本專利要求保護(hù)2014年10月2日提交的名稱為“Low Power Acoustic Apparatus And Method Of Operation”的美國臨時(shí)申請(qǐng)No.62/058,998在35U.S.C.§119(e)下的權(quán)益，其內(nèi)容通過引用全部并入于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及聲學(xué)裝置，并且更具體地，涉及在這些裝置中使用超聲波方法。

背景技術(shù)：

不同類型的聲學(xué)裝置已經(jīng)使用多年。一種類型的聲學(xué)裝置是麥克風(fēng)，而且一種類型的麥克風(fēng)是微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)麥克風(fēng)。在MEMS麥克風(fēng)中，MEMS管芯包括膜片和背板。MEMS管芯通常設(shè)置在基板(或基底)上并且被殼體(例如，具有壁的杯狀物或蓋)封閉。一端口可以延伸穿過基板(底部端口裝置)或穿過殼體的頂部(頂部端口裝置)。在任何情況下，聲能穿過端口，使膜片移動(dòng)并產(chǎn)生相對(duì)于背板的變化電位，產(chǎn)生電信號(hào)。專用集成電路(ASIC)可以對(duì)該信號(hào)執(zhí)行進(jìn)一步的處理。麥克風(fēng)被部署在各種類型的裝置中，諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)或蜂窩電話。

遺憾的是，以前的方法具有局限性。電音頻系統(tǒng)包括各種功耗部件，如編解碼器。因?yàn)榫幗獯a器通?？偸潜唤油ㄒ赃M(jìn)行信號(hào)處理，所以消耗大量的功率。另外，根據(jù)編解碼器的采樣率，這些先前方法提供用于超聲波頻率的有限帶寬。

因高功耗和減少的電池壽命，所有這些問題已導(dǎo)致一些用戶對(duì)先前方法的不滿意。

附圖說明

為更全面理解本公開，參照下面詳細(xì)描述和附圖進(jìn)行說明，其中：

圖1包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的麥克風(fēng)中的沒有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的低功率聲學(xué)系統(tǒng)的框圖；

圖2包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的在麥克風(fēng)中設(shè)置有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的低功率聲學(xué)系統(tǒng)的框圖；

圖3包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的低功率聲學(xué)系統(tǒng)的操作的流程圖；

圖4A包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的檢測電路的框圖；

圖4B包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的檢測電路的框圖；

圖5包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的利用具有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的麥克風(fēng)的框圖；

圖6包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的另一麥克風(fēng)的框圖；

圖7包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的另一麥克風(fēng)的框圖；

圖8包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的本方法的應(yīng)用的一個(gè)示例的框圖；

圖9包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的本方法的應(yīng)用的另一示例；

圖10包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的麥克風(fēng)的框圖；

圖11包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的另一麥克風(fēng)的框圖；

圖12包括根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的具有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的另一麥克風(fēng)的框圖。

技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，附圖中的部件為簡單和清楚起見而例示。還應(yīng)清楚的是，特定動(dòng)作和/或步驟可以按出現(xiàn)的特定次序描述或描繪，而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，有關(guān)順序的這種特異性實(shí)際上不需要。還應(yīng)明白的是，在此使用的術(shù)語和表達(dá)具有普通含義，如按照這種術(shù)語和表達(dá)有關(guān)它們對(duì)應(yīng)的各自調(diào)查和研究范圍的本來樣子，除另外在此闡述了特定含義以外。

具體實(shí)施方式

在本文中提出的方法中，當(dāng)感測超聲波信號(hào)時(shí)，編解碼器(或其它處理裝置)被停用(或者以低功率狀態(tài)操作)，由此提供比先前系統(tǒng)顯著少的功率消耗。超聲波信號(hào)是具有高于人耳可聽度極限的頻率的聲信號(hào)。編解碼器(或其它處理裝置)僅在它們需要時(shí)被啟用，例如，當(dāng)檢測到超聲波信號(hào)(或某一其它有意義的信號(hào))時(shí)。在一些方面，超聲波活動(dòng)檢測可以在任何系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，而不管所使用的處理裝置(例如，編解碼器)的類型。另外，超聲波信號(hào)被自動(dòng)檢測和處理，無需用戶干預(yù)。

聲換能器(例如，MEMS麥克風(fēng)、壓電麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器或某一其它換能器)和超聲波檢測器被用于檢測超聲波信號(hào)并將信號(hào)發(fā)送至系統(tǒng)中的一個(gè)或更多個(gè)組件。在一個(gè)方面，麥克風(fēng)中的超聲波檢測器通過向其它組件(例如，諸如編解碼器的處理器)提供喚醒信號(hào)來觸發(fā)該組件的喚醒，以開始處理接收到的信號(hào)(例如，接收到的超聲波信號(hào))。在其它方面，換能器和超聲波檢測器被用于向諸如處理器的電子組件發(fā)送信號(hào)，所述信號(hào)啟動(dòng)應(yīng)用或者修改處理器的操作。

另一方面，麥克風(fēng)具有兩種內(nèi)部狀態(tài)。第一狀態(tài)是具有閾值檢測的低功率感測模式。當(dāng)檢測到超聲波信號(hào)時(shí)，麥克風(fēng)喚醒設(shè)置在麥克風(fēng)中的處理器(例如，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP))，以對(duì)接收到的信號(hào)執(zhí)行相關(guān)或其它模式匹配功能。其它功能也是可能的。在第二狀態(tài)下并且如果發(fā)現(xiàn)期望的信號(hào)，則麥克風(fēng)觸發(fā)系統(tǒng)喚醒以進(jìn)行超聲波信號(hào)處理。如果沒有發(fā)現(xiàn)所需的信號(hào)，則控制返回至第一狀態(tài)。系統(tǒng)處于低功率感測模式，直到檢測到超聲波信號(hào)為止，此時(shí)，麥克風(fēng)尋找前導(dǎo)碼或ID以喚醒編解碼器來處理針對(duì)一應(yīng)用的超聲波信號(hào)(例如，應(yīng)用啟動(dòng)、支付接收、支付確認(rèn)、優(yōu)惠券接收或命令接收等)。盡管針對(duì)麥克風(fēng)描述了本文所描述的方法中的一些，但應(yīng)當(dāng)清楚，本文描述的原理不限于麥克風(fēng)，而是可應(yīng)用于具有所有類型的傳感器的所有類型的感測構(gòu)造。

