对硅麦克风的适应性数字非线性补偿的制作方法

1.本发明整体上涉及对硅麦克风的适应性数字非线性补偿和对应的系统。


背景技术：

2.通常，硅麦克风(也被称为“数字麦克风”)包括用于将来自微机电系统(mems)设备的模拟信号转换为数字信号的模数转换器(adc)。数字信号还包括由adc生成的噪声，其影响数字麦克风的信噪比(snr)。数字信号还包括由adc和mems设备两者引起的非线性，其影响数字麦克风的失真。
3.关于数字麦克风的市场趋势要求更高的snr以及更低的失真水平。在传统麦克风系统的设计中，用于改进这两种规范中的任一个的解决方案通常是反向相关的。这导致了改进snr和改进失真之间的权衡。因此，改进麦克风的snr将通常会导致失真水平增加，而改进麦克风的线性将通常会导致较低的snr。


技术实现要素：

4.根据一个实施例，一种装置包括：非线性系统，被配置用于接收输入信号；数字非线性补偿部件，具有被耦合到非线性系统的输出的输入，并且具有用于生成输出信号的输出；低通滤波器，具有被耦合到数字非线性补偿部件的输出的输入；第一加法器，具有被配置用于接收数字参考值的第一输入以及被耦合到低通滤波器的输出的第二输入；以及误差最小化部件，具有被耦合到第一加法器的输出的输入，以及被耦合到数字非线性补偿部件的输出。
5.根据一个实施例，一种装置包括：非线性系统，被配置用于接收输入信号；第一低通滤波器，具有被耦合到非线性系统的输出的输入；第一加法器，具有被耦合到第一低通滤波器的输出的第一输入，并且具有被耦合到非线性系统的输出的第二输入；数字非线性补偿部件，具有被耦合到与第一加法器的输出的输入，并且具有用于生成输出信号的输出；第二低通滤波器，具有被耦合到数字非线性补偿部件的输出的输入；第二加法器，具有被耦合到第一低通滤波器的第一输入，并且具有被耦合到第二低通滤波器的输出的第二输入；以及误差最小化部件，具有被耦合到第二加法器的输出的输入，以及被耦合到数字非线性补偿部件的输出。
6.根据一个实施例，一种方法，包括：将模拟信号转换为数字信号，其中模拟信号包括非线性特性；使用被拟合到模拟信号中的非线性特性的非线性传递函数来补偿数字信号，以提供经线性化的数字信号；根据经线性化的数字信号中生成误差电压；减小误差电压来生成减小的误差电压；以及利用减小的误差电压来更新非线性传递函数。
附图说明
7.为了更全面地理解本发明及其优点，现结合附图参考以下说明，在附图中：
8.图1是示出与理想线性性能相比的麦克风系统的非线性特性的输入电压/输出电
压图的示例；
9.图2是示例性数字麦克风的框图；
10.图3是根据一个实施例的包括数字非线性补偿功能的数字麦克风的框图；
11.图4是根据一个实施例的具有适应性非线性补偿部件的非线性系统的框图；
12.图5是根据另一实施例的具有适应性非线性补偿部件的非线性系统的框图；
13.图6a和图6b是适用于图4和图5的适应性非线性补偿部件中的误差最小化部件的框图；
14.图7是用于最小化误差函数并且优化图4和图5的适应性非线性补偿部件的适应性系数的算法的流程图；
15.图8是图6a和图6b的适应性非线性补偿部件的适应性系数随时间变化的图；
16.图9是根据一个实施例的针对非线性系统的非线性补偿方法的流程图；以及
17.图10是根据一个实施例的经补偿的非线性系统的框图。
具体实施方式
18.以下详细讨论当前优选实施例的制造和使用。然而，应当理解，本发明提供了许多可实施的发明概念，这些概念可以在广泛的各种特定上下文中体现。所讨论的具体实施例仅图示了制造和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
19.在以下的详细描述中，参考构成了本发明的一部分的附图，并通过例示的方式示出了其中本发明可以实践的具体实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑改变。例如，针对一个实施例所示或描述的特征可用于其他实施例或与其他实施例结合使用以产生又一实施例。预期本发明包括这样的修改和变化。示例使用特定语言来描述，这不应被解释为限制所附权利要求的范围。附图未按比例绘制并且仅用于例示目的。为了清楚起见，如果没有另外说明，相同或类似的元素在不同的附图中使用对应的附图标记来表示。
