TWI469649B - 數位麥克風系統、音訊控制裝置及其控制方法 - Google Patents

Description

數位麥克風系統、音訊控制裝置及其控制方法

本發明是關於數位麥克風電路與音訊控制裝置之間的雙向通訊技術，特別是關於一種數位麥克風系統、音訊控制裝置及其控制方法。

麥克風是一種可將音波轉換為電子信號之裝置。傳統上，麥克風通常為類比式設計，其利用壓電晶體或電容器等，將撞擊到麥克風活性表面之壓力波，轉換為類比輸出信號，亦即，利用音波致使被充電之膜片產生震動，再透過電容器板之電壓變化，便可以產生出類比信號，然後將類比信號經過放大處理，最後傳輸至記錄裝置。然而，傳統類比式麥克風的缺點在於，其所產生之類比信號對於外來的干擾非常敏感，使得類比信號品質的好壞非常不穩定，受外界的干擾非常大。

若將類比式麥克風外接或內建於電腦系統中，則來自於系統面的外界干擾，例如：來自於印刷電路板(Printed Circuit Board；PCB)上因高速操作而產生的高頻雜訊，對類比聲音信號(analog audio signal)之擷取及傳送路徑的影響將更為顯著，而對類比聲音信號的品質造成嚴重影響。

於是，有人提出數位麥克風的設計，將所接收的類比聲音信號，以數位的方式來呈現後始進行傳送，藉由數位信號對雜訊的免疫力來減少外界干擾對所擷取之聲音信號的影響。基本上，參照第1圖，數位麥克風的概念係利用數位取樣的機制，將數位麥 克風電路10所產生之類比聲音信號轉換為數位聲音信號DATA，再利用音訊編解碼晶片(audio CODEC)20進行更進一步的數位濾波操作，而後再將所產生之特定適於儲存及播放之數位格式音訊資料傳送至電腦系統30，來進行儲存或播放。由於聲音信號於接收之初即已轉換為數位型式，將不致受到傳送路徑當中各種雜訊來源顯著的污染。

然而，當從外界收集到的聲音信號超過數位麥克風電路的前級放大器的增益範圍時，數位麥克風收集到的聲音信號則會因增益過大而造成信號失真。並且，失真的聲音信號也無法透過硬體或軟體的後製處理來還原。反之，當從外界收集到的聲音信號過小且前級放大器的放大增益仍相對不足時，雖然可透過音訊編解碼晶片或音訊控制器進行後製處理以放大此聲音信號，但相對會將數位麥克風電路的元件雜訊放大，而致使訊噪比(SNR)變差。換言之，由於數位麥克風電路的傳輸介面為單向溝通之兩線傳輸通道，因此數位麥克風電路僅能依據已設定好的元件效能(例如：固定的前級放大增益)收集聲音信號，以致使能收集的聲音信號的能量範圍有限。

在一實施例中，數位麥克風電路的控制方法包括：接收時脈信號；偵測時脈信號維持在預定準位於持續時間；當持續時間達既定時間時，切換資料接腳的傳輸型式；在資料模式下，經由輸出型式的資料接腳輸出數位聲音信號至一資料線；及在指令模式下，經由輸入型式的資料接腳從接收來自資料線的指令信號。

在一實施例中，音訊控制裝置的控制方法適用於音訊控制裝置，並且音訊控制裝置用以控制一數位麥克風電路。其中，數位麥克風電路具有一第一時序接腳和一第一資料接腳，而音訊控制裝置具有一第二時序接腳和一第二資料接腳。

音訊控制裝置的控制方法包括：經由第二時序接腳輸出時脈信號給第一時序接腳；維持時脈信號為預定準位；當時脈信號持續為預定準位達第一既定時間時，致使第一資料接腳的傳輸型式從輸出型式切換成輸入型式；當時脈信號持續為預定準位達第二既定時間時，將第二資料接腳的傳輸型式從輸入型式切換成輸出型式；及於第二資料接腳切換為輸出型式之後，經由第二時序接腳輸出具有多個脈衝之時脈信號給第一時序接腳，同時響應時脈信號的邊緣經由輸出型式的第二資料接腳輸出一指令信號給輸入型式的第一資料接腳。其中，第一既定時間小於或等於第二既定時間。

在一實施例中，數位麥克風系統包括一數位麥克風電路。此數位麥克風電路包括：一感應器、一增益調整單元、一調變電路、一指令處理單元、一第一時序接腳、一第一資料接腳、一第一切換單元及一時序偵測單元。

在資料模式下，感應器感測外界之音波並對應產生一類比聲音信號。增益調整單元依據一增益值調整此類比聲音信號之大小，且調變電路將調整後的類比聲音信號轉換成一數位聲音信號。

