头戴式耳机信号多路复用系统的制作方法

头戴式耳机信号多路复用系统的制作方法
【专利摘要】一种用于将功率供应给头戴式耳机以及用于使用频分多路复用将在所述头戴式耳机中生成的多个信号发送到终端的系统和方法。音频信号(66)和载波信号(68)在所述终端中被生成并且一起合计以形成合成的上行链路信号(70)。所述合成的上行链路信号(70)通过第一物理信道(28)被提供给头戴式耳机(14)。在所述头戴式耳机(14)处，所述音频和载波信号被分离，并且所述载波信号(68)被用来在所述头戴式耳机中生成功率。由所述头戴式耳机中的多个声传感器(60,62)所生成的信号使用频分多路复用被组合以生成合成的下行链路信号(76)，所述合成的下行链路信号(76)通过第二物理信道被发送到所述终端。
【专利说明】头戴式耳机信号多路复用系统
【技术领域】
[0001]本实用新型一般地涉及用于在头戴式耳机中处理多个信号的系统和方法，并且特别地涉及通过标准TRS型互连来处理这种信号的系统和方法。
【背景技术】
[0002]头戴式耳机常常被采用用于各种目的，诸如以在话音定向的或话音辅助的工作环境中提供话音通信。这种环境常常使用语音识别技术来促进工作，从而允许工作人员使他们的手和眼保持自由以执行任务同时维护与话音定向的便携式计算机设备或较大系统的通信。用于这种应用的头戴式耳机典型地包括被定位成拾取穿戴者的话音的话筒，以及靠近穿戴者的耳朵定位以便该穿戴者可以听到与头戴式耳机使用相关联的音频的一个或多个扬声器-或耳机。头戴式耳机可以被耦合到与其他移动设备或集中式系统一起提供链路的移动或便携式通信设备-或终端，从而允许用户在他们自由地动来动去时保持通信。
[0003]头戴式耳机常常包括由音频插头所端接的多导体电缆，所述音频插头通过从匹配弹簧加载的音频插口插入或者移除音频插头来允许头戴式耳机被容易地连接到终端以及与终端断开连接。标准音频插头典型地由分段的导电圆柱组成，其中每个段电力地与其他段隔离以便插头提供多个轴向地相邻的触点。末端段通常被称为“尖端”，同时离尖端最远的段被称为“套筒”。位于尖端与套筒之间的附加段被称为“环”段。具有三个触点的音频插头通常被称为TRS (尖端环套筒)插头或插孔。标准音频插头还通常适用于两个触点(尖端套筒或TS)和四个触点(尖端环环套筒或TRRS)，但是有时使用更大数量的环。TRS型插头的标准直径是6.35 mm、3.5 mm或2.5 mm，并且连接器还典型地具有标准长度和环放置以便不同的头戴式耳机可以被与多种类型的终端互换地使用。
[0004]因为通信系统已经演进了，所以头戴式耳机和它们被耦合到的终端已变得更复杂了，从而产生对在头戴式耳机与终端之间发送更多信号的需要。例如，在话音定向的或话音辅助的应用中的工作环境中使用的头戴式耳机常常遭受高环境噪声电平，诸如在工厂、仓库或其他工地中遭遇的那些。高环境噪声电平可以被头戴式耳机话筒拾取，从而掩盖和干扰头戴式耳机穿戴者的语音使得对于其他听众来说变得难以理解或者对于语音识别系统来说变得难以处理来自话筒的音频信号。降低环境噪声对语音信号质量的影响的一个方法是将多个话筒包括在头戴式耳机中，使得环境噪声可以通过终端中的信号处理电子装置和/或处理器被分别地检测并且从期望的话音音频中减去。然而，将附加的话筒添加到头戴式耳机产生对将附加的信号传输到终端的需要，并且还可能需要处理电子装置到头戴式耳机的添加。随着更多功能性被添加，所关联的电子电路还产生对头戴式耳机中的功率的需要。
[0005]耦合来自-以及将功率提供给-头戴式耳机的附加的信号的一个方式是简单地添加附加的导体和连接器触点。然而，这样做需要头戴式耳机和终端硬件两者方面的改变，从而产生复杂性问题使得新的头戴式耳机和终端不能够与较旧的传统设备一起使用以提供甚至原始水平的功能性。这个硬件不兼容性可能增加必须被采购、维护并且跟踪以便保证每个工作人员具有功能终端-头戴式耳机对的终端和头戴式耳机的总数。此外，随着单独的导体的数目增加，电缆和连接器的尺寸和成本也不合需要地增加。