20.根据实施例，用于数字系统(诸如数字麦克风)的装置和方法允许在不影响系统的snr的情况下降低失真。因此，系统snr中的改进可以独立于失真规范来进行，并且使得系统性能的总体增强。由系统从mems设备和读出电路两者生成的非线性特性在数字信号处理路径中借助以下描述的非线性补偿部件而被补偿。在题为“digital non-linearity compensation in a silicon microphone”的共同未决的美国专利申请号17/675801中进一步详细描述了非线性补偿部件的各种实施例，该申请通过引用以其整体并入本文。非线性补偿部件可以包括开环实施例和闭环实施例。例如，在开环实施例中，诸如多项式函数的非线性校正函数可以被应用于mems设备的数字化输出和读出信号，以便于将信号线性化。在闭环实施例中，线性校正可以通过在控制回路的反馈路径中使用系统的非线性模型来实现。
21.系统(诸如数字麦克风)的非线性特性可以借助对mems设备和读出电路在不同输入声波压力下的响应进行建模的精确仿真而被建模。已知数字系统的传递函数的非理想性，可以在数字域中应用具有非线性补偿部件的校正，以获得相对于未校正的数字系统具有改进的线性度的输出信号。
22.为清楚起见，图1中示出了通用数字系统传递函数，其中向数字系统的输入电压
(vin)被表示在x轴上，并且数字系统的输出电压(vout)被表示在y轴上。笔直虚线102表示理想线性传递函数，其中整个系统不生成任何非线性特性。在诸如数字麦克风的实际数字系统中，存在将传递函数推到表示理想传递函数的虚线102之上(迹线104)和/或之下(迹线106)的非线性特性。非线性特性可以由非线性补偿部件进行数字补偿，非线性补偿部件被配置为将非线性函数应用于输入信号。在一个实施例中，非线性函数可以包括开环拟合多项式。多项式的传递函数与数字系统的非理想传递函数反向相关，使得两个传递函数的乘积是线性的。以下描述二阶和三阶多项式。
23.对于一个实施例的非线性补偿部件，三阶多项式可以通过以下等式描述：vout＝vin+k1*vin2+k2*vin3，其中系数k1和k2通过测量输出总谐波失真thd0来确定，其中thd0是在数字系统的输出处测量的未经补偿的总谐波失真。一旦thd0的特性被测量，系数k1和k2就可以被调整，以使得数字系统的传递函数是线性的，并且thd相对于thd0得到改进。在一个实施例中，可以在系统测试期间以及在产品被运送到客户之前对包括数字系统的产品执行thd0测量以及系数k1和k2的调整。
24.对于另一实施例的非线性补偿部件，二阶多项式可以通过以下等式描述：vout＝vin+k1*vin2，其中系数k2类似地通过测量thd0来确定，其中thd0是在数字系统的输出处测量的未经补偿的thd。一旦thd0的特性被测量，系数k1就可以被调整，以使得数字系统的传递函数是线性的，并且thd相对于thdo得到改进。在一个实施例中，可以在制造期间以及在产品被运送到客户之前对包括数字系统的产品执行thd0测量以及系数k1的调整。
25.因此数字非线性补偿部件在每个输入电压值处关联对应校正输出，以跟踪数字系统的理想线性期望行为。数字校正函数利用可以是二阶或三阶的拟合多项式来获得，并且为了降低系统复杂性，使其尽可能低阶。如果需要，在一些实施例中也可以使用更高阶多项式。
26.由于数字系统的非线性特性与过程强烈相关，因此期望调整或优化多项式来覆盖过程变化。不同的系数和不同阶多项式可以被用于不同的数字系统。在数字系统(诸如数字麦克风)的校准中执行适当的校正函数的选择，并且在不应用补偿的情况下，基于系统thd0的测量。当构建校正函数时，需要对系统进行非常精确的建模，因为该方法依赖于由数字特定系统引入的失真的预测。在实施例中，对现有数字系统产品的测量效果可能导致thd降低20db量级。