第一時序接腳接收一時脈信號。時序偵測單元偵測時脈信號並根據時脈信號控制切換單元的運作。切換單元根據時序偵測單 元的控制選擇第一資料接腳為一輸入型式或一輸出型式。

當資料接腳為輸出型式時，第一資料接腳經由第一切換單元電性連接至調變電路，以致使調變電路依據時脈信號的邊緣經由第一資料接腳輸出數位聲音信號。當資料接腳為輸入型式時，第一資料接腳經由第一切換單元電性連接至指令處理單元，以致使指令處理單元經由第一資料接腳接收一指令信號。

在一些實施例中，數位麥克風系統可更包括一音訊控制裝置。

在一實施例中，音訊控制裝置用以控制具有第一時序接腳和第一資料接腳的數位麥克風電路，並且此音訊控制裝置包括一信號處理單元、一信號產生單元、一第二時序接腳、一第二資料接腳、一切換單元、一時序產生單元及一信號偵測單元。

第二時序接腳電性連接第一時序接腳，而第二資料接腳電性連接第一資料接腳。

時序產生單元產生一時脈信號並經由第二時序接腳輸出時脈信號。

切換單元根據信號偵測單元的控制選擇第二資料接腳為一輸入型式或一輸出型式。當第二資料接腳為輸入型式時，第二資料接腳接收一數位聲音信號，並由信號處理單元後製處理此數位聲音信號。當第二資料接腳為輸出型式時，第二資料接腳輸出信號產生單元所產生的指令信號。

於此，信號偵測單元偵測數位聲音信號，並根據數位聲音信號控制切換單元及信號產生單元的運作，並致使時序產生單元產生對應之時脈信號。

綜上所述，根據本發明之數位麥克風電路、音訊控制裝置及其控制方法能致使數位麥克風電路與音訊控制裝置之間具有雙向傳輸功能之單一資料通道。在一些實施例中，音訊控制裝置能根據數位麥克風電路所收集到的聲音信號調控數位麥克風電路。

以下述及之術語「第一」及「第二」，其係用以區別所指之元件，而非用以排序或限定所指元件之差異性，且亦非用以限制本發明之範圍。

參照第2及3圖，數位麥克風系統包括數位麥克風電路100和音訊控制裝置200。

數位麥克風電路100和音訊控制裝置200之間是以兩線傳輸通道(即，時序線和資料線)之傳輸介面連結。在一些實施例中，音訊控制裝置200可為一音訊編解碼晶片(audio CODEC)或為一控制器(controller)。

數位麥克風電路100包括一感應器110、一增益調整單元120、一調變電路130、一指令處理單元140、一時序接腳150、一資料接腳160、一切換單元170、一控制單元180及一時序偵測單元190。

音訊控制裝置200包括一信號處理單元210、一信號產生單元220、一時序產生單元230、一信號偵測單元240、一時序接腳250、一資料接腳260、一切換單元270及一控制單元280。

為了方便描述，在下文中，數位麥克風電路100的時序接腳稱之為第一時序接腳150、數位麥克風電路100的資料接腳稱之為 第一資料接腳160、數位麥克風電路100的切換單元稱之為第一切換單元170、音訊控制裝置200的時序接腳稱之為第二時序接腳250、音訊控制裝置200的資料接腳稱之為第二資料接腳260及音訊控制裝置200的切換單元稱之為第二切換單元270。

在數位麥克風電路100中，增益調整單元120電性連接在感應器110和調變電路130之間，並且調變電路130電性連接在增益調整單元120和第一時序接腳150之間。第一切換單元170電性連接在調變電路130和第一資料接腳160之間，以及在指令處理單元140和第一資料接腳160之間。時序偵測單元190電性連接第一時序接腳150，並且控制單元180電性連接在時序偵測單元190和第一切換單元170之間。

在一些實施例中，指令處理單元140可依據所欲控制之對象而電性連接至數位麥克風電路100的至少一元件，例如：增益調整單元120和/或調變電路130。

於此，第一切換單元170用以控制第一資料接腳160的數據流向。換言之，第一切換單元170可選擇第一資料接腳160的傳輸型式為輸入型式或為輸出型式。控制單元180用以響應時序偵測單元190的偵測結果控制第一切換單元170的運作。

在一些實施例中，第一切換單元170可包括二緩衝器172、174。緩衝器172的輸入端耦接至調變電路130，且緩衝器172的輸出端耦接至第一資料接腳160。緩衝器174的輸入端耦接至第一資料接腳160，且緩衝器174的輸出端耦接至指令處理單元140。

由控制單元180控制緩衝器172、174的致動與否來決定第一 資料接腳160的傳輸型式。當控制單元180致能緩衝器172並禁能緩衝器174時，第一資料接腳160的傳輸型式為輸出型式；反之，當控制單元180禁能緩衝器172並致能緩衝器174為致能時，第一資料接腳160的傳輸型式則為輸入型式。