[0006]添加电池以及将音频处理电子装置从终端移动到头戴式耳机还能够在一些应用中降低对附加的导体的需要，但将不合需要地将成本、重量以及复杂性添加到头戴式耳机。因为出于卫生目的工作环境中的头戴式耳机被典型地分配给各个工作人员，所以虽然终端在工作人员之间(诸如在换班制之间)被共享，但是工作面通信系统典型地比终端需要更多头戴式耳机。将成本和复杂性从终端转移到头戴式耳机中因此是不合需要的，因为它可能导致采购和维护通信系统的总成本的显著增加。
[0007]因此，存在对用于使用现有硬件接口在头戴式耳机与终端之间发送多个信号并且与现有头戴式耳机兼容的改进方法和系统的需要。进一步地，存在对通过现有标准连接器和电缆接口将来自终端的功率耦合到头戴式耳机以便支持较新的头戴式耳机中增加的功能性的需要。
实用新型内容
[0008]在一个实施例中，提供了包括第一和第二声传感器的头戴式耳机，其中每个传感器都具有输出信号。头戴式耳机中的调制器被配置成接收载波信号和第二声传感器的输出信号。所述调制器被配置用于用第二声传感器的输出信号来调制载波信号，并且提供反映第二声传感器的输出信号的已调输出信号。头戴式耳机中诸如多路复用器之类的信号组合电路被耦合到调制器并且接收第一声传感器的输出信号和调制器的已调输出信号。信号组合电路组合已调输出信号和第一声传感器的输出信号以产生合成的下行链路信号以供通过公共导体传输。头戴式耳机中的第一和第二电连接被配置用于将连接提供给终端设备。所述第一电连接被配置用于处理由连接到头戴式耳机的终端设备提供给头戴式耳机的载波信号。所述第二电连接与用于处理合成的下行链路信号并且将所述合成的下行链路信号导向终端设备的多路复用器耦合。
[0009]依照另一实施例，由调制器所使用的载波信号通过包括载波信号和音频信号两者的合成的上行链路信号来提供。载波信号和音频信号由终端通过头戴式耳机与终端之间的公共导体被提供给头戴式耳机。
[0010]依照又一个实施例，功率通过将嵌入在合成的上行链路信号中的载波信号的一部分转换成头戴式耳机中的电源电压而被提供给头戴式耳机。
[0011]依照再一个实施例，第二载波信号在头戴式耳机中被生成并且被第二传感器的输出调制。已调第二载波信号与第一传感器的输出组合以产生合成的下行链路信号以供通过公共导体传输。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]附图图示了本实用新型的实施例并且连同在下面给出的本实用新型的通用描述一起用来解释本实用新型的原理，附图被并入和构成本说明书的一部分。
[0013]图1是图示了终端和头戴式耳机组合的框图。
[0014]图2A是示出了依照本实用新型的实施例包括载波源以及功率和信号多路复用方案的终端和头戴式耳机的框图。[0015]图2B是依照本实用新型的实施例采用多个载波源的图2A中的终端和头戴式耳机的框图。
[0016]图2C是图示了在头戴式耳机中采用载波源的本实用新型的可替换实施例的图2A中的终端和头戴式耳机的框图。
[0017]图3是图示了依照本实用新型的实施例具有附加的电路细节来自2A的头戴式耳机的原理图。
【具体实施方式】
[0018]设备使用频分多路复用来使载波信号与音频信号组合，并且在将该设备连接到头戴式耳机的公共物理信道上输出结果得到的合成信号。在头戴式耳机中，载波和音频信号被分离并且音频信号被提供给声致动器，使得头戴式耳机穿戴者能够听到音频。载波信号可以被用来将功率提供给头戴式耳机和/或用来促进多个话筒信号的频分多路复用以便在单个物理下行链路信道上往回传输到设备。以这种方式，多个功率和音频信号可以共享公共导体，从而在没有对现有设备硬件、音频驱动器或连接器的修改的情况下允许功率被输送到头戴式耳机并且允许多个话筒信号被发送到设备以得到在设备中获得附加的话筒信号的有益效果，并且而不使传统头戴式耳机淘汰。在如所公开的本实用新型的一个实施例中，耦合到头戴式耳机的设备是计算机终端设备。然而，本实用新型可能与可以与头戴式耳机一起被利用的其他设备一起使用。