27.图2示出了包括mems设备202的示例性未经补偿的数字麦克风200的框图，mems设备202可以是响应于接收到的声波而生成模拟电压的电容式mems设备。模拟电压203由专用集成电路(asic)204接收，该asic 204包括adc 206、数字滤波器208和接收时钟clk 202的数字调制器210。adc 206将模拟电压转换为数字输出信号207，然后该数字输出信号207由数字滤波器208滤波。adc 206可以是∑-δadc或其他类型的adc。数字滤波器208可以包括积分器和诸如噪声整形电路装置的其他滤波电路装置。数字滤波器208的输出被耦合到数字调制器210，该数字调制器210将数字滤波器208的数字输出信号转换为一位数字信号。一位数字信号是一位输出总线214上的输出信号。
28.图3示出了根据一个实施例的包括非线性数字补偿功能的经补偿的数字麦克风300的框图。如前所示和所述，数字麦克风300包括mems设备202、adc 206、数字滤波器208和数字调制器210。输出总线310处的输出信号e[k]是对非线性进行补偿的数字输出信号。与
示例性未经补偿的数字麦克风200的失真特性相比，输出总线310上的输出信号具有更低的失真。非线性特性由mems设备202和/或asic 304的读出电路装置生成，asic 304可以包括adc 206。非线性补偿部件306可以包括开环非线性补偿部件或闭环非线性补偿部件，两者均被用于补偿系统非线性特性，并且在以下更详细地描述。非线性补偿部件306的输出(x
lin
)耦合到加法器308的正输入，补偿数字麦克风300的输入302(训练信号x)通过路径312耦合到asic304的输入和加法器308的负输入。加法器308的输出耦合到输出总线310。
[0029]
虽然与未经补偿的数字麦克风和非线性系统相比，上述补偿实施例提供了显著的益处，但非线性补偿部件系数在可能包括训练信号的初始校准阶段被确定。训练信号是以特定序列扫描适当频率范围的信号，以便能够适当地确定系数。初始校准阶段可以发生在非线性系统的制造之后、但非线性系统被置于正常操作模式之前。因此，在数字麦克风或非线性系统的校准阶段中执行非线性补偿部件的适当校正函数的选择，并且在不应用补偿的情况下，基于系统总谐波失真(thd)的测量。因此，当建立校正函数时，需要对非线性系统进行非常精确的建模，因为上述方法依赖于由特定非线性系统引入的失真的精确预测。由于系统的非线性特性通常与过程强相关，并且甚至可能随时间变化，并且对环境影响做出响应，因此在解决这些过程变化、老化和环境影响的一些应用中，可能需要更灵活的补偿方法。
[0030]
根据实施例，下文详细描述了用于非线性补偿部件的适应性校准装置、系统和方法。实施例校准方法简化了校准过程，并且还使得能够在正常操作模式期间进行周期性或连续校准。由包括mems设备和读出电路装置的非线性系统生成的非线性特性在数字信号处理路径中被补偿。对于优化参数(系数)的适应/校准，不需要特定的训练信号和特定的校准阶段。
[0031]
图4是根据一个实施例的具有适应性非线性补偿部件406的线性化系统400的框图。线性化系统400包括非线性系统404和适应性数字非线性补偿部件406，非线性系统404被配置为在输入节点402处接收输入信号，适应性数字非线性补偿部件406具有与非线性系统404的非线性输出(y
nl
)耦合的输入，并且具有用于生成线性化输出信号(x
lin
)的输出410。在一个实施例中，非线性系统404包括数字麦克风。线性化系统400还包括：低通滤波器408，具有与数字非线性补偿部件406的输出耦合的输入；加法器416，具有被配置为接收数字参考值(在一个实施例中为逻辑0值)的正输入414以及与低通滤波器408的输出耦合的负输入；以及误差最小化部件420，具有与加法器416的输出耦合的输入418以及与数字非线性补偿部件406耦合的输出412。
[0032]
非线性补偿部件406的传递函数是由以下等式描述的二阶多项式传递函数：
[0033]
x
lin
＝1+c1[k]*y
nl2
。
[0034]
