[发明专利]用于在数字麦克风系统中生成数字输出信号的系统及方法

说明书

相关申请交叉引用

本发明主张于2013年4月9日提交的美国临时专利申请序列号61/810,075的优先权，其全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及音频系统，更特定地，涉及在数字麦克风系统中压缩数字信号。

背景技术

个人使用的许多设备普遍存在麦克风，包括计算机、平板、智能电话及许多其他消费设备。一般而言，麦克风为电声换能器，所述电声换能器响应于由入射到麦克风上的声音引起的麦克风的一部分(例如，膜片或其他结构)的挠曲而产生电信号。

在数字麦克风系统中，麦克风换能器的模拟输出信号可通过模拟-数字转换器进行处理以将模拟输出信号转换为数字输出信号，所述数字输出信号可经由总线传递给数字音频处理器进行进一步处理。通过经由总线传递数字信号而不是模拟信号，音频信号可能受噪声影响较小。

在典型数字麦克风系统中，一阶模拟-数字Δ-Σ调制器被用来将模拟输出信号转换为与接收数字输出信号的数字音频处理器兼容的1比特数字信号。然而，具有1比特输出的模拟-数字Δ-Σ调制器的一个缺点在于它们消耗大量功率。

发明内容

根据本发明的教示，可减少或消除在数字麦克风系统中与功耗相关联的某些缺点和问题。

根据本发明的实施例，一种数字麦克风系统可包括麦克风换能器和数字处理系统。麦克风换能器可被配置为生成表示入射到所述麦克风换能器上的音频声音的模拟输入信号。数字处理系统可被配置为将所述模拟输入信号转换为具有三个或三个以上量化电平的第一数字信号，并在数字域中，处理所述第一数字信号以将所述第一数字信号转换为具有两个量化电平的第二数字信号。

根据本发明的这些和其他实施例，一种方法可包括接收表示入射到麦克风换能器上的音频声音的模拟输入信号。所述方法还可包括将模拟输入信号转换为具有三个或三个以上量化电平的第一数字信号。所述方法还可包括在数字域中处理第一数字信号以将第一数字信号转换为具有两个量化电平的第二数字信号。

根据本发明的这些和其他实施例，一种集成电路可包括麦克风输入和处理电路。麦克风输入可被配置为接收表示入射到麦克风换能器上的音频声音的模拟输入信号。处理电路可被配置为将模拟输入信号转换为具有三个或三个以上量化电平的第一数字信号，并在数字域中，处理第一数字信号以将第一数字信号转换为具有两个量化电平的第二数字信号。

本发明的技术优势对于本领域普通技术人员而言从本文中所包括的图式、说明书和权利要求可以显而易见。所述实施例的目的和优点将至少通过在权利要求中特别指出的元件、功能及组合来实现和完成。

应当理解，前述大致说明和以下详细说明都为举例说明，且不限制本发明中所提出的权利要求。

附图说明

通过结合附图参考以下说明，可更完整地理解本发明实施例及其优点，其中相同附图标记表示相同功能，以及其中：

图1示出了根据本发明的实施例的示范性音频系统的选定组件的方块图；

图2示出了根据本发明的实施例的数字麦克风集成电路的选定组件的方块图；

图3示出了根据本发明的实施例的模拟-数字转换器的选定组件的方块图；以及

图4示出了根据本发明的实施例的数字Δ-Σ调制器的选定组件的方块图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的示范性音频系统100的选定组件的方块图。如图1所示，音频系统100可包括麦克风换能器101、数字麦克风集成电路(IC)105和数字音频处理器109。麦克风换能器101可包括构成为将入射到麦克风换能器101的声音转换为电信号(例如模拟输出信号ANALOG_OUT)的任何系统、设备或装置，其中使用振膜或膜片，将此类声音转换为电信号，所述振膜或膜片具有随在所述振膜或膜片处接收的声波振动变化而变化的电容。麦克风换能器101可包括静电型麦克风、电容式麦克风、驻极体麦克风、微机电系统(MEMS)麦克风或任何其他合适的电容性麦克风。