在音訊控制裝置200中，第二切換單元270電性連接在信號處理單元210與第二資料接腳260之間，以及在信號產生單元220與第二資料接腳260之間。信號偵測單元240電性連接在第二切換單元270與信號產生單元220之間，並且控制單元280電性連接在第二切換單元270與信號偵測單元240之間。時序產生單元230電性連接在第二時序接腳250與信號處理單元210之間，以及在第二時序接腳250與信號產生單元220之間。

於此，第二切換單元270用以控制第二資料接腳260的數據流向。換言之，第二切換單元270可選擇第二資料接腳260的傳輸型式為輸入型式或為輸出型式。控制單元280用以響應信號偵測單元240的偵測結果控制第二切換單元270的運作。

在一些實施例中，第二切換單元270可包括二緩衝器272、274。緩衝器272的輸入端耦接至第二資料接腳260，且緩衝器272的輸出端耦接至信號處理單元210。緩衝器274的輸入端耦接至信號產生單元220，且緩衝器274的輸出端耦接至第二資料接腳260。

由控制單元280控制緩衝器272、274的致動與否來決定第二資料接腳260的傳輸型式。當控制單元280致能緩衝器272並禁能緩衝器274時，第二資料接腳260的傳輸型式為輸入型式；反之，當控制單元280禁能緩衝器272並致能緩衝器274時，第二 資料接腳260的傳輸型式則為輸出型式。

在數位麥克風系統中，第二時序接腳250以一時序線電性連接至第一時序接腳150，並且第二資料接腳260以一資料線電性連接至第一資料接腳160，藉以構成數位麥克風電路100與音訊控制裝置200之間的通訊。舉例來說，數位麥克風電路100與音訊控制裝置200之間的通訊可為雙通道(即，時序線和資料線)之傳輸介面。

於此，資料線為雙向傳輸，因此數位麥克風系統具有三種模式，即資料模式(data mode)、轉向模式(turnaround mode)及指令模式(command mode)。換言之，於數位麥克風系統中，音訊控制裝置200用以控制數位麥克風電路100的運作(資料模式)，並且可依據數位麥克風電路100所收集到的數位聲音信號DATA回授調整數位麥克風電路100的效能(即，進入指令模式)。

搭配參照第4圖，在資料模式下，第二資料接腳260為輸入型式，而第一資料接腳160為輸出型式。

於此，數位麥克風系統具有二種狀態，即致能狀態及禁能狀態。

當音訊控制裝置200無需數位麥克風電路100採集信號時，音訊控制裝置200則不發送時脈信號CLK給數位麥克風電路100，以達到禁能狀態。

在致能狀態下，時序產生單元230產生具有多個脈衝之時脈信號CLK，並且經由第二時序接腳250輸出時脈信號CLK給數位麥克風電路100，以致使數位麥克風電路100進行外界聲音的收 集。

此時，感應器110感測外界的聲音振動(即，音波)，並將其轉換成電子形式的類比信號(即，類比聲音信號)。增益調整單元120依據一增益值調整收集到的類比聲音信號。再由調變電路130對調整後的類比聲音信號進行取樣及調變，以將類比聲音信號轉換成以1位元為單位表示之數位聲音信號DATA。調變電路130再根據時脈信號CLK的邊緣經由輸出型式的第一資料接腳160輸出此數位聲音信號DATA至資料線。

以二聲道為例，調變電路130可根據聲道設定信號(圖未示)的設定，將數位聲音信號DATA適當地在時脈信號CLK的上升緣或下降緣經由資料線回傳給音訊控制裝置200。

舉例來說，參照第4圖，左聲道資料L對應時脈信號CLK的上升緣而輸出給音訊控制裝置200。右聲道資料R則對應時脈信號CLK的下降緣而輸出給音訊控制裝置200。

在一些實施例中，增益調整單元120可為一前置放大器，以依據其增益值放大收集到的類比聲音信號。前置放大器係為熟習此項技術者所廣泛悉知，故其詳細運作原理則不在此贅述。調變電路130可包括類比數位轉換器和脈衝密度調變型(pulse density modulation；PDM)調變器或包括積差調變器(sigma-delta modulator)。類比數位轉換器及調變器之操作係為熟習此項技術者所廣泛悉知，故其詳細運作原理則不在此贅述。

在音訊控制裝置200端，經由第二資料接腳260接收到的數位聲音信號DATA通過第二切換單元270傳送給信號處理單元 210。此時，信號處理單元210主要是協助主機系統(例如：電腦系統)處理有關音訊編碼(coding)、解碼(decoding)及輸出入之操作。在本實施例中，信號處理單元210可直接將接收到的數位聲音信號DATA轉送(bypass)給主機系統，或者是先進行程度不等的後製音訊處理後再傳送給主機系統。