二阶项的系数c1[k]通过与数字非线性补偿部件406通信的误差最小化部件420的动作而被连续更新。误差最小化部件420接收误差信号，并且基于误差信号生成适应c1[k]系数。以下将更详细地解释误差最小化部件420的误差最小化功能。使用二阶多项式传递函数是因为无论向线性化系统呈现何种类型的输入信号，平方函数将始终提供非零正误差信号(也可以被认为是“偏移”)。
[0035]
图5是根据另一实施例的具有适应性非线性补偿部件506以及偏移补偿的线性化系统500的框图。线性化系统500包括非线性系统504，其被配置为在输入节点502处接收输
入信号并生成非线性输出信号(y
nl
)。在一个实施例中，非线性系统504包括数字麦克风。线性化系统500还包括：第一低通滤波器530，具有与非线性系统504的输出耦合的输入；第一加法器522，具有与第一低通滤波530的输出524耦合的正输入以及具有与非线性系统504的输出耦合的负输入；以及数字非线性补偿部件506，具有与第一加法器522的输出526耦合的输入，并且具有用于生成线性化输出信号(x
lin
)的输出510。线性化系统500还包括：第二低通滤波器508，具有与数字非线性补偿部件506的输出耦合的输入；第二加法器516，具有与第一低通滤波器530耦合的正输入514，并且具有与第二低通滤波器508的输出耦合的负输入；以及误差最小化部件520，具有与第二加法器514的输出耦合的输入518以及与数字非线性补偿部件506耦合的输出512。
[0036]
非线性补偿部件506的传递函数是由以下等式描述的二阶多项式传递函数：
[0037]
x
lin
＝1+c2[k]*y
nl2
。
[0038]
二阶项的系数c2[k]通过与数字非线性补偿部件506通信的误差最小化部件520的动作而被连续更新。误差最小化部件420接收误差信号e[k]，并且基于误差信号e[n]生成适应c2[k]系数。以下将更详细地解释误差最小化部件520的误差最小化功能。
[0039]
图6a和图6b是适用于图4的适应性非线性补偿部件406和图5的适应性非线性校正部件506中的误差最小化部件520的实施例的框图。
[0040]
图6a是根据第一实施例的误差最小化部件520a的框图。误差最小化部件520a包括步长生成器602a，具有被配置为接收误差信号e[k]的输入；加法器606，具有借助反馈路径612而与步长生成器的输出604耦合的正输入；以及积分器610，具有与加法器606的输出耦合的输入608以及与加法器608的负输入耦合的输出，其中积分器610的输出被配置为生成适应性系数c[k]。在一个实施例中，步长生成器602a被配置为用于生成恒定步长“μ”，但是也可以使用减小的步长。在一个实施例中，步长生成器可以包括微处理器中的存储器或寄存器。在一个实施例中，积分器610可以包括多个耦合寄存器或切换式电容器电路。
[0041]
图6b是根据第二实施例的误差最小化部件520b的框图。输入接收误差信号e[k]并且如前所述地生成适应性系数c[k]。加法器606和积分器610被用于前面已描述的相同配置中。然而，使用了不同的步长生成器602b。在图6b中，步长生成器602b被配置为生成包括误差信号e[k]和恒定步长“μ”的函数的步长。在一个实施例中，步长根据函数符号(e[k]*μ)而生成，其随着误差信号的减小而减小。在一些实施例中，也可以使用误差信号e[k]和恒定步长“μ”的其他函数。
[0042]
图7是用于最小化误差函数并且优化图4和图5的适应性非线性补偿部件的适应性系数的算法700的流程图。在步骤702处，假设初始系数值，其中“c0”是适应性系数c[0]的初始值。可以使用标称值或经估计的初始值，因为随着算法迭代，适应性系数将从“c0”值变为越来越优化的值c[k]。在步骤704处，误差信号e[k]通过误差最小化部件的动作而被计算。在步骤706处，经更新的系数值c[k]通过步长生成器而被计算。例如，如果使用图6a的步长生成器602a，则针对c[k]的迭代公式为c[k]＝c[k-1]-μ*e[k]，其中c[k]是适应性系数c[k]的当前值，c[k-1]是适应性系数的先前值，“μ”是恒定步长，e[k]是误差信号的当前值，并且“k”是当前时间或样本数。可以使用其他公式，例如前面关于图6b所示的步长生成器602b给出的公式。在可选步骤708处，如果线性化系统的任何参数达到预定值，则算法700可以停止。例如，如果误差信号e[k]或系数值c[k]达到预定值，则算法700可以停止。如果需要，算
