベルがしきい値を満たすかまたは超えるとき、前記超音波周波数範囲における処理を調整することを備える、Ｃ１０に記載の方法。
[Ｃ１２] 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造を非アクティブにすることを備える、Ｃ１１に記載の方法。
[Ｃ１３] 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造の前記周波数応答を調整することを備える、Ｃ１１に記載の方法。
[Ｃ１４] 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造の利得を低減することを備える、Ｃ１１に記載の方法。
[Ｃ１５] 命令をその上に有する非一時的有形コンピュータ可読媒体を備える、広帯域周波数応答を提供するためのコンピュータプログラム製品であって、前記命令は、
音声周波数範囲において第１の周波数応答を示す第１のマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）構造によって第１の信号をキャプチャすることを電子回路に行わせるためのコードと、
超音波周波数範囲において第２の周波数応答を示す第２のＭＥＭＳ構造によって第２の信号をキャプチャすることを前記電子回路に行わせるためのコードと、ここにおいて、前記第１の周波数応答と前記第２の周波数応答との合成が合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する、
前記第１の信号と前記第２の信号とを合成することを前記電子回路に行わせるためのコードとを備える、コンピュータプログラム製品。
[Ｃ１６] 前記命令が、前記第２の信号によって引き起こされるオーディオ周波数範囲相互変調ひずみ（ＩＭＤ）を緩和することを前記電子回路に行わせるためのコードをさらに備える、Ｃ１５に記載のコンピュータプログラム製品。
[Ｃ１７] 前記命令が、前記第２の信号に基づいて自動利得制御を実施することを前記電子回路に行わせるためのコードをさらに備える、Ｃ１５に記載のコンピュータプログラム製品。
[Ｃ１８] 自動利得制御を実施することは、信号レベルがしきい値を満たすかまたは超えるとき、前記超音波周波数範囲における処理を調整することを備える、Ｃ１７に記載のコンピュータプログラム製品。
[Ｃ１９] 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造を非アクティブにすることを備える、Ｃ１８に記載のコンピュータプログラム製品。
[Ｃ２０] 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造の前記周波数応答を調整することを備える、Ｃ１８に記載のコンピュータプログラム製品。
[Ｃ２１] 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造の利得を低減することを備える、Ｃ１８に記載のコンピュータプログラム製品。
[Ｃ２２] 第１の信号をキャプチャするための手段と、ここにおいて、前記第１の信号をキャプチャするための前記手段が、音声周波数範囲において第１の周波数応答を示し、
前記第１の信号をキャプチャするための前記手段に結合された第２の信号をキャプチャするための手段と、ここにおいて、前記第２の信号をキャプチャするための前記手段が、超音波周波数範囲において第２の周波数応答を示し、ここにおいて、前記第１の周波数応答と前記第２の周波数応答との合成が合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する、を備える、広帯域周波数応答を提供するための装置。
[Ｃ２３] 前記第２の信号をキャプチャするための前記手段に結合された高域フィルタ処理のための手段をさらに備え、ここにおいて、高域フィルタ処理のための前記手段が、前記第２の信号によって引き起こされるオーディオ周波数範囲相互変調ひずみ（ＩＭＤ）を緩和する、Ｃ２２に記載の装置。
[Ｃ２４] 前記第２の信号をキャプチャするための前記手段に結合された自動利得制御（ＡＧＣ）のための手段をさらに備える、Ｃ２２に記載の装置。
[Ｃ２５] ＡＧＣのための前記手段は、信号レベルがしきい値を満たすかまたは超えるとき、前記超音波周波数範囲における処理を調整する、Ｃ２４に記載の装置。
[Ｃ２６] 前記処理を調整することが、前記第２の信号をキャプチャするための前記手段を非アクティブにすることを備える、Ｃ２５に記載の装置。
[Ｃ２７] 前記処理を調整することが、前記第２の信号をキャプチャするための前記手段の前記周波数応答を調整することを備える、Ｃ２５に記載の装置。
[Ｃ２８] 前記処理を調整することが、前記第２の信号をキャプチャするための前記手段の利得を低減することを備える、Ｃ２５に記載の装置。

Claims (20)

