[发明专利]麦克风和用于处理音频信号的方法

说明书

本发明提供了一种麦克风，所述麦克风包括：主体，其中音频信号基于声级以及接收到的一些其它特性而在所述主体中产生；以及放大器，所述放大器设置在所述主体中，其中所述放大器适于放大所述音频信号，其中所述放大器能够被配置有多个增益级。本发明还提供了一种用于处理音频信号的方法，所述方法包括：获取音频信号；基于所述所获取的音频信号的特性而从放大器的多个增益级中选择增益，其中所述放大器内置在麦克风的主体中；以及根据所述所选择的增益而在所述所获取的音频信号的模拟到数字转换之后进行调整。

技术领域

本发明涉及麦克风，特别地，涉及包括具有多个增益级的放大器的麦克风和用于处理音频信号的方法。

背景技术

在实际情况中，需要对麦克风进行不同的配置以便很好地处理不同场景。具有恒定增益配置的麦克风可以应用于一个或多个场景，但在其它情况下无法良好地工作，这会导致麦克风的总体性能下降。

发明内容

本发明的实施方案提供了一种麦克风，所述麦克风包括：主体，其中模拟音频信号在所述主体中产生，表示所述麦克风接收到的音频声音；放大器，所述放大器设置在所述主体中，其中所述放大器适于放大所述音频声音的模拟信号表示，并且所述放大器被配置有多个增益级。

在一些实施方案中，所述放大器可以包括非反相放大器和模拟开关。在一些实施方案中，所述放大器可以包括：运算放大器，所述运算放大器包括同相输入端、反相输入端和输出端；模拟开关，其中所述模拟开关的第一端与所述反相输入端连接，并且所述模拟开关的第二端与所述输出端连接；第一电阻器，其中所述第一电阻器的第一端与所述模拟开关的第一端连接，并且所述第一电阻器的第二端与所述模拟开关的第二端连接；第二电阻器，其中所述第二电阻器的第一端与所述第一电阻器的所述第一端连接，并且所述第二电阻器的第二端接地。在一些实施方案中，所述运算放大器可以是结型栅极场效应晶体管(Junction Field-Effect Transistor，JFET)输入运算放大器。

在一些实施方案中，为了实现放大器的30dB的非单位增益，第一电阻器可以具有第二电阻器的三十倍的阻抗。举例来说，第一电阻器的阻抗为30K欧姆，并且第二电阻器的阻抗为1K欧姆，导致增益为31。因此，在分贝标度中，20*log₁₀31为29.83dB，其舍入为30dB。

在一些实施方案中，所述麦克风还可以包括：模数转换器(Analog-Digital转换器，A/D转换器)，所述模数转换器适于将所述放大的音频信号从模拟信号表示转换为数字信号表示，以获取数字音频信号；以及移位器，所述移位器适于基于所述多个增益级而将所述数字信号表示移位至少一位。在一些实施方案中，所述数字音频信号可以多于16位。在一些实施方案中，取决于最小和最大增益以及A/D转换器字长，所述数字音频信号可以包括21位或甚至更多。

在一些实施方案中，所述移位器可以将所述数字音频信号向左移位至少一位，以补偿所述多个增益级中的最高增益。对于包括单位增益和非单位增益的两个增益的示例，如果单位增益被配置成放大模拟音频信号，则移位器将对应数字音频信号对应于非单位增益而向左移位至少一位。在一些实施方案中，所移位的位的数量可以是与所述最高增益的增益差除以6dB。举例来说，如果两个增益(例如30dB和12dB)之间的增益差为18dB，则移位器将数字音频信号向左移位3位。因此，来自A/D转换器的数字音频信号被适当地缩放到最高增益。

在一些实施方案中，所述麦克风还可包括：控制器，所述控制器被配置成基于所述模拟音频信号的特性而从所述多个增益级中选择增益。在一些实施方案中，所述控制器可以经由将所述模拟音频信号的能量与相关于所述模拟音频信号的所述特性的阈值进行比较而从所述多个增益级中选择增益。在一些实施方案中，所述控制器还可以被配置成将所述所选增益或对应于所述增益的所移位的位的数量发送到所述移位器。