在這些實(shí)施方式中的許多實(shí)施方式中，在麥克風(fēng)處檢測到超聲波信號(hào)。接收到的超聲波信號(hào)被相關(guān)(或模式匹配)，以確定接收到的超聲波信號(hào)何時(shí)是希望的超聲波信號(hào)。當(dāng)該相關(guān)指出接收到的聲信號(hào)是希望的超聲波信號(hào)時(shí)，至少一個(gè)電子組件被從非活動(dòng)或睡眠狀態(tài)喚醒。如果信號(hào)相關(guān)、模式匹配功能或其它信號(hào)檢測方法指出接收到的超聲波信號(hào)不是希望的超聲波信號(hào)，則麥克風(fēng)在低功率操作狀態(tài)下操作并且不喚醒任何其它電子組件。

在一些方面，在麥克風(fēng)處執(zhí)行相關(guān)或模式匹配，并且所述至少一個(gè)電子組件包括處理裝置。處理器(例如，編解碼器)執(zhí)行附加的應(yīng)用相關(guān)處理功能。另一方面，例如通過數(shù)字信號(hào)處理(DSP)模塊、編解碼器或一些其它處理裝置來執(zhí)行相關(guān)或模式匹配功能。在一些示例中，DSP在麥克風(fēng)中。在其它示例中，麥克風(fēng)在執(zhí)行相關(guān)或模式匹配時(shí)進(jìn)入處理狀態(tài)，該處理狀態(tài)比低功率操作狀態(tài)消耗更多功率。

在一些示例中，所述檢測包括測量濾波信號(hào)強(qiáng)度，并且將所測量的信號(hào)強(qiáng)度與預(yù)定閾值進(jìn)行比較。在其它示例中，所述檢測包括測量濾波信號(hào)強(qiáng)度，并且將所測量的信號(hào)強(qiáng)度與自適應(yīng)或用戶可改變的閾值進(jìn)行比較。

在其它方面，所述檢測利用數(shù)字或模擬濾波器。在其它示例中，通過混疊(aliasing)將接收到的超聲波信號(hào)按子采樣頻率速率移位至基帶頻率。其它示例也是可能的。

還在其它方面，當(dāng)所述檢測檢測到超聲波信號(hào)時(shí)，喚醒處理裝置(例如，編解碼器)以執(zhí)行相關(guān)，使得在該處理器(例如，編解碼器)處執(zhí)行相關(guān)或模式匹配。在一些示例中，通過向組件發(fā)送喚醒信號(hào)來執(zhí)行喚醒電子組件，其中，該組件與處理裝置(例如，編解碼器)和麥克風(fēng)分離。

在這些實(shí)施方式中的其它實(shí)施方式中，麥克風(fēng)在第一操作狀態(tài)下操作，使得在第一操作狀態(tài)下，麥克風(fēng)接收聲信號(hào)并且確定所接收的信號(hào)是否是希望的超聲波信號(hào)。麥克風(fēng)在感測到希望的超聲波信號(hào)時(shí)進(jìn)入第二操作狀態(tài)。該第二操作狀態(tài)比第一操作狀態(tài)消耗更多功率。在第二操作狀態(tài)下，麥克風(fēng)利用相關(guān)或其它模式匹配功能或算法來確定所接收的信號(hào)是否是希望的超聲波信號(hào)。如果是希望的超聲波前導(dǎo)碼(preamble)或ID，則麥克風(fēng)將喚醒信號(hào)發(fā)送至諸如編解碼器或微處理器的處理裝置。在麥克風(fēng)確定接收到的超聲波信號(hào)不是希望的超聲波信號(hào)時(shí)，麥克風(fēng)保持第一操作狀態(tài)。

在一些方面，利用測量的濾波信號(hào)強(qiáng)度來確定聲音信號(hào)是否是希望的超聲波信號(hào)，并且在該信號(hào)強(qiáng)度與預(yù)定閾值之間進(jìn)行比較。在其它方面，利用測量的濾波信號(hào)強(qiáng)度來確定聲音信號(hào)是否是希望的超聲波信號(hào)，并且在該超聲波信號(hào)強(qiáng)度與自適應(yīng)和用戶可改變的閾值之間進(jìn)行比較。在一些方面，該自適應(yīng)閾值可以調(diào)節(jié)至環(huán)境噪聲級(jí)。還在其它方面，即使在麥克風(fēng)檢測到超聲波信號(hào)時(shí)，如果在特定時(shí)段之后識(shí)別出該信號(hào)不包含ID或前導(dǎo)碼，則自適應(yīng)閾值具有關(guān)閉麥克風(fēng)的能力。

在一些示例中，使用數(shù)字或模擬濾波器來確定接收到的聲信號(hào)是否是希望的超聲波信號(hào)。在其它示例中，通過混疊將接收到的超聲波信號(hào)按子采樣頻率速率數(shù)字移位至基帶頻率。

在這些實(shí)施方式中的其它實(shí)施方式中，在換能器處檢測超聲波信號(hào)。在檢測到麥克風(fēng)處的超聲波信號(hào)時(shí)，向處理裝置(例如，編解碼器)發(fā)送第一喚醒信號(hào)。如在此使用的，麥克風(fēng)可以是任何類型的換能器。第一喚醒信號(hào)在處理裝置(例如，編解碼器)處被接收并且作為響應(yīng)將該處理裝置(例如，編解碼器)從低功率處理狀態(tài)喚醒。在該處理裝置(例如，編解碼器)處，將所接收的超聲波信號(hào)進(jìn)行相關(guān)或模式匹配，以確定接收到的超聲波信號(hào)是否是希望的超聲波信號(hào)。在所述相關(guān)指出接收到的聲音信號(hào)是希望的超聲波信號(hào)時(shí)，從編解碼器向至少一個(gè)電子組件發(fā)送第二喚醒信號(hào)。在所述相關(guān)指示接收到的超聲波信號(hào)不是希望的超聲波信號(hào)時(shí)，麥克風(fēng)按低功率操作模式操作。

在一些方面，利用測量的濾波信號(hào)強(qiáng)度來確定聲音信號(hào)是否是希望超聲波信號(hào)，并且在該信號(hào)強(qiáng)度與預(yù)定閾值之間進(jìn)行比較。在其它方面，利用測量的濾波信號(hào)強(qiáng)度來確定該聲信號(hào)是否是希望的超聲波信號(hào)，并且在該超聲波信號(hào)強(qiáng)度與自適應(yīng)和用戶可改變的閾值之間進(jìn)行比較。