同時，信號偵測單元240偵測接收到的數位聲音信號DATA的能量是否落在一既定範圍外，即超過或低於一既定範圍。

參照第5圖，當信號偵測單元240偵測到數位聲音信號DATA的能量落在一既定範圍外時，信號偵測單元240致使時序產生單元230產生維持在一預定準位的時脈信號CLK，以進入轉向模式。具有預定準位的時脈信號CLK經由第二時序接腳250及時序線輸出給數位麥克風電路100。在一些實施例中，此預定準位可選擇為高準位或低準位。在一些實施例中，此預定準位是與在資料模式的禁能狀態下時脈訊號的準位相反。換言之，此預定準位是與第二資料接腳的傳輸型式為輸入型式時表示一禁能狀態之時脈信號的準位相反。

舉例而言，在資料模式下，時脈訊號CLK持續維持在低準位時，數位麥克風系統(數位麥克風電路100)為禁能狀態，此時預定準位則設定為高準位。

在一些實施例中，第一時序接腳150或第二時序接腳250可耦接一反相器。在資料模式下，當時序產生單元230產生之時脈信號CLK經由第一時序接腳150和第二時序接腳250傳輸至調變電路130和時序偵測單元190時，時脈信號CLK在傳輸的過程中 會經過反相器而被反向。此時，數位麥克風電路100因接收到時脈訊號CLK持續維持在高準位而處於禁能狀態。於此，預定準位則設定為低準位。

時序偵測單元190經由第一時序接腳150接收到具有預定準位的時脈信號CLK，並且偵測時脈信號CLK為預定準位的持續時間。當時序偵測單元190偵測到持續時間達第一既定時間T1時，時序偵測單元190致使切換單元170將第一資料接腳160的傳輸型式從輸出型式切換成輸入型式。

當時序產生單元230持續產生預定準位的時脈信號CLK達第二既定時間(T1+T2)時，信號偵測單元240致使切換單元270將第二資料接腳260的傳輸型式從輸入型式切換成輸出型式，且數位麥克風系統進入指令模式，即數位麥克風電路100及音訊控制裝置200進入指令模式。

在一些實施例中，第一既定時間T1大於在資料模式下的時脈信號CLK的單一脈衝的時間Tp，即脈衝寬度。換言之，第一既定時間T1是大於數位聲音信號DATA對應的時脈信號CLK的單一脈衝的時間Tp。較佳地，第一既定時間T1大於在資料模式下的時脈信號CLK的一個週期的時間Tclk，即大於數位聲音信號DATA時對應的時脈信號CLK的一個週期的時間Tclk。

在一些實施例中，第一既定時間T1小於或等於第二既定時間(T1+T2)。換言之，第一資料接腳160和第二資料接腳260能同時切換，即第一既定時間T1等於第二既定時間(T1+T2)。較佳地，第一資料接腳160先切換成輸入型式，然後第二資料接腳260 再切換成輸出型式，即第一既定時間T1小於第二既定時間(T1+T2)。

在一些實施例中，既定範圍可為一第一閥值，而信號偵測單元240偵測數位聲音信號DATA的能量是否大於第一閥值。當信號偵測單元240偵測到數位聲音信號DATA的能量大於第一閥值時，表示外界的聲音相對於數位麥克風電路100的收音範圍較大。此時，信號偵測單元240即致使時序產生單元230產生維持在預定準位的時脈信號CLK，以進入轉向模式，藉以於傳輸型式轉向後調控數位麥克風電路100的設定，例如：增加增益調整單元120的增益值或調變電路130的效能。

在一些實施例中，既定範圍可為一第二閥值，而信號偵測單元240偵測數位聲音信號DATA的能量是否小於第二閥值。當信號偵測單元240偵測到數位聲音信號DATA的能量小於第二閥值時，表示外界的聲音相對於數位麥克風電路100的收音範圍較小。此時，信號偵測單元240即致使時序產生單元230產生維持在預定準位的時脈信號CLK，以進入轉向模式，藉以於傳輸型式轉向後調控數位麥克風電路100的設定，例如：降低增益調整單元120的增益值或調變電路130的效能。

在一些實施例中，既定範圍可為由第一閥值和第二閥值所組成的範圍，而信號偵測單元240偵測數位聲音信號DATA的能量是否大於第一閥值或小於第二閥值。當信號偵測單元240偵測到數位聲音信號DATA的能量大於第一閥值或小於第二閥值時，即致使時序產生單元230產生維持在預定準位的時脈信號CLK，以 進入轉向模式，藉以於傳輸型式轉向後相對應調控數位麥克風電路100的設定。

