KR20150105919A - 웨이크업 검출을 갖는 트랜스듀서 시스템을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

웨이크업 검출을 갖는 트랜스듀서 시스템을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150105919A
KR20150105919A KR1020150031636A KR20150031636A KR20150105919A KR 20150105919 A KR20150105919 A KR 20150105919A KR 1020150031636 A KR1020150031636 A KR 1020150031636A KR 20150031636 A KR20150031636 A KR 20150031636A KR 20150105919 A KR20150105919 A KR 20150105919A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
low power
wake
circuit
detection circuit
Prior art date
Application number
KR1020150031636A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101673289B1 (ko
Inventor
크리스티안 젠크너
안드레아스 비에스바우어
Original Assignee
인피니온 테크놀로지스 아게
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 인피니온 테크놀로지스 아게 filed Critical 인피니온 테크놀로지스 아게
Publication of KR20150105919A publication Critical patent/KR20150105919A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101673289B1 publication Critical patent/KR101673289B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L15/00—Speech recognition
    • G10L15/28—Constructional details of speech recognition systems
    • G10L15/285—Memory allocation or algorithm optimisation to reduce hardware requirements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
    • H04R29/004—Monitoring arrangements; Testing arrangements for 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
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/16—Sound input; Sound output
    • G06F3/162—Interface to dedicated audio devices, e.g. audio drivers, interface to CODECs
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/16—Sound input; Sound output
    • G06F3/165—Management of the audio stream, e.g. setting of volume, audio stream path
    • 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
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/005—Electrostatic transducers using semiconductor materials
    • 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
    • H04R2420/00—Details of connection covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2420/05—Detection of connection of loudspeakers or headphones to amplifiers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Telephone Function (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

여기에 설명하는 실시예들에 따르면, 회로는 트랜스듀서에 결합되도록 구성된 인터페이스 회로 및 검출 회로를 포함한다. 인터페이스 회로는 디지털 출력 신호를 프로세싱 회로의 신호 입력 단자에 제공하도록 구성된다. 검출 회로는 디지털 출력 신호를 수신하고 저전력 인에이블 신호를 프로세싱 회로의 저전력 인에이블 단자에 제공하도록 구성된다. 다양한 실시예들에서, 디지털 출력 신호는 트랜스듀서로부터의 트랜스듀싱된 신호에 기초하고, 저전력 인에이블 신호는 디지털 출력 신호를 제1 임계값과 비교함으로써 결정된다.