在一些示例中，經(jīng)由數(shù)字或模擬濾波器來實(shí)現(xiàn)超聲波信號(hào)的檢測。在其它示例中，在編解碼器處，通過混疊將超聲波信號(hào)按子采樣頻率速率數(shù)字移位至基帶頻率。

應(yīng)理解，在此描述的方法利用超過約20kHz范圍的人類可聽范圍的不可聽信號(hào)操作。這可以是人類聽不到的任何信號(hào)，其中大多數(shù)在20kHz以上，可以在20kHz以下。

在一個(gè)方法中，聲音換能器檢測不由人類語音產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。例如，智能電話可以具有接收超聲波信號(hào)的第一聲音換能器和產(chǎn)生超聲波信號(hào)的第二聲音換能器。當(dāng)用戶在智能手機(jī)附近做出手勢(例如，通過揮動(dòng)他的手)時(shí)，用戶的手可以反射來自第二聲音換能器的超聲波信號(hào)。第一聲音換能器檢測反射的信號(hào)。檢測到的、從用戶手勢的反射的超聲波信號(hào)可被用于喚醒智能電話的其它組件。

感測超聲波信號(hào)的另一個(gè)實(shí)施方式是感測由另一個(gè)裝置產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。例如，第一智能電話具有聲音換能器，并且第二智能電話可以在第一智能電話附近。第二智能電話可以具有聲音換能器，該聲音換能器自動(dòng)地或響應(yīng)于用戶對(duì)第二智能電話的操縱而產(chǎn)生超聲波信號(hào)。第一智能電話的聲音換能器處于低功率感測模式。第一智能電話中的換能器在檢測到來自第二智能電話的超聲波信號(hào)時(shí)進(jìn)入較高功率處理模式以處理超聲波信號(hào)。如果發(fā)現(xiàn)希望的特征，則第一智能電話可以使用檢測到的來自第二智能電話的超聲波信號(hào)來喚醒第一智能電話的其它組件或者啟動(dòng)其它應(yīng)用。

下面，參照?qǐng)D1，描述了低功率聲學(xué)系統(tǒng)(麥克風(fēng)中未設(shè)置有處理器)。該系統(tǒng)包括具有超聲波活動(dòng)檢測(UAD)的麥克風(fēng)102、處理器(例如，編解碼器)104以及系統(tǒng)組件106。

具有超聲波活動(dòng)檢測(UAD)的麥克風(fēng)102接收聲信號(hào)和聲能。在一個(gè)示例中，麥克風(fēng)102可包括將聲能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置(具有膜片和背板)。

編解碼器或處理器104從麥克風(fēng)102接收信號(hào)，并且針對(duì)這些信號(hào)提供編碼和/或解碼功能。例如，處理器104可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，可以壓縮或解壓縮信號(hào)，或者可以執(zhí)行其它信號(hào)處理功能。處理器104的輸出被傳送至系統(tǒng)組件106。

在這些方面，處理器104可以包括信號(hào)處理模塊120和正常操作模式模塊122。信號(hào)處理模塊120從麥克風(fēng)接收第一喚醒信號(hào)108，確定來自信號(hào)108的前導(dǎo)碼的存在，并且嘗試將所確定的前導(dǎo)碼與被批準(zhǔn)用于處理的一個(gè)或更多個(gè)可接受或已知的前導(dǎo)碼的列表進(jìn)行匹配。這種相關(guān)指出接收到的聲信號(hào)是否是希望的超聲波信號(hào)。在一些方面，正常操作模式模塊122執(zhí)行諸如數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理以及信號(hào)放大的功能。其它功能示例也是可能的。

系統(tǒng)組件106可以包括執(zhí)行任何類型的功能的任何類型的電子組件。系統(tǒng)組件可以與蜂窩電話、個(gè)人計(jì)算機(jī)或平板計(jì)算機(jī)相關(guān)聯(lián)，但不限于此。

在圖1的系統(tǒng)的操作的一個(gè)示例中，在麥克風(fēng)102處檢測超聲波信號(hào)。當(dāng)在麥克風(fēng)102處檢測到超聲波信號(hào)時(shí)，向處理器104發(fā)送第一喚醒信號(hào)108。第一喚醒信號(hào)108在編解碼器處被接收并且響應(yīng)地喚醒處理器104。在處理器104處，接收到的超聲波信號(hào)被相關(guān)(或模式匹配)，以確定接收到的超聲波信號(hào)何時(shí)是希望的超聲波信號(hào)。在該相關(guān)(或模式匹配)指出接收到的聲信號(hào)是希望的超聲波信號(hào)時(shí)，從編解碼器向系統(tǒng)組件106發(fā)送第二信號(hào)。信號(hào)110可以是使系統(tǒng)組件106中的一個(gè)或更多個(gè)被喚醒的喚醒信號(hào)110。作為另一示例，信號(hào)110可以使系統(tǒng)組件106的處理器啟動(dòng)應(yīng)用。在該相關(guān)指出接收到的超聲波信號(hào)不是希望的聲音信號(hào)時(shí)，麥克風(fēng)102和處理器104繼續(xù)在低功率操作模式下操作，并且系統(tǒng)不被喚醒。

在其它示例中，麥克風(fēng)102可以直接聯(lián)接至系統(tǒng)組件106并直接喚醒這些組件，而不涉及處理器104。

在一些方面，利用測量的濾波信號(hào)強(qiáng)度，通過處理器104確定該聲音信號(hào)是否是希望超聲波信號(hào)，并且在該信號(hào)強(qiáng)度與預(yù)定閾值之間進(jìn)行比較。在其它方面，利用測量的濾波信號(hào)強(qiáng)度，通過處理器104確定該聲音信號(hào)是否是希望的超聲波信號(hào)，并且在該信號(hào)強(qiáng)度與自適應(yīng)或用戶可改變的閾值之間進(jìn)行比較。

在一些示例中，經(jīng)由數(shù)字或模擬濾波器來實(shí)現(xiàn)超聲波信號(hào)的檢測。例如，濾波器可以是衰減聲頻帶頻率的高通濾波器。在其它示例中，在處理器104處，通過混疊將超聲波信號(hào)按子采樣頻率速率數(shù)字移位至基帶頻率。