1. 音声周波数範囲において第１の周波数応答を示し、第１の信号をキャプチャするように構成された第１のマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）構造と、
   前記第１のＭＥＭＳ構造に結合された第２のＭＥＭＳ構造と、ここにおいて、前記第２のＭＥＭＳ構造が、超音波周波数範囲において第２の周波数応答を示し、第２の信号をキャプチャするように構成され、ここにおいて、前記第１の周波数応答と前記第２の周波数応答との合成が合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する、
   前記第２のＭＥＭＳ構造に結合された自動利得制御（ＡＧＣ）回路と、ここにおいて、前記ＡＧＣ回路は、信号レベルが振幅しきい値を満たすかまたは超えるとき、前記超音波周波数範囲における処理を調整するように構成される、
   前記第１の信号と前記第２の信号を合成するように構成される加算器と、
   を備える、電子回路。
2. 前記第２のＭＥＭＳ構造に結合された高域フィルタをさらに備え、ここにおいて、前記高域フィルタが、前記第２の信号によって引き起こされるオーディオ周波数範囲相互変調ひずみ（ＩＭＤ）を緩和するように構成された、請求項１に記載の電子回路。
3. 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造を非アクティブにすることを備える、請求項１に記載の電子回路。
4. 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造の前記周波数応答を調整することを備える、請求項１に記載の電子回路。
5. 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造の利得を低減することを備える、請求項１に記載の電子回路。
6. 音声周波数範囲において第１の周波数応答を示す第１のマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）構造によって第１の信号をキャプチャすることと、
   超音波周波数範囲において第２の周波数応答を示す第２のＭＥＭＳ構造によって第２の信号をキャプチャすることと、ここにおいて、前記第１の周波数応答と前記第２の周波数応答との合成が合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する、
   前記第２の信号に基づいて自動利得制御（ＡＧＣ）を実施することと、ここにおいて、ＡＧＣを実施することは、前記第２の信号の信号レベルが振幅しきい値を満たすかまたは超えるとき、前記超音波周波数範囲における処理を調整することを備える、
   前記第１の信号と前記第２の信号とを合成することと、
   を備える、電子回路によって広帯域周波数応答を提供するための方法。
7. 前記第２の信号によって引き起こされるオーディオ周波数範囲相互変調ひずみ（ＩＭＤ）を緩和することをさらに備える、請求項６に記載の方法。
8. 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造を非アクティブにすることを備える、請求項６に記載の方法。
9. 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造の前記周波数応答を調整することを備える、請求項６に記載の方法。
10. 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造の利得を低減することを備える、請求項６に記載の方法。
11. 命令をその上に有する非一時的有形コンピュータ可読媒体であって、前記命令は、
    音声周波数範囲において第１の周波数応答を示す第１のマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）構造によって第１の信号をキャプチャすることを電子回路に行わせるためのコードと、
    超音波周波数範囲において第２の周波数応答を示す第２のＭＥＭＳ構造によって第２の信号をキャプチャすることを前記電子回路に行わせるためのコードと、ここにおいて、前記第１の周波数応答と前記第２の周波数応答との合成が合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する、
    前記第２の信号に基づいて自動利得制御（ＡＧＣ）を実施することを前記電子回路に行わせるためのコードと、ここにおいて、ＡＧＣを実施することは、信号レベルが振幅しきい値を満たすかまたは超えるとき、前記超音波周波数範囲における処理を調整することを備える、
    前記第１の信号と前記第２の信号とを合成することを前記電子回路に行わせるためのコードと、
    を備える、非一時的有形コンピュータ可読媒体。
12. 前記命令が、前記第２の信号によって引き起こされるオーディオ周波数範囲相互変調ひずみ（ＩＭＤ）を緩和することを前記電子回路に行わせるためのコードをさらに備える、請求項１１に記載の非一時的有形コンピュータ可読媒体。
13. 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造を非アクティブにすることを備える、請求項１１に記載の非一時的有形コンピュータ可読媒体。
14. 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造の前記周波数応答を調整することを備える、請求項１１に記載の非一時的有形コンピュータ可読媒体。
15. 前記処理を調整することが、前記第２のＭＥＭＳ構造の利得を低減することを備える、請求項１１に記載の非一時的有形コンピュータ可読媒体。
16. 第１の信号をキャプチャするための手段と、ここにおいて、前記第１の信号をキャプチャするための前記手段が、音声周波数範囲において第１の周波数応答を示し、
    前記第１の信号をキャプチャするための前記手段に結合された第２の信号をキャプチャするための手段と、ここにおいて、前記第２の信号をキャプチャするための前記手段が、超音波周波数範囲において第２の周波数応答を示し、ここにおいて、前記第１の周波数応答と前記第２の周波数応答との合成が合成周波数範囲においてターゲット周波数応答を達成する、
    前記第２の信号に基づいて自動利得制御（ＡＧＣ）を実施するための手段と、ここにおいて、ＡＧＣを実施するための前記手段は、前記第２の信号の信号レベルが振幅しきい値を満たすかまたは超えるとき、前記超音波周波数範囲における処理を調整するための手段を備える、
    前記第１の信号と前記第２の信号とを合成するための手段と、
    を備える、広帯域周波数応答を提供するための装置。
17. 前記第２の信号をキャプチャするための前記手段に結合された高域フィルタ処理のための手段をさらに備え、ここにおいて、高域フィルタ処理のための前記手段が、前記第２の信号によって引き起こされるオーディオ周波数範囲相互変調ひずみ（ＩＭＤ）を緩和する、請求項１６に記載の装置。
18. 前記処理を調整することが、前記第２の信号をキャプチャするための前記手段を非アクティブにすることを備える、請求項１６に記載の装置。
19. 前記処理を調整することが、前記第２の信号をキャプチャするための前記手段の前記周波数応答を調整することを備える、請求項１６に記載の装置。
20. 前記処理を調整することが、前記第２の信号をキャプチャするための前記手段の利得を低減することを備える、請求項１６に記載の装置。

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