[0019]参考图1，呈现图示了包括耦合到头戴式耳机14的计算机设备或“终端” 12的通信系统10的框图。终端12包括在操作上耦合到存储器18、用户接口 20、音频输入/输出(音频I/O)部22以及可选地网络接口 24的处理器16。处理器16可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、微计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑器件或适于基于操作指令来操纵信号的任何其他设备，所述操作指令被存储在处理器16中或者在存储器18中。
[0020]存储器18可以是单个存储器设备或多个存储器设备，包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、易失性存储器、非易失性存储器、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、闪速存储器、高速缓存存储器和/或能够存储数字信息的任何其他设备。用于系统10的存储器18中的全部或一部分还可以像所指出的那样被集成到处理器16中。
[0021]用户接口 20提供通过其用户可以通过接受命令或其他用户输入并且将所接收到的输入发送到处理器16与终端12交互的机制。用户接口 20可以包括小键盘、触摸屏、按钮、拨号盘或用于键入数据的其他方法，诸如通过音频I/O部22接收并且由处理器16转发到用户接口 20的命令的语音识别。用户接口 20还可以包括一个或多个显示器以向用户通知终端12操作状态或任何其他操作参数。用户接口 20还可以包括诸如用于在接收语音命令时与头戴式耳机14 一起使用的话音处理能力。所述话音处理能力还可以允许用户接口20提供音频或语音输出以便即使话音或音频信号或音调通过处理器16和音频I/O部22被发送到头戴式耳机14，也向用户通知它们可以被用户听到的地方。
[0022]音频I/O部22在处理器16与头戴式耳机14之间提供接口，所述接口使得终端12能够从头戴式耳机14接收音频信号并且将音频信号发送到头戴式耳机14。音频I/O部16被适配成从头戴式耳机14接收一个或多个音频信号23，并且将一个或多个接收的音频信号-其可以具有模拟形式-转换成适于通过处理器16操纵的数字信号。音频I/O部22还将由处理器所提供的数字输出信号转换成适于驱动头戴式耳机14的形式。音频I/O部22可以包括放大级和适合的编码器/解码器(CODEC)电路以便提供适于头戴式耳机14使用的音频信号的处理。尽管在图1中被示出为单独的块，但是音频I/O部22的功能中的一些或全部，特别与模拟至数字和/或数字至模拟信号转换相关联的那些，可以被集成到处理器16中。在一个实施例中，终端12通过头戴式耳机14来实现语音识别和文本至语音(TTS)功能性。
[0023]网络接口 24如果存在则在终端12与其他通信设备和/或中央计算机系统(未示出)之间提供通信链路。网络接口 24可以包括无线局域接入网(WLAN)收发器以使用标准无线联网技术将无线链路提供给局部网络，所述标准无线联网技术诸如IEEE 802.11(W1-Fi) ,IEEE 802.15.1 (蓝牙)、IEEE 802.15.4 (包括ZigBee、WirelessHART 以及MiWi)或任何其他适合的无线联网技术。