在第一資料接腳160的傳輸型式切換成輸入型式且第二資料接腳260的傳輸型式切換成輸出型式後，數位麥克風系統進入指令模式。

在指令模式下，參照第6圖，時序產生單元230產生具有多個脈衝之時脈信號CLK，並且經由第二時序接腳250輸出時脈信號CLK給數位麥克風電路100。同時，信號產生單元220產生一指令信號COM並且根據時脈信號CLK的邊緣經由輸出型式的第二資料接腳260輸出至資料線。

指令處理單元140經由輸入型式的第一資料接腳160從資料線接收指令信號COM，並且根據指令信號COM的指令C0~C7對應調整數位麥克風電路100中至少一元件的設定，例如：增加或降低增益調整單元120的增益值或者增加或降低調變電路130的效能，以致使數位麥克風電路100具有相應於預收集之外界聲音的收音範圍或電源供應，進而提供數位麥克風電路100的效能。特別注意的是，指令信號COM中指令的數量不限於指令C0~C7，可依據設計規格決定指令信號COM中指令的數量。

在一些實施例中，在產生完指令C0~C7後，信號產生單元220能致使時序產生單元230產生維持在預定準位的時脈信號CLK，以進入轉向模式。

當時序產生單元230持續產生預定準位的時脈信號CLK達第三既定時間T3時，第二切換單元270將第二資料接腳260的傳輸 型式從輸出型式切回輸入型式。

具有預定準位的時脈信號CLK經由第二時序接腳250及時序線輸出給數位麥克風電路100。時序偵測單元190經由第一時序接腳150接收到具有預定準位的時脈信號CLK，並且偵測時脈信號CLK為預定準位的持續時間。當時序偵測單元190偵測到持續時間達第四既定時間(T3+T4)時，時序偵測單元190致使第一切換單元170將第一資料接腳160的傳輸型式從輸入型式切換成輸出型式。

在第二資料接腳260的傳輸型式切換回輸入型式且第一資料接腳160的傳輸型式切換回輸出型式後，數位麥克風系統則再次回到資料模式。

在一些實施例中，第三既定時間T3大於在指令模式下的時脈信號CLK的單一脈衝的時間Tp’，即脈衝寬度。換言之，第三既定時間T3是大於指令信號COM對應的時脈信號CLK的單一脈衝的時間Tp’。較佳地，第三既定時間T3大於在指令模式下的時脈信號CLK的一個週期的時間Tclk’，即大於指令信號COM時對應的時脈信號CLK的一個週期的時間Tclk’。

在一些實施例中，第三既定時間T3小於或等於第四既定時間(T3+T4)。換言之，第一資料接腳160和第二資料接腳260能同時切換，即第三既定時間T3等於第四既定時間(T3+T4)。較佳地，第二資料接腳260先切換成輸入型式，然後第一資料接腳160再切換成輸出型式，即第三既定時間T3小於第四既定時間(T3+T4)。

在一些實施例中，第四既定時間(T3+T4)可相異於第一既定時間T1。

在一些實施例中，第四既定時間(T3+T4)亦可相同於第一既定時間T1。換言之，時序偵測單元190以預設之固定時間偵測時脈信號CLK為預定準位的持續時間。當時序偵測單元190偵測到持續時間達此預設之固定時間時，即致使第一切換單元170進行第一資料接腳160的傳輸型式切換。

在一些實施例中，每次的指令信號COM可具有相同數量的指令C0~C7。因此，指令處理單元140可透過計算接收到的指令C0~C7的數量來致使第一切換單元170進行第一資料接腳160的傳輸型式切換。

以單聲道且固定8個指令為例，信號產生單元220輸出第8個指令C7後，信號產生單元220接續致使第二切換單元270將第二資料接腳260的傳輸型式切換回輸入型式。指令處理單元140接收到第8個指令C7後，指令處理單元140則接續致使第一切換單元170將第一資料接腳160的傳輸型式切換回輸出型式。如此一來，數位麥克風系統則再次回到資料模式。

以雙聲道且固定8個指令為例，信號產生單元220可先輸出第一聲道(例如：左聲道)的8個指令，然後接續輸出第二聲道(例如：右聲道)的8個指令。信號產生單元220輸出第二聲道的第8個指令C7後，信號產生單元220致使第二切換單元270將第二資料接腳260的傳輸型式切換回輸入型式。此時，指令處理單元140則可對應設定為接收到第1至8個指令為控制第一聲道 的元件，而接收到第9至16個指令為控制第二聲道的元件。並且，在指令處理單元140接收到第16個指令後，指令處理單元140則接續致使第一切換單元170將第一資料接腳160的傳輸型式切換回輸出型式。