Description

웨이크업 검출을 갖는 트랜스듀서 시스템을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR A TRANSDUCER SYSTEM WITH WAKEUP DETECTION}
본 발명은 일반적으로 트랜스듀서 시스템에 관한 것으로, 특정한 실시예들에서, 웨이크업 검출을 갖는 트랜스듀서 시스템을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
트랜스듀서들은 신호들을 일 도메인으로부터 다른 도메인으로 변환하고 센서들에서 종종 사용된다. 일상 생활에서 볼 수 있는 트랜서듀서를 갖는 하나의 일반적인 센서가 음파들을 전기 신호들로 변환하는 마이크로폰이다.
마이크로 전자기계 시스템(MEMS; microelectromechanical system) 기반 센서들은 마이크로머시닝(micromachining) 기술들을 사용하여 생성된 트랜스듀서들의 패밀리를 포함한다. MEMS 마이크로폰과 같은 MEMS는 트랜스듀서에서 물리적 상태의 변화를 측정하고 트랜스듀싱된(transduced) 신호를 MEMS 센서에 연결된 프로세싱 전자기기에 전달함으로써 환경으로부터 정보를 수집한다. MEMS 디바이스들은 집적 회로들에 대해 사용되는 것들과 유사한 마이크로머시닝 제조 기술들을 사용하여 제조될 수 있다.
MEMS 디바이스들은 예를 들어, 오실레이터들, 공진기들, 가속도계들, 자이로스코프들, 압력 센서들, 마이크로폰들, 및 마이크로-미러들로서 기능하도록 설계될 수 있다. 다수의 MEMS 디바이스들은 물리적 현상을 전기 신호들로 트랜스듀싱하기 위해 용량성 센싱 기술들을 사용한다. 이러한 애플리케이션들에서, 센서에서의 커패시턴스 변화는 인터페이스 회로들을 사용하여 전압 신호로 변환된다.
하나의 이러한 용량성 센싱 디바이스가 MEMS 마이크로폰이다. MEMS 마이크로폰은 경질의 백플레이트로부터 작은 거리 만큼 분리된 편향가능한 멤브레인(deflectable membrane)을 일반적으로 갖는다. 그것은 멤브레인에 입사되는 음압파(sound pressure wave)에 응답하여, 백플레이트를 향해 또는 백플레이트로부터 떨어지게 편향되어, 멤브레인과 백플레이트 사이의 분리 거리를 변화시킨다. 일반적으로, 멤브레인 및 백플레이트는 도전성 재료들로 이루어지며, 커패시터의 "플레이트들"을 형성한다. 따라서, 입사된 음파에 응답하여 멤브레인과 백플레이트를 분리시키는 거리가 변함에 따라, "플레이트"와 전기 신호 사이의 커패시턴스 변화가 생성된다.
일반적으로, MEMS 마이크로폰은 입사된 음파들에 응답하여 생성된 전기 신호들을 애플리케이션에 따라 상이한 기능들을 수행할 수 있는 일부 타입의 인터페이스 및/또는 프로세싱 전자기기에 전송한다. 애플리케이션들이 진보하고 그 수가 증가함에 따라, 트랜스듀서 시스템들 및 인터페이스 전자기기를 향상시키고 혁신시키기 위한 발명의 솔루션들을 생성하는 다수의 도전과제들이 존재한다.
여기에 설명하는 실시예들에 따르면, 회로는 트랜스듀서에 결합되도록 구성된 인터페이스 회로 및 검출 회로를 포함한다. 인터페이스 회로는 디지털 출력 신호를 프로세싱 회로의 신호 입력 단자에 제공하도록 구성된다. 검출 회로는 디지털 출력 신호를 수신하고 저전력 인에이블 신호를 프로세싱 회로의 저전력 인에이블 단자에 제공하도록 구성된다. 다양한 실시예들에서, 디지털 출력 신호는 트랜스듀서로부터의 트랜스듀싱된 신호에 기초하고, 저전력 인에이블 신호는 디지털 출력 신호를 제1 임계값과 비교함으로써 결정된다.
본 발명, 및 그 이점들의 더욱 완벽한 이해를 위해, 이제 첨부한 도면과 함께 아래의 설명들을 참조한다.
도 1a 내지 도 1c는 실시예의 마이크로폰 시스템들의 블록도들을 예시한다.
도 2a 및 도 2b는 다른 실시예의 마이크로폰 시스템들의 블록도들을 예시한다.
도 3a 및 도 3b는 실시예의 검출 회로들의 블록도들을 예시한다.
도 4는 다른 실시예의 검출 회로의 회로도를 예시한다.
도 5는 실시예의 검출 회로를 갖는 마이크로폰의 블록도를 예시한다.
도 6은 실시예의 트랜스듀서 시스템의 동작 방법의 블록도를 예시한다.
상이한 도면들에서의 대응하는 번호들 및 심볼들은 다르게 나타내지 않으면 대응하는 부분들을 일반적으로 지칭한다. 도면들은 실시예들의 관련 양태들을 명확하게 예시하도록 그려지고 반드시 일정한 비율로 그려지지는 않는다.
다양한 실시예들의 제조 및 사용이 아래에 상세히 논의된다. 그러나, 여기에 설명하는 다양한 실시예들이 광범위한 특정한 문맥에서 적용가능하다는 것이 이해되어야 한다. 논의하는 특정한 실시예들은 단지 다양한 실시예들을 제조하고 사용하기 위한 특정한 방식들의 예시이고, 제한된 범위에서 해석되지 않아야 한다.
설명은 특정한 문맥에서 다양한 실시예들, 즉, 마이크로폰 트랜스듀서들, 특히, MEMS 마이크로폰들에 관하여 이루어진다. 여기에 설명하는 다양한 실시예들 중 일부는 MEMS 트랜스듀서 시스템들, MEMS 마이크로폰 시스템들, 트랜스듀서 및 MEMS 트랜스듀서 시스템들을 위한 인터페이스 회로들, 웨이크-업 검출을 갖는 MEMS 마이크로폰 시스템들, 웨이크-업 검출 회로들, 사운드 검출 회로들, 및 웨이크-업 검출을 갖는 트랜스듀서 시스템들을 포함한다. 다른 실시예들에서, 양태들이 물리적 신호를 다른 도메인으로 변환하고 관련 기술 분야에 알려진 바와 같은 임의의 방식에 따라 전자기기와 인터페이싱하는 임의의 타입의 센서 또는 트랜스듀서를 수반하는 다른 애플리케이션들에 또한 적용될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 웨이크-업 검출을 갖는 마이크로폰 시스템이 여기에 설명된다. 특정한 실시예들에서, 웨이크-업 검출을 갖는 MEMS 마이크로폰 시스템이 설명되지만, 웨이크-업 검출을 갖는 임의의 타입의 트랜스듀서 시스템이 여기에 설명된 개념들에 따라 구현될 수 있다.
다양한 시스템들 및 사용 환경들에서, 트랜스듀서 시스템의 증가된 전력 효율이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 마이크로폰들, 특히, MEMS 마이크로폰들은 셀 폰들, 랩탑들, 태블릿들, 및 다양한 다른 임베디드 시스템들(embedded systems)과 같은 모바일 애플리케이션들에 종종 포함된다. 이러한 모바일 애플리케이션들에서, 배터리 수명은 종단 사용자들에게 종종 중요하고, 전력 효율은 모바일 애플리케이션의 배터리 수명을 결정하는데 중요하다. 따라서, 다양한 실시예들에서, 웨이크-업 검출을 갖는 MEMS 마이크로폰 시스템이 증가된 전력 효율에 대해 설명된다.
다양한 실시예들에 따르면, 트랜스듀서 시스템은 2가지 동작 모드: 정상 동작 모드 및 저전력 동작 모드를 포함한다. 저전력 동작 모드에서, 트랜스듀서 시스템의 다양한 컴포넌트들은 전력을 절약하기 위해 디스에이블된다. 정상 동작 모드에서, 다양한 컴포넌트들은 물리적 신호들로부터 전기 도메인으로의 적절한 신호 변환(즉, 트랜스덕션(transduction))을 제공하기 위해 인에이블될 수 있다.
MEMS 마이크로폰 시스템의 특정한 실시예에서, MEMS 사운드 트랜스듀싱 엘리먼트가 증폭기에 결합될 수 있고, 증폭기는 아날로그-디지털 컨버터(ADC; analog to digital converter)에 결합될 수 있다. 웨이크-업 검출 회로가 증폭기와 오디오 프로세서 사이의 신호 경로에 결합된다. 다양한 실시예들에서, 웨이크-업 검출 회로는 특정한 임계값 초과 또는 미만의 액티비티(activity)를 검출하고, 액티비티의 레벨에 기초하여 ADC 및/또는 다른 컴포넌트들을 인에이블하거나 디스에이블한다. 이러한 실시예에서, 저전력 동작 모드는 ADC와 같은 다양한 컴포넌트들을 디스에이블함으로써 MEMS 마이크로폰 시스템의 감소된 액티비티 동안 전력 소모를 감소시키고, 정상 동작 모드는 다양한 컴포넌트들을 인에이블함으로써 동작 동안 성능을 증가시킨다. 이제, 도면들을 참조하여 설명이 이루어진다.
