用于高振幅音頻捕獲的多膜麥克風(fēng)的制作方法
【專利說明】
[0001] 分秦申請說巧
[0002] 本申請是于2009年10月13日提交的、于2011年7月20日進(jìn)入中國國家階段的、 申請?zhí)枮?00980155096. 6、名稱為"用于高振幅音頻捕獲的多膜麥克風(fēng)"的中國發(fā)明專利申 請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明的示例性而非限制性的實施例大體上設(shè)及改進(jìn)高振幅音頻信號的音頻捕 獲/記錄。
【背景技術(shù)】
[0004] 在說明書中和/或在附圖中出現(xiàn)的各種縮寫定義如下：
[0005] ADC 模數(shù)轉(zhuǎn)換器
[000引ASIC 專用集成電路
[0007] 地 分貝
[000引地FS 分貝滿刻度
[0009] DSP 數(shù)字信號處理
[0010] ECM 駐極體電容器麥克風(fēng)
[0011] EMC 電磁兼容性
[001引Gnd 接地
[001引L/R 左/右
[0014] MEMS 微機(jī)電系統(tǒng)
[00巧]PDM 脈沖密度調(diào)制
[001引SNR 信噪比
[0017] SPL 聲壓級
[001引Vdd 電源電壓
[0019] 視聽攝錄是針對具有多媒體能力的移動設(shè)備的最常見用途之一。關(guān)于視覺捕獲組 件已經(jīng)取得了進(jìn)步。顧客關(guān)于視頻記錄質(zhì)量的預(yù)期已經(jīng)隨之增加，然而包括捕獲和回放兩 者的音頻組件已經(jīng)落后于視覺方面。該在捕獲具有高聲壓級（SPL)的視頻事件時可能尤其 成問題。移動設(shè)備的內(nèi)部麥克風(fēng)在嘗試記錄同樣依賴于頻率的高S化時可能容易飽和。所 記錄的音頻信號可能造成對整體音頻質(zhì)量有影響的重度失真和壓縮。
[0020] 音頻失真也可能出現(xiàn)在有風(fēng)環(huán)境中。空氣掠過移動設(shè)備的麥克風(fēng)元件的移動可能 生成有害噪聲。該有害噪聲可能減少音頻的可理解性并且迫使移動設(shè)備的用戶過早地終止 電話呼叫。
[0021] 目前，具有多媒體能力的一些移動設(shè)備無法在高S化環(huán)境中提供充分的音頻捕 獲。音頻捕獲的質(zhì)量經(jīng)常依賴于麥克風(fēng)布置和麥克風(fēng)設(shè)計。一種可能布置設(shè)及如圖1中所 示在單個基部上實現(xiàn)多個麥克風(fēng)，該圖是美國專利申請公開US2007/0047746A1的圖3A 的復(fù)制。圖1中所示麥克風(fēng)系統(tǒng)具有基部130和固定到基部130的多個實質(zhì)上獨(dú)立可移動 的膜120。多個膜120中的每個膜與基部130形成可變電容。因此每個膜120與基部130 有效地形成大體上獨(dú)立的單獨(dú)的麥克風(fēng)。
[0022] 另一可能布置設(shè)及由多個第一膜220構(gòu)造的直接數(shù)字麥克風(fēng)，每個第一膜220由 微機(jī)械網(wǎng)形成，每個微機(jī)械網(wǎng)由基底270支撐。在圖2中示出了該一點(diǎn)，圖2是美國專利申 請公開US2003/0210799A1的圖3的復(fù)制。第二膜210和多個第一膜220位于兩個不同 位置。多個第一膜220由個別第一膜260組成。第二膜210由基底270支撐并且被置于多 個第一膜220上方，W在多個第一膜220與第二膜210之間形成腔230。壓力傳感器240響 應(yīng)于腔230中的壓力。驅(qū)動電子器件250響應(yīng)于壓力傳感器240并且控制多個第一膜220 的位置。輪詢電子器件250響應(yīng)于多個第一膜220的位置并且產(chǎn)生數(shù)字輸出信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023] 本發(fā)明的第一實施例是一種方法，該方法包括；接收聲信號；并且響應(yīng)于所接收 的聲信號來輸出來自第一輸入音頻變換器和第二輸入音頻變換器的電信號，其中第二輸入 音頻變換器的靈敏度低于第一輸入音頻變換器的靈敏度。