在一些實施例中，參照第7圖，每次的指令信號COM亦可具有任意長度的指令C0~C7。此時，指令信號COM可具有一位址AD。於此，位址AD可用以表示其後所接之指令C0~C7所屬之聲道或元件。指令處理單元140即可由位址AD得知欲進行調整的聲道或元件。

在一些實施例中，參照第5、6及7圖，在第二資料接腳260的傳輸型式從輸入型式切換成輸出型式之後，信號產生單元220在輸出指令信號COM之前，可先產生一起始信號Ss並經由第二資料接腳260輸出至資料線。

指令處理單元140經由第一資料接腳160接收到起始信號Ss，並根據起始信號Ss與起始信號Ss所對應的時脈信號CLK準備接收第一筆指令信號。於此，起始信號Ss所對應的時脈信號CLK的準位是依據產生指令信號COM所響應之時脈信號CLK的邊緣而決定。

在一些實施例中，起始信號Ss為一信號轉態，例如：由高準位下降為低準位或由低準位上升為高準位。

當第一資料接腳160接收到起始信號Ss(即，資料線來的信號發生信號轉態)，同時第一時序接腳150接收到的時脈信號CLK為第一準位時，指令處理單元140準備接收第一筆指令信號。

舉例來說，在指令模式下，信號產生單元220是響應時脈信號CLK的下降緣產生指令C0~C7，由於指令C0~C7之間會產生轉態現象，並且相鄰兩指令之間的轉態所對應之時脈信號CLK的準位為低準位。此時，時脈信號CLK之第一準位是設定為高準位，以區別起始信號Ss與指令，進而可防止誤判的情形。於此，起始信號Ss可為一下降緣，即高準位下降為低準位的信號轉態，並且起始信號Ss對應時脈信號CLK的準位為高準位，藉此通知指令處理單元140準備接收第一筆指令信號。反之，在指令模式下，若信號產生單元220是響應時脈信號CLK的上升緣產生指令C0~C7，此時則將時脈信號CLK之第一準位設定為低準位，以防止誤判的情形。因此，指令處理單元140則可藉由起始信號Ss與第一準位之時脈信號CLK的信號組合，得知準備接收並處理指令信號COM的時機。

綜上所述，根據本發明之數位麥克風系統、音訊控制裝置及其控制方法能致使數位麥克風電路與音訊控制裝置之間具有雙向傳輸功能之單一資料通道。在一些實施例中，音訊控制裝置能根據數位麥克風電路所收集到的聲音信號調控數位麥克風電路。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧數位麥克風電路

20‧‧‧音訊編解碼晶片

30‧‧‧電腦系統

100‧‧‧數位麥克風電路

110‧‧‧感應器

120‧‧‧增益調整單元

130‧‧‧調變電路

140‧‧‧指令處理單元

150‧‧‧時序接腳

160‧‧‧資料接腳

170‧‧‧切換單元

172‧‧‧緩衝器

174‧‧‧緩衝器

180‧‧‧控制單元

190‧‧‧時序偵測單元

200‧‧‧音訊控制裝置

210‧‧‧信號處理單元

220‧‧‧信號產生單元

230‧‧‧時序產生單元

240‧‧‧信號偵測單元

250‧‧‧時序接腳

260‧‧‧資料接腳

270‧‧‧切換單元

272‧‧‧緩衝器

274‧‧‧緩衝器

280‧‧‧控制單元

DATA‧‧‧數位聲音信號

CLK‧‧‧時脈信號

COM‧‧‧指令信號

L‧‧‧左聲道資料

R‧‧‧右聲道資料

C0~C7‧‧‧指令

AD‧‧‧位址

T1‧‧‧既定時間

T2‧‧‧既定時間

T3‧‧‧既定時間

T4‧‧‧既定時間

Tp‧‧‧時間

Tp’‧‧‧時間

Tclk‧‧‧時間

Tclk’‧‧‧時間

Ss‧‧‧起始信號

第1圖為數位麥克風系統的應用示意圖。

第2圖為根據本發明一實施例之數位麥克風電路的示意圖。

第3圖為根據本發明一實施例之音訊控制裝置的示意圖。

第4圖為在根據本發明一實施例之數位麥克風系統的資料模式下，傳輸介面的信號示意圖。

第5圖為在根據本發明一實施例之數位麥克風系統的轉向模式下，傳輸介面的信號示意圖。

第6圖為在根據本發明一實施例之數位麥克風系統的指令模式下，傳輸介面的信號示意圖。

第7圖為在根據本發明另一實施例之數位麥克風系統的指令模式下，傳輸介面的信號示意圖。

DATA‧‧‧數位聲音信號

CLK‧‧‧時脈信號

COM‧‧‧指令信號

L‧‧‧左聲道資料

R‧‧‧右聲道資料

C0‧‧‧指令

C1‧‧‧指令

T1‧‧‧既定時間

T2‧‧‧既定時間

Tp‧‧‧時間

Tclk‧‧‧時間

Ss‧‧‧起始信號

Claims (24)