도 1a 내지 도 1c는 실시예의 마이크로폰 시스템들(100, 101, 및 102)의 블록도들을 예시한다. 도 1a는 마이크로폰(104), 검출 회로(106), 및 코덱(CODEC)(108)을 포함하는 마이크로폰 시스템(100)을 예시한다. 다양한 실시예들에 따르면, IC(112)가 MEMS(110)에 대한 인터페이스 회로이다. IC(112)는 일부 실시예들에서 주문형 집적 회로(ASIC; application specific integrated circuit)일 수 있다. MEMS(110)는 전기 신호를 IC(112)에 제공하는 용량성 MEMS 마이크로폰일 수 있다. 전기 신호는 MEMS(110)의 편향가능한 멤브레인에 입사된 음파에 관한 트랜스듀싱된 신호일 수 있다. IC(112)는 MEMS(110)로부터 트랜스듀싱된 전기 신호를 수신하고, 그 신호를 증폭하며, 출력 라인(SIG) 상의 신호를 코덱(108)으로서 도시된 오디오 프로세서(108)에 제공한다.
다양한 실시예들에 따르면, 검출 회로(106)는 IC(112)로부터 오는 출력 라인(SIG) 상의 신호들을 수신하여 모니터링한다. 검출 회로(106)는 출력 신호(SIG) 상의 값을 웨이크-업 임계값과 비교할 수 있다. 일부 실시예들에서, 검출 회로(106)는 예를 들어, 정류되고 필터링된 값과 같은, 마이크로폰 환경에서의 음향 액티비티에 관한 추출된 파라미터를 비교할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 정류 및 필터링은 IC(112) 또는 검출 블록(106)에서 수행될 수 있다. 출력 라인(SIG) 상의 값 또는 파라미터가 웨이크-업 임계값 아래인 경우에, 검출 회로(106)는 웨이크-업 라인(WAK) 상의 디스에이블 또는 슬립 신호를 코덱(108)에 제공한다. 출력 라인(SIG) 상의 값 또는 파라미터가 웨이크-업 임계값 초과가 되는 경우에, 검출 회로(106)는 웨이크-업 라인(WAK) 상의 웨이크-업 신호를 코덱(108)에 제공한다. 일부 실시예들에서, 웨이크-업 임계값이 도달되면, 웨이크-업 임계값보다 낮은 디스에이블 임계값으로 히스테리시스(hysteresis)가 구현될 수 있다. 검출 회로의 동작은 다른 도면들을 참조하여 더 후술된다.
다양한 실시예들에서, 코덱(108)이 웨이크-업 신호를 수신할 때, 코덱(108)은 정상 동작 또는 고성능 모드에 진입한다. 코덱(108)이 디스에이블 또는 슬립 신호를 수신할 때, 코덱(108)은 다양한 컴포넌트들이 디스에이블되고 정상 동작 또는 고성능 모드에서보다 낮은 전력 소모로 동작하는 저전력 모드에 진입한다. 다양한 실시예들에서, 검출 회로(106)는 IC(112)내의 다양한 컴포넌트들을 인에이블 및 디스에이블하기 위해 웨이크-업 라인(WAK)을 IC(112)에 또한 제공할 수 있다. 예를 들어, IC(112)는 IC(112)의 바이어스 전류를 증가시키고 더 낮은 잡음 및/또는 더 높은 선형성 성능을 제공하기 위해 저전력 모드 동안 디스에이블되는 아날로그-디지털 컨버터(ADC) 또는 정상 동작 동안 인에이블되는 바이어싱 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
도 1b는 마이크로폰(114), 검출 회로(116), 및 코덱(118)을 포함하는 마이크로폰 시스템(101)을 예시한다. 다양한 실시예들에 따르면, 검출 회로(116)가 IC(122)에 포함된다. 상기 검출 회로(106)의 동작과 유사하게, 검출 회로(116)는 IC(122)의 일부로서 동작하고, 출력 라인(SIG)에 공급된 출력 신호들을 모니터링한다. 사운드 신호들이 MEMS(120)에 의해 트랜스듀싱되어, 트랜스듀싱된 신호들이 증폭될 수 있는 IC(122)에 공급된다. 검출 회로(116)는 트랜스듀싱되어 증폭된 신호들, 또는 그 신호들에 관한 추출된 파라미터를 웨이크-업 임계값에 대해 비교하고, 신호가 웨이크-업 임계값 초과인 경우에 웨이크-업 라인(WAK) 상의 웨이크-업 신호를 제공한다. 마이크로폰(114)은 코덱(118)에 결합되고, 웨이크-업 라인(WAK) 상의 웨이크-업 신호 및 출력 라인(SIG) 상의 출력 신호들을 제공한다. 다양한 실시예들에서, 웨이크-업 라인(WAK)은 웨이크-업 신호들을 코덱(118) 및 IC(122)내의 다른 컴포넌트들에 제공할 수 있다.
도 1c는 마이크로폰(124), 검출 회로(126), 및 코덱(128)을 포함하는 마이크로폰 시스템(102)을 예시한다. 다양한 실시예들에 따르면, 검출 회로(116)가 코덱(128)에 포함된다. 이러한 실시예들에서, IC(132)가 MEMS(130)로부터 트랜스듀싱된 신호를 수신하고, 출력 라인(SIG) 상의 신호들을 코덱(128)에 출력한다. 검출 회로(126)는 코덱(128)에 의해 수신된 신호들을 모니터링하고, 수신된 신호들, 또는 그 신호들에 관한 추출된 파라미터를 웨이크-업 임계값과 비교하여, 웨이크-업 신호(WAK)를 내부적으로 생성한다. 그 후, 웨이크-업 신호(WAK)는 예를 들어, ADC와 같은 다양한 다른 컴포넌트들에 내부적으로 제공된다. 일부 실시예들에서, 웨이크-업 신호(WAK)는 다양한 컴포넌트들을 인에이블 및/또는 디스에이블하기 위해 IC(132)에 또한 제공될 수 있다.
다양한 상이한 실시예들에서, 마이크로폰 시스템들(100, 101, 및 102)에서의 컴포넌트들은 변경된 기능들로 구현될 수 있다. 예를 들어, IC(112, 122, 또는 132)는 ADC를 갖고서 또는 ADC 없이 각각 구현될 수 있다. IC(112, 122, 또는 132)가 ADC를 포함하면, 출력 신호(SIG)는 예를 들어, 펄스 밀도 변조(PDM; pulse density modulated) 신호와 같은, 일부 방식으로 변조된 디지털 신호일 수 있다. 이러한 실시예들에서, IC(112, 122, 또는 132)는 PDM 회로를 또한 포함할 수 있다. IC(112, 122, 또는 132)가 ADC를 포함하지 않는 경우에, 출력 라인(SIG)은 아날로그 신호일 수 있고 코덱은 ADC를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예들에서, MEMS(110, 120, 및 130)는 임의의 타입의 트랜스듀서 또는 마이크로폰일 수 있고 용량성 MEMS 마이크로폰에 제한되지 않고; IC(112, 122, 및 132)는 임의의 타입의 인터페이스 회로일 수 있고 IC에 제한되지 않으며; 코덱(108, 118, 및 128)은 예를 들어, 도시된 바와 같은 코덱 또는 오디오 프로세서와 같은 임의의 타입의 프로세서, 마이크로프로세서, 또는 집적 회로일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 마이크로폰들(104, 114, 및 124)은 MEMS(110, 120, 및 130)를 각각 포함하는 제1 다이들 및 IC(112, 122, 및 132)를 각각 포함하는 제2 다이들을 갖는 패키지들로서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, MEMS(110, 120, 또는 130) 및 IC(112, 122, 또는 132) 각각은 동일한 IC상에 집적된다. 마이크로폰 시스템들(100, 101, 및 102)은 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 각각 구현될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 검출 회로(106), 코덱(108, 118, 또는 128), 및 마이크로폰(104, 114, 또는 124)을 포함하는 패키지는 모두 PCB에 부착된다. 일부 실시예들에서, 검출 회로(106)는 개별 회로 컴포넌트들로서 구현될 수 있다. 다른 실시예들에서, 검출 회로(116)는 IC(122)의 일부로서 구현된다. 또 다른 실시예들에서, 검출 회로(126)는 코덱(128)의 일부로서 구현된다.