現(xiàn)在參照?qǐng)D2，描述了在麥克風(fēng)中具有處理器的低功率聲學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有超聲波活動(dòng)檢測(UAD)的麥克風(fēng)202以及處理器(例如，編解碼器)204。

具有超聲波活動(dòng)檢測(UAD)的麥克風(fēng)202包括低功率感測模塊220和較高功率信號(hào)處理模塊222。低功率感測模塊220可以包括將聲能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置(具有膜片和背板)。較高功率信號(hào)處理模塊222確定來自從模塊220接收到的信號(hào)中的前導(dǎo)碼的存在，并且嘗試將所確定的前導(dǎo)碼與被批準(zhǔn)用于處理的一個(gè)或更多個(gè)可接受或已知的前導(dǎo)碼的列表進(jìn)行匹配。該相關(guān)或模式匹配指出接收到的聲信號(hào)是否是希望的超聲波信號(hào)。

處理器204從麥克風(fēng)202接收信號(hào)，并且針對(duì)這些信號(hào)提供編碼和/或解碼功能。例如，編解碼器可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，可以壓縮或解壓縮信號(hào)，可以執(zhí)行其它信號(hào)處理功能。處理器204的輸出被傳送至系統(tǒng)組件206。例如，處理器204可以輸出喚醒系統(tǒng)組件206的處理器或者使系統(tǒng)組件206的處理器啟動(dòng)應(yīng)用的信號(hào)。

麥克風(fēng)202按第一操作狀態(tài)操作，使得在第一操作狀態(tài)下，麥克風(fēng)確定是否檢測到超聲波信號(hào)。麥克風(fēng)202接收聲信號(hào)并確定所接收的信號(hào)是否是希望超聲波信號(hào)。在麥克風(fēng)202確定檢測到希望超聲波信號(hào)時(shí)，麥克風(fēng)202進(jìn)入第二操作狀態(tài)222。第二操作狀態(tài)可以消耗比第一操作狀態(tài)多的功率。在第二操作狀態(tài)下，麥克風(fēng)處理超聲波信號(hào)以確定其是否包含預(yù)定義的超聲波ID或前導(dǎo)碼。如果發(fā)現(xiàn)希望的ID或前導(dǎo)碼，則麥克風(fēng)202將喚醒信號(hào)發(fā)送至處理器204。在麥克風(fēng)202確定接收到的超聲波信號(hào)不是希望的超聲波信號(hào)時(shí)，麥克風(fēng)202返回至第一操作狀態(tài)220。

在一些方面，利用測量的濾波信號(hào)強(qiáng)度，通過模塊222確定該聲音信號(hào)是否是希望的超聲波信號(hào)，并且在該信號(hào)強(qiáng)度與預(yù)定閾值之間進(jìn)行比較。在其它方面，利用測量的濾波信號(hào)強(qiáng)度，通過模塊222確定該聲音信號(hào)是否是希望的超聲波信號(hào)，并且在該信號(hào)強(qiáng)度與自適應(yīng)或用戶可改變的閾值之間進(jìn)行比較。

在一些示例中，模塊220使用數(shù)字或模擬濾波器來確定接收到的聲音信號(hào)是否是希望的超聲波信號(hào)。在其它示例中，利用混疊將接收到的超聲波信號(hào)按子采樣頻率速率數(shù)字移位至基帶頻率。

在其它示例中，麥克風(fēng)202可以直接聯(lián)接至系統(tǒng)組件206并直接喚醒這些組件，而不涉及處理器204。

下面，參照?qǐng)D3，描述了低功率聲學(xué)系統(tǒng)的操作。在這個(gè)示例中，假定正在使用麥克風(fēng)。然而，如上所述，應(yīng)當(dāng)清楚，本文描述的原理不限于麥克風(fēng)，而是可應(yīng)用于具有所有類型的傳感器的所有類型的感測構(gòu)造。

在第一低功率感測模式302下，麥克風(fēng)感測超聲波信號(hào)。在這個(gè)模式中，麥克風(fēng)的各種組件是不活動(dòng)的或者正在低功率操作模式下操作。

在步驟306，進(jìn)行前導(dǎo)碼標(biāo)識(shí)。在該步驟中并且使用一個(gè)示例，確定前導(dǎo)碼是否在接收到的超聲波信號(hào)中。如果存在前導(dǎo)碼，則通過將信號(hào)中的標(biāo)識(shí)/前導(dǎo)碼信息與可接受/已識(shí)別的前導(dǎo)碼/標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行比較，而借助于算法將該信號(hào)相關(guān)、模式匹配或確定。在其它示例中，代替識(shí)別前導(dǎo)碼，進(jìn)行頻移檢測(例如，由在傳感器前揮手的人產(chǎn)生)。

在步驟308，發(fā)生系統(tǒng)喚醒。在該相關(guān)指出接收到的聲音信號(hào)是希望的超聲波信號(hào)時(shí)，可以發(fā)送信號(hào)以喚醒系統(tǒng)組件。在相關(guān)指出希望的超聲波信號(hào)尚未被確定時(shí)，再次進(jìn)入低功率狀態(tài)。在其它方法中，步驟308可以包括向已經(jīng)喚醒的一個(gè)或更多個(gè)系統(tǒng)組件發(fā)送信號(hào)。例如，步驟308可以包括向處理器發(fā)送使該處理器啟動(dòng)應(yīng)用的信號(hào)。

下面，參照?qǐng)D4A，描述了檢測方法的一個(gè)示例。電荷泵401聯(lián)接至MEMS裝置403，MEMS裝置403聯(lián)接至濾波器402，濾波器402聯(lián)接至功率估計(jì)器404。

電荷泵401提供電流、電壓或功率，以使MEMS裝置403工作。MEMS裝置403包括膜片和背板，并將接收到的聲能(包括超聲波信號(hào))轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

濾波器402被用于過濾不需要的噪聲和信號(hào)。功率估計(jì)器404確定信號(hào)的功率。在步驟406，確定是否超過所需的功率電平。如果該回答為肯定，則模數(shù)轉(zhuǎn)換器408將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并且在步驟410，發(fā)生數(shù)字信號(hào)的相關(guān)或模式匹配，如本文其它地方所描述的。如果相關(guān)/模式匹配是肯定的，則在步驟412，喚醒系統(tǒng)。如果該回答為否定，則在步驟416，系統(tǒng)返回至正常感測模式。