[0024] 本發(fā)明的另一實施例是一種裝置，該裝置包括；基底；第一輸入音頻變換器，其裝 配在基底上、配置用于根據(jù)聲信號輸出電信號；W及第二輸入音頻變換器，其裝配在基底 上、配置用于根據(jù)聲信號輸出電信號，其中第二輸入音頻變換器的靈敏度低于第一輸入音 頻變換器的靈敏度。
[0025] 本發(fā)明的又一實施例是一種方法，該方法包括；接收聲信號；響應(yīng)于所接收的聲 信號來輸出來自輸入音頻變換器的電信號，其中來自輸入音頻變換器的輸出遵循正常靈敏 度路徑和高振幅路徑；并且在一個脈沖密度調(diào)制流上輸出來自正常靈敏度路徑和高振幅路 徑兩者的電信號，其中從正常靈敏度路徑輸出的電信號具有比從高振幅路徑輸出的電信號 更高的分貝滿刻度電平。
[0026] 本發(fā)明的又一實施例是一種裝置，該裝置包括：輸入音頻變換器，其配置用于根據(jù) 聲信號輸出電信號，其中電信號穿過正常靈敏度路徑和高振幅路徑；W及電路，其配置用于 在一個脈沖密度調(diào)制流上輸出穿過正常靈敏度路徑和高振幅路徑兩者的電信號，其中從正 常靈敏度路徑輸出的電信號具有比從高振幅路徑輸出的電信號更高的分貝滿刻度電平。
【附圖說明】
[0027] 在所附的附圖中：
[002引 圖1再現(xiàn)了美國專利申請公開US2007/0047746A1的圖3A，該圖3A示出了麥克 風(fēng)膜布置的示例。
[0029] 圖2再現(xiàn)了美國專利申請公開US2003/0210799A1的圖3,該圖3示出了麥克風(fēng) 膜布置的又一示例。
[0030] 圖3示出了適合于在實施本發(fā)明的示例性實施例時使用的各種電子設(shè)備的簡化 框圖。
[0031] 圖4是圖示了在根據(jù)使用了兩個輸入音頻變換器的本發(fā)明的示例性實施例的設(shè) 備處的方法和計算機(jī)程序指令執(zhí)行結(jié)果的邏輯流程圖。
[0032] 圖5示出了實現(xiàn)到移動設(shè)備上的圖3的框圖。
[0033] 圖6示出了對于可W如何從包括圖3的電子設(shè)備的麥克風(fēng)系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)的示例。
[0034] 圖7是圖示了在根據(jù)運(yùn)用了來自第一音頻輸入變換器的兩個靈敏度路徑的本發(fā) 明的示例性實施例的設(shè)備處的方法和計算機(jī)程序指令執(zhí)行結(jié)果的邏輯流程圖。
[00巧]圖8示出了具有兩個膜的設(shè)備的配置的框圖。
[0036] 圖9示出了具有一個膜的設(shè)備的配置的框圖。
【具體實施方式】
[0037] 圖1和圖2中W及相應(yīng)的美國專利申請公開US2007/0047746A1和US 2003/0210799A1中示出的兩種布置沒有提及靈敏度被減少的膜。另外，關(guān)于圖1的布置包 含四個膜。同樣地，關(guān)于圖2的布置主要著重于堆疊的膜。此外，該些布置無一解決潛在風(fēng) 噪聲。
[0038] 在本發(fā)明的一個示例性實施例中，有至少兩個膜，一個膜與另一個膜相比靈敏度 被減少。該些膜無一需要被堆疊，并且該布置允許W高SPL電平在無飽和的情況下記錄音 頻。靈敏度被減少的膜有更高的本底噪聲并且因此具有更小的SNR。
[0039] 本發(fā)明的示例性實施例允許移動設(shè)備在噪聲條件（諸如由于風(fēng)、交通、人群等所 致的噪聲條件）期間操作。W前，在麥克風(fēng)碳精盒與ASIC之間實現(xiàn)高通電濾波器W便允許 在有風(fēng)條件下操作。然而，出于至少=個原因該是欠理想的解決方案；1)風(fēng)噪聲經(jīng)常已經(jīng) 使麥克風(fēng)輸出信號飽和，2)在無風(fēng)環(huán)境中的優(yōu)選音頻質(zhì)量需求要求將高通濾波器設(shè)置在仍 將使大部分風(fēng)噪聲通過的位置，W及（3)該策略對于數(shù)字麥克風(fēng)不可行。已經(jīng)嘗試使用DSP 電路從麥克風(fēng)的多個陣列清除有風(fēng)信號，但是它們一直只具有有限的有效性。
[0040] 在下文進(jìn)一步詳述的本發(fā)明一個示例雙膜實施例（例如，圖8)中，每個膜具有不 同靈敏度并且各自輸出單獨(dú)的信號。在一個示例性實現(xiàn)（其中只有來自靈敏度較低的膜 的信號具有可接受的失真電平）中，僅選擇該信號W供進(jìn)一步處理而忽略/丟棄另一信號 (隨著高振幅聲場超過膜和ADC的滿刻度輸出，該信號可能由于信號限幅而過度