도 2a 및 도 2b는 다른 실시예의 마이크로폰 시스템들(150 및 151)의 블록도들을 예시한다. 예를 들어, 마이크로폰 시스템들(150 및 151)은 도 1a의 마이크로폰 시스템(100)의 구현들일 수 있다. 도 2a는 마이크로폰(160), 인터페이스 회로(152), 코덱(156), 및 검출 회로(154)를 포함하는 마이크로폰 시스템(150)을 예시한다. 다양한 실시예들에 따르면, 마이크로폰 시스템(150)은 디지털 마이크로폰을 포함하고, 인터페이스 회로(152)는 출력 라인(SIG) 상에 디지털 출력 신호를 생성한다. 마이크로폰(160)은 음파로부터 트랜스듀싱된 신호를 생성하여, 그 트랜스듀싱된 신호를 증폭기(162)에 공급한다. ADC(164)가 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호를 옵션의 디지털 신호 프로세서(DSP)(166)에 제공할 수 있다. DSP 회로(166)가 출력 라인(SIG) 상에 디지털 출력 신호를 공급한다.
다양한 실시예들에 따르면, 검출 회로(154)는 출력 라인(SIG)을 모니터링하고, 출력 라인(SIG) 상의 신호 값을 웨이크-업 또는 검출 임계값과 비교한다. 검출 임계값과 출력 라인(SIG) 상의 신호 값 또는 그 신호로부터의 추출된 파라미터 사이의 비교에 기초하여, 검출 회로(154)는 웨이크-업 신호(WAK)를 생성하여 그 웨이크-업 신호(WAK)를 다양한 컴포넌트들에 공급한다. 일부 실시예들에서, 웨이크-업 신호(WAK)는 인에이블/디스에이블로서, ADC(164), DSP(166), 및/또는 코덱(156)에 공급된다. 웨이크-업 신호(WAK)는 저전력 모드와 정상 동작 모드 사이에서 선택한다. 저전력 모드 동안, 마이크로폰 시스템(150)내의 일부 컴포넌트들은 웨이크-업 신호(WAK)에 의해 디스에이블될 수 있다.
일부 실시예들에서, 마이크로폰(160)은 예를 들어, 압력 센서 또는 가속도계와 같은 다른 타입의 센서 또는 트랜스듀서일 수 있다. DSP(166)는 출력 라인(SIG) 상의 디지털 출력을 변조하는 펄스 밀도 변조(PDM) 특징을 구현할 수 있다. ADC(164)는 예를 들어, 시그마-델타(Σ-Δ) 변조기와 같은 임의의 타입의 ADC로서 구현될 수 있다.
도 2b는 마이크로폰(160), 인터페이스 회로(153), 코덱(158), 및 검출 회로(155)를 포함하는 마이크로폰 시스템(151)을 예시한다. 다양한 실시예들에 따르면, 마이크로폰 시스템(151)은 아날로그 마이크로폰을 포함하고, 인터페이스 회로(153)는 출력 라인(SIG) 상에 아날로그 출력 신호를 생성한다. 전술한 바와 같이, 음파가 마이크로폰(160)에 의해 트랜스듀싱되고 증폭기(162)에 의해 증폭된다. 증폭된 신호는 출력 라인(SIG) 상의 아날로그 신호로서 코덱(158)에 공급된다. 코덱(158)은 코덱(158)내의 다른 프로세싱을 위해 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(168)를 포함한다.
다양한 실시예들에 따르면, 검출 회로(155)는 전술한 실시예들과 유사하게, 출력 라인(SIG)을 모니터링하고, 출력 라인(SIG) 상의 신호 값 또는 그 신호로부터의 추출된 파라미터를 웨이크-업 또는 검출 임계값과 비교한다. 검출 임계값과 출력 라인(SIG) 상의 신호 값 또는 추출된 파라미터 사이의 비교에 기초하여, 검출 회로(154)는 웨이크-업 신호(WAK)를 생성하여 그 웨이크-업 신호(WAK)를 코덱(158) 내의 ADC(168)에 공급한다. 이전과 같이, 웨이크-업 신호(WAK)는 ADC(168)를 인에이블/디스에이블하거나 저전력 모드에서 설정하도록 동작가능하고, 또한 코덱(158)에서의 다른 컴포넌트들을 인에이블/디스에이블할 수 있거나 저전력 모드에서 설정할 수 있다.
도 1을 참조하여 상기 논의한 실시예들과 유사하게, 마이크로폰(160)이 임의의 타입의 트랜스듀서 또는 센서를 포함할 수 있고 마이크로폰에 제한되지 않는다. 인터페이스 회로들(152 및 153)은 다수의 타입들의 집적 회로들(ICs), 세미- 또는 풀-커스텀(semi- or full-custom) ASIC들, 또는 개별 컴포넌트들의 조합들로서 구현될 수 있다. 코덱(158)은 오디오 프로세서와 같은 특수 프로세서일 수 있거나, 임의의 다른 타입의 프로세서, 마이크로프로세서, 또는 IC로서 구현될 수 있다. 또한, 검출 회로들(154 및 155)은 일부 실시예들에서는 인터페이스 회로들(152 또는 153)에 또는 다른 실시예들에서는 코덱(156 또는 158)에 통합될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 마이크로폰 시스템들(150 및 151)은 PCB상에서 각각 구현될 수 있다. 다른 실시예들에서, 검출 회로들(154 및 155)은 PCB에 부착된 개별 컴포넌트들로서 구현될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 실시예의 검출 회로들(200 및 201)의 블록도들을 예시한다. 도 3a는 웨이크-업 임계값(VWAKE)을 갖는 히스테리시스 비교기(205)를 포함하는 검출 회로(200)의 단순한 블록도를 예시한다. 검출 회로(200)는 여기에 설명한 임의의 검출 회로의 구현일 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 비교기(205)는 신호 라인(SIG) 상의, 예를 들어, 음파와 같은 물리적 신호에 대응하는 전기 신호를 수신한다. 비교기(205)는 다른 입력상의 웨이크-업 임계값(VWAKE)을 또한 수신하고 신호 라인(SIG) 상의 전기 신호를 웨이크-업 임계값(VWAKE)과 비교한다. 신호 라인(SIG) 상의 신호 레벨이 웨이크-업 임계값(VWAKE) 아래일 때, 이것은 낮거나 중요하지 않은 사운드 액티비티에 대응할 수 있고, 비교기(205)는 웨이크-업 라인(WAK) 상에 디스에이블 또는 슬립 신호를 생성한다. 다양한 실시예들에서, 웨이크-업 라인(WAK)은 트랜스듀서 시스템에 대한 감지, 변환, 및/또는 프로세싱을 위해 사용된 임의의 컴포넌트들에 결합될 수 있다.
다른 실시예들에 따르면, 관련 사운드 액티비티에 대응할 수 있는 신호 라인(SIG) 상의 신호 레벨이 웨이크-업 임계값(VWAKE) 위일 때, 비교기(205)는 웨이크-업 라인(WAK) 상에 웨이크-업 또는 인에이블 신호를 생성한다. 일부 실시예들에서, 비교기(205)는 히스테리시스 특징을 구현한다. 이러한 실시예들에서, 비교기(205)가 웨이크-업 라인(WAK) 상에 웨이크-업 또는 인에이블 신호를 생성하면, 비교기(205)는 신호 라인(SIG) 상의 신호 레벨이 히스테리시스 양만큼 웨이크-업 임계값(VWAKE) 아래로 내려갈 때까지, 웨이크-업 라인(WAK) 상에 인에이블 신호를 계속 공급한다. 따라서, 신호 라인(SIG) 상의 신호 레벨이 웨이크-업 임계값(VWAKE) 또는 바로 그 아래로 떨어지면, 비교기(205)는 웨이크-업 라인(WAK) 상에 인에이블 신호를 계속 공급할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 비교기(205)의 출력과 웨이크-업 라인(WAK) 사이에서, 추가의 신호 프로세싱이 관련 음향 액티비티를 선택적으로 식별하기 위해 수행될 수 있다. 예를 들어, 특정한 시간 프레임내에서 비교기(205)의 출력상의 "하이(high)" 상태들의 수를 카운팅하는 것이 특정한 기간내에 존재하는 음향 액티비티를 식별하기 위해 수행될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 카운트/시간이 임계값 초과일 때, WAK 신호가 설정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 너무 짧아 임계값에 도달할 수 없는 기간내에 발생하는 짧은 음향 액티비티는 무시될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 웨이크-업 임계값(VWAKE) 및 카운트/시간 임계값은 조정가능하거나 프로그램가능할 수 있다.