[0024]尽管图1示意性地图示了用于实现本实用新型的一个可能的设备12，但是关于诸部件如何可能被布置或者以其他的方式组织不是限制性的。依照本实用新型的一个实施例，来自伊利诺斯州香柏(Schaumburg, Illinois)的摩托罗拉的MC9090手持式移动计算机可能被用来实现本实用新型。移动电话或诸如膝上型计算机或平板计算机之类的普通个人计算机还可以被用来实现本实用新型。
[0025]参考图2A，并且依照本实用新型的实施例，呈现图示了用于实现本实用新型的头戴式耳机/终端系统26的框图。系统26包括终端12、头戴式耳机14以及连接器接口 28，所述连接器接口 28可以是多触点插头和插口 TRS型连接。如将在下面详细地描述的那样，系统26提供通过其可以在头戴式耳机14与终端12之间发送多个信号的机制，以及用于通过连接器接口 28从终端12将功率提供给头戴式耳机14的机制。头戴式耳机实现具有多个导体的电缆51以便处理头戴式耳机14与终端12之间的信号。在典型的TRS连接场景中，头戴式耳机电缆可以具有3个导体，或者对于TRRS，四个导体以用于处理信号。
[0026]如图2A中所示，终端12包括信号处理和合成(SPS)部30 ;以及音频I/O部22，所述音频I/O部22包括数字至模拟转换器(DAC) 32和模拟至数字转换器(ADC) 34。SPS部30包括音频源36、载波信号源37、求和电路38、解调器39以及低通滤波器40、41。在本实用新型的实施例中，SPS部30功能块36-41可以基于在存储器18中存储的操作指令用诸如在处理器16上运行的应用层软件或音频驱动之类的软件加以实现。有利地，因为SPS部30功能块可以通过简单地修改终端软件来实现，所以能够在没有对终端侧的显著硬件改变的情况下实现头戴式耳机/终端系统26。本实用新型的实施例因此可以通过仅仅更新终端软件来允许现有终端硬件的使用，从而避免对终端硬件、音频驱动和/或音频连接器的昂贵改变。
[0027]头戴式耳机14包括声致动器或通过低通滤波器52电力地耦合到头戴式耳机输入端50的耳机扬声器48。头戴式耳机14还包括都通过一个或多个高通滤波器58电力地耦合到头戴式耳机输入端50的调制器54和AC至DC转换器56。第一声传感器60被电力地耦合到用于捕获声信号的一个源的调制器54，并且第二声传感器62被提供来捕获声信号的附加的源。声信号的源可以要么单独要么相结合地包括用户语音和/或背景噪声，诸如可以被包含在在不同位置处拾取的声信号中。声传感器60、62可以是话筒元件。调制器54和第二声传感器62的输出端被电力地耦合到适当的信号组合电路，诸如多路复用器电路64，使得两个信号都可以被多路复用到头戴式耳机输出端78上。虽然在本文中针对各种信号的组合讨论了多路复用器，但是还可能实现其他信号组合电路。在本实用新型的一个实施例中，多路复用器电路64被配置成提供频分多路复用。
[0028]被期望通过扬声器48被提供给头戴式耳机穿戴者的音频通过音频源36而被引入到系统26中。音频源36生成音频源信号66，所述音频源信号66可以包括源自于记录(文本至语音(TTS)合成功能)的音频、从终端12被在操作上连接到其的通信系统接收的音频和/或待传送到头戴式耳机穿戴者的任何其他音频信号，诸如由用户接口 20所生成的音调或其他音频信息。载波信号源37生成载波上行链路信号68，所述载波上行链路信号68可以是例如具有高于存在于音频源信号66中的最高期望频率的频率的正弦信号使得上行链路载波信号68和音频源信号66的频带不重叠。音频源信号66和载波上行链路信号68通过求和电路38而被多路复用以形成合成的上行链路信号70，所述合成的上行链路信号70被提供给DAC 32。DAC 32将合成的上行链路信号70转换成模拟合成的上行链路信号72。