法700可以在线性化系统的操作期间的较后时间重新启动。在其它实施例中，可以使用诸如总谐波失真(thd)的其它参数或其它任何其它相关参数。如果未达到预定值，则算法700在步骤710处继续，这指示算法从步骤704处开始迭代。
[0043]
图8是图6a和图6b的适应性非线性补偿部件的适应性系数值802随时间或样本值[k]变化的示意图800。在先前描述的算法700的初始时间段期间，系数值从初始时间或样本值快速变化，并且然后在较后的时间或样本值处渐近收敛到最终值。较后的时间或样本值由所使用的线性化系统400或500的特定实施例以及所存在的特定环境条件来确定。如果线性化系统中的任何部件改变特性，或者如果环境条件改变，则适应性系数值802可以从最终值移动。在这种情况下，算法700将继续迭代，以建立适应性系数的新的最终值。
[0044]
图9是根据一个实施例的针对非线性系统的非线性补偿方法900的流程图。非线性补偿方法900包括：在步骤902处将模拟信号转换为数字信号，其中模拟信号包括非线性特性；在步骤904处使用拟合到模拟信号中的非线性特性的非线性传递函数来补偿数字信号，以提供线性化的数字信号；在步骤906处根据线性化的数字信号生成误差电压；在步骤908处减小误差电压以生成经减小的误差电压；以及利用经减小的误差电压来更新非线性传递函数。
[0045]
图10是根据一个实施例的线性化系统1000的框图。线性化系统1000包括先前描述的经由双向总线1010通信的mems设备202和asic 304。mems 202和asic 304可以被封装在一起以形成单个数字产品，诸如数字麦克风。在一些实施例中，线性化系统1000还可以包括其他数字和模拟部件1006，诸如附加滤波器、放大器和其他类似部件。其他数字和模拟部件1006可以借助双向总线1012与mems设备通信。在一些实施例中，线性化系统1000还可以包括微处理器1008，该微处理器1008可以借助双向总线1014和双向总线1016与asic 304以及其他数字和模拟部件1006通信。例如，微处理器1008可以生成时钟信号，并且从asic 304接收数据。在其他实施例中，微处理器1008可以提供原本将驻留在asic 304上的数字或软件部件的功能。
[0046]
在一些实施例中，asic 304可以包括单个集成电路、两个或更多个集成电路、单独的数字和模拟部件、处理器或其组合。在一些实施例中，mems设备202可以包括电容性mems设备，该电容性mems设备由硅制成，并且具有一个或多个柔性膜以及一个或更多个固定膜。
[0047]
此处总结了本发明的示例实施例。其他实施例也可以根据本文提交的说明书和权利要求书的整体来理解。
[0048]
示例1.根据一个实施例，一种装置，包括：非线性系统，被配置用于接收输入信号；数字非线性补偿部件，具有被耦合到非线性系统的输出的输入，并且具有用于生成输出信号的输出；低通滤波器，具有被耦合到数字非线性补偿部件的输出的输入；第一加法器，具有被配置用于接收数字参考值的第一输入以及被耦合到低通滤波器的输出的第二输入；以及误差最小化部件，具有被耦合到第一加法器的输出的输入，以及被耦合到数字非线性补偿部件的输出。
[0049]
示例2.根据示例1所述的装置，其中数字非线性补偿部件包括二阶传递函数。
[0050]
示例3.根据上述示例中任一项所述的装置，其中二阶传递函数包括适应性二阶系数。
[0051]
示例4.根据上述示例中任一项所述的装置，其中数字参考值包括逻辑零值。
[0052]
示例5.根据上述示例中任一项所述的装置，其中误差最小化部件包括：步长生成器，具有被配置用于从第一加法器接收误差信号的输入；第二加法器，具有被耦合到步长生成器的输出的第一输入；以及积分器，具有被耦合到第二加法器的输出的输入以及被耦合到第二加法器的第二输入的输出，其中积分器的输出被配置用于生成适应性系数。
