[發(fā)明專利]用于減少麥克風(fēng)噪聲的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880058086.X
• 申請(qǐng)日: 2018-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111095948B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·湯姆森;杜宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美商樓氏電子有限公司
• 主分類號(hào): H04R19/00
• 分類號(hào): H04R19/00;H03M3/00;H03M7/30;H04R19/04
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 劉愛(ài)勤;王小東

數(shù)字麥克風(fēng)設(shè)備包括可以減少由數(shù)字麥克風(fēng)設(shè)備輸出的數(shù)字信號(hào)中的空閑音頻率分量引起的噪聲風(fēng)險(xiǎn)的電路。在立體聲模式和在兩個(gè)或更多個(gè)這樣的麥克風(fēng)之間發(fā)生干擾的其他應(yīng)用中，每個(gè)麥克風(fēng)設(shè)備包括具有對(duì)應(yīng)的空閑音頻率的數(shù)字輸出，其中的一個(gè)空閑音頻率被偏移以將噪聲分量偏移到期望的頻率范圍之外。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2017年9月8日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.62/556,181的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)總體上涉及麥克風(fēng)，并且更具體地涉及在數(shù)字麥克風(fēng)中(例如，在數(shù)字微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)麥克風(fēng)設(shè)備中)的噪聲或干擾的減少，及其方法。

背景技術(shù)

微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)麥克風(fēng)被部署在各種設(shè)備中，所述設(shè)備包括消費(fèi)電子產(chǎn)品和車(chē)輛，以及其他應(yīng)用和主機(jī)設(shè)備。這種麥克風(fēng)包括一個(gè)或更多個(gè)換能器和一個(gè)或更多個(gè)集成電路的組件，該組件通常設(shè)置在由蓋或蓋子形成的殼體中，該蓋或蓋子被緊固至具有外部設(shè)備接口的基板。該換能器被實(shí)現(xiàn)為MEMS管芯，該MEMS管芯經(jīng)由穿過(guò)蓋或基板的聲學(xué)端口來(lái)檢測(cè)殼體內(nèi)的壓力變化，并且該接口通常被配置為使用回流焊接或其他技術(shù)將其表面安裝在印刷電路板上。

一些MEMS麥克風(fēng)基于數(shù)字電路時(shí)鐘的頻率來(lái)輸出具有空閑音頻率的數(shù)字信號(hào)。例如，PDM麥克風(fēng)輸出包括空閑音頻率的1比特(bit)PDM信號(hào)，所述空閑音頻率是時(shí)鐘頻率的一半。在采用兩個(gè)或更多個(gè)麥克風(fēng)的立體聲和其他應(yīng)用中，空閑音頻率的混合或其他效果可能會(huì)在一個(gè)或兩個(gè)麥克風(fēng)的輸出處引起不需要的噪聲。空閑音頻率可能會(huì)由于制造差異或其他原因而略有不同。

圖1描繪了第一標(biāo)繪圖(plot)100，第一標(biāo)繪圖100示出了在頻譜中由立體聲系統(tǒng)中的左麥克風(fēng)和右麥克風(fēng)生成的不同的空閑音頻率。特別地，第一標(biāo)繪圖100描繪了在立體聲系統(tǒng)中分別由左麥克風(fēng)信號(hào)和右麥克風(fēng)信號(hào)生成的第一空閑音頻率104(標(biāo)記為“f-空閑-1”)和第二空閑音頻率106(標(biāo)記為“f-空閑-2”)。圖2描繪了第二標(biāo)繪圖200，第二標(biāo)繪圖200例示出了通過(guò)混合圖1中的不同空閑音頻率f-空閑-1104和f-空閑-2 106而得到的互調(diào)(IM)分量208(標(biāo)記為“Δf”)，其中，IM分量208位于可能引起噪聲或干擾的工作頻率范圍210中。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)提供了一種麥克風(fēng)系統(tǒng)，該麥克風(fēng)系統(tǒng)包括：第一麥克風(fēng)組件，該第一麥克風(fēng)組件包括第一微機(jī)電系統(tǒng)MEMS換能器和第一集成電路，該第一集成電路被配置為：將所述第一MEMS換能器產(chǎn)生的第一模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)；將所述第一數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一脈沖密度調(diào)制PDM信號(hào)，以產(chǎn)生第一數(shù)字麥克風(fēng)輸出信號(hào)；以及在公共接口上提供所述第一數(shù)字麥克風(fēng)輸出信號(hào)；以及第二麥克風(fēng)組件，該第二麥克風(fēng)組件包括第二MEMS換能器和第二集成電路，該第二集成電路被配置為：將所述第二MEMS換能器產(chǎn)生的第二模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號(hào)；從所述第二數(shù)字信號(hào)中去除直流DC信號(hào)分量；向所述第二數(shù)字信號(hào)施加DC偏移以影響所述第二數(shù)字信號(hào)的空閑音頻率；將所述第二數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二PDM信號(hào)，以產(chǎn)生第二數(shù)字麥克風(fēng)輸出信號(hào)；以及在所述公共接口上提供所述第二數(shù)字麥克風(fēng)輸出信號(hào)。

本公開(kāi)還提供了一種麥克風(fēng)組件，該麥克風(fēng)組件包括：微機(jī)電系統(tǒng)MEMS換能器，該MEMS換能器被配置為響應(yīng)于聲學(xué)信號(hào)而產(chǎn)生模擬信號(hào)；以及集成電路，該集成電路耦合到所述MEMS換能器，并且被配置為：將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；從所述數(shù)字信號(hào)中去除直流DC信號(hào)分量；向所述數(shù)字信號(hào)施加DC偏移以影響所述數(shù)字信號(hào)的空閑音頻率；以及將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為PDM信號(hào)以產(chǎn)生數(shù)字麥克風(fēng)輸出信號(hào)。

本公開(kāi)還提供了一種麥克風(fēng)組件中的方法，所述麥克風(fēng)組件包括微機(jī)電系統(tǒng)MEMS換能器和集成電路，該方法包括以下步驟：將所述MEMS換能器產(chǎn)生的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；從所述數(shù)字信號(hào)中去除直流DC信號(hào)分量；向所述數(shù)字信號(hào)施加DC偏移以影響所述數(shù)字信號(hào)的空閑音頻率；以及在向所述數(shù)字信號(hào)施加所述DC偏移之后，將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖密度調(diào)制PDM信號(hào)，以產(chǎn)生數(shù)字麥克風(fēng)輸出信號(hào)。

附圖說(shuō)明