下面，參照?qǐng)D4B，描述了檢測方法的一個(gè)示例。電荷泵431聯(lián)接至MEMS裝置432，MEMS裝置432聯(lián)接至模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)434，ADC 434聯(lián)接至濾波器435，濾波器435聯(lián)接至功率估計(jì)器436。

電荷泵431提供電流、電壓或功率，以使MEMS裝置432工作。MEMS裝置432包括膜片和背板，并將接收到的聲能(包括超聲波信號(hào))轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。ADC 434將來自MEMS裝置432的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。

濾波器435被用于過濾不需要的噪聲，并且功率估計(jì)器436確定信號(hào)的功率。在步驟438，確定是否超過所需的功率電平。如果該回答為肯定，則在步驟440，發(fā)生數(shù)字信號(hào)的相關(guān)或模式匹配，如本文其它地方描述的。如果相關(guān)/模式匹配是肯定的，則在步驟442，喚醒系統(tǒng)。如果該回答為否定，則在步驟446，系統(tǒng)返回至正常感測模式。

下面，參照?qǐng)D5，描述了具有DSP或其它處理裝置的麥克風(fēng)500。麥克風(fēng)500將信號(hào)發(fā)送至處理器(例如，編解碼器)502。處理器(例如，編解碼器)502從麥克風(fēng)500接收信號(hào)，并且針對(duì)這些信號(hào)提供編碼和/或解碼功能。例如，處理器(例如，編解碼器)502可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，可以壓縮或解壓縮信號(hào)，可以執(zhí)行其它信號(hào)處理功能。處理器(例如，編解碼器)502的輸出被傳送至其它系統(tǒng)組件。

麥克風(fēng)500包括MEMS裝置504、低功率單元(block)506以及高功率單元508。MEMS裝置504包括膜片和背板，并將聲能510轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

低功率單元506可以是單個(gè)芯片(硅片)并且可以是專用集成電路(ASIC)。這些組件被設(shè)置成檢測超聲波信號(hào)。低功率單元506包括電荷泵520、帶通或高通濾波器522、放大器524以及比較器526。也可以存在其它組件。電荷泵520向MEMS裝置504提供電流、電壓或功率。帶通或高通濾波器522使來自由MEMS裝置504生成的電信號(hào)的某些(例如，高)超聲波頻率通過并且拒絕其它(例如，較低)頻率。放大器524放大來自帶通或高通濾波器522的信號(hào)以生成信號(hào)512，并且比較器526將這些信號(hào)與閾值進(jìn)行比較，以查明傳入的超聲波信號(hào)具有足夠的信號(hào)強(qiáng)度，由此生成信號(hào)514。信號(hào)514被發(fā)送至高功率單元508。

高功率單元508(可以是數(shù)字信號(hào)處理芯片)包括執(zhí)行相關(guān)功能的模式匹配模塊，諸如信號(hào)相關(guān)器(或其它類型的檢測器)540。更具體地，相關(guān)器540在信號(hào)514中尋找前導(dǎo)碼，并將該前導(dǎo)碼與可接受的前導(dǎo)碼/標(biāo)識(shí)符進(jìn)行比較。當(dāng)識(shí)別出前導(dǎo)碼或標(biāo)識(shí)信息時(shí)，從麥克風(fēng)500向處理器(例如，編解碼器)502發(fā)送信號(hào)516以喚醒處理器(例如，應(yīng)用處理器)502和電氣系統(tǒng)的其余部分。如果相關(guān)未識(shí)別信號(hào)514，則不向處理器(例如，應(yīng)用處理器)502發(fā)送信號(hào)，并且麥克風(fēng)繼續(xù)在低功率模式下操作。在低功率模式下，低功率單元506繼續(xù)感測信號(hào)，但是高功率單元508和編解碼器處于睡眠模式(不消耗功率或消耗非常少量的功率)。

信號(hào)510可以利用頻移鍵控、頻率調(diào)制以及其它處理技術(shù)來編碼。

下面，參照?qǐng)D6，描述了具有DSP或其它處理裝置的另一麥克風(fēng)。麥克風(fēng)600將信號(hào)發(fā)送至諸如處理器602的芯片上系統(tǒng)(SoC)。在一個(gè)示例中，處理器602是編解碼器。處理器602從麥克風(fēng)600接收信號(hào)，并且針對(duì)這些信號(hào)提供編碼和/或解碼功能。例如，處理器602可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，可以壓縮或解壓縮信號(hào)，可以執(zhí)行其它信號(hào)處理功能。處理器602的輸出被發(fā)送至其它系統(tǒng)組件。

麥克風(fēng)600包括MEMS裝置604、低功率單元606以及高功率單元608。MEMS裝置604包括膜片和背板，并將聲能610轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

低功率單元606與MEMS裝置604一起可以設(shè)置在諸如專用集成電路(ASIC)的單個(gè)芯片(單片的硅)上。低功率單元606包括電荷泵620、超聲波活動(dòng)檢測器605以及語音活動(dòng)檢測器607。電荷泵620向MEMS裝置604提供電流、電壓或功率。

超聲波活動(dòng)檢測器605檢測超聲波信號(hào)，并且包括第一帶通或高通濾波器622、第一放大器624以及第一比較器626。帶通或高通濾波器622使來自由MEMS裝置604生成的電信號(hào)的某些(例如，高)超聲波頻率通過并且拒絕其它(例如，較低)頻率。第一放大器624放大來自帶通或高通濾波器622的信號(hào)以生成信號(hào)612，并且比較器626將這些信號(hào)與閾值進(jìn)行比較，以查明傳入的超聲波信號(hào)具有足夠的信號(hào)強(qiáng)度，由此生成信號(hào)614。信號(hào)614被發(fā)送至高功率單元608。

語音活動(dòng)檢測器607檢測語音信號(hào)/命令，并生成與接收到的語音信號(hào)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)615。信號(hào)615被發(fā)送至高功率單元608。