[0053]
示例6.根据上述示例中任一项所述的装置，其中步长生成器被配置用于生成恒定步长。
[0054]
示例7.根据上述示例中任一项所述的装置，其中步长生成器被配置用于生成包括误差信号的函数的步长。
[0055]
示例8.根据上述示例中任一项所述的装置，其中非线性系统包括数字麦克风。
[0056]
示例9.根据一个实施例，一种装置包括：非线性系统，被配置用于接收输入信号；第一低通滤波器，具有被耦合到非线性系统的输出的输入；第一加法器，具有被耦合到第一低通滤波器的输出的第一输入，并且具有被耦合到非线性系统的输出的第二输入；数字非线性补偿部件，具有被耦合到第一加法器的输出的输入，并且具有用于生成输出信号的输出；第二低通滤波器，具有被耦合到数字非线性补偿部件的输出的输入；第二加法器，具有被耦合到第一低通滤波器的第一输入，并且具有被耦合到第二低通滤波器的输出的第二输入；以及误差最小化部件，具有被耦合到第二加法器的输出的输入以及被耦合到数字非线性补偿部件的输出。
[0057]
示例10.根据示例9所述的装置，其中数字非线性补偿部件包括二阶传递函数。
[0058]
示例11.根据上述示例中任一项所述的装置，其中二阶传递函数包括适应性二阶系数。
[0059]
示例12.根据上述示例中任一项所述的装置，其中误差最小化部件包括：步长生成器，具有被配置用于从第一加法器接收误差信号的输入；第三加法器，具有被耦合到步长生成器的输出的第一输入；以及积分器，具有被耦合到第三加法器的输出的输入，并且具有被耦合到第三加法器的第二输入的输出，其中积分器的输出被配置用于生成适应性系数。
[0060]
示例13.根据上述示例中任一项所述的装置，其中步长生成器被配置用于生成恒定步长。
[0061]
示例14.根据上述示例中任一项所述的装置，其中步长生成器被配置用于生成包括误差信号的函数的步长。
[0062]
示例15根据上述示例中任一项所述的装置，其中非线性系统包括数字麦克风。
[0063]
示例16.根据一个实施例，一种方法，包括：将模拟信号转换为数字信号，其中模拟信号包括非线性；使用被拟合到模拟信号中的非线性特性的非线性传递函数来补偿数字信号，以提供经线性化的数字信号；根据经线性化的数字信号生成误差电压；减小误差电压，以生成经减小的误差电压；以及利用经减小的误差电压来更新非线性传递函数。
[0064]
示例17.根据上述示例中任一项所述的方法，还包括迭代地减小误差电压。
[0065]
示例18.根据上述示例中任一项所述的方法，其中误差电压被减小，直到达到预定的最小误差电压。
[0066]
示例19.根据上述示例中任一项所述的方法，其中减小误差电压包括将以固定量迭代地减小误差电压，或者以误差电压的函数的量迭代地减小误差电压。
[0067]
示例20.根据权利要求16所述的方法，其中非线性传递函数包括二阶传递函数。
[0068]
虽然本发明已参考例示性实施例进行了描述，但是本说明并非旨在进行限制性解释。参考说明书，例示性实施例的各种修改和组合以及本发明的其他实施例对于本领域技术人员是显而易见的。因此，所附权利要求涵盖任何这样的修改或实施例。

技术特征：
1.一种装置，包括：非线性系统，被配置用于接收输入信号；数字非线性补偿部件，具有被耦合到所述非线性系统的输出的输入，并且具有用于生成输出信号的输出；低通滤波器，具有被耦合到所述数字非线性补偿部件的输出的输入；第一加法器，具有被配置用于接收数字参考值的第一输入以及被耦合到所述低通滤波器的输出的第二输入；以及误差最小化部件，具有被耦合到所述第一加法器的输出的输入，以及被耦合到所述数字非线性补偿部件的输出。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述数字非线性补偿部件包括二阶传递函数。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述二阶传递函数包括适应性二阶系数。