1. 一種數位麥克風電路的控制方法，包括：接收一時脈信號；偵測該時脈信號維持在一預定準位於一持續時間；當該持續時間達一既定時間時，利用一切換單元根據該時脈信號切換該數位麥克風電路的一資料接腳的一傳輸型式；在一資料模式下，藉由感測外界之音波產生一類比聲音信號，產生對應該類比聲音信號之一數位聲音信號，以及依據該時脈信號的該些脈衝的邊緣經由該傳輸型式為一輸出型式之該資料接腳輸出該數位聲音信號至一資料線；及在一指令模式下，經由該傳輸型式為一輸入型式的該資料接腳接收來自該資料線的一指令信號。
2. 如請求項1所述之數位麥克風電路的控制方法，其中在該資料模式下，當該既定時間大於在該資料模式下的該時脈信號的單一脈衝的時間時，將該資料接腳的該傳輸型式從該輸出型式切換為該輸入型式。
3. 如請求項1所述之數位麥克風電路的控制方法，其中在該指令模式下，當該既定時間大於在該指令模式下的該時脈信號的單一脈衝之時間時，將該資料接腳的該傳輸型式從該輸入型式切換成該輸出型式。
4. 如請求項1所述之數位麥克風電路的控制方法，更包括：在該指令模式下，計算接收到的該指令信號的指令的數量；及 當該指令的數量達一既定數量時，將該資料接腳的該傳輸型式從該輸入型式切換成該輸出型式，並且進入該資料模式。
5. 如請求項1所述之數位麥克風電路的控制方法，更包括：在該指令模式下，經由該傳輸型式為該輸入型式的該資料接腳接收一起始信號，其中該起始信號為一信號轉態，並且該信號轉態所對應之該時脈信號的準位依據產生該指令信號所響應之該時脈信號的邊緣而決定。
6. 如請求項1所述之數位麥克風電路的控制方法，其中該預定準位與在該資料模式的禁能狀態下的該時脈訊號的準位相反。
7. 一種音訊控制裝置的控制方法，適用於一音訊控制裝置，該音訊控制裝置用以控制一數位麥克風電路，該數位麥克風電路具有一第一時序接腳和一第一資料接腳，該音訊控制裝置具有一第二時序接腳和一第二資料接腳，該控制方法包括：經由一輸出型式的該第一資料接腳與一輸入型式的該第二資料接腳接收來自該數位麥克風電路的一數位聲音信號，並且後製處理接收到的該數位聲音信號；利用該音訊控制裝置的一時序產生單元產生維持為一預定準位之一時脈信號；經由該第二時序接腳輸出該時脈信號給該第一時序接腳；當該時脈信號持續為該預定準位達一第一既定時間時，利用一第一切換單元致使該第一資料接腳的傳輸型式從該輸出型式切換成一輸入型式；當該時脈信號持續為該預定準位達一第二既定時間時，利 用一第二切換單元將該第二資料接腳的傳輸型式從該輸入型式切換成一輸出型式，其中該第一既定時間小於或等於該第二既定時間；及於該第二資料接腳的該傳輸型式切換為該輸出型式之後，利用該時序產生單元產生具有多個脈衝之該時脈信號，利用該音訊控制裝置的一信號產生單元產生一指令信號，以及經由該第二時序接腳輸出具有該些脈衝之該時脈信號給該第一時序接腳，同時響應該時脈信號的邊緣經由該輸出型式的該第二資料接腳輸出一指令信號給該輸入型式的該第一資料接腳。
8. 如請求項7所述之音訊控制裝置的控制方法，其中該第一既定時間大於該輸入型式的該第二資料接腳接收一數位聲音信號時對應的該時脈信號的單一脈衝的時間。
9. 如請求項7所述之音訊控制裝置的控制方法，更包括：於該第二資料接腳的該傳輸型式切換為該輸出型式之後且在該指令信號輸出之前，經由該輸出型式的該第二資料接腳輸出一起始信號給該輸入型式的該第一資料接腳。
10. 如請求項9所述之音訊控制裝置的控制方法，其中該起始信號為一信號轉態，且該信號轉態所對應之該時脈信號的準位依據產生該指令信號所響應之該時脈信號的該邊緣而決定。
11. 如請求項7所述之音訊控制裝置的控制方法，其中該預定準位與該第二資料接腳為該輸入型式時表示一禁能狀態之該時脈信號的準位相反。