도 3b는 정류기(210), 저역통과 필터(LPF: 212), 및 웨이크-업 임계값(VWAKE)을 갖는 비교기(214)를 포함하는 검출 회로(201)의 블록도를 예시한다. 검출 회로(201)는 예를 들어, 검출 회로(200)와 같은, 여기에 설명한 임의의 검출 회로의 구현일 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 정류기(210)는 신호 라인(SIG) 상의 트랜스듀싱된 신호를 수신하고, 그 신호를 정류하여, 그 신호를 LPF(212)에 제공한다. LPF(212)는 트랜스듀싱되어 정류된 신호로부터 고주파 성분들을 제거하고 그 신호를 비교기(214)에 제공한다. 비교기(214)는 트랜스듀싱되고, 정류되어 필터링된 신호를 웨이크-업 임계값(VWAKE)과 비교하고, 그 비교에 기초하여 웨이크-업 라인(WAK) 상에 웨이크-업 신호를 생성한다. 일부 실시예들에서, 웨이크-업 신호는 2개의 상태들: (1) 디스에이블 또는 (2) 웨이크-업을 취할 수 있는 정적 디지털 논리 값이다. 웨이크-업 신호가 제1 값인 디스에이블을 가질 때, 웨이크-업 라인(WAK)에 결합된 컴포넌트들은 저전력 모드에 배치되고 일부는 디스에이블될 수 있다. 웨이크-업 신호가 제2 값인 웨이크-업을 가질 때, 웨이크-업 라인(WAK)에 결합된 컴포넌트들은 동작 모드에 배치되고 일부는 인에이블될 수 있다.
도 4는 연산 증폭기(op-amp: 220) 및 다이오드들(222 및 224)을 포함하는 다른 실시예의 검출 회로(202)의 회로도를 예시한다. 검출 회로(202)는 예를 들어, 검출 회로(201)와 같은, 여기에 설명한 검출 회로들 중 임의의 것을 구현할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 검출 회로(202)는 신호 라인(SIG) 상의 AC 아날로그 신호를 수신한다. 연산 증폭기(220)와 함께 커패시터(C1), 저항기들(R1 및 R2), 및 다이오드들(222 및 224)은 AC 신호의 포지티브 성분들을 제거하고(정류), 네거티브 성분들을 반전시키며, 그 결과를 증폭한다. 저항기(R3) 및 커패시터(C2)는 출력(OUT)에서의 출력 신호를 필터링한다. 출력(OUT)은 전술한 바와 같이, 웨이크-업 신호(WAK)를 생성하는 비교기(미도시)에 공급될 수 있다.
도 5는 IC(252)에 결합된 용량성 MEMS 트랜스듀서(256)를 포함하는 실시예의 마이크로폰(250)의 블록도를 예시한다. 다양한 실시예들에 따르면, 마이크로폰(250)은 마이크로폰(250)에 대한 출력 라인(SIG)에 결합된 저역통과 필터(LPF: 258)에 결합된 검출 회로(254)를 또한 포함한다. 일부 실시예들에서, 마이크로폰(250)은 ADC를 포함하는 디지털 마이크로폰이고, 출력 신호(OUT)는 MEMS 트랜스듀서(256)로부터의 트랜스듀싱된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환함으로써 생성되는 디지털 출력이다. 이러한 실시예들에서, 검출 회로(254)는 LPF(258)에 결합될 수 있고, 전술한 실시예들 중 임의의 실시예에 따라 구현될 수 있고, 마이크로폰(250)내에 포함될 수 있다. LPF(258)는 신호 라인(SIG) 상의 출력 신호(OUT)에 기초하는 크기를 갖는 신호를 생성할 수 있다. 검출 회로(254)는 전술한 바와 같이, LPF(258)로부터의 신호를 웨이크-업 임계값과 비교하고 비교에 기초하여 웨이크-업 라인(WAK) 상에 웨이크-업 신호를 생성할 수 있다. 웨이크-업 라인(WAK)은 예를 들어, 오디오 프로세서 또는 코덱과 같은 외부 프로세서에 또한 결합될 수 있다. 웨이크-업 신호는, LPF(258)로부터의 신호가 웨이크-업 임계값 아래일 때, ADC와 같은 IC(252) 내의 특정한 컴포넌트들을 디스에이블할 수 있다.
디지털 마이크로폰들을 갖는 대안의 실시예들에서, IC(252)는 IC에 완전히 집적되는 웨이크-업 검출을 수행하기 위한 디지털 로직을 포함할 수 있다. 이와 같이, LPF(258)는 불필요할 수 있고, 검출 회로(254)는 IC(252)내의 디지털 로직으로서 구현될 수 있다.
도 6은 단계들(302 내지 314)을 포함하는 실시예의 트랜스듀서 시스템의 동작 방법(300)의 블록도를 예시한다. 다양한 실시예들에 따르면, 단계(302)는 트랜스듀싱 엘리먼트로부터 제1 전기 신호를 수신하는 것을 포함한다. 그 후, 단계(304)에서, 제1 전기 신호에 기초한 제2 전기 신호가 인터페이스 회로에서 생성된다. 단계(306)는 제2 전기 신호를 오디오 프로세서에 제공하는 것을 포함한다. 단계(308)에서, 웨이크-업 신호가 검출 블록에서 결정된다. 일부 실시예들에서, 웨이크-업 신호는 제2 전기 신호를 임계값과 비교함으로써 결정된다. 다양한 실시예들에서, 웨이크-업 신호는 제1 정적 논리값 또는 제2 정적 논리값을 갖는다.
단계(308)에 후속하여, 단계(310)에서, 웨이크-업 신호가 오디오 프로세서에 제공된다. 단계(312)는 웨이크-업 신호가 제1 정적 논리값을 갖는 경우에 동작 모드에 진입하는 것을 포함하고, 단계(314)는 웨이크-업 신호가 제2 정적 논리값을 갖는 경우에 저전력 모드에 진입하는 것을 포함한다. 다른 실시예들에서, 단계들(302 내지 314)은 임의의 순서로 수행될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 회로는 트랜스듀서에 결합되도록 구성된 인터페이스 회로 및 검출 회로를 포함한다. 인터페이스 회로는 디지털 출력 신호를 프로세싱 회로의 신호 입력 단자에 제공하도록 구성된다. 검출 회로는 디지털 출력 신호를 수신하고 저전력 인에이블 신호를 프로세싱 회로의 저전력 인에이블 단자에 제공하도록 구성된다. 다양한 실시예들에서, 디지털 출력 신호는 트랜스듀서로부터의 트랜스듀싱된 신호에 기초하고, 저전력 인에이블 신호는 디지털 출력 신호를 제1 임계값과 비교함으로써 결정된다.
다양한 실시예들에서, 회로는 트랜스듀서를 포함한다. 트랜스듀서는 마이크로폰일 수 있다. 일부 실시예들에서, 마이크로폰은 용량성 MEMS 마이크로폰이다. 회로는 프로세싱 회로를 또한 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 저전력 인에이블 신호는 디지털 출력 신호가 제1 임계값 초과일 때 프로세싱 회로에서 저전력 동작 모드를 인에이블하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 저전력 인에이블 신호는 디지털 출력 신호가 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 아래일 때 프로세싱 회로에서 저전력 동작 모드를 디스에이블하도록 구성된다. 프로세싱 회로는 오디오 프로세서일 수 있다.