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述数字参考值包括逻辑零值。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述误差最小化部件包括：步长生成器，具有被配置用于从所述第一加法器接收误差信号的输入；第二加法器，具有被耦合到所述步长生成器的输出的第一输入；以及积分器，具有被耦合到所述第二加法器的输出的输入以及被耦合到所述第二加法器的第二输入的输出，其中所述积分器的输出被配置用于生成适应性系数。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述步长生成器被配置用于生成恒定步长。7.根据权利要求5所述的装置，其中所述步长生成器被配置用于生成包括所述误差信号的函数的步长。8.根据权利要求1所述的装置，其中所述非线性系统包括数字麦克风。9.一种装置，包括：非线性系统，被配置用于接收输入信号；第一低通滤波器，具有被耦合到所述非线性系统的输出的输入；第一加法器，具有被耦合到所述第一低通滤波器的输出的第一输入，并且具有被耦合到所述非线性系统的输出的第二输入；数字非线性补偿部件，具有被耦合到所述第一加法器的输出的输入，并且具有用于生成输出信号的输出；第二低通滤波器，具有被耦合到所述数字非线性补偿部件的输出的输入；第二加法器，具有被耦合到所述第一低通滤波器的输出的第一输入，并且具有被耦合到所述第二低通滤波器的输出的第二输入；以及误差最小化部件，具有被耦合到所述第二加法器的输出的输入，以及被耦合到所述数字非线性补偿部件的输出。10.根据权利要求9所述的装置，其中所述数字非线性补偿部件包括二阶传递函数。11.根据权利要求10所述的装置，其中所述二阶传递函数包括适应性二阶系数。12.根据权利要求9所述的装置，其中所述误差最小化部件包括：步长生成器，具有被配置用于从所述第一加法器接收误差信号的输入；第三加法器，具有被耦合到所述步长生成器的输出的第一输入；以及积分器，具有被耦合到所述第三加法器的输出的输入，并且具有被耦合到所述第三加
法器的第二输入的输出，其中所述积分器的输出被配置用于生成适应性系数。13.根据权利要求12所述的装置，其中所述步长生成器被配置用于生成恒定步长。14.根据权利要求12所述的装置，其中所述步长生成器被配置用于生成包括所述误差信号的函数的步长。15.根据权利要求9所述的装置，其中所述非线性系统包括数字麦克风。16.一种方法，包括：将模拟信号转换为数字信号，其中所述模拟信号包括非线性特性；使用被拟合到所述模拟信号中的所述非线性特性的非线性传递函数来补偿所述数字信号，以提供经线性化的数字信号；根据所述经线性化的数字信号生成误差电压；减小所述误差电压，以生成经减小的误差电压；以及利用所述经减小的误差电压来更新所述非线性传递函数。17.根据权利要求16所述的方法，还包括迭代地减小所述误差电压。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述误差电压被减小，直到达到预定的最小误差电压。19.根据权利要求16所述的方法，其中减小所述误差电压包括以固定量迭代地减小所述误差电压，或者以作为所述误差电压的函数的量迭代地减小所述误差电压。20.根据权利要求16所述的方法，其中所述非线性传递函数包括二阶传递函数。

技术总结
本公开的实施例涉及对硅麦克风的适应性数字非线性补偿。线性化系统包括：非线性系统，被配置用于接收输入信号；数字非线性补偿部件，具有被耦合到非线性系统的输出的输入，并且具有用于生成输出信号的输出；低通滤波器，具有被耦合到数字非线性补偿部件的输出的输入；第一加法器，具有被配置用于接收数字参考值的第一输入以及被耦合到低通滤波器的输出的第二输入；以及误差最小化部件，具有被耦合到第一加法器的输出的输入，以及被耦合到数字非线性补偿部件的输出。非线性补偿部件的输出。非线性补偿部件的输出。


技术研发人员：D
受保护的技术使用者：英飞凌科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/9/13