[0029]为了避免使模拟合成的上行链路信号72失真，音频源信号66和/或载波信号68中的一个或两者的幅度可能需要被调整，使得经组合的信号符合DAC 32和相关电路的最大模拟和数字限制。通过使合成的上行链路信号70的幅度保持在DAC 32和相关电路的最大限制内，可以使DAC 32的输出保持它最大容许的电压范围内以便使得模拟合成的上行链路信号72不被消波。合成的上行链路信号72然后通过适当的连接器接口 28从一个或多个终端输出触点73被耦合到头戴式耳机输入端50。通常，合成的上行链路信号72使用适当的触点和导体被导向头戴式耳机14，所述触点和导体专用于将音频源信号66导向头戴式耳机14使得仅单个导体被实现用于音频源信号66和多路复用的载波上行链路信号68两者。
[0030]在头戴式耳机14中，音频源信号66从合成的上行链路信号72中被恢复或者分离。在如图2A中所图示的一个实施例中，低通滤波器52在信号被路由到扬声器48之前被应用于该信号，使得所期望的音频被提供给头戴式耳机穿戴者。低通滤波器52可以是无源滤波器或有源滤波器。可替换地，头戴式耳机可能只依靠扬声器48的高频滚降响应以滤出载波上行链路信号。低通滤波器52还可以对合成的上行链路信号72的载波上行链路部分呈现足够高的阻抗，以便防止载波上行链路信号功率被耗散在低通滤波器52或扬声器48中。有利地，在其中载波上行链路信号要么通过扬声器48的标称高频滚降被滤出、要么具有足够高的频率以便对于头戴式耳机穿戴者而言是听不见的情况下，音频源信号66可能被使用较旧的头戴式耳机的人员听到，从而允许较旧的头戴式耳机与具有更新的信号多路复用系统终端软件的终端一起被使用。
[0031]以如在音频源信号66情况下一样的类似方式，载波上行链路信号68通过高通滤波器58与合成的上行链路信号72分离，所述高通滤波器58将恢复的载波上行链路信号69提供给AC至DC转换器56和调制器54。转换器56从已恢复的载波上行链路信号69的一部分生成DC电压。转换器56的输出然后可以被用来将功率提供给头戴式耳机14中的有源部件，诸如调制器54、滤波器52、58 (如果需要)、声传感器60、62和/或可能需要功率的任何其他头戴式耳机部件。以那种方式，使用专用于待在扬声器48上播放的音频信号的头戴式耳机电缆51中的现有导体将功率输送到有源头戴式耳机14。
[0032]声传感器60、62被配置成捕获在头戴式耳机14处的声能，诸如头戴式耳机用户的话音和/或环境噪声，并且将该能量转换成相应的电输出信号61、63。声传感器可以每个都是话筒，所述话筒由一个或多个电容器元件、驻极体元件、压电元件或响应于声能来生成电信号的任何其他适合的传感器兀件组成。为了相应传感器60、62的输出信号61、63可以被可逆地组合成单个合成的下行链路信号76中，第一声传感器输出信号61被电力地耦合到调制器54。输出信号61从而调制已恢复的载波上行链路信号69的一部分。第一声传感器输出信号61可以被用来改变幅度、相位、频率和/或这三个信号特性的任何组合，以便产生具有频率特性的已调载波下行链路信号74使得它可以在信号63、74不干扰彼此的情况下与传感器输出信号63组合。
[0033]调制可以具有幅度调制(AM)、单边带AM (SSB)、正交幅度调制(QAM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)或适于在载波信号上传达信息的任何其他类型的调制的形式。在一个潜在的实施例中，声传感器60的输出可以通过头戴式耳机中的ADC 75被转换成数字形式，并且结果得到的数字信号被用来数字调制载波上行链路信号68。对于数字调制，可以使用频移键控(FSK)、振幅键控(ASK)、相移键控(MSK)、最小移频键控(MSK)或适于在载波信号之上传达数字符号的任何其他类型的调制。已调载波下行链路信号74然后通过多路复用器电路64与第二声传感器信号63组合以诸如通过使用频分多路复用来形成合成的下行链路信号76。可以通过头戴式耳机电缆51的单个导体来处理合成的下行链路信号76，所述单个导体诸如专用于处理来自头戴式耳机14的话筒信号的单个导体。合成的下行链路信号76然后通过适当的头戴式耳机输出触点78而被耦合到通过连接器接口 28形成话筒输入端80的一个或多个终端触点。连接器接口 28在与头戴式耳机14和头戴式耳机电缆51相关联的适当导体或信号信道与终端12的对应触点和连接器输入端/输出端之间提供适合的耦合。