다양한 실시예들에서, 프로세싱 회로 및 검출 회로는 오디오 프로세서에 포함되고, 오디오 프로세서는 디지털 출력 신호를 수신하고, 저전력 인에이블 신호를 내부적으로 생성하며, 저전력 인에이블 신호에 기초하여 저전력 동작 모드에 진입하도록 구성된다.
다양한 실시예들에서, 인터페이스 회로는 검출 회로로부터 저전력 인에이블 신호를 수신하도록 구성되고, 저전력 인에이블 신호는 인터페이스 회로의 일부들을 인에이블하거나 디스에이블하도록 동작가능하다. 신호 입력 단자 및 저전력 인에이블 신호 단자들은 상이한 단자들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 인터페이스 회로 및 검출 회로는 동일한 집적 회로상에 배치된다. 다른 실시예들에서, 인터페이스 회로 및 검출 회로는 동일한 인쇄 회로 기판(PCB)에 부착된다. 검출 회로는 개별 회로 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 인터페이스 회로는 트랜스듀서에 결합되도록 구성된 증폭기 및 증폭기에 결합된 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 저전력 인에이블 신호는 디지털 출력 신호로부터의 추출된 파라미터를 제1 임계값과 비교함으로써 결정된다. 추출된 파라미터는 정류되어 필터링된 값을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 추출된 파라미터는 제1 기간내에 제1 액티비티 값 초과의 디지털 출력 신호에 대한 디지털 값들의 카운팅된 수이다.
다양한 실시예들에 따르면, 마이크로폰 시스템은 마이크로 전자기계 시스템(MEMS) 마이크로폰, 인터페이스 회로, 및 검출 회로를 포함한다. MEMS 마이크로폰은 트랜스듀싱된 신호를 생성하도록 구성된다. 인터페이스 회로는 MEMS 마이크로폰에 결합되고 증폭기를 포함한다. 인터페이스 회로는 트랜스듀싱된 신호에 기초하여 아날로그 출력 신호를 생성하도록 구성된다. 검출 회로는 인터페이스 회로에 결합되고, 아날로그 출력 신호와 임계값의 비교에 기초하여 웨이크-업 신호를 생성하도록 구성된다.
다양한 실시예들에서, 마이크로폰 시스템은 오디오 프로세서를 포함하고, 오디오 프로세서는 아날로그 출력 신호를 수신하도록 구성된 신호 단자 및 웨이크-업 신호를 수신하도록 구성된 웨이크-업 단자를 포함한다. 일부 실시예들에서, 오디오 프로세서는 저전력 모드 또는 동작 모드에서 동작하도록 구성된다. 오디오 프로세서는 웨이크-업 신호에 기초하여 저전력 모드와 동작 모드 사이에서 스위칭한다. 인터페이스 회로 및 검출 회로는 동일한 집적 회로상에 배치될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 마이크로폰 시스템은 제1 패키지를 포함하고, 제1 패키지는 MEMS 마이크로폰 및 인터페이스 회로를 포함한다. 제1 패키지 및 검출 회로는 인쇄 회로 기판(PCB)에 부착된다. 일부 실시예들에서, 검출 회로는 개별 회로 컴포넌트들을 포함한다. 검출 회로는 아날로그 출력 신호로부터의 추출된 파라미터와 임계값의 비교에 기초하여 웨이크-업 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 회로는 마이크로폰에 결합되고 아날로그 출력 신호들을 생성하도록 구성된 인터페이스 회로, 아날로그 출력 신호들을 수신하도록 구성된 신호 입력 단자 및 저전력 인에이블 단자를 포함하는 오디오 프로세서, 및 인터페이스 회로 및 오디오 프로세서에 결합된 사운드 검출 회로를 포함한다. 사운드 검출 회로는 아날로그 출력 신호들을 수신하고, 아날로그 출력 신호들에 기초하여 저전력 인에이블 신호를 생성하며, 저전력 인에이블 신호를 오디오 프로세서의 저전력 인에이블 단자에 제공하도록 구성된다. 오디오 프로세서는 사운드 검출 회로로부터 저전력 인에이블 신호를 수신하고, 저전력 인에이블 신호에 기초하여 저전력 모드 또는 동작 모드에서 동작하도록 구성된다.
다양한 실시예들에서, 사운드 검출 회로는 아날로그 출력 신호들을 임계값과 비교함으로써 저전력 인에이블 신호를 결정한다. 사운드 검출 회로 및 인터페이스 회로는 동일한 IC상에 배치될 수 있다. 사운드 검출 회로 및 인터페이스 회로는 동일한 인쇄 회로 기판(PCB)에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 사운드 검출 회로는 개별 회로 컴포넌트들을 포함한다. 사운드 검출 회로는 정류기, 저역통과 필터, 및 비교기를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 트랜스듀서 시스템을 동작시키는 방법은, 트랜스듀싱 엘리먼트로부터 제1 전기 신호를 수신하는 단계, 인터페이스 회로에서 제1 전기 신호에 기초하여 제2 전기 신호를 생성하는 단계, 제2 전기 신호를 오디오 프로세서에 제공하는 단계, 검출 블록에서 웨이크-업 신호를 결정하는 단계, 웨이크-업 신호를 오디오 프로세서에 제공하는 단계, 웨이크-업 신호가 제1 정적 논리값을 갖는 경우에 동작 모드에 진입하는 단계, 및 웨이크-업 신호가 제2 정적 논리값을 갖는 경우에 저전력 모드에 진입하는 단계를 포함한다. 웨이크-업 신호는 제2 전기 신호를 임계값과 비교함으로써 결정되고, 웨이크-업 신호는 제1 정적 논리값 또는 제2 정적 논리값을 포함한다.
다양한 실시예들에서, 동작 모드에 진입하는 단계는 제1 동작 모드에서 오디오 프로세서를 동작시키는 단계를 포함하고, 저전력 모드에 진입하는 단계는 제1 동작 모드보다 적은 전력 소모로 제2 동작 모드에서 오디오 프로세서를 동작시키는 단계를 포함한다. 인터페이스 회로는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함할 수 있고, 제2 전기 신호는 디지털 신호를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 방법은 웨이크-업 신호를 인터페이스 회로에 제공하는 단계 및 웨이크-업 신호가 제2 정적 논리값을 가질 때 ADC의 일부들을 디스에이블하는 단계를 또한 포함한다. 오디오 프로세서는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함할 수 있고, 제2 전기 신호는 아날로그 신호일 수 있다. 방법은 트랜스듀싱 엘리먼트에서 제1 전기 신호를 생성하기 위해 물리적 신호를 트랜스듀싱하는 단계를 또한 포함할 수 있다.
여기에 설명한 실시예들의 다양한 이점들은 감소된 전력 소모를 갖는 트랜스듀서 시스템들을 포함할 수 있다. 실시예들은 풀 해상도(full resolution) 또는 정상 동작 모드 및 저전력 모드에서 동작하는 시스템들을 포함할 수 있다. 저전력 모드에서 동작하는 것은 미사용 컴포넌트들을 디스에이블하는 것 및 트랜스듀서 시스템으로 신호들을 감지하지 않을 때 전력 소모를 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 다른 이점들은 음파와 같은 물리적 신호들에 기초한 저전력 모드로부터 풀 해상도 모드로의 자동 스위칭을 포함하여, 음향 웨이크-업 검출의 형태를 구현한다.
본 발명이 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 이러한 설명은 제한하는 관점으로 해석되는 것으로 의도되지 않는다. 예시적인 실시예들의 다양한 변형들 및 조합들 뿐만 아니라 본 발명의 다른 실시예들이 설명을 참조할 때 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 첨부한 청구항들이 임의의 이러한 변형들 또는 실시예들을 포함한다는 것이 의도된다.