高功率單元608(可以是數(shù)字信號(hào)處理芯片)包括超聲波模式匹配模塊(諸如處理/相關(guān)器模塊640，其執(zhí)行相關(guān)功能)以及關(guān)鍵短語檢測模塊642。更具體地，相關(guān)器模塊640在信號(hào)614中尋找前導(dǎo)碼，并將其與可接受的前導(dǎo)碼/標(biāo)識(shí)符進(jìn)行比較。在識(shí)別出前導(dǎo)碼或標(biāo)識(shí)信息時(shí)，從麥克風(fēng)600向編解碼器602發(fā)送信號(hào)616以喚醒編解碼器602。如果相關(guān)或模式匹配未識(shí)別信號(hào)614，則不向編解碼器602發(fā)送信號(hào)，并且麥克風(fēng)600繼續(xù)在低功率模式下操作，除非檢測到語音活動(dòng)。在低功率模式下，低功率單元606繼續(xù)感測信號(hào)，但是高功率單元608和編解碼器6902處于睡眠模式(不消耗功率或消耗非常少量的功率)。

關(guān)鍵短語檢測模塊642檢測信號(hào)615中的預(yù)定語音短語。關(guān)鍵短語檢測模塊642可以存儲(chǔ)與在信號(hào)615中發(fā)現(xiàn)的短語進(jìn)行比較的關(guān)鍵短語的列表。當(dāng)識(shí)別出關(guān)鍵短語時(shí)，從麥克風(fēng)600向處理器602發(fā)送信號(hào)616以喚醒編解碼器602。如果在信號(hào)615中未識(shí)別出關(guān)鍵短語，則不向處理器602發(fā)送信號(hào)，并且麥克風(fēng)600繼續(xù)在低功率模式下操作，除非檢測到超聲波活動(dòng)。在低功率模式下，低功率單元606繼續(xù)感測信號(hào)，但是高功率單元608和編解碼器處于睡眠模式(不消耗功率或消耗非常少量的功率)。

應(yīng)理解，可以對(duì)聲能610進(jìn)行編碼，并且高功率單元608可以解碼該信號(hào)。信號(hào)610可以利用頻移鍵控、頻率調(diào)制以及其它處理技術(shù)來編碼。

下面，參照?qǐng)D7，描述了具有DSP或其它處理裝置的另一麥克風(fēng)。麥克風(fēng)700將信號(hào)發(fā)送至諸如處理器702的芯片上系統(tǒng)(SoC)。在一個(gè)示例中，處理器702是編解碼器。處理器702從麥克風(fēng)700接收信號(hào)，并且針對(duì)這些信號(hào)提供編碼和/或解碼功能。例如，處理器702可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，可以壓縮或解壓縮信號(hào)，可以執(zhí)行其它信號(hào)處理功能。處理器702的輸出被發(fā)送至其它系統(tǒng)組件。

麥克風(fēng)700包括第一MEMS裝置703、第二MEMS裝置704、低功率單元706以及高功率單元708。第一MEMS裝置703和第二MEMS裝置704皆包括膜片和背板。第一MEMS裝置704被優(yōu)化用于超聲波操作(例如，用于接收超聲波信號(hào))，并且第二MEMS裝置704將人類音頻范圍中的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

低功率單元706與第一和第二MEMS裝置703和704一起可以設(shè)置在諸如專用集成電路(ASIC)的單個(gè)芯片(單片的硅)上。低功率單元706包括電荷泵720、超聲波活動(dòng)檢測器705以及語音活動(dòng)檢測器707。電荷泵720向第一和第二MEMS裝置703和704提供電流、電壓或功率。

超聲波活動(dòng)檢測器705檢測超聲波信號(hào)，并且包括第一帶通或高通濾波器722、第一放大器724以及第一比較器726。帶通或高通濾波器722從由第一MEMS裝置703生成的電信號(hào)去除某些頻率。第一放大器724放大來自帶通或高通濾波器722的信號(hào)以生成信號(hào)712，并且第一比較器726將所述信號(hào)與閾值進(jìn)行比較，以查明傳入的超聲波信號(hào)具有足夠的信號(hào)強(qiáng)度，由此生成信號(hào)714。信號(hào)714被發(fā)送至高功率單元708。

語音活動(dòng)檢測器707檢測語音信號(hào)/命令，并生成與接收到的語音信號(hào)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。信號(hào)715被發(fā)送至高功率單元708。

高功率單元708(可以是數(shù)字信號(hào)處理芯片)包括超聲波模式匹配模塊(諸如處理/相關(guān)器模塊740，執(zhí)行相關(guān)功能)以及關(guān)鍵短語檢測模塊742。更具體地，相關(guān)器模塊740在信號(hào)714中尋找前導(dǎo)碼，并將其與可接受的前導(dǎo)碼/標(biāo)識(shí)符進(jìn)行比較。當(dāng)識(shí)別出前導(dǎo)碼或標(biāo)識(shí)信息時(shí)，從麥克風(fēng)700向處理器702發(fā)送信號(hào)716以喚醒處理器702。如果相關(guān)未識(shí)別出信號(hào)614，則不向處理器702發(fā)送信號(hào)，并且麥克風(fēng)700繼續(xù)在低功率模式下操作，除非檢測到語音活動(dòng)。在低功率模式下，低功率單元706繼續(xù)感測信號(hào)，但是高功率單元708和編解碼器處于睡眠模式(不消耗功率或消耗非常少量的功率)。

關(guān)鍵短語檢測模塊742檢測信號(hào)715中的預(yù)定語音短語。關(guān)鍵短語檢測模塊742可以存儲(chǔ)與在信號(hào)715中發(fā)現(xiàn)的短語進(jìn)行比較的關(guān)鍵短語的列表。當(dāng)識(shí)別出關(guān)鍵短語時(shí)，從麥克風(fēng)700向處理器702發(fā)送信號(hào)716以喚醒處理器702。如果在信號(hào)715中未識(shí)別出關(guān)鍵短語，則不向處理器702發(fā)送信號(hào)，并且麥克風(fēng)700繼續(xù)在低功率模式下操作，除非檢測到超聲波活動(dòng)。在低功率模式下，低功率單元706繼續(xù)感測信號(hào)，但是高功率單元708和編解碼器處于睡眠模式(不消耗功率或消耗非常少量的功率)。

應(yīng)理解，可以對(duì)聲能710進(jìn)行編碼，并且高功率單元608可以解碼該信號(hào)。信號(hào)710可以利用頻移鍵控、頻率調(diào)制以及其它處理技術(shù)來編碼。

