DE112015004522T5

DE112015004522T5 - Akustische Vorrichtung mit niedrigem Leistungsverbrauch und Verfahren für den Betrieb

Info

Publication number: DE112015004522T5
Application number: DE112015004522.8T
Authority: DE
Inventors: Sarmad Qutub; Oddy Khamharn; Dibyendu Nandy; Martin Volk; Robert Popper
Original assignee: Knowles Electronics LLC
Current assignee: Knowles Electronics LLC
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2017-06-14
Also published as: US9799215B2; CN106797507A; TW201618490A; US20160098921A1; WO2016054366A1

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines akustischen Systems in Übereinstimmung mit einem Aspekt der Offenbarung enthält das Detektieren eines Ultraschallsignals und die Mustergleichheitsprüfung des empfangenen Ultraschallsignals, um zu bestimmen, wann das empfangene Ultraschallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist. Das Verfahren enthält das Senden eines Signals an wenigstens ein elektronisches Bauelement, wenn das empfangene Ultraschallsignal das gewünschte Ultraschallsignal ist. Das Verfahren enthält das Betreiben des Mikrophons in einem Zustand mit niedrigerem Leistungsverbrauch, wenn das empfangene Ultraschallsignal nicht das gewünschte Ultraschallsignal ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Dieses Patent beansprucht gemäß 35 USC, § 119(e), die Priorität der vorläufigen Anmeldung der Vereinigten Staaten Nr. 62/058.998 mit dem Titel ”Low Power Acoustic Apparatus And Method Of Operation”, eingereicht am 2. Oktober 2014, deren Inhalt hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Anmeldung bezieht sich auf akustische Vorrichtungen und insbesondere auf die Verwendung von Ultraschallvorgehensweisen in diesen Vorrichtungen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Über die Jahre sind verschiedene Typen akustischer Vorrichtungen verwendet worden. Ein Typ einer akustischen Vorrichtung ist ein Mikrophon und ein Typ eines Mikrophons ist ein Mikrophon mit einem mikroelektromechanischen System (MEMS-Mikrophon). In einem MEMS-Mikrophon enthält ein MEMS-Chipplättchen eine Membran und eine Rückwand. Das MEMS-Chipplättchen ist häufig auf einem Substrat (oder auf einer Grundplatte) angeordnet und durch ein Gehäuse (z. B. durch einen Napf oder eine Abdeckung mit Wänden) eingeschlossen. Durch das Substrat (für eine Vorrichtung mit unterer Öffnung) oder durch die Oberseite des Gehäuses (für eine Vorrichtung mit oberer Öffnung) kann eine Öffnung verlaufen. Auf jeden Fall geht Schallenergie durch die Öffnung, bewegt die Membran und erzeugt in Bezug auf die Rückwand ein sich änderndes Potential, das ein elektrisches Signal erzeugt. Eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) kann die Weiterverarbeitung an dem Signal ausführen. Mikrophone werden in verschiedenen Typen von Vorrichtungen wie etwa Personal Computern oder Zellentelephonen eingesetzt.
Leider unterliegen verschiedene Vorgehensweisen Beschränkungen. Elektrische Audiosysteme enthalten verschiedene leistungsverbrauchende Elemente wie etwa Codecs. Da ein Codec für die Signalverarbeitung üblicherweise immer eingeschaltet ist, werden große Mengen Leistung verbraucht. Außerdem ist durch diese früheren Vorgehensweisen in Abhängigkeit von der Abtastrate des Codecs eine beschränkte Bandbreite für Ultraschallfrequenzen vorgesehen.
Alle diese Probleme haben wegen hohen Leistungsverbrauchs und verringerter Batterielebensdauer zu einer bestimmten Nutzerunzufriedenheit mit früheren Vorgehensweisen geführt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Für ein umfassenderes Verständnis der Offenbarung wird nun Bezug genommen auf die folgende ausführliche Beschreibung und auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 einen Blockschaltplan eines akustischen Systems mit niedrigem Leistungsverbrauch ohne digitalen Signalprozessor (DSP) in dem Mikrophon in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegende Erfindung umfasst;
2 einen Blockschaltplan eines akustischen Systems mit niedrigem Leistungsverbrauch mit einem digitalen Signalprozessor (DSP), der in dem Mikrophon angeordnet ist, in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst;
3 einen Ablaufplan des Betriebs eines akustischen Systems mit niedrigem Leistungsverbrauch in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst;
4A einen Blockschaltplan einer Detektionsschaltung in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst;
4B einen Blockschaltplan einer Detektionsschaltung in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst;
5 einen Blockschaltplan mit einem Mikrophon mit einem digitalen Signalprozessor (DSP) in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst;
6 einen Blockschaltplan eines anderen Mikrophons mit einem digitalen Signalprozessor (DSP) in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst;
7 einen Blockschaltplan eines anderen Mikrophons mit einem digitalen Signalprozessor (DSP) in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst;
8 einen Blockschaltplan eines Beispiels einer Anwendung der vorliegenden Vorgehensweisen in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst;
9 ein anderes Beispiel einer Anwendung der vorliegenden Vorgehensweisen in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst;
10 einen Blockschaltplan mit einem Mikrophon mit einem digitalen Signalprozessor (DSP) in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst;
11 einen Blockschaltplan eines anderen Mikrophons mit einem digitalen Signalprozessor (DSP) in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst;
12 einen Blockschaltplan eines anderen Mikrophons mit einem digitalen Signalprozessor (DSP) in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst.
Der Fachmann wird würdigen, dass Elemente in den Figuren zur Einfachheit und Klarheit dargestellt sind. Ferner wird gewürdigt werden, dass bestimmte Aktionen und/oder Schritte in einer bestimmten Reihenfolge des Auftretens beschrieben oder gezeigt sein können, während der Fachmann auf dem Gebiet versteht, dass diese Spezifik in Bezug auf die Reihenfolge nicht tatsächlich erforderlich ist. Außerdem besitzen die hier verwendeten Begriffe und Ausdrücke selbstverständlich die üblichen solchen Begriffen und Ausdrücken in Bezug auf ihre entsprechenden jeweiligen Untersuchungs- und Forschungsbereiche entsprechenden Bedeutungen, es sei denn, dass hier anders bestimmte Bedeutungen dargelegt sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In den hier dargestellten Vorgehensweisen werden Codecs (oder andere Verarbeitungsvorrichtungen) deaktiviert (oder in einem Zustand mit niedrigem Leistungsverbrauch betrieben), wenn Ultraschallsignale erfasst werden, wodurch ein erheblich niedrigerer Leistungsverbrauch als in früheren Systemen sichergestellt wird. Ultraschallsignale sind akustische Signale mit einer Frequenz über der Hörgrenze des menschlichen Ohrs. Die Codecs (oder andere Verarbeitungsvorrichtungen) werden nur aktiviert, wenn es sein muss, z. B., wenn ein Ultraschallsignal (oder ein anderes sinnvolles Signal) detektiert wird. In einigen Aspekten kann eine Ultraschallaktivitätsdetektion in irgendeinem System unabhängig vom Typ der verwendeten Verarbeitungsvorrichtung (z. B. des verwendeten Codecs) implementiert werden. Außerdem werden Ultraschallsignale automatisch, ohne dass ein Nutzereingriff erforderlich ist, detektiert und verarbeitet.
Ein Schallwandler (z. B. ein MEMS-Mikrophon, ein piezoelektrisches Mikrophon, ein Lautsprecher oder ein anderer Wandler) und ein Ultraschalldetektor werden verwendet, um Ultraschallsignale zu detektieren und ein Signal an ein oder mehrere Bauelemente in einem System zu senden. In einem Aspekt löst ein Ultraschalldetektor in einem Mikrophon durch Bereitstellen eines Aufwecksignals für das Bauelement, um mit der Verarbeitung eines empfangenen Signals (z. B. eines empfangenen Ultraschallsignals) zu beginnen, das Aufwecken anderer Bauelemente (z. B. eines Prozessors wie etwa eines Codecs) aus. In anderen Aspekten werden der Wandler und der Ultraschalldetektor verwendet, um ein Signal an ein elektronisches Bauelement wie etwa einen Prozessor zu senden, das eine Anwendung startet oder den Betrieb des Prozessors ändert.
In einem anderen Aspekt weist ein Mikrophon zwei interne Zustände auf. Ein erster Zustand ist eine Erfassungsbetriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch mit Schwellendetektion. Wenn ein Ultraschallsignal detektiert wird, weckt das Mikrophon einen in dem Mikrophon angeordneten Prozessor (z. B. einen digitalen Signalprozessor (DSP)) auf, um an dem empfangenen Signal eine Korrelation oder andere Mustergleichheitsprüfungsfunktionen auszuführen. Es sind andere Funktionen möglich. In einem zweiten Zustand und falls das gewünschte Signal ermittelt wird, löst das Mikrophon ein Systemaufwecken für die Ultraschallsignalverarbeitung aus. Falls das gewünschte Signal nicht ermittelt wird, kehrt die Steuerung in den ersten Zustand zurück. Das System ist in der Erfassungsbetriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch, bis ein Ultraschallsignal detektiert wird, wobei das Mikrophon an diesem Punkt nach einer. Präambel oder ID sucht, um den Codec aufzuwecken, um Ultraschallsignale für eine Anwendung (z. B. einen Anwendungsstart, einen Zahlungseingang, eine Zahlungsbestätigung, einen Couponempfang oder einen Befehlsempfang, um einige Beispiele für Anwendungen zu erwähnen) zu verarbeiten. Obwohl einige der hier beschriebenen Vorgehensweisen in Bezug auf Mikrophone beschrieben sind, wird gewürdigt werden, dass die hier beschriebenen Prinzipien nicht auf Mikrophone beschränkt sind, sondern auf alle Typen von Erfassungsanordnungen mit allen Typen von Sensoren anwendbar sind.