Claims (30)

  1. 회로로서,
    트랜스듀서에 결합되도록 구성된 인터페이스 회로 - 상기 인터페이스 회로는 디지털 출력 신호를 프로세싱 회로의 신호 입력 단자에 제공하도록 구성되고, 상기 디지털 출력 신호는 상기 트랜스듀서로부터의 트랜스듀싱된(transduced) 신호에 기초함 -; 및
    상기 디지털 출력 신호를 수신하고 저전력 인에이블 신호를 상기 프로세싱 회로의 저전력 인에이블 단자에 제공하도록 구성된 검출 회로 - 상기 저전력 인에이블 신호는 상기 디지털 출력 신호를 제1 임계값과 비교함으로써 결정됨 -;
    를 포함하는, 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트랜스듀서를 더 포함하는, 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 트랜스듀서는 용량성 MEMS(microelectromechanical system) 마이크로폰을 포함하는, 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세싱 회로를 더 포함하는, 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 저전력 인에이블 신호는 상기 디지털 출력 신호가 상기 제1 임계값 초과일 때 상기 프로세싱 회로에서 저전력 동작 모드를 인에이블하도록 구성되는, 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 저전력 인에이블 신호는 상기 디지털 출력 신호가 상기 제1 임계값보다 낮은 제2 임계값 아래일 때 상기 프로세싱 회로에서 상기 저전력 동작 모드를 디스에이블하도록 구성되는, 회로.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 프로세싱 회로 및 상기 검출 회로 모두는 오디오 프로세서에 포함되고,
    상기 오디오 프로세서는:
    상기 디지털 출력 신호를 수신하고;
    상기 저전력 인에이블 신호를 내부적으로 생성하며;
    상기 저전력 인에이블 신호에 기초하여 저전력 동작 모드에 진입하도록 구성되는, 회로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스 회로는 상기 검출 회로로부터 상기 저전력 인에이블 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 저전력 인에이블 신호는 상기 인터페이스 회로의 일부들을 인에이블하거나 디스에이블하도록 동작가능한, 회로.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 신호 입력 단자 및 상기 저전력 인에이블 신호 단자들은 상이한 단자들인, 회로.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스 회로 및 상기 검출 회로는 동일한 집적 회로상에 배치되는, 회로.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스 회로 및 상기 검출 회로는 동일한 인쇄 회로 기판(PCB)에 부착되는, 회로.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스 회로는:
    상기 트랜스듀서에 결합되도록 구성된 증폭기; 및
    상기 증폭기에 결합된 아날로그-디지털 컨버터(ADC; analog to digital converter)를 포함하는, 회로.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 저전력 인에이블 신호는 상기 디지털 출력 신호로부터의 추출된 파라미터를 제1 임계값과 비교함으로써 결정되는, 회로.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 추출된 파라미터는 정류되어 필터링된 값을 포함하는, 회로.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 추출된 파라미터는 제1 기간내에 제1 액티비티 값(activity value) 초과의 상기 디지털 출력 신호에 대한 디지털 값들의 카운팅된 수를 포함하는, 회로.
  16. 마이크로폰 시스템으로서,
    트랜스듀싱된 신호를 생성하도록 구성된 마이크로 전자기계 시스템(MEMS; microelectromechanical system) 마이크로폰;
    상기 MEMS 마이크로폰에 결합된 인터페이스 회로 - 상기 인터페이스 회로는 증폭기를 포함하고, 상기 인터페이스 회로는 상기 트랜스듀싱된 신호에 기초하여 아날로그 출력 신호를 생성하도록 구성됨 -; 및
    상기 인터페이스 회로에 결합되고, 상기 아날로그 출력 신호와 임계값의 비교에 기초하여 웨이크-업 신호를 생성하도록 구성된 검출 회로
    를 포함하는, 마이크로폰 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    오디오 프로세서를 더 포함하고, 상기 오디오 프로세서는 상기 아날로그 출력 신호를 수신하도록 구성된 신호 단자 및 상기 웨이크-업 신호를 수신하도록 구성된 웨이크-업 단자를 포함하는, 마이크로폰 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 오디오 프로세서는 저전력 모드 또는 동작 모드에서 동작하도록 구성되고, 상기 오디오 프로세서는 상기 웨이크-업 신호에 기초하여 상기 저전력 모드와 상기 동작 모드 사이에서 스위칭하는, 마이크로폰 시스템.
  19. 제16항에 있어서,
    제1 패키지를 더 포함하고, 상기 제1 패키지는 상기 MEMS 마이크로폰 및 상기 인터페이스 회로를 포함하고, 상기 제1 패키지 및 상기 검출 회로는 인쇄 회로 기판(PCB)에 부착되는, 마이크로폰 시스템.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 검출 회로는 상기 아날로그 출력 신호로부터의 추출된 파라미터와 상기 임계값의 비교에 기초하여 상기 웨이크-업 신호를 생성하도록 구성되는, 마이크로폰 시스템.
  21. 회로로서,
    마이크로폰에 결합되고 아날로그 출력 신호들을 생성하도록 구성된 인터페이스 회로;
    상기 아날로그 출력 신호들을 수신하도록 구성된 신호 입력 단자 및 저전력 인에이블 단자를 포함하는 오디오 프로세서; 및
    상기 인터페이스 회로 및 상기 오디오 프로세서에 결합된 사운드 검출 회로
    를 포함하고,
    상기 사운드 검출 회로는:
    상기 아날로그 출력 신호들을 수신하고;
    상기 아날로그 출력 신호들에 기초하여 저전력 인에이블 신호를 생성하며;
    상기 오디오 프로세서의 상기 저전력 인에이블 단자에 상기 저전력 인에이블 신호를 제공하도록 구성되고, 상기 오디오 프로세서는 상기 사운드 검출 회로로부터 상기 저전력 인에이블 신호를 수신하고 상기 저전력 인에이블 신호에 기초하여 저전력 모드 또는 동작 모드에서 동작하도록 구성되는, 회로.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 사운드 검출 회로는 상기 아날로그 출력 신호들을 임계값과 비교함으로써 상기 저전력 인에이블 신호를 결정하는, 회로.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 사운드 검출 회로 및 상기 인터페이스 회로는 동일한 인쇄 회로 기판(PCB)에 결합되는, 회로.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 사운드 검출 회로는:
    정류기;
    저역통과 필터; 및
    비교기를 포함하는, 회로.
  25. 트랜스듀서 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    트랜스듀싱 엘리먼트로부터 제1 전기 신호를 수신하는 단계;
    인터페이스 회로에서 상기 제1 전기 신호에 기초하여 제2 전기 신호를 생성하는 단계;
    상기 제2 전기 신호를 오디오 프로세서에 제공하는 단계;
    검출 블록에서 웨이크-업 신호를 결정하는 단계 - 상기 웨이크-업 신호는 상기 제2 전기 신호를 임계값과 비교함으로써 결정되고, 상기 웨이크-업 신호는 제1 정적 논리값 또는 제2 정적 논리값을 포함함 -;
    상기 웨이크-업 신호를 상기 오디오 프로세서에 제공하는 단계;
    상기 웨이크-업 신호가 상기 제1 정적 논리값을 갖는 경우에 동작 모드에 진입하는 단계; 및
    상기 웨이크-업 신호가 상기 제2 정적 논리값을 갖는 경우에 저전력 모드에 진입하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 동작 모드에 진입하는 단계는 제1 동작 모드에서 상기 오디오 프로세서를 동작시키는 단계를 포함하고, 상기 저전력 모드에 진입하는 단계는 상기 제1 동작 모드보다 적은 전력 소모로 제2 동작 모드에서 상기 오디오 프로세서를 동작시키는 단계를 포함하는, 방법.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 인터페이스 회로는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함하고, 상기 제2 전기 신호는 디지털 신호를 포함하는, 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 웨이크-업 신호를 상기 인터페이스 회로에 제공하는 단계; 및
    상기 웨이크-업 신호가 상기 제2 정적 논리값을 가질 때 상기 ADC의 일부들을 디스에이블하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 오디오 프로세서는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함하고, 상기 제2 전기 신호는 아날로그 신호를 포함하는, 방법.
  30. 제25항에 있어서,
    트랜스듀싱 엘리먼트에서 상기 제1 전기 신호를 생성하기 위해 물리적 신호를 트랜스듀싱하는 단계를 더 포함하는, 방법.
KR1020150031636A 2014-03-10 2015-03-06 웨이크업 검출을 갖는 트랜스듀서 시스템을 위한 시스템 및 방법 KR101673289B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/203,082 2014-03-10
US14/203,082 US9445173B2 (en) 2014-03-10 2014-03-10 System and method for a transducer system with wakeup detection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150105919A true KR20150105919A (ko) 2015-09-18
KR101673289B1 KR101673289B1 (ko) 2016-11-07