12. 一種數位麥克風系統，包括： 一數位麥克風電路，包括：一感應器，用以感測外界之音波並對應產生一類比聲音信號；一增益調整單元，用以依據一增益值調整該類比聲音信號之大小；一調變電路，用以將調整後的該類比聲音信號轉換成一數位聲音信號；一指令處理單元；一第一時序接腳，用以接收一時脈信號；一第一資料接腳；一第一切換單元，當該第一資料接腳為一輸出型式時，該第一資料接腳經由該第一切換單元電性連接至該調變電路，以致使該調變電路依據該時脈信號的邊緣經由該第一資料接腳輸出該數位聲音信號，以及當該第一資料接腳為一輸入型式時，該第一資料接腳經由該第一切換單元電性連接至該指令處理單元，以致使該指令處理單元經由該第一資料接腳接收一指令信號；及一時序偵測單元，用以偵測該時脈信號並根據該時脈信號控制該第一切換單元的運作。
13. 如請求項12所述之數位麥克風系統，其中當該時序偵測單元偵測到該時脈信號維持在一預定準位達一既定時間時，該第一切換單元將該第一資料接腳從該輸出型式切換成該輸入型式。
14. 如請求項12所述之數位麥克風系統，其中該既定時間大於輸 出該數位聲音信號時所對應的該時脈信號的單一脈衝的時間。
15. 如請求項12所述之數位麥克風系統，其中該數位麥克風電路更包括：一控制單元，用以響應該時序偵測單元的偵測結果致動該切換單元進行切換。
16. 如請求項12所述之數位麥克風系統，其中該指令處理單元用以依據該指令信號調整該增益調整單元之該增益值。
17. 如請求項12所述之數位麥克風系統，更包括：一音訊控制裝置，包括：一信號處理單元，用以後製處理一數位聲音信號；一信號產生單元，用以產生一指令信號；一第二時序接腳，用以電性連接該第一時序接腳；一第二資料接腳，用以電性連接該第一資料接腳；一第二切換單元，用以選擇該第二資料接腳為一輸入型式或一輸出型式，其中當該第二資料接腳為該輸入型式時，該第二資料接腳用以接收該數位聲音信號，以及當該第二資料接腳為該輸出型式時，該第二資料接腳用以輸出該指令信號；一時序產生單元，用以產生該時脈信號，並經由該第二時序接腳輸出該時脈信號；及一信號偵測單元，用以偵測該數位聲音信號，並根據該數位聲音信號控制該第二切換單元及該信號產生單元的運作，並致使該時序產生單元產生對應之該時脈信號。
18. 如請求項17所述之數位麥克風系統，其中當該信號偵測單元 偵測到該數位聲音信號的能量落在一既定範圍外時，該時序產生單元產生維持在一預定準位的該時脈信號，並且該第二切換單元將該第二資料接腳從該輸入型式切換成該輸出型式。
19. 如請求項17所述之數位麥克風系統，其中該時脈信號維持在該預定準位的持續時間大於該數位聲音信號輸出時所對應的該時脈信號的單一脈衝的時間。
20. 如請求項17所述之數位麥克風系統，其中當該時序偵測單元偵測到該時脈信號維持在該預定準位達一既定時間時，該數位麥克風電路的該切換單元將該第一資料接腳從該輸出型式切換成該輸入型式。
21. 一種音訊控制裝置，用以控制具有一第一時序接腳和一第一資料接腳的一數位麥克風電路，該音訊控制裝置包括：一信號處理單元，用以後製處理一數位聲音信號；一信號產生單元，用以產生一指令信號；一第二時序接腳，用以電性連接該第一時序接腳；一第二資料接腳，用以電性連接該第一資料接腳；一切換單元，用以選擇該第二資料接腳為一輸入型式或一輸出型式，其中當該第二資料接腳為該輸入型式時，該第二資料接腳用以接收該數位聲音信號，以及當該第二資料接腳為該輸出型式時，該第二資料接腳用以輸出該指令信號；一時序產生單元，用以產生一時脈信號，並經由該第二時序接腳輸出該時脈信號；及一信號偵測單元，用以偵測該數位聲音信號，並根據該數 位聲音信號控制該切換單元及該信號產生單元的運作，並致使該時序產生單元產生對應之該時脈信號。
22. 如請求項21所述之音訊控制裝置，其中當該信號偵測單元偵測到該數位聲音信號的能量落在一既定範圍外時，該信號偵測單元致使該時序產生單元產生維持在一預定準位的該時脈信號，並且致使該切換單元將該第二資料接腳從該輸入型式切換成該輸出型式。
23. 如請求項22所述之音訊控制裝置，其中該時脈信號維持在該預定準位的持續時間大於該數位聲音信號對應的該時脈信號的單一脈衝的時間。
24. 如請求項21所述之音訊控制裝置，更包括：一控制單元，用以響應該信號偵測單元的偵測結果致動該切換單元進行切換。