In vielen dieser Ausführungsformen wird ein akustisches Ultraschallsignal bei einem Mikrophon detektiert. Das empfangene Ultraschallsignal wird korreliert (oder die Gleichheit geprüft), um zu bestimmen, wann das empfangene Ultraschallsignal ein gewünschtes Ultraschall-Signal ist. Wenn die Korrelation angibt, dass das empfangene Schallsignal das gewünschte Ultraschallsignal ist, wird wenigstens ein elektronisches Bauelement aus einem inaktiven Zustand oder Schlafzustand aufgeweckt. Wenn die Signalkorrelation, die Mustergleichheitsprüfungsfunktion oder andere Signaldetektionsverfahren angeben, dass das empfangene Ultraschallsignal nicht das gewünschte Ultraschallsignal ist, wird das Mikrophon in einem Betriebszustand mit niedrigem Leistungsverbrauch betrieben und weckt es irgendwelche anderen elektronischen Bauelemente nicht auf.
In einigen Aspekten wird die Korrelation oder Mustergleichheitsprüfung bei dem Mikrophon ausgeführt und umfasst das wenigstens eine elektronische Bauelement eine Verarbeitungsvorrichtung. Der Prozessor (z. B. Codec) führt zusätzliche anwendungsbezogene Verarbeitungsfunktionen aus. In einem anderen Aspekt werden die Korrelationsfunktion oder die Mustergleichheitsprüfungsfunktion z. B. durch ein digitales Signalverarbeitungsmodul (DSP-Modul), durch einen Codec oder durch eine andere Verarbeitungsvorrichtung ausgeführt. In einigen Beispielen ist die DSP in dem Mikrophon. In anderen Beispielen tritt das Mikrophon in einen Verarbeitungszustand ein, der mehr Leistung als der Betriebszustand mit niedrigem Leistungsverbrauch verbraucht, wenn das Korrelieren oder die Mustergleichheitsprüfung ausgeführt wird.
In anderen Beispielen umfasst das Detektieren das Messen einer gefilterten Signalstärke und das Vergleichen der gemessenen Signalstärke mit einem vorgegebenen Schwellenwert. In anderen Beispielen umfasst das Detektieren das Messen einer gefilterten Signalstärke und das Vergleichen der gemessenen Signalstärke mit einem adaptiven oder durch den Nutzer veränderbaren Schwellenwert.
In einigen Aspekten nutzt das Detektieren ein digitales oder analoges Filter. In anderen Beispielen werden die empfangenen Ultraschallsignale in Basisbandfrequenzen mit einer unterabgetasteten Frequenzrate durch Aliasing verschoben. Andere Beispiele sind möglich.
In nochmals anderen Aspekten wird eine Verarbeitungsvorrichtung (z. B. ein Codec) aufgeweckt, um das Korrelieren auszuführen, so dass das Korrelieren oder die Mustergleichheitsprüfung bei dem Prozessor (z. B. Codec) ausgeführt wird, wenn das Detektieren ein Ultraschallsignal detektiert. In einigen Beispielen wird das Aufwecken eines elektronischen Bauelements durch Senden eines Aufwecksignals an ein Bauelement ausgeführt, wobei das Bauelement von der Verarbeitungsvorrichtung (z. B. dem Codec) und dem Mikrophon getrennt ist.
In anderen dieser Ausführungsformen wird ein Mikrophon in einem ersten Betriebszustand betrieben, so dass das Mikrophon in dem ersten Betriebszustand ein Schallsignal empfängt und bestimmt, ob das empfangene Signal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist. Wenn das Mikrophon ein gewünschtes Ultraschallsignal erfasst, tritt es in einen zweiten Betriebszustand ein. Der zweite Betriebszustand verbraucht mehr Leistung als der erste Betriebszustand. In dem zweiten Betriebszustand bestimmt das Mikrophon unter Verwendung einer Korrelation oder unter Verwendung anderer Mustergleichheitsprüfungsfunktionen oder Mustergleichheitsprüfungsalgorithmen, ob das empfangene Signal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist. Falls es eine gewünschte Ultraschallpräambel oder Ultraschall-ID ist, sendet das Mikrophon an eine Verarbeitungsvorrichtung wie etwa einen Codec oder Mikroprozessor ein Aufwecksignal. Wenn das Mikrophon bestimmt, dass das empfangene Ultraschallsignal kein gewünschtes Ultraschallsignal ist, bleibt das Mikrophon in dem ersten Betriebszustand.
In einigen Aspekten nutzt die Bestimmung, ob das Schallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist, eine gemessene gefilterte Signalstärke, wobei ein Vergleich zwischen der Signalstärke und einem vorgegebenen Schwellenwert vorgenommen wird. In anderen Aspekten nutzt die Bestimmung, ob das Schallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist, eine gemessene gefilterte Signalstärke, wobei ein Vergleich zwischen der Signalstärke und einem adaptiven und durch den Nutzer veränderbaren Schwellenwert vorgenommen wird. In einigen Aspekten kann der adaptive Schwellenwert auf Umgebungsgeräuschpegel eingestellt werden. In nochmals anderen Aspekten besitzt der adaptive Schwellenwert die Fähigkeit, das Mikrophon auszuschalten, selbst wenn es Ultraschallsignale detektiert, falls es nach einer spezifischen Zeitdauer identifiziert, dass das Signal keine ID oder Präambel enthält.
In einigen Beispielen wird ein digitales oder analoges Filter verwendet, um zu bestimmen, ob das empfangene Schallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist. In anderen Beispielen werden empfangene Ultraschallsignale digital in Basisbandfrequenzen mit einer unterabgetasteten Frequenzrate durch Aliasing verschoben.
In abermals anderen dieser Ausführungsformen wird ein Ultraschallsignal bei einem Wandler detektiert. Beim Detektieren des Ultraschallsignals bei dem Mikrophon wird ein erstes Aufwecksignal an eine Verarbeitungsvorrichtung (z. B. einen Codec) gesendet. Wie es hier verwendet ist, kann ein Mikrophon irgendein Typ eines Wandlers sein. Das erste Aufwecksignal wird bei der Verarbeitungsvorrichtung (z. B. einem Codec) empfangen und weckt in Ansprechen darauf die Verarbeitungsvorrichtung (z. B. den Codec) aus einem Verarbeitungszustand mit niedrigem Leistungsverbrauch auf. Bei der Verarbeitungsvorrichtung (z. B. dem Codec) wird das empfangene Ultraschallsignal korreliert oder die Gleichheit des Musters geprüft, um zu bestimmen, ob das empfangene Ultraschallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist. Wenn das Korrelieren angibt, dass das empfangene Schallsignal das gewünschte Ultraschallsignal ist, wird von dem Codec an wenigstens ein elektronisches Bauelement ein zweites Aufwecksignal gesendet. Wenn das Korrelieren angibt, dass das empfangene Ultraschallsignal nicht das gewünschte Schallsignal ist, arbeitet das Mikrophon weiter in einer Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch.
In einigen Aspekten nutzt die Bestimmung, ob das Schallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist, eine gemessene gefilterte Signalstärke, wobei ein Vergleich zwischen der Signalstärke und einem vorgegebenen Schwellenwert vorgenommen wird. In anderen Aspekten nutzt die Bestimmung, ob das Schallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist, eine gemessene gefilterte Signalstärke, wobei ein Vergleich zwischen der Signalstärke und einem adaptiven und durch den Nutzer veränderbaren Schwellenwert vorgenommen wird.
In einigen Beispielen wird das Detektieren des Ultraschallsignals über ein digitales oder analoges Filter erreicht. In anderen Beispielen werden die Ultraschallsignale bei dem Codec digital in Basisbandfrequenzen mit einer unterabgetasteten Frequenzrate durch Aliasing verschoben.
Es ist zu verstehen, dass die hier beschriebenen Vorgehensweisen mit unhörbaren Signalen jenseits des menschlichen Hörbereichs von näherungsweise 20 kHz arbeiten. Dies kann irgendein Signal sein, das für Menschen unhörbar ist, das, während es meist oberhalb 20 kHz ist, unter 20 kHz sein kann.
In einer Vorgehensweise detektiert der Schallwandler Ultraschallsignale, die nicht durch die menschliche Sprache erzeugt werden. Zum Beispiel kann ein Smartphone einen ersten Schallwandler, der Ultraschallsignale empfängt, und einen zweiten Schallwandler, der Ultraschallsignale erzeugt, besitzen. Wenn ein Nutzer in der Nähe des Smartphones wie etwa durch Schwenken seiner Hand Gesten ausführt, werden die Ultraschallsignale von dem zweiten Schallwandler an der Hand des Nutzers reflektiert. Der erste Schallwandler detektiert die reflektierten Signale. Die detektierten reflektierten Ultraschallsignale von der Geste bzw. den Gesten des Nutzers können verwendet werden, um andere Bauelemente des Smartphones aufzuwecken.
Eine andere Ausführungsform zum Erfassen eines Ultraschallsignals ist das Erfassen eines Ultraschallsignals, das durch eine andere Vorrichtung erzeugt wird. Zum Beispiel kann ein erstes Smartphone einen Schallwandler besitzen und kann ein zweites Smartphone in der Nähe des ersten Smartphones sein. Das zweite Smartphone kann einen Schallwandler besitzen, der automatisch oder in Ansprechen auf eine Nutzermanipulation des zweiten Smartphones Ultraschallsignale erzeugt. Der Schallwandler des ersten Smartphones ist in einer Erfassungsbetriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch. Wenn der Wandler in dem ersten Smartphone die Ultraschallsignale von dem zweiten Smartphone detektiert, tritt er in eine Verarbeitungsbetriebsart mit hohem Leistungsverbrauch ein, um das Ultraschallsignal zu verarbeiten. Das erste Smartphone kann die detektierten Ultraschallsignale von dem zweiten Smartphone verwenden, um andere Bauelemente aufzuwecken oder andere Anwendungen des ersten Smartphones zu starten, falls eine gewünschte Signatur ermittelt wird.
Nun anhand von 1 wird ein akustisches System mit niedrigem Leistungsverbrauch (ohne in dem Mikrophon angeordneten Prozessor) beschrieben. Das System enthält ein Mikrophon mit Ultraschallaktivitätsdetektion (UAD) 102, einen Prozessor (z. B. einen Codec) 104 und Systembauelemente 106.
Das Mikrophon mit Ultraschallaktivitätsdetektion (UAD) 102 empfängt akustische Signale und Schallenergie. In einem Beispiel kann das Mikrophon 102 eine mikroelektromechanische Systemvorrichtung (MEMS-Vorrichtung) (mit einer Membran und einer Rückwand) enthalten, die Schallenergie in ein elektrisches Signal umsetzt.
Der Codec oder Prozessor 104 empfängt Signale von dem Mikrophon 102 und stellt Codierungs- und/oder Decodierungsfunktionen an diesen Signalen bereit. Zum Beispiel kann der Prozessor 104 analoge Signale in digitale Signale umsetzen, die Signale komprimieren oder dekomprimieren oder andere Signalverarbeitungsfunktionen ausführen, um nur einige Beispiele zu erwähnen. Die Ausgabe des Prozessors 104 wird an die Systembauelemente 106 gesendet.
Diesbezüglich kann der Prozessor 104 ein Signalverarbeitungsmodul 120 und ein Normalbetriebsartmodul 122 enthalten. Das Signalverarbeitungsmodul 120 empfängt von dem Mikrophon ein erstes Aufwecksignal 108, bestimmt aus dem Signal 108 die Anwesenheit einer Präambel und versucht, die Gleichheit der bestimmten Präambel mit einer Liste einer oder mehrere akzeptabler oder bekannter Präambeln, die für die Verarbeitung zugelassen sind, zu prüfen. Die Korrelation gibt an, ob das empfangene Schallsignal das gewünschte Ultraschallsignal ist. In einigen Aspekten führt das Normalbetriebsartmodul 122 Funktionen wie etwa die digitale Datenumsetzung, die Signalverarbeitung und die Signalverstärkung aus. Andere Beispiele für Funktionen sind möglich.
Die Systembauelemente 106 können irgendeinen Typ eines elektronischen Bauelements, das irgendeinen Typ einer Funktionalität ausführt, enthalten. Die Systembauelemente können einem Zellentelephon, einem Personal Computer oder Tablet zugeordnet sein, um nur einige, aber nicht alle Beispiele zu erwähnen.
In einem Beispiel des Betriebs des Systems aus 1 wird ein Ultraschallsignal bei einem Mikrophon 102 detektiert. Beim Detektieren des Ultraschallsignals bei dem Mikrophon 102 wird das erste Aufwecksignal 108 an einen Prozessor 104 gesendet. Das erste Aufwecksignal 108 wird bei dem Codec empfangen und weckt in Ansprechen darauf den Prozessor 104 auf. Das empfangene Ultraschallsignal wird bei dem Prozessor 104 korreliert (oder eine Mustergleichheitsprüfung vorgenommen), um zu bestimmen, wann das empfangene Ultraschallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist. Wenn das Korrelieren (oder die Mustergleichheitsprüfung) angibt, dass das empfangene Schallsignal das gewünschte Ultraschallsignal ist, wird ein zweites Signal von dem Codec an die Systembauelemente 106 gesendet. Das Signal 110 kann ein Aufwecksignal 110 sein, das veranlasst, dass ein oder mehrere der Systembauelemente 106 aufgeweckt werden. Als ein anderes Beispiel kann das System 110 veranlassen, dass ein Prozessor der Systembauelemente 106 eine Anwendung startet. Wenn das Korrelieren angibt, dass das empfangene Ultraschallsignal nicht ein gewünschtes Schallsignal ist, setzen das Mikrophon 102 und der Prozessor 104 den Betrieb in einer Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch fort und wird das System nicht aufgeweckt.
In anderen Beispielen kann das Mikrophon 102 direkt mit den Systembauelementen 106 gekoppelt sein und diese Bauelemente direkt aufwecken, ohne dass der Prozessor 104 einbezogen ist.
In einigen Aspekten nutzt die Bestimmung durch den Prozessor 104, ob das Schallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist, eine gemessene gefilterte Signalstärke, wobei ein Vergleich zwischen der Signalstärke und einem vorgegebenen Schwellenwert vorgenommen wird. In anderen Aspekten nutzt die Bestimmung durch den Prozessor 104, ob das Schallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist, eine gemessene gefilterte Signalstärke und wird ein Vergleich zwischen der Signalstärke und einem adaptiven oder durch den Nutzer veränderbaren Schwellenwert vorgenommen.
In einigen Beispielen wird das Detektieren des Ultraschallsignals über ein digitales oder analoges Filter erreicht. Das Filter kann z. B. ein Hochpassfilter sein, das Audiobandfrequenzen dämpft. In anderen Beispielen werden die Ultraschallsignale bei dem Prozessor 104 digital in eine Basisbandfrequenz mit einer unterabgetasteten Frequenzrate durch Aliasing verschoben.
Nun anhand von 2 wird ein akustisches System mit niedrigem Leistungsverbrauch mit einem Prozessor in dem Mikrophon beschrieben. Das System enthält ein Mikrophon mit Ultraschallaktivitätsdetektion (UAD) 202 und einem Prozessor (z. B. Codec) 204.
Das Mikrophon mit Ultraschallaktivitätsdetektion (UAD) 202 enthält ein Erfassungsmodul 220 mit niedrigem Leistungsverbrauch und ein Signalverarbeitungsmodul 222 mit höherem Leistungsverbrauch. Das Erfassungsmodul 220 mit niedrigem Leistungsverbrauch kann eine mikroelektromechanische Systemvorrichtung (MEMS-Vorrichtung) (mit einer Membran und einer Rückwand) enthalten, das Schallenergie in elektrische Signale umsetzt. Das Signalverarbeitungsmodul 222 mit höherem Leistungsverbrauch bestimmt aus dem von dem Modul 220 empfangenen Signal die Anwesenheit einer Präambel und versucht, die Gleichheit der bestimmten Präambel mit einer Liste einer oder mehrerer akzeptabler oder bekannter Präambeln, die für die Verarbeitung zugelassen sind, zu prüfen. Diese Korrelation oder Mustergleichheitsprüfung gibt an, ob das empfangene Schallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist.
Der Prozessor 204 empfängt Signale von dem Mikrophon 202 und stellt Codierungs- und/oder Decodierungsfunktionen an diesen Signalen bereit. Zum Beispiel kann der Codec analoge Signale in digitale Signale umsetzen, die Signale komprimieren oder dekomprimieren oder andere Signalverarbeitungsfunktionen ausführen, um nur einige Beispiele zu erwähnen. Die Ausgabe des Prozessors 204 wird an die Systembauelemente 206 gesendet. Zum Beispiel kann der Prozessor 204 ein Signal ausgeben, das einen Prozessor der Systembauelemente 206 aufweckt oder veranlasst, dass der Prozessor der Systembauelemente 206 eine Anwendung startet.
Das Mikrophon 202 wird in einem ersten Betriebszustand betrieben, so dass das Mikrophon in dem ersten Betriebszustand bestimmt, ob ein Ultraschallsignal detektiert wird. Das Mikrophon 202 empfängt ein Schallsignal und bestimmt, ob das empfangene Signal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist. Wenn das Mikrophon 202 bestimmt, dass ein gewünschtes Ultraschallsignal detektiert wird, tritt das Mikrophon 202 in einen zweiten Betriebszustand 222 ein. Der zweite Betriebszustand kann mehr Leistung als der erste Betriebszustand verbrauchen. In dem zweiten Betriebszustand verarbeitet das Mikrophon das Ultraschallsignal, um zu bestimmen, ob es eine vordefinierte Ultraschall-ID oder Ultraschallpräambel enthält. Falls das Mikrophon 202 eine gewünschte ID oder Präambel ermittelt, sendet es an den Prozessor 204 ein Aufwecksignal. Wenn das Mikrophon 202 bestimmt, dass das empfangene Ultraschallsignal kein gewünschtes Ultraschallsignal ist, kehrt das Mikrophon 202 in den ersten Betriebszustand 220 zurück.
In einigen Aspekten nutzt die Bestimmung durch das Modul 222, ob das Schallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist, eine gemessene gefilterte Signalstärke, wobei ein Vergleich zwischen der Signalstärke und einem vorgegebenen Schwellenwert vorgenommen wird. In anderen Aspekten nutzt die Bestimmung durch das Modul 222, ob ein Schallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist, eine gemessene gefilterte Signalstärke und wird ein Vergleich zwischen der Signalstärke und einem adaptiven oder durch den Nutzer veränderbaren Schwellenwert vorgenommen.
In einigen Beispielen wird durch das Modul 220 ein digitales oder analoges Filter verwendet, um zu bestimmen, ob das empfangene Schallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist. In anderen Beispielen werden empfangene Ultraschallsignale digital in Basisbandfrequenzen bei einer unterabgetasteten Frequenzrate unter Verwendung von Aliasing verschoben.
In anderen Beispielen kann das Mikrophon 202 direkt mit den Systembauelementen 206 gekoppelt sein und diese Bauelemente direkt aufwecken, ohne dass der Prozessor 204 beteiligt ist.
Nun anhand von 3 wird der Betrieb eines akustischen Systems mit niedrigem Leistungsverbrauch beschrieben. In diesem Beispiel ist angenommen, dass ein Mikrophon verwendet wird. Allerdings und wie oben erwähnt ist, wird gewürdigt werden, dass die hier beschriebenen Prinzipien nicht auf Mikrophone beschränkt sind, sondern auf alle Typen von Erfassungsanordnungen mit allen Typen von Sensoren anwendbar sind.
In einer ersten Erfassungsbetriebsart 302 mit niedrigem Leistungsverbrauch 302 erfasst das Mikrophon Ultraschallsignale. In dieser Betriebsart sind verschiedene Bauelemente des Mikrophons inaktiv oder arbeiten sie in einer Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch.
In Schritt 306 wird eine Präambelidentifizierung vorgenommen. In diesem Schritt, und um ein Beispiel zu verwenden, wird bestimmt, ob die Präambel in dem empfangenen Ultraschallsignal ist. Falls eine Präambel vorhanden ist, wird das Signal korreliert, die Mustergleichheit geprüft oder mittels eines Algorithmus durch Vergleichen von Identifizierungs-/Präambelinformationen in dem Signal mit akzeptablen/erkannten Präambel-/Identifizierungsinformationen bestimmt. In anderen Beispielen wird die Detektion einer Frequenzverschiebung (die z. B. durch eine Person erzeugt wird, die ihre Hand vor einem Sensor schwenkt) vorgenommen, anstatt eine Präambel zu erkennen.
In Schritt 308 findet ein Systemaufwecken statt. Wenn das Korrelieren angibt, dass das empfangene Schallsignal das gewünschte Ultraschallsignal ist, kann ein Signal zum Aufwecken von Systembauelementen gesendet werden. Wenn die Korrelation angibt, dass kein gewünschtes Ultraschallsignal bestimmt worden ist, wird wieder in den Zustand mit niedrigem Leistungsverbrauch eingetreten. In anderen Vorgehensweisen kann der Schritt 308 das Senden eines Signals an ein oder mehrere Systembauelemente, die bereits wach sind, enthalten. Zum Beispiel kann der Schritt 308 das Senden eines Signals an einen Prozessor, das veranlasst, dass der Prozessor eine Anwendung startet, enthalten.
Nun anhand von 4A ist ein Beispiel einer Detektionsvorgehensweise beschrieben. Eine Ladungspumpe 401 ist mit einer MEMS-Vorrichtung 403 gekoppelt, die mit einem Filter 402 gekoppelt ist, das mit einer Leistungsschätzeinrichtung 404 gekoppelt ist.
Die Ladungspumpe 401 liefert Strom, Spannung oder Leistung zum Betreiben der MEMS-Vorrichtung 403. Die MEMS-Vorrichtung 403 enthält eine Membran und eine Rückwand und setzt empfangene Schallenergie (einschließlich Ultraschallsignale) in elektrische Signale um.
Das Filter 402 wird verwendet, um unerwünschtes Rauschen und unerwünschte Signale zu filtern. Die Leistungsschätzeinrichtung 404 bestimmt die Leistung des Signals. In Schritt 406 wird bestimmt, ob der erforderliche Leistungspegel überschritten ist. Falls die Antwort positiv ist, setzt ein Analog/Digital-Umsetzer 408 das analoge Signal in ein digitales Signal um, und in Schritt 410 findet eine wie hier anderswo beschriebene Korrelation oder Mustergleichheitsprüfung des digitalen Signals statt. Falls die Korrelation/Mustergleichheitsprüfung positiv ist, wird das System in Schritt 412 aufgeweckt. Falls die Antwort negativ ist, kehrt das System in Schritt 416 zur normalen Erfassungsbetriebsart zurück.
Nun anhand von 4B wird ein Beispiel einer Detektionsvorgehensweise beschrieben. Eine Ladungspumpe 431 ist mit einer MEMS-Vorrichtung 432 gekoppelt, die mit einem Analog/Digital-Umsetzer (ADC) 434 gekoppelt ist, der mit einem Filter 435 gekoppelt ist, das mit einer Leistungsschätzeinrichtung 436 gekoppelt ist.
Die Ladungspumpe 431 führt Strom, Spannung oder Leistung für den Betrieb der MEMS-Vorrichtung 432 zu. Die MEMS-Vorrichtung 432 enthält eine Membran und eine Rückwand und setzt empfangene Schallenergie (einschließlich Ultraschallsignalen) in elektrische Signale um. Der ADC 434 setzt analoge Signale von der MEMS-Vorrichtung 432 in digitale Signale um.
Das Filter 435 wird verwendet, um unerwartetes Rauschen zu filtern, und die Leistungsschätzeinrichtung 436 bestimmt die Leistung des Signals. In Schritt 438 wird bestimmt, ob der geforderte Leistungspegel überschritten ist. Falls die Antwort positiv ist, findet in Schritt 440 wie hier anderswo beschrieben eine Korrelation oder Mustergleichheitsprüfung des digitalen Signals statt. Falls die Korrelation/Mustergleichheitsprüfung positiv ist, wird das System in Schritt 442 aufgeweckt. Falls die Antwort negativ ist, kehrt das System in Schritt 446 zur normalen Erfassungsbetriebsart zurück.
Nun anhand von 5 wird ein Mikrophon 500 mit einem DSP oder mit einer anderen Verarbeitungsvorrichtung beschrieben. Das Mikrophon 500 sendet Signale an einen Prozessor (z. B. Codec) 502. Der Prozessor (z. B. Codec) 502 empfängt Signale von dem Mikrophon 500 und stellt Codierungs- und/oder Decodierungsfunktionen an diesen Signalen bereit. Zum Beispiel kann der Prozessor (z. B. Codec) 502 analoge Signale in digitale Signale umsetzen, die Signale komprimieren oder dekomprimieren oder andere Signalverarbeitungsfunktionen ausführen, um nur einige Beispiele zu erwähnen. Die Ausgabe des Prozessors (z. B. Codecs) 502 wird an andere Systembauelemente gesendet.
Das Mikrophon 500 enthält eine MEMS-Vorrichtung 504, einen Block 506 mit niedrigem Leistungsverbrauch und einen Block 508 mit hohem Leistungsverbrauch. Die MEMS-Vorrichtung 504 enthält eine Membran und eine Rückwand und setzt die Schallenergie 510 in elektrische Signale um.
Der Block 506 mit niedrigem Leistungsverbrauch kann ein einzelner Chip (ein einzelnes Siliciumstück) sein und kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) sein. Die Bauelemente sind zum Detektieren von Ultraschallsignalen konfiguriert. Der Block 506 mit niedrigem Leistungsverbrauch enthält eine Ladungspumpe 520, ein Bandpassfilter oder Hochpassfilter 522, einen Verstärker 524 und einen Komparator 526. Weitere Bauelemente können ebenfalls vorhanden sein. Die Ladungspumpe 520 stellt Strom, Spannung oder Leistung für die MEMS-Vorrichtung 504 bereit. Das Bandpassfilter oder Hochpassfilter 522 lässt bestimmte (z. B. hohe) Ultraschallfrequenzen durch und unterdrückt andere (z. B. niedrigere) Frequenzen von den durch die MEMS-Vorrichtung 504 erzeugten elektrischen Signalen. Der Verstärker 524 verstärkt die Signale von dem Bandpassfilter oder Hochpassfilter 522, um Signale 512 zu erzeugen, und ein Komparator 526 vergleicht die Signale mit einem Schwellenwert, um sicherzustellen, dass das ankommende Ultraschallsignal eine ausreichende Signalstärke besitzt, wodurch die Signale 514 erzeugt werden. Die Signale 514 werden an den Block 508 mit hohem Leistungsverbrauch gesendet.
Der Block 508 mit hohem Leistungsverbrauch (der ein digitaler Signalverarbeitungschip sein kann) enthält ein Mustergleichheitsprüfungsmodul wie etwa einen Signalkorrelator (oder einen anderen Typ eines Detektors) 540, der Korrelationsfunktionen ausführt. Genauer sucht der Korrelator 540 in dem Signal 514 nach einer Präambel und vergleicht sie mit akzeptablen Präambeln/Identifizierern. Wenn die Präambel oder die Identifizierungsinformationen erkannt werden, wird von dem Mikrophon 500 ein Signal 516 an den Prozessor (z. B. Codec) 502 gesendet, um den Prozessor (z. B. den Anwendungsprozessor) 502 und den Rest des elektrischen Systems aufzuwecken. Falls die Korrelation das Signal 514 nicht identifiziert, wird kein Signal an den Prozessor (z. B. Anwendungsprozessor) 502 gesendet und arbeitet das Mikrophon weiter in einer Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch. In der Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch erfasst der Block 506 mit niedrigem Leistungsverbrauch weiter Signale, während der Block 508 mit hohem Leistungsverbrauch und der Codec in der Schlafbetriebsart sind (keine Leistung oder sehr kleine Leistungsmengen verbrauchen).
Das Signal 510 kann unter Verwendung einer Frequenzumtastung, einer Frequenzmodulation und anderer Verarbeitungstechniken codiert sein.
Nun anhand von 6 wird ein weiteres Mikrophon mit einem DSP oder mit einer anderen Verarbeitungsvorrichtung beschrieben. Das Mikrophon 600 sendet Signale an ein Einchipsystem (SoC) wie etwa einen Prozessor 602. In einem Beispiel ist der Prozessor 602 ein Codec. Der Prozessor 602 empfängt Signale von dem Mikrophon 600 und stellt Codierungs- und/oder Decodierungsfunktionen an diesen Signalen bereit. Zum Beispiel kann der Prozessor 602 analoge Signale in digitale Signale umsetzen, die Signale komprimieren oder dekomprimieren, andere Signalverarbeitungsfunktionen ausführen, um nur einige Beispiele zu erwähnen. Die Ausgabe des Prozessors 602 wird an andere Systembauelemente gesendet.
Das Mikrophon 600 enthält eine MEMS-Vorrichtung 604, einen Block 606 mit niedrigem Leistungsverbrauch und einen Block 608 mit hohem Leistungsverbrauch. Die MEMS-Vorrichtung 604 enthält eine Membran und eine Rückwand und setzt Schallenergie 610 in elektrische Signale um.
Der Block 606 mit niedrigem Leistungsverbrauch kann zusammen mit der MEMS-Vorrichtung 604 in einem einzigen Chip (einzigen Siliciumstück) wie etwa einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) angeordnet sein. Der Block 606 mit niedrigem Leistungsverbrauch enthält eine Ladungspumpe 620, einen Ultraschallaktivitätsdetektor 605 und einen Sprachaktivitätsdetektor 607. Die Ladungspumpe 620 stellt Strom, Spannung oder Leistung für die MEMS-Vorrichtung 604 bereit.
Der Ultraschallaktivitätsdetektor 605 detektiert Ultraschallsignale und enthält ein erstes Bandpassfilter oder Hochpassfilter 622, einen ersten Verstärker 624 und einen ersten Komparator 626. Das Bandpassfilter oder Hochpassfilter 622 lässt bestimmte (z. B. hohe) Ultraschallfrequenzen durch und unterdrückt andere (z. B. niedrigere) Frequenzen aus den durch die MEMS-Vorrichtung 604 erzeugten elektrischen Signalen. Der erste Verstärker 624 verstärkt die Signale von dem Bandpassfilter oder Hochpassfilter 622, um Signale 612 zu erzeugen, und ein Komparator 626 vergleicht die Signale mit einem Schwellenwert, um sicherzustellen, dass das ankommende Ultraschallsignal eine ausreichende Signalstärke aufweist, wodurch die Signale 614 erzeugt werden. Die Signale 614 werden an den Block 608 mit hohem Leistungsverbrauch gesendet.
Der Sprachaktivitätsdetektor 607 detektiert Sprachsignale/Sprachbefehle und erzeugt Signale 615, die den empfangenen Sprachsignalen entsprechen. Die Signale 615 werden an den Block 608 mit hohem Leistungsverbrauch gesendet.
Der Block 608 mit hohem Leistungsverbrauch (der ein digitaler Signalverarbeitungschip sein kann) enthält ein Ultraschall-Mustergleichheitsprüfungs-Modul wie etwa ein Verarbeitungs-/Korrelatormodul 640, das Korrelationsfunktionen ausführt, und ein Schlüsselphrasendetektionsmodul 642. Genauer sucht das Korrelatormodul 640 in dem Signal 614 nach einer Präambel und vergleicht es sie mit akzeptablen Präambeln/Identifizierern. Wenn die Präambel oder die Identifizierungsinformationen erkannt werden, wird von dem Mikrophon 600 ein Signal 616 an den Codec 602 gesendet, um den Codec 602 aufzuwecken. Falls die Korrelation oder Mustergleichheitsprüfung das Signal 614 nicht identifiziert, wird kein Signal an den Codec 602 gesendet und arbeitet das Mikrophon 600 weiter in der Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch, es sei denn, dass eine Sprachaktivität detektiert wird. In der Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch erfasst der Block 606 mit niedrigem Leistungsverbrauch weiter Signale, während der Block 608 mit hohem Leistungsverbrauch und der Codec 602 in der Schlafbetriebsart sind (keine Leistung oder sehr kleine Leistungsmengen verbrauchen).
Das Schlüsselphrasendetektionsmodul 642 detektiert vorgegebene Sprachphrasen in dem Signal 615. Das Schlüsselphrasendetektionsmodul 642 kann eine Liste von Schlüsselphrasen speichern, die es mit in dem Signal 615 festgestellten Phrasen vergleicht. Wenn die Schlüsselphrase erkannt wird, wird von dem Mikrophon 600 das Signal 616 an den Prozessor 602 gesendet, um den Codec 602 aufzuwecken. Falls in dem Signal 615 keine Schlüsselphrase identifiziert wird, wird kein Signal an den Prozessor 602 gesendet und arbeitet das Mikrophon 600 weiter in einer Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch, es sei denn, dass eine Ultraschallaktivität detektiert wird. In der Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch erfasst der Block 606 mit niedrigem Leistungsverbrauch weiter Signale, während der Block 608 mit hohem Leistungsverbrauch und der Codec in der Schlafbetriebsart sind (keine Leistung oder sehr kleine Leistungsmengen verbrauchen.
Es wird gewürdigt werden, dass die Schallenergie 610 codiert sein kann und dass der Block 608 mit hohem Leistungsverbrauch das Signal decodieren kann. Das Signal 610 kann unter Verwendung einer Frequenzumtastung, einer Frequenzmodulation und anderer Verarbeitungstechniken codiert sein.
Nun anhand von 7 wird ein weiteres Mikrophon mit einen DSP oder einer anderen Verarbeitungsvorrichtung beschrieben. Das Mikrophon 700 sendet Signale an ein Einchipsystem (SoC) wie etwa einen Prozessor 702. In einem Beispiel ist der Prozessor 702 ein Codec. Der Prozessor 702 empfängt Signale von dem Mikrophon 700 und stellt Codierungs- und/oder Decodierungsfunktionen an diesen Signalen bereit. Zum Beispiel kann der Prozessor 702 analoge Signale in digitale Signale umsetzen, die Signale komprimieren oder dekomprimieren, andere Signalverarbeitungsfunktionen ausführen, um nur einige Beispiele zu erwähnen. Die Ausgabe des Prozessors 702 wird an andere Systembauelemente gesendet.
Das Mikrophon 700 enthält eine erste MEMS-Vorrichtung 703, eine zweite MEMS-Vorrichtung 704, einen Block 706 mit niedrigem Leistungsverbrauch und einen Block 708 mit hohem Leistungsverbrauch. Die erste und die zweite MEMS-Vorrichtung 703 und 704 enthalten jeweils eine Membran und eine Rückwand. Die erste MEMS-Vorrichtung 704 ist für den Ultraschallbetrieb (z. B. zum Empfangen von Ultraschallsignalen) optimiert und die zweite MEMS-Vorrichtung 704 setzt Signale in dem menschlichen Hörbereich in elektrische Signale um.
Der Block 706 mit niedrigem Leistungsverbrauch kann zusammen mit der ersten und mit der zweiten MEMS-Vorrichtung 703 und 704 in einem einzigen Chip (einem einzigen Siliciumstück) wie etwa einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) angeordnet sein. Der Block 706 mit niedrigem Leistungsverbrauch enthält eine Ladungspumpe 720, einen Ultraschallaktivitätsdetektor 705 und einen Sprachaktivitätsdetektor 707. Die Ladungspumpe 720 stellt Strom, Spannung oder Leistung für die erste und für die zweite MEMS-Vorrichtung 703 und 704 bereit.
Der Ultraschallaktivitätsdetektor 705 detektiert Ultraschallsignale und enthält ein erstes Bandpassfilter oder Hochpassfilter 722, einen ersten Verstärker 724 und einen ersten Komparator 726. Das Bandpassfilter oder Hochpassfilter 722 entfernt bestimmte Frequenzen aus den durch die erste MEMS-Vorrichtung 703 erzeugten elektrischen Signalen. Der erste Verstärker 724 verstärkt die Signale von dem Bandpassfilter oder Hochpassfilter 722, um Signale 712 zu erzeugen, und der erste Komparator 726 vergleicht die Signale mit einem Schwellenwert, um zu ermitteln, dass das ankommende Ultraschallsignal eine ausreichende Signalstärke besitzt, wodurch die Signale 714 erzeugt werden. Die Signale 714 werden an den Block 708 mit hohem Leistungsverbrauch gesendet.
Der Sprachaktivitätsdetektor 707 detektiert Sprachsignale/Sprachbefehle und erzeugt Signale, die den empfangenen Sprachsignalen entsprechen. Die Signale 715 werden an den Block 708 mit hohem Leistungsverbrauch gesendet.
Der Block 708 mit hohem Leistungsverbrauch (der ein digitaler Signalverarbeitungschip sein kann) enthält ein Ultraschall-Mustergleichheitsprüfungs-Modul wie etwa ein Verarbeitungs-/Korrelatormodul 740, das Korrelationsfunktionen ausführt, und ein Schlüsselphrasendetektionsmodul 742. Genauer sucht das Korrelatormodul 740 in dem Signal 714 nach einer Präambel und vergleicht es sie mit akzeptablen Präambeln/Identifizierern. Wenn die Präambel oder die Identifizierungsinformationen erkannt werden, wird von dem Mikrophon 700 ein Signal 716 an den Prozessor 702 gesendet, um den Prozessor 702 aufzuwecken. Falls die Korrelation das Signal 614 nicht identifiziert, wird kein Signal an den Prozessor 702 gesendet und arbeitet das Mikrophon 700 weiter in einer Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch, es sei denn, dass eine Sprachaktivität detektiert wird. In der Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch erfasst der Block 706 mit niedrigem Leistungsverbrauch weiter Signale, während der Block 708 mit hohem Leistungsverbrauch und der Codec in der Schlafbetriebsart sind (keine Leistung oder sehr kleine Leistungsmengen verbrauchen).
Das Schlüsselphrasendetektionsmodul 742 detektiert in dem Signal 715 vorgegebene Sprachphrasen. Das Schlüsselphrasendetektionsmodul 742 kann eine Liste von Schlüsselphrasen speichern, die es mit in dem Signal 715 festgestellten Phrasen vergleicht. Wenn die Schlüsselphrase erkannt wird, wird das Signal 716 von dem Mikrophon 700 an den Prozessor 702 gesendet, um den Prozessor 702 aufzuwecken. Falls in dem Signal 715 keine Schlüsselphrase erkannt wird, wird kein Signal an den Prozessor 702 gesendet und arbeitet das Mikrophon 700 weiter in einer Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch, es sei denn, dass eine Ultraschallaktivität detektiert wird. In der Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch erfasst der Block 706 mit niedrigem Leistungsverbrauch weiter Signale, während der Block 708 mit hohem Leistungsverbrauch und der Codec in der Schlafbetriebsart sind (keine Leistung oder sehr kleine Leistungsmengen verbrauchen).
Es wird gewürdigt werden, dass die Schallenergie 710 codiert sein kann und dass der Block 608 mit hohem Leistungsverbrauch das Signal decodieren kann. Das Signal 710 kann unter Verwendung einer Frequenzumtastung, einer Frequenzmodulation und anderer Verarbeitungstechniken codiert sein.
Nun anhand von 8 wird ein Beispiel einer Anwendung der vorliegenden Vorgehensweisen beschrieben. In diesem Fall ist ein Stift 802 (oder ein ähnliches Objekt) mit einem Ultraschallsender konfiguriert oder ausgestattet und sendet Ultraschallsignale 804 an ein Smartphone oder Tablet 806. Das Smartphone oder Tablet 806 enthält einen Codec und ist zum Starten einer Anwendung ohne irgendeinen Nutzereingriff konfiguriert. Diesbezüglich ist das Smartphone oder Tablet 806 anfangs in der Erfassungsbetriebsart 820 mit niedrigem Leistungsverbrauch. In Schritt 822 wird ein Ultraschallsignal detektiert. In Schritt 824 identifiziert das Smartphone oder Tablet 806 in dem Signal eine Präambel. In Schritt 826 wacht das Smartphone oder Tablet 806 (z. B. durch Aufwecken seines Codecs oder anderer Systembauelemente) auf. Falls keine Präambel identifiziert wird, kehrt das Smartphone oder Tablet 806 in die Erfassungsbetriebsart 820 mit niedrigem Leistungsverbrauch zurück.
Nun anhand von 9 wird ein weiteres Beispiel der Anwendung der vorliegenden Vorgehensweisen beschrieben. In dem Beispiel aus 9 enthält ein Mobiltelephon 902 ein Ultraschallmikrophon 904 und einen Lautsprecher oder Empfänger (oder irgendeinen Universalultraschallwandler wie etwa einen piezoelektrischen Wandler) 906. Außerdem kann das Mobiltelephon 902 eine Nutzereingabe 908 empfangen. Die Nutzereingabe 908 kann eine Vielzahl von Formen einschließlich Sprachsignalen, der Betätigung eines Tastenfelds oder der Betätigung eines Berührungsbildschirms sein. Andere Beispiele sind möglich.
In der Nähe des Mikrophons 902 ist ein Schlüssel oder Anhänger 910 angeordnet. Der Schlüssel oder Anhänger 910 enthält einen Lautsprecher oder Empfänger (oder irgendeinen Universalultraschallwandler wie etwa einen piezoelektrischen Wandler) 912 und ein hochempfindliches Ultraschallmikrophon oder einen hochempfindlichen Sensor 914.
In Schritt 920 sendet der Lautsprecher oder Empfänger 906 bei dem Mobiltelephon 902 ein Ultraschallsignal an den Schlüssel oder Anhänger 910. In Schritt 922 empfängt das hochempfindliche Ultraschallmikrophon oder der hochempfindliche Sensor 914 das Signal. In Schritt 924 wird ein Ultraschallsignal von dem Lautsprecher oder Empfänger 912 des Schlüssels oder Anhängers 910 an das Mobiltelephon 902 gesendet. In Schritt 926 kann bei dem Mobiltelephon 902 eine Triangulation ausgeführt werden, um seinen Ort zu bestimmen. Wenn das Mobiltelephon 902 in der Nähe des Schlüssels oder Anhängers 910 ist, kann der Lautsprecher 906 einen Ton abspielen.
Es wird gewürdigt werden, dass die vorliegenden Vorgehensweisen in einer breiten Vielfalt verschiedener Umgebungen und Anwendungen eingesetzt werden können. Zum Beispiel können die vorliegenden Vorgehensweisen in Transportumgebungen (z. B. Bus- und Zugumgebungen), bei Parkuhren angewendet werden.
Die vorliegenden Vorgehensweisen können beim Lokalisieren von Objekten (z. B. Telephonen, Kameras, Schlüsseln, drahtloser Elektronik oder Fernsehfernbedienungen, um nur einige Beispiele zu erwähnen) genutzt werden. In diesen verschiedenen Anwendungen würde ein integrierter Ultraschalltransponder bei dem zu lokalisierenden Objekt die Erfassungsbetriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch freigeben, bis ein Ultraschallsignal (von einem Nutzer, der nach dem Objekt sucht) detektiert wird. Das System wird eingeschaltet und von einer Nutzervorrichtung kann eine Triangulation (zur Ortsbestimmung) ausgeführt werden. Das Objekt selbst kann ebenfalls eine Schallaktivierungsvorrichtung (z. B. einen Empfänger) enthalten, die aktiviert wird, was ermöglicht, dass ein Nutzer den Klang hört und dadurch das Objekt lokalisiert.
Nun anhand der 10–12 werden verschiedene Beispiele für Mikrophone beschrieben. Es wird gewürdigt werden, dass die Module, Blöcke, Prozessoren oder anderen Bauelemente, die zum Konstruieren eines Mikrophons verwendet werden, unter Verwendung irgendeiner Kombination aus Hardware- und/oder Softwarebauelementen implementiert werden können. Das heißt, die Bauelemente des Mikrophons sind nicht auf spezifische Hardware- und/oder Softwarekonfigurationen beschränkt.
Nun anhand von 10 wird ein Mikrophon 1000 mit einem DSP oder mit einer anderen Verarbeitungsvorrichtung beschrieben. Das Mikrophon 1000 sendet Signale an einen Prozessor (z. B. Codec) 1002. Der Prozessor (z. B. Codec) 1002 empfängt Signale von dem Mikrophon 1000 und stellt Codierungs- und/oder Decodierungsfunktionen an diesen Signalen bereit. Zum Beispiel kann der Prozessor (z. B. Codec) 1002 analoge Signale in digitale Signale umsetzen, die Signale komprimieren oder dekomprimieren, andere Signalverarbeitungsfunktionen ausführen, um nur einige Beispiele zu erwähnen. Die Ausgabe des Prozessors 1002 wird an andere Systembauelemente gesendet.
Das Mikrophon 1000 enthält eine MEMS-Vorrichtung 1004, einen ASIC 1006 (der eine Ladungspumpe 1008 und ein Ultraschalldetektionsmodul 1010 (das ein Bandpassfilter oder Hochpassfilter 1012 enthält) enthält) und einen DSP 1014 (der ein Ultraschallsignalverarbeitungsmodul 1016 enthält). Die MEMS-Vorrichtung 1004 enthält eine Membran und eine Rückwand und setzt die Schallenergie in elektrische Signale um.
Das Ultraschalldetektionsmodul 1010 ist dafür konfiguriert, Ultraschallsignale zu detektieren. Diesbezüglich lässt das Bandpassfilter oder Hochpassfilter 1012 bestimmte (z. B. hohe) Ultraschallfrequenzen durch und unterdrückt es andere (z. B. niedrigere) Frequenzen von den durch die MEMS-Vorrichtung 1004 erzeugten elektrischen Signalen. Das Ultraschallsignalverarbeitungsmodul 1016 sucht in einem von dem Ultraschallsignaldetektionsmodul 1010 empfangenen Signal nach einer Präambel und vergleicht sie mit akzeptablen Präambeln/Identifizierern. Wenn die Präambel oder die Identifizierungsinformationen erkannt werden, wird ein Signal 1018 von dem Mikrophon 1000 an den Prozessor (z. B. Codec) 1002 gesendet, um den Prozessor (z. B. Codec) 1002 und den Rest des elektrischen Systems aufzuwecken. Falls die Korrelation (oder Musteranpassung) das Signal 1016 nicht identifiziert, wird kein Signal an den Prozessor (z. B. Codec) 1002 gesendet und arbeitet das Mikrophon weiter in einer Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch. In der Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch erfasst das Ultraschallsignaldetektionsmodul 1010 weiter Signale, während das Ultraschallsignalverarbeitungsmodul 1016 und der Prozessor 1002 (z. B. Codec) in der Schlafbetriebsart sind (keine Leistung oder sehr kleine Leistungsmengen verbrauchen).
Nun anhand von 11 wird ein anderes Mikrophon mit einem DSP oder einer anderen Verarbeitungsvorrichtung beschrieben. Das Mikrophon 1100 sendet Signale an einen Prozessor (z. B. Codec) 1102. Der SoC (z. B. Prozessor oder Codec) 1102 empfängt Signale von dem Mikrophon 1100 und stellt Codierungs- und/oder Decodierungsfunktionen an diesen Signalen bereit. Zum Beispiel kann der Prozessor (z. B. Codec) 1102 analoge Signale in digitale Signale umsetzen, die Signale komprimieren oder dekomprimieren, andere Signalverabeitungsfunktionen ausführen, um nur einige Beispiele zu erwähnen. Die Ausgabe des Prozessors (z. B. Codecs) 1102 wird an andere Systembauelemente gesendet.
Das Mikrophon 1100 enthält eine MEMS-Vorrichtung 1104, eine ASIC 1106 (die eine Ladungspumpe 1108 und einen Block 1110 mit niedrigem Leistungsverbrauch enthält) und einen DSP 1120, der ein Signalverarbeitungsmodul 1122 enthält. Das Signalverarbeitungsmodul 1122 enthält ein Ultraschall-Mustergleichheitsprüfungs-Modul wie etwa ein Verarbeitungs-/Korrelatormodul 1224 und ein Schlüsselphrasendetektionsmodul 1226. Die MEMS-Vorrichtung 1104 enthält eine Membran und eine Rückwand und setzt Schallenergie in elektrische Signale um. Der Block 1110 mit niedrigem Leistungsverbrauch enthält ein Ultraschallaktivitätsdetektormodul 1112 und ein Sprachaktivitätsdetektormodul 1114. Die Ladungspumpe 1108 stellt Strom, Spannung oder Leistung für die MEMS-Vorrichtung 1104 bereit.
Das Ultraschallaktivitätsdetektormodul 1112 detektiert Ultraschallsignale. Das Sprachaktivitätsdetektormodul 1114 detektiert Sprachsignale/Sprachbefehle.
Das Ultraschallverarbeitungs-/Korrelatormodul 1124 führt Korrelationsfunktionen (oder Mustergleichheitsprüfungsfunktionen) aus. Das Korrelatormodul 1124 sucht in dem von dem Ultraschallaktivitätsdetektionsmodul 1112 empfangenen Signal nach einer Präambel und vergleicht sie mit akzeptablen Präambeln/Identifizierern. Wenn die Präambel oder die Identifizierungsinformationen erkannt werden, wird von dem Mikrophon 1100 ein Signal 1130 an den Codec 1102 gesendet, um den Codec 1102 aufzuwecken. Falls die Korrelation oder Mustergleichheitsprüfung das Signal nicht identifiziert, wird kein Signal an den Codec 1102 gesendet und arbeitet das Mikrophon 1100 weiter in einer Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch, es sei denn, dass eine Sprachaktivität detektiert wird. In der Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch erfasst der Block 1110 mit niedrigem Leistungsverbrauch weiter Signale, während der DSP 1120 und der Codec 1102 in der Schlafbetriebsart sind (keine Leistung oder sehr kleine Leistungsmengen verbrauchen).
Das Schlüsselphrasendetektionsmodul 1126 detektiert in dem von dem Sprachaktivitätsdetektormodul 1114 empfangenen Signal Sprachphrasen. Das Schlüsselphrasendetektionsmodul 1126 kann eine Liste von Schlüsselphrasen speichern, die es mit in dem Signal ermittelten Phrasen vergleicht. Wenn die Schlüsselphrase erkannt wird, wird das Signal 1130 von dem Mikrophon 1100 an den Prozessor (z. B. Codec) 1102 gesendet, um den Codec 1102 aufzuwecken. Falls in dem Signal keine Schlüsselphrase identifiziert wird, wird kein Signal an den Prozessor (z. B. Codec) 1102 gesendet und arbeitet das Mikrophon 1100 weiter in einer Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch, es sei denn, dass eine Ultraschallaktivität detektiert wird. In der Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch erfasst der Block 1110 mit niedrigem Leistungsverbrauch weiter Signale, während der DSP 1120 und der Codec 1102 in der Schlafbetriebsart sind (keine Leistung oder sehr kleine Leistungsmengen verbrauchen).
Nun anhand von 12 wird ein weiteres Mikrophon mit DSP oder einer anderen Verarbeitungsvorrichtung beschrieben. Das Mikrophon 1200 sendet Signale an einen Prozessor (z. B. Codec) 1202. Der Prozessor (z. B. Codec) 1202 empfängt Signale von dem Mikrophon 1200 und stellt Codierungs- und/oder Decodierungsfunktionen an diesen Signalen bereit. Zum Beispiel kann der Prozessor (z. B. Codec) 1202 analoge Signale in digitale Signale umsetzen, die Signale komprimieren oder dekomprimieren, andere Signalverarbeitungsfunktionen ausführen, um nur einige Beispiele zu erwähnen. Die Ausgabe des Prozessors (z. B. Codecs) 1202 wird an andere Systembauelemente gesendet.
Das Mikrophon 1200 enthält eine erste MEMS-Vorrichtung 1203, eine zweite MEMS-Vorrichtung 1204, eine ASIC 1206 (die eine Ladungspumpe 1208, einen Block 1210 mit niedrigem Leistungsverbrauch (der ein Ultraschallaktivitätsdetektionsmodul 1212 enthält) enthält) und einen DSP 1220 (der ein Signalverarbeitungsmodul 1222 enthält). Das Signalverarbeitungsmodul 1222 enthält ein Ultraschall-Mustergleichheitsprüfungs-Modul wie etwa ein Verarbeitungs/Signalkorrelations-Modul 1224 und ein Schlüsselphrasendetektionsmodul 1226. Die erste und die zweite MEMS-Vorrichtung 1203 und 1204 enthalten jeweils eine Membran und eine Rückwand. Die erste MEMS-Vorrichtung 1204 ist für den Ultraschallbetrieb (z. B. zum Empfangen von Ultraschallsignalen) optimiert und die zweite MEMS-Vorrichtung 1204 setzt Signale in dem menschlichen Hörbereich in elektrische Signale um. Die Ladungspumpe 1208 stellt Strom, Spannung oder Leistung für die MEMS-Vorrichtungen 1203 und 1204 bereit.
Das Ultraschallaktivitätsdetektormodul 1212 detektiert Ultraschallsignale. Das Sprachaktivitätsdetektormodul 1214 detektiert Sprachsignale/Sprachbefehle.
Das Ultraschallverarbeitungs-/Korrelatormodul 1224 führt Korrelationsfunktionen aus. Das Korrelatormodul 1124 sucht in dem von dem Ultraschallaktivitätsdetektionsmodul 1212 empfangenen Signal nach einer Präambel und vergleicht sie mit akzeptablen Praämbeln/Identifizierern. Wenn die Präambel oder die Identifizierungsinformationen erkannt werden, wird ein Signal 1230 von dem Mikrophon 1200 an den Codec 1202 gesendet, um den Codec 1202 aufzuwecken. Falls die Korrelation oder Musteranpassung das Signal nicht identifiziert, wird kein Signal an den Codec 1202 gesendet und arbeitet das Mikrophon 1200 weiter in einer Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch, es sei denn, dass eine Sprachaktivität detektiert wird. In der Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch erfasst der Block 1210 mit niedrigem Leistungsverbrauch weiter Signale, während der DSP 1220 und der Codec 1202 in der Schlafbetriebsart sind (keine Leistung oder sehr kleine Leistungsmengen verbrauchen).
Das Schlüsselphrasendetektionsmodul 1226 detektiert in dem von dem Sprachaktivitätsdetektormodul 1214 empfangenen Signal vorgegebene Sprachphrasen. Das Schlüsselphrasendetektionsmodul 1226 kann eine Liste von Schlüsselphrasen speichern, die es mit in dem Signal ermittelten Phrasen vergleicht. Wenn die Schlüsselphrase erkannt wird, wird das Signal 1230 von dem Mikrophon 1200 an den Prozessor (z. B. Codec) 1202 gesendet, um den Codec 1202 aufzuwecken. Falls in dem Signal keine Schlüsselphrase identifiziert wird, wird kein Signal an den Prozessor (z. B. Codec) 1202 gesendet und arbeitet das Mikrophon 1200 weiter in einer Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch, es sei denn, dass eine Ultraschallaktivität detektiert wird. In der Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch erfasst der Block 1210 mit niedrigem Leistungsverbrauch weiter Signale, während der DSP 1220 und der Codec 1202 in der Schlafbetriebsart sind (keine Leistung oder sehr kleine Leistungsmengen verbrauchen).
Es sind hier bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung einschließlich der besten den Erfindern bekannten Art zur Ausführung der Erfindung beschrieben. Selbstverständlich sind die dargestellten Ausführungen nur beispielhaft und nicht als Beschränkung des Schutzumfangs der Erfindung zu verstehen.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines akustischen Systems, wobei das Verfahren umfasst: Detektieren eines Ultraschallsignals bei einem Mikrophon; Mustergleichheitsprüfung des empfangenen Ultraschallsignals, um zu bestimmen, wann das empfangene Ultraschallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist; Senden eines Signals an wenigstens ein elektronisches Bauelement, wenn die Mustergleichheitsprüfung angibt, dass das empfangene Ultraschallsignal das gewünschte Ultraschallsignal ist; Betreiben des Mikrophons in einem Betriebszustand mit niedrigem Leistungsverbrauch, wenn die Mustergleichheitsprüfung angibt, dass das empfangene Ultraschallsignal nicht das gewünschte Ultraschallsignal ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mustergleichheitsprüfung bei dem Mikrophon vorgenommen wird; wobei das wenigstens eine elektronische Bauelement einen Codec umfasst; und wobei der Codec zusätzliche anwendungsbezogene Verarbeitungsfunktionen ausführt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Mustergleichheitsprüfung durch ein digitales Signalverarbeitungsmodul (DSP) in dem Mikrophon ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Mikrophon in einen Verarbeitungszustand eintritt und mehr Leistung als in dem Betriebszustand mit niedrigem Leistungsverbrauch verbraucht, wenn die Mustergleichheitsprüfung ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Detektieren das Messen einer gefilterten Signalstärke und das Vergleichen der gemessenen gefilterten Signalstärke mit einem vorgegebenen Schwellenwert umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Detektieren das Messen einer gefilterten Signalstärke und das Vergleichen der gemessenen gefilterten Signalstärke mit einem adaptiven oder durch den Nutzer veränderbaren Schwellenwert umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Detektieren ein digitales Filter nutzt.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das digitale Verschieben empfangener Ultraschallsignale in Basisbandfrequenzen bei einer unterabgetasteten Frequenzrate unter Verwendung von Aliasing umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine elektronische Bauelement ein Prozessor ist und das Senden des Signals das Senden eines Aufwecksignals an den Prozessor enthält; wobei die Mustergleichheitsprüfung das Ausführen einer Mustergleichheitsprüfung mit dem Prozessor enthält; und wobei sie ferner das Senden eines Aufwecksignals an ein Bauelement, das von dem Prozessor und von dem Mikrophon getrennt ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Senden des Signals an das wenigstens eine elektronische Bauelement das Senden des Signals an das wenigstens eine elektronische Bauelement, um zu veranlassen, dass das elektronische Bauelement wenigstens eine der folgenden Operationen ausführt, enthält: Aufwecken; und Starten einer Anwendung.
Vorrichtung, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Detektor, der zum Detektieren eines Ultraschallsignals bei einem Mikrophon konfiguriert ist; ein Mustergleichheitsprüfungsmodul, das mit dem Detektor gekoppelt ist, wobei das Mustergleichheitsprüfungsmodul dafür konfiguriert ist, die Gleichheit des Musters des empfangenen Ultraschallsignals zu prüfen, um zu bestimmen, wann das empfangene Ultraschallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist, und Senden eines Signals an wenigstens ein elektronisches Bauelement, wenn das Mustergleichheitsprüfungsmodul angibt, dass das empfangene Schallsignal das gewünschte Ultraschallsignal ist, und Betreiben des Mikrophons in einem Betriebszustand mit niedrigem Leistungsverbrauch, wenn das Mustergleichheitsprüfungsmodul angibt, dass das empfangene Ultraschallsignal nicht das gewünschte Ultraschallsignal ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Mustergleichheitsprüfungsmodul bei dem Mikrophon angeordnet ist; wobei das wenigstens eine elektronische Bauelement einen Prozessor umfasst; und wobei der Prozessor zusätzliche anwendungsbezogene Verarbeitungsfunktionen ausführt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Mustergleichheitsprüfungsmodul ein digitales Signalverarbeitungsmodul (DSP) in dem Mikrophon umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Mikrophon in einen Verarbeitungszustand eintritt, der mehr Leistung als der Betriebszustand mit niedrigem Leistungsverbrauch verbraucht, wenn die Mustergleichheitsprüfung vorgenommen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Detektor eine gefilterte Signalstärke misst und die gemessene gefilterte Signalstärke mit einem vorgegebenen Schwellenwert vergleicht.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Detektor eine gefilterte Signalstärke misst und die gemessene gefilterte Signalstärke mit einem adaptiven und durch den Nutzer veränderbaren Schwellenwert vergleicht.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Detektor ein digitales Filter nutzt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die empfangenen Ultraschallsignale digital in ein Basisband mit einer unterabgetasteten Frequenzrate verschoben werden.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Mustergleichheitsprüfungsmodul dafür konfiguriert ist, an das wenigstens eine elektronische Bauelement ein Signal zu senden, das veranlasst, dass das wenigstens eine elektronische Bauelement eine Anwendung startet, wenn das empfangene Schallsignal das gewünschte Ultraschallsignal ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Mustergleichheitsprüfungsmodul dafür konfiguriert ist, an das wenigstens eine elektronische Bauelement ein Aufwecksignal zu senden, wenn das empfangene Schallsignal das gewünschte Ultraschallsignal ist.
Verfahren zum Betreiben eines akustischen Systems, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben eines Mikrophons in einem ersten Betriebszustand in der Weise, dass das Mikrophon in dem ersten Betriebszustand ein Ultraschallsignal empfängt und bestimmt, ob das empfangene Signal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist; so dass das Mikrophon in einen zweiten Betriebszustand eintritt, wobei der zweite Betriebszustand mehr Leistung als der erste Betriebszustand verbraucht, und so dass das Mikrophon in dem zweiten Betriebszustand ein Signal an wenigstens ein elektronisches Bauelement sendet, wenn das Mikrophon bestimmt, dass das empfangene Ultraschallsignal das gewünschte Ultraschallsignal ist; und wobei das Mikrophon zu dem ersten Betriebszustand zurückkehrt, wenn das Mikrophon bestimmt, dass das empfangene Ultraschallsignal kein gewünschtes Ultraschallsignal ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Prozessor ein Codec ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Bestimmung, ob das Ultraschallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist, eine gemessene gefilterte Signalstärke nutzt, und wobei ein Vergleich zwischen der gefilterten Signalstärke und einem vorgegebenen Schwellenwert vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Bestimmung, ob das Ultraschallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist, eine gemessene gefilterte Signalstärke nutzt, und wobei ein Vergleich zwischen der gefilterten Signalstärke und einem adaptiven und durch den Nutzer veränderbaren Schwellenwert vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei ein digitales Filter verwendet wird, um zu bestimmen, ob das empfangene Ultraschallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist.
Verfahren nach Anspruch 21, das ferner das digitale Verschieben empfangener Ultraschallsignale in ein Basisband mit einer unterabgetasteten Frequenzrate umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Mikrophon in dem zweiten Betriebszustand an das wenigstens eine elektronische Bauelement das Signal sendet, das veranlasst, dass das wenigstens eine elektronische Bauelement wenigstens eine der folgenden Operationen ausführt: Aufwecken; und Starten einer Anwendung.
Verfahren zum Betreiben eines akustischen Systems, wobei das Verfahren umfasst: Detektieren eines Ultraschallsignals bei einem Mikrophon; Senden eines ersten Aufwecksignals an einen Prozessor bei Detektion des Ultraschallsignals bei dem Mikrophon; Empfangen des ersten Aufwecksignals bei dem Prozessor und in Ansprechen darauf Aufwecken des Prozessors; Mustergleichheitsprüfung des empfangenen Ultraschallsignals bei dem Prozessor, um zu bestimmen, wann das empfangene Ultraschallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist; Senden eines Signals von dem Prozessor an wenigstens ein elektronisches Bauelement, wenn die Mustergleichheitsprüfung angibt, dass das empfangene Ultraschallsignal das gewünschte Ultraschallsignal ist; Betreiben des Mikrophons in einer Betriebsart mit niedrigem Leistungsverbrauch, wenn die Mustergleichheitsprüfung angibt, dass das empfangene Ultraschallsignal nicht das gewünschte Ultraschallsignal ist.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei der Prozessor ein Codec ist.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Bestimmung, ob das Ultraschallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist, eine gemessene gefilterte Signalstärke nutzt, und wobei ein Vergleich zwischen der gefilterten Signalstärke und einem vorgegebenen Schwellenwert vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Bestimmung, ob das Ultraschallsignal ein gewünschtes Ultraschallsignal ist, eine gemessene gefilterte Signalstärke nutzt, und wobei ein Vergleich zwischen der Ultraschallsignalstärke und einem adaptiven und durch den Nutzer veränderbaren Schwellenwert vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Detektieren des Ultraschallsignals über ein digitales Filter erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 28, das ferner das digitale Verschieben der Ultraschallsignale in ein Basisband bei einer unterabgetasteten Frequenzrate bei dem Prozessor umfasst.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Senden des Signals von dem Prozessor an das wenigstens eine elektronische Bauelement das Senden des Signals an das wenigstens eine Bauelement, um zu veranlassen, dass das wenigstens eine elektronische Bauelement wenigstens eine der folgenden Operationen ausführt, enthält: Aufwecken; und Starten einer Anwendung.