現(xiàn)在參照?qǐng)D8，對(duì)本方法的應(yīng)用的示例進(jìn)行描述。在這種情況下，筆802(或類似物體)被配置或配備有超聲波發(fā)送器并將超聲波信號(hào)804發(fā)送至智能電話或平板806。智能手機(jī)或平板806包括編解碼器，并且被設(shè)置成在沒有任何用戶干預(yù)的情況下啟動(dòng)應(yīng)用。在這些方面，智能手機(jī)或平板806最初處于低功率感測模式820。在步驟822，檢測超聲波信號(hào)。在步驟824，智能手機(jī)或平板806識(shí)別信號(hào)中的前導(dǎo)碼。在步驟826，智能手機(jī)或平板806被喚醒(例如，通過喚醒其編解碼器或其它系統(tǒng)組件)。如果未識(shí)別出前導(dǎo)碼，則智能手機(jī)或平板806返回至低功率感測模式820。

下面，參照?qǐng)D9，對(duì)本方法的應(yīng)用的另一示例進(jìn)行描述。在圖9的示例中，移動(dòng)電話902包括超聲波麥克風(fēng)904以及揚(yáng)聲器或接收器(或任何通用超聲波換能器，如壓電換能器)906。移動(dòng)電話902還可以接收用戶輸入908。用戶輸入908可以是各種形式，包括語音信號(hào)、小鍵盤的致動(dòng)或觸摸屏的致動(dòng)。其它示例也是可能的。

將麥克風(fēng)902附近設(shè)置鍵或標(biāo)簽(tag)910。該鍵或標(biāo)簽910包括揚(yáng)聲器或接收器(或任何通用超聲波換能器，如壓電換能器)912和高靈敏度超聲波麥克風(fēng)或傳感器914。

在步驟920，移動(dòng)電話902處的揚(yáng)聲器或接收器906向鍵或標(biāo)簽910發(fā)送超聲波信號(hào)。在步驟922，高靈敏度超聲波麥克風(fēng)或傳感器914接收該信號(hào)。在步驟924，從鍵或標(biāo)簽910的揚(yáng)聲器或接收器912向移動(dòng)電話902發(fā)送超聲波信號(hào)。在步驟926，可以在移動(dòng)電話902處執(zhí)行三角測量以確定其位置。當(dāng)移動(dòng)電話902接近鍵或標(biāo)簽910時(shí)，揚(yáng)聲器906可以播放鈴聲。

應(yīng)理解，本方法可以部署在各種不同環(huán)境和應(yīng)用中。例如，本方法可以在交通(例如，公共汽車和火車)環(huán)境中應(yīng)用于停車計(jì)時(shí)表。

本方法可用于定位物體(例如，電話、照相機(jī)、鑰匙、無線電子設(shè)備或電視遙控器)。在這些各種應(yīng)用中，位于要被定位的物體處的集成的超聲波發(fā)送應(yīng)答器將使能低功率感測模式，直到檢測到超聲波信號(hào)(來自用戶對(duì)物體的搜索)為止。該系統(tǒng)被開啟，并且可以從用戶裝置執(zhí)行三角測量(用于位置確定)。物體本身還可以包括聲音激活裝置(例如，接收器)，其被激活以允許用戶聽到聲音并由此定位該物體。

下面，參照?qǐng)D10至圖12，描述了麥克風(fēng)的各種示例。應(yīng)理解，模塊、單元(block)，處理器或者被用于構(gòu)造麥克風(fēng)的其它組件可以利用硬件和/或軟件組件的任何組合來實(shí)現(xiàn)。即，麥克風(fēng)的組件不限于特定硬件和/或軟件配置。

下面，參照?qǐng)D10，描述了具有DSP或其它處理裝置的麥克風(fēng)1000。麥克風(fēng)1000將信號(hào)發(fā)送至處理器(例如，編解碼器)1002。處理器(例如，編解碼器)1002從麥克風(fēng)1000接收信號(hào)，并且針對(duì)這些信號(hào)提供編碼和/或解碼功能。例如，處理器(例如，編解碼器)1002可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，可以壓縮或解壓縮信號(hào)，可以執(zhí)行其它信號(hào)處理功能。處理器1002的輸出被發(fā)送至其它系統(tǒng)組件。

麥克風(fēng)1000包括MEMS裝置1004、ASIC 1006(包括電荷泵1008和超聲波信號(hào)檢測模塊1010(包括帶通或高通濾波器1012)以及DSP 1014(包括超聲波信號(hào)處理模塊1016)。MEMS裝置1004包括膜片和背板，并將聲能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

超聲波檢測模塊1010被設(shè)置成檢測超聲波信號(hào)。在這些方面，帶通或高通濾波器1012使來自由MEMS裝置1004生成的電信號(hào)的某些(例如，高)超聲波頻率通過并且拒絕其它(例如，較低)頻率。超聲波信號(hào)處理模塊1016在從超聲波信號(hào)檢測模塊1010接收到的信號(hào)中尋找前導(dǎo)碼，并將其與可接受的前導(dǎo)碼/標(biāo)識(shí)符進(jìn)行比較。當(dāng)識(shí)別出前導(dǎo)碼或標(biāo)識(shí)信息時(shí)，從麥克風(fēng)1000向處理器(例如，編解碼器)1002發(fā)送信號(hào)1018以喚醒處理器(例如，編解碼器)1002和電氣系統(tǒng)的其余部分。如果相關(guān)(或模式匹配)未識(shí)別出信號(hào)1016，則不向處理器(例如，編解碼器)1002發(fā)送信號(hào)，并且麥克風(fēng)繼續(xù)在低功率模式下操作。在低功率模式下，超聲波信號(hào)檢測模塊1010繼續(xù)感測信號(hào)，但是超聲波信號(hào)處理模塊1016和處理器1002(例如，編解碼器)處于睡眠模式(不消耗功率或消耗非常少量的功率)。

下面，參照?qǐng)D11，描述了具有DSP或其它處理裝置的另一麥克風(fēng)。麥克風(fēng)1100將信號(hào)發(fā)送至處理器(例如，編解碼器)1102。SoC(例如，處理器或編解碼器)1102從麥克風(fēng)1100接收信號(hào)，并且針對(duì)這些信號(hào)提供編碼和/或解碼功能。例如，處理器(例如，編解碼器)1102可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，可以壓縮或解壓縮信號(hào)，可以執(zhí)行其它信號(hào)處理功能。處理器(例如，編解碼器)1102的輸出被傳送至其它系統(tǒng)組件。

麥克風(fēng)1100包括MEMS裝置1104、ASIC 1106(包括電荷泵1108和低功率單元1110)及DSP 1120(包括超聲波信號(hào)處理模塊1122)。信號(hào)處理模塊1122包括超聲波模式匹配模塊(諸如處理/相關(guān)器模塊1224)以及關(guān)鍵短語檢測模塊1226。MEMS裝置1104包括膜片和背板，并將聲能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。低功率單元1110包括超聲波活動(dòng)檢測器1112和語音活動(dòng)檢測器1114。電荷泵1108向MEMS裝置1104提供電流、電壓或功率。

超聲波活動(dòng)檢測模塊1112檢測超聲波信號(hào)。語音活動(dòng)檢測器模塊1114檢測超語音信號(hào)/命令。

超聲波處理/相關(guān)器模塊1124執(zhí)行相關(guān)(或模式匹配)功能。相關(guān)器模塊1124在從超聲波活動(dòng)檢測模塊1112接收到的信號(hào)中尋找前導(dǎo)碼，并將其與可接受的前導(dǎo)碼/標(biāo)識(shí)符進(jìn)行比較。當(dāng)識(shí)別出前導(dǎo)碼或標(biāo)識(shí)信息時(shí)，從麥克風(fēng)1100向編解碼器1102發(fā)送信號(hào)1130以喚醒編解碼器1102。如果相關(guān)或模式匹配未識(shí)別出信號(hào)，則不向編解碼器1102發(fā)送信號(hào)，并且麥克風(fēng)1100繼續(xù)在低功率模式下操作，除非檢測到語音活動(dòng)。在低功率模式下，低功率單元1110繼續(xù)感測信號(hào)，但是DSP 1120和編解碼器1102處于睡眠模式(不消耗功率或消耗非常少量的功率)。

關(guān)鍵短語檢測模塊1126檢測從語音活動(dòng)檢測器模塊1114接收到的信號(hào)中的預(yù)定語音短語。關(guān)鍵短語檢測模塊1126可以存儲(chǔ)與在信號(hào)中發(fā)現(xiàn)的短語進(jìn)行比較的關(guān)鍵短語的列表。當(dāng)識(shí)別出關(guān)鍵短語時(shí)，從麥克風(fēng)1100向處理器(例如，編解碼器)1102發(fā)送信號(hào)1130以喚醒編解碼器1102。如果在信號(hào)中未識(shí)別出關(guān)鍵短語，則不向處理器(例如，編解碼器)1102發(fā)送信號(hào)，并且麥克風(fēng)1100繼續(xù)在低功率模式下操作，除非檢測到超聲波活動(dòng)。在低功率模式下，低功率單元1110繼續(xù)感測信號(hào)，但是DSP 1120和編解碼器1102處于睡眠模式(不消耗功率或消耗非常少量的功率)。

下面，參照?qǐng)D12，描述了具有DSP或其它處理裝置的另一麥克風(fēng)。麥克風(fēng)1200將信號(hào)發(fā)送至處理器(例如，編解碼器)1202。處理器(例如，編解碼器)1202從麥克風(fēng)1200接收信號(hào)，并且針對(duì)這些信號(hào)提供編碼和/或解碼功能。例如，處理器(例如，編解碼器)1202可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，可以壓縮或解壓縮信號(hào)，可以執(zhí)行其它信號(hào)處理功能。處理器(例如，編解碼器)1202的輸出被傳送至其它系統(tǒng)組件。

麥克風(fēng)1200包括第一MEMS裝置1203、第二MEMS裝置1204、ASIC 1206(包括電荷泵1208、低功率單元1210(包括超聲波活動(dòng)檢測模塊1212))以及DSP 1220(包括信號(hào)處理模塊1222)。信號(hào)處理模塊1222包括超聲波模式匹配模塊(諸如處理/信號(hào)相關(guān)模塊1224)以及關(guān)鍵短語檢測模塊1226。第一和第二MEMS裝置1203和1204皆包括膜片和背板。第一MEMS裝置1204被優(yōu)化用于超聲波操作(例如，用于接收超聲波信號(hào))，并且第二MEMS裝置1204將人類音頻范圍中的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。電荷泵1208向MEMS裝置1203和1204提供電流、電壓或功率。

超聲波活動(dòng)檢測模塊1212檢測超聲波信號(hào)。語音活動(dòng)檢測器模塊1214檢測超語音信號(hào)/命令。

超聲波處理/相關(guān)器模塊1224執(zhí)行相關(guān)功能。相關(guān)器模塊1124在從超聲波活動(dòng)檢測模塊1212接收到的信號(hào)中尋找前導(dǎo)碼，并將其與可接受的前導(dǎo)碼/標(biāo)識(shí)符進(jìn)行比較。當(dāng)識(shí)別出前導(dǎo)碼或標(biāo)識(shí)信息時(shí)，從麥克風(fēng)1200向編解碼器1202發(fā)送信號(hào)1230以喚醒編解碼器1202。如果相關(guān)或模式匹配未識(shí)別出該信號(hào)，則不向編解碼器1202發(fā)送信號(hào)，并且麥克風(fēng)1200繼續(xù)在低功率模式下操作，除非檢測到語音活動(dòng)。在低功率模式下，低功率單元1210繼續(xù)感測信號(hào)，但是DSP 1220和編解碼器1202處于睡眠模式(不消耗功率或消耗非常少量的功率)。

關(guān)鍵短語檢測模塊1226檢測從語音活動(dòng)檢測器模塊1214接收到的信號(hào)中的預(yù)定語音短語。關(guān)鍵短語檢測模塊1226可以存儲(chǔ)與在信號(hào)中發(fā)現(xiàn)的短語進(jìn)行比較的關(guān)鍵短語的列表。當(dāng)識(shí)別出關(guān)鍵短語時(shí)，從麥克風(fēng)1200向處理器(例如，編解碼器)1202信號(hào)1230以喚醒編解碼器1202。如果在信號(hào)中未識(shí)別出關(guān)鍵短語，則不向處理器(例如，編解碼器)1202發(fā)送信號(hào)，并且麥克風(fēng)1200繼續(xù)在低功率模式下操作，除非檢測到超聲波活動(dòng)。在低功率模式下，低功率單元1210繼續(xù)感測信號(hào)，但是DSP 1220和編解碼器1202處于睡眠模式(不消耗功率或消耗非常少量的功率)。

在此對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，包括本發(fā)明人已知的用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式。應(yīng)理解，所示實(shí)施方式僅是示例性的，而不應(yīng)被視為限制本發(fā)明的范圍。