Family

ID=53884154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150031636A KR101673289B1 (ko) 2014-03-10 2015-03-06 웨이크업 검출을 갖는 트랜스듀서 시스템을 위한 시스템 및 방법

Country Status (4)

Country Link
US (2) US9445173B2 (ko)
KR (1) KR101673289B1 (ko)
CN (1) CN104918178A (ko)
DE (1) DE102015103419A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180112076A (ko) * 2016-02-29 2018-10-11 베스퍼 테크놀로지스 인코포레이티드 음향 자극의 검출을 나타내는 신호를 생성하기 위한 압전 mems 장치

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20130910A1 (it) * 2013-11-08 2015-05-09 St Microelectronics Srl Dispositivo trasduttore acustico microelettromeccanico con migliorate funzionalita' di rilevamento e relativo apparecchio elettronico
US20150350772A1 (en) * 2014-06-02 2015-12-03 Invensense, Inc. Smart sensor for always-on operation
US10812900B2 (en) 2014-06-02 2020-10-20 Invensense, Inc. Smart sensor for always-on operation
US9335966B2 (en) * 2014-09-11 2016-05-10 Nuance Communications, Inc. Methods and apparatus for unsupervised wakeup
US9354687B2 (en) * 2014-09-11 2016-05-31 Nuance Communications, Inc. Methods and apparatus for unsupervised wakeup with time-correlated acoustic events
US10182296B2 (en) * 2014-11-11 2019-01-15 Invensense, Inc. Secure audio sensor
CN105338459A (zh) * 2015-11-06 2016-02-17 歌尔声学股份有限公司 一种mems麦克风及其信号处理方法
US20170142519A1 (en) * 2015-11-17 2017-05-18 Cirrus Logic International Semiconductor Ltd. Digital microphones
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
US10090005B2 (en) * 2016-03-10 2018-10-02 Aspinity, Inc. Analog voice activity detection
US10725523B2 (en) * 2016-04-11 2020-07-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Waking computing devices based on ambient noise
EP3456064A1 (en) * 2016-05-10 2019-03-20 Robert Bosch GmbH Microelectromechanical system (mems) comprising microphone and low power circuitry with detection of audio signal
US10281485B2 (en) * 2016-07-29 2019-05-07 Invensense, Inc. Multi-path signal processing for microelectromechanical systems (MEMS) sensors
CN109587588A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 瑞声声学科技(深圳)有限公司 麦克风
US10613607B2 (en) * 2017-12-12 2020-04-07 Texas Instruments Incorporated Signal powered energy detect and wakeup system
US10332543B1 (en) * 2018-03-12 2019-06-25 Cypress Semiconductor Corporation Systems and methods for capturing noise for pattern recognition processing
JP7410935B2 (ja) 2018-05-24 2024-01-10 ザ リサーチ ファウンデーション フォー ザ ステイト ユニバーシティー オブ ニューヨーク 容量性センサ
EP3637798B1 (en) 2018-10-09 2024-07-24 Infineon Technologies AG Mems microphone
KR102077848B1 (ko) * 2019-02-28 2020-02-14 관악아날로그테크놀러지스 주식회사 센서 신호를 탐지하는 반도체 장치 및 이를 포함하는 센서 시스템
US11418882B2 (en) 2019-03-14 2022-08-16 Vesper Technologies Inc. Piezoelectric MEMS device with an adaptive threshold for detection of an acoustic stimulus
EP3939036A4 (en) 2019-03-14 2022-12-28 Vesper Technologies Inc. MICROPHONE WITH DETERMINED DIGITAL OUTPUT AT DIFFERENT LEVELS OF POWER CONSUMPTION
US11265666B2 (en) * 2019-04-12 2022-03-01 Knowles Electronics, Llc Microphone device with communication interface
US11726105B2 (en) * 2019-06-26 2023-08-15 Qualcomm Incorporated Piezoelectric accelerometer with wake function
US11771904B2 (en) 2020-03-03 2023-10-03 Advanced Neuromodulation Systems, Inc. Diagnostic circuitry for monitoring charge states of electrodes of a lead system associated with an implantable pulse generator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110022892A1 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Zhang Chuanguo Automatic testing apparatus
US20110064246A1 (en) * 2009-09-16 2011-03-17 Loeppert Peter V Microphone Interface and Method of Operation
US20110080367A1 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 Research In Motion Limited Low power wakeup detection circuit and a portable electronic device having a low power wakeup detection circuit
US20120268105A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-25 Toshiba Medical Systems Corporation Apparatus for analog-to-digital conversion with a high effective-sample-rate on the leading edge of a signal pulse

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5280650A (en) * 1989-03-20 1994-01-18 Motorola, Inc. DSP based radio with diminished power requirements
US6873643B2 (en) * 1990-11-16 2005-03-29 Interdigital Technology Corporation Spread spectrum adaptive power control communications system and method
US5563952A (en) 1994-02-16 1996-10-08 Tandy Corporation Automatic dynamic VOX circuit
US5535281A (en) * 1994-06-24 1996-07-09 Advanced Micro Devices, Inc. Analog integrated circuit
US6272465B1 (en) * 1994-11-02 2001-08-07 Legerity, Inc. Monolithic PC audio circuit
JP2596392B2 (ja) * 1994-11-16 1997-04-02 日本電気株式会社 データレート検出器
US6744888B1 (en) * 1998-11-16 2004-06-01 Agere Systems Inc. Line interface circuit with event detection signaling
GB2357216B (en) * 1999-12-11 2004-05-12 Mitel Corp Method and apparatus for detecting dual tone alerting signal in telephone systems
US7116259B2 (en) * 2004-05-18 2006-10-03 Broadcom Corporation Switching between lower and higher power modes in an ADC for lower/higher precision operations
US7929714B2 (en) * 2004-08-11 2011-04-19 Qualcomm Incorporated Integrated audio codec with silicon audio transducer
JP5194434B2 (ja) * 2006-11-07 2013-05-08 ソニー株式会社 ノイズキャンセリングシステムおよびノイズキャンセル方法
US7439806B2 (en) * 2007-02-27 2008-10-21 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Bias control circuit and method of controlling bias of RF power amplifier
CN100472572C (zh) * 2007-06-26 2009-03-25 北京必创科技有限公司 一种实现低功耗无线监测的装置
US8983093B2 (en) * 2008-01-14 2015-03-17 Apple Inc. Electronic device circuitry for communicating with accessories
US8515340B2 (en) * 2009-06-08 2013-08-20 Mitel Networks Corporation Power management in an internet protocol (IP) telephone
GB201019077D0 (en) * 2010-11-11 2010-12-29 Benmore Ventures Ltd Electronic display device
CN102298709A (zh) * 2011-09-07 2011-12-28 江西财经大学 复杂环境下多特征融合的节能型智能识别数字标牌
CN202512508U (zh) * 2012-02-17 2012-10-31 安徽科大讯飞信息科技股份有限公司 一种语音唤醒装置
WO2014046673A1 (en) * 2012-09-21 2014-03-27 Schneider Electric It Corporation Power quality detector
CN103052146B (zh) * 2012-12-24 2015-05-13 太原理工大学 一种低功耗埋入式无线传感器网络节点装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110022892A1 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Zhang Chuanguo Automatic testing apparatus
US20110064246A1 (en) * 2009-09-16 2011-03-17 Loeppert Peter V Microphone Interface and Method of Operation
US20110080367A1 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 Research In Motion Limited Low power wakeup detection circuit and a portable electronic device having a low power wakeup detection circuit
US20120268105A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-25 Toshiba Medical Systems Corporation Apparatus for analog-to-digital conversion with a high effective-sample-rate on the leading edge of a signal pulse

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180112076A (ko) * 2016-02-29 2018-10-11 베스퍼 테크놀로지스 인코포레이티드 음향 자극의 검출을 나타내는 신호를 생성하기 위한 압전 mems 장치
US11617041B2 (en) 2016-02-29 2023-03-28 Qualcomm Incorporated Piezoelectric MEMS device for producing a signal indicative of detection of an acoustic stimulus

Also Published As

Publication number Publication date
US9984691B2 (en) 2018-05-29
KR101673289B1 (ko) 2016-11-07
US9445173B2 (en) 2016-09-13
CN104918178A (zh) 2015-09-16
US20160336013A1 (en) 2016-11-17
DE102015103419A1 (de) 2015-09-10
US20150256914A1 (en) 2015-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101673289B1 (ko) 웨이크업 검출을 갖는 트랜스듀서 시스템을 위한 시스템 및 방법
US10332544B2 (en) Microphone and corresponding digital interface
KR101933780B1 (ko) 음향 트랜스듀서 공급을 위한 시스템 및 방법
US11716579B2 (en) Micro-electro-mechanical acoustic transducer device with improved detection features and corresponding electronic apparatus
US9711166B2 (en) Decimation synchronization in a microphone
US20150055799A1 (en) Synchronization of Buffered Data in Multiple Microphones
US20080095391A1 (en) Magnetic Sensor for a Transducer
EP2421281A2 (en) Circuit and method for monitoring a capacitive signal source
KR20150052794A (ko) Mems 트랜스듀서를 위한 시스템 및 방법
CN103139674A (zh) 麦克风及用于校准麦克风的方法
CN103248983B (zh) 电容信号源的pcm接口的系统和方法
US10440482B2 (en) Biasing of electromechanical systems transducer with alternating-current voltage waveform
KR20160083904A (ko) 마이크로폰 및 대응하는 디지털 인터페이스
US10073486B2 (en) System and method for supply current shaping
CN107948865B (zh) 低功耗麦克风
CN207612407U (zh) 低功耗麦克风
KR101645096B1 (ko) 변환기 인터페이스를 위한 시스템 및 방법
KR101053424B1 (ko) 캐패시티브 마이크로폰의 신호 검출 방법 및 이를 구현한 회로 시스템
JP2000089792A (ja) 音声認識装置
Stopjaková et al. Low-power readout IC with high dynamic range for MCM-based noise dosimeter
RU53092U1 (ru) Система электретного конденсаторного микрофона

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant