用于减少外部信号的数字干扰的系统及方法与流程

本公开大体上涉及音频系统，更特定地，涉及减少数字信号以外的其他信号(例如，射频信号)的数字信号干扰。

背景技术：

个人移动设备，诸如移动电话/蜂窝电话、无绳电话和其他消费类音频设备，得到广泛使用。这种个人音频设备通常包括：复杂电路，包括射频收发器，用于发射和接收模拟射频信号(移动电话信号、全球定位系统信号、无线保真信号等)，和数字电路，用于处理和传送数字信号。

在许多个人移动设备中，可通过数字数据驱动器在数字总线上经由相当长的距离来驱动数字信号。在一些情况下，因数字信号的特性(例如，边沿速率、切换频率等)引起的频率谐波可引起射频信号的信号干扰，可能导致个人移动设备的非期望操作。

技术实现要素：

根据本公开的教导，可以减少或消除与麦克风信号的非线性失真相关联的某些缺点和问题。

根据本公开的实施例，一种系统可包括数字数据驱动器，用于以选定时钟频率生成传送给数字数据接收器的数字信号。所述数字数据驱动器可被构造为：接收与所述数字数据驱动器和所述数字数据接收器以外的设备相关联的外部信号的频率的指示；以及当生成所述数字信号时，基于所述频率来控制所述数字信号，使得在保持所述选定时钟频率的同时，因所述数字信号的频谱含量引起的所述外部信号的干扰最小化。

根据本公开的这些和其他实施例，一种方法可包括接收与数字数据驱动器和数字数据接收器以外的设备相关联的外部信号的频率的指示，其中所述数字数据驱动器被构造为以选定时钟频率生成传送给所述数字数据接收器的数字信号。所述方法还可包括基于所述频率来控制所述数字信号，使得在保持所述选定时钟频率的同时，因所述数字信号的频谱含量引起的所述外部信号的干扰最小化。

根据本文中所包括的附图、说明书和权利要求，本公开的技术优势对于本领域普通技术人员而言可以显而易见。将至少通过权利要求中特别指出的元件、特征及组合来实现和达到所述实施例的目的和优点。

应当理解，前述一般说明和以下详细说明都是说明性实例，并不限制本公开中所阐述的权利要求。

附图说明

通过结合附图参照以下说明，可以更完整地理解本公开的实施例及其优点，其中相同附图标记表示相同特征，以及其中：

图1示出了根据本公开的实施例的示范性个人移动设备的选定部件的方块图；

图2示出了根据本公开的实施例的数字麦克风集成电路的选定部件的方块图；以及

图3示出了示范性曲线图，描绘了根据本公开的实施例的数字信号的跳变定时的修改。

具体实施方式

图1示出了根据本公开的实施例的个人移动设备100的选定部件的方块图。个人移动设备100可包括尺寸和形状为使得移动设备100在移动设备100的用户的人上容易迁移的任何电子设备，且可包括但不限于智能电话、平板计算设备、手持计算设备、个人数字助理或笔记本计算机。如图1所示，个人移动设备100可包括音频系统，该音频系统包括麦克风换能器101、数字麦克风集成电路(IC)105和数字音频处理器109。个人移动设备100还可包括射频(RF)收发器111。

麦克风换能器101可包括被构造为将入射在麦克风换能器101处的声音转换为电信号(例如，模拟输出信号103)的任何系统、设备或装置，其中使用振膜或薄膜，该声音被转换为电信号，该振膜或薄膜具有随在振膜或薄膜处接收到的音波振动变化而变化的电容。麦克风换能器101可包括静电式麦克风、电容式麦克风、驻极体麦克风、微机电系统(MEMS)麦克风或任何其他合适的电容式麦克风。

数字麦克风IC 105可包括被构造为处理模拟输出信号103以生成数字音频输出信号107并调节经由总线传输给数字音频处理器109的数字音频输出信号107的任何合适的系统、设备或装置。与相同距离的模拟传输相比，一旦转换为数字音频输出信号107，该音频信号就可传输明显更长的距离而不易受噪声影响。在一些实施例中，数字麦克风IC 105可设置成紧靠麦克风换能器101以确保麦克风换能器101和数字麦克风IC 105之间的模拟线的长度相对短，以使在运载模拟输出信号103的模拟输出线上可以采集的噪声量最小化。例如，在一些实施例中，麦克风换能器101和数字麦克风IC 105可形成在同一个集成电路晶粒或基板上。

数字音频处理器109可包括被构造为接收和处理用于数字音频系统中的数字音频输出信号107的任何合适的系统、设备或装置。因此，数字音频处理器109可以被认为是数字音频输出信号107的数字数据接收。例如，数字音频处理器109可包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)或被构造为解译和/或执行程序指令和/或处理数据(诸如数字音频输出信号107)的任何其他设备。

RF收发器111可包括被构造为发射、接收(例如，经由天线113)和/或处理射频信号(诸如，例如移动电话信号(例如，2G、3G、4G、长期演进技术等)、全球定位系统(GPS)信号和无线保真(WiFi)信号的任何合适的系统、设备或装置。

图2示出了根据本公开的实施例的数字麦克风IC 105的选定部件的方块图。如图2所示，数字麦克风IC 105可包括前置放大器203、模拟-数字转换器(ADC)215和驱动器219。前置放大器203可经由一个或更多个输入线201接收模拟输出信号103，该前置放大器203可允许接收单端信号、差分信号或任何其他合适的模拟音频信号格式，且可包括被构造为调节模拟输出信号103以供ADC 215处理的任何合适的系统、设备或装置。前置放大器203的输出可在一个或更多个输出线205上传送给ADC 215。

ADC 215可包括被构造为将在其输入处接收到的模拟音频信号转换为表示模拟输出信号103的数字信号的任何合适的系统、设备或装置。ADC 215可本身包括用于执行ADC 215的功能的一个或更多个部件(例如，Δ-Σ调制器、抽取器等)。

驱动器219可接收由ADC 215输出的数字信号，且可包括被构造为在生成经由总线传输给数字音频处理器109的数字音频输出信号107的处理中调节该数字信号(例如，编码成音频工程协会/欧洲广播联盟(AES/EBU)、索尼/飞利浦数字接口格式(S/PDIF)或其他合适的音频接口标准)的任何合适的系统、设备或装置。图2中，接收数字音频输出信号107的总线被示出为单端。在一些实施例中，驱动器219可生成差分数字音频输出信号107。如图2所示，驱动器219可包括边沿速率模块221、边沿判决模块223和/或振幅控制模块225，下面对每个模块进行更详细说明。

为了减少或消除因数字音频输出信号107引起与RF收发器111相关联的射频信号的信号干扰，驱动器219可被构造为接收与RF收发器111相关联的RF信号的频率的指示，且当生成数字音频输出信号107时，基于所述频率来控制数字音频输出信号107，使得在保持数字音频输出信号107的选定时钟频率的同时(例如，在不改变或更改数字音频输出信号107的选定时钟频率的同时)，因数字音频输出信号107的频谱含量引起的RF信号的干扰最小化。在一些实施例中，驱动器219可通过基于RF信号的频率来控制数字音频输出信号107的逻辑电平之间的一个或更多个跳变，来控制数字音频输出信号107。

例如，在一些情况下，驱动器219的边沿速率模块221可被构造为控制数字音频输出信号107的逻辑电平之间跳变的边沿速率以减少RF信号的干扰，如图3所示。为了进一步说明，对于具有特定频率f_RF的RF信号，边沿速率模块221可控制数字音频输出信号107的逻辑电平之间跳变(例如，上升沿跳变302和下降沿跳变304中的一个跳变或两个跳变)的边沿速率t_EDGE，使得在该边沿速率t_EDGE的情况下数字音频输出信号107的频谱含量具有在所述特定频率处的频率陷波(例如，t_EDGE＝1/f_RF)。作为具体实例，对于频率1GHz的RF信号，边沿速率模块221可通过将数字音频输出信号107的边沿控制为具有1ns(1/1 ns＝1GHz)边沿速率的线性边沿来减少RF信号的干扰。

又如，驱动器219的边沿判决模块223可通过基于RF信号的频率来控制数字音频输出信号107的逻辑电平之间的一个或更多个跳变发生的时刻，来控制所述一个或更多个跳变，如图4所示。如图4所示，数字音频输出信号107可以选定时钟频率f_CLK(例如，每个周期T跳变一次，使得选定时钟频率f_CLK＝1/2T)经历跳变。如果RF信号的频率为选定时钟频率f_CLK的奇整数倍(例如，f_CLK、3f_CLK、5f_CLK、7f_CLK等)，那么数字音频输出信号107可能引起RF信号的干扰。因此，为了减少或消除因数字音频输出信号107的频谱含量引起的RF信号干扰，边沿判决模块223可将跳变边沿时移特定时间量，同时保持数字音频输出信号107，使得利用时移边沿，保持f_CLK的平均时钟频率。例如，跳变边沿可在时间上向前(边沿402就是这种情况)或在时间上向后(边沿404就是这种情况)时移。此外，虽然边沿402和404描绘了这种时移发生在数字音频输出信号107的上升沿上，但是边沿判决模块223还可使这种时移发生在数字音频输出信号107的下降沿上，边沿406就是这种情况。在这些实施例中，边沿判决模块223还可被构造为基于数字音频输出信号107的逻辑电平之间的一个或更多个先前跳变，判定所述一个或更多个跳变发生的时刻。例如，为了使干扰最小化，边沿判决模块223可使特定边沿(例如，不是上升沿就是下降沿)的时移在向前时移和向后时移之间交替(例如，在图4所示的边沿402和404之间交替)。边沿判决模块223可响应于计算避免在RF频带中产生数字音频输出信号107的最小量频谱能量的边沿的时间位置而判定是否延迟、提前或不干涉边沿。这种计算可通过对数字音频输出信号107的边沿速率进行滤波并从边沿位置的两个或更多个选择中选择有助于避免RF频带中的最小频谱能量的边沿位置而执行。这种滤波器可用无限脉冲响应滤波器或有限脉冲响应滤波器来实现。

在这些和其他实施例中，驱动器219的振幅控制模块225可通过基于RF信号的频率来控制数字音频输出信号107的振幅，从而控制数字音频输出信号107。例如，如果RF信号的频率为使得它经历来自数字音频输出信号107的频谱含量的干扰，那么振幅控制模块225可减小数字音频输出信号107的振幅。

前述讨论已经想到驱动器219基于单个RF信号的频率来控制数字音频输出信号107。然而，在一些实施例中，驱动器219可被构造为接收第二RF信号(与同一个RF收发器111或驱动器219和RF收发器111以外的第二设备相关联)的第二频率的指示，且当生成所述数字信号时，可被构造为基于两个RF频率来控制所述数字信号，使得因数字音频输出信号107的频谱含量引起的两个RF信号的干扰最小化。在这种实施例中，RF信号可各自为同一个多频带电话系统的无线电话信号。

虽然前述讨论已经想到控制数字麦克风系统的数字音频输出信号107以减少信号干扰，但是本文中所述的系统及方法可适用于为了减少因这种数字信号的频谱含量引起的信号干扰的任何数字信号的驱动器。

此外，虽然前述讨论已经想到减少或消除RF信号的干扰，但是本文中所述的系统及方法可适用于减少或消除数字数据驱动器和数字数据接收器以外的任何合适的信号中的干扰。

本领域普通技术人员应当明白，本公开包括对本文中示范性实施例的所有改变、替代、变形、更改和修改。同样地，本领域普通技术人员应当明白，在适当情况下，所附权利要求包括对本文中示范性实施例的所有改变、替代、变形、更改和修改。此外，所附权利要求中对装置或系统或装置或系统的部件的提及包括该装置、系统或部件，该装置、系统或部件适应执行特定功能，被布置为执行特定功能，可执行特定功能，被构造为执行特定功能，能够执行特定功能，可操作为执行特定功能或操作为执行特定功能，无论它或该特定功能是否启动、打开或开启，只要该装置、系统或部件适应执行特定功能，被布置为执行特定功能，可执行特定功能，被构造为执行特定功能，能够执行特定功能，可操作为执行特定功能或操作为执行特定功能。

本文中陈述的所有实例和条件性语言旨在教学目的，以帮助读者理解本公开及发明者深化本技术所提供的概念，且被解释为并不限于这些具体陈述的实例和条件。虽然已经对本公开的实施例进行详细说明，但是应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可对本公开的实施例进行各种改变、替代和更改。