[0034]在终端12处，合成的下行链路信号76通过ADC 34而被转换为适于数字信号处理并且提供给终端12的SPS部30的数字合成的下行链路信号82。第二声传感器输出信号83的恢复版本通过用低通滤波器41对数字合成的下行链路信号82进行滤波来获得。使用由载波信号源37所提供的载波上行链路信号68，解调器39解调数字合成的下行链路信号82,并且调制器输出84被低通滤波器40滤波以产生第一声传感器输出86的恢复版本。多个传感器输出信号61、63从而可以使用提供连接器接口 28的单个物理信道的电缆51中的单个导体而被从头戴式耳机14发送到终端12。
[0035]有利地，从终端12将载波信号提供给头戴式耳机14然后简化在终端12处的后续解调。因为提供给调制器54和解调器39两者的载波信号是由相同的载波信号源37生成的，所以对将单独的频率同步本机振荡器信号提供给解调器39的需要被消除了。更有利地，因为载波上行链路信号68和恢复的载波上行链路信号69具有基本上相同的相位，所以同步检测方法-诸如典型地用来解调SSB和PM信号的那些-可以被使用，而无需在终端中生成单独的相位同步载波信号。
[0036]现参考图2B，其中相同的参考标号指的是图2A中相同的特征，并且依照本实用新型的另一实施例，终端12示出有包括多个载波信号源37a-37n的SPS部30。每个载波信号源37a-37n供应具有不同频率的载波上行链路信号68a_68n，使得多个传感器信号可以被多路复用到单个电缆导体和适当的输出触点78上。通过示例，在支持8 kHz带宽传感器输出信号60a-60n、63的信号多路复用系统26中，各被16 kHz分离并且使用AM调制的12个载波源理想地能够被用来通过200 kHz的总连接器接口带宽在头戴式耳机14与终端12之间发送13个单独的传感器输出信号60a-60n、63。在实践中，非理想滤波器可能在载波之间需要附加的间隔，以及因此需要附加的总带宽。如由本领域的普通技术人员将理解的那样，能够实现将导致不同数目的载波信号和下行链路信号的其他调制方案和/或传感器输出带宽。
[0037]以如参考图2A所描述的类似方式，音频源信号66与载波上行链路信号69a_69n组合以形成合成的上行链路信号70，所述合成的上行链路信号70被转换为模拟合成的上行链路信号72，并且通过导体接口 28以及在头戴式耳机电缆51的单个导体上发送到头戴式耳机14。在头戴式耳机中，各个载波上行链路信号68a-68n通过适当的带通滤波器88a-88n从合成的上行链路信号72中被分离出，以便恢复的载波上行链路信号69a_69n被提供给相应的调制器54a-54n。带通滤波器88a_88n可以是具有充足带外抑制以当已调载波下行链路信号74a-74n被终端12中的解调器39a_39n解调时防止声传感器输出信号61a-61n之间不可接受的串扰的无源滤波器或有源滤波器。已调载波输出下行链路信号74a-74n通过多路复用器电路64与声传感器输出信号63组合以形成合成的下行链路信号76，所述合成的下行链路信号76以如参考图2A所描述的相同方式被发送到ADC 34。一旦在SPS部30中，每个已调载波下行链路信号74a-74n使用它相关联的载波上行链路信号68a-68n被解调并且被低通滤波器40a_40n滤波以提供相应的声传感器输出信号61a_61n的恢复版本。
[0038]现参考图2C，其中相同的参考标号指的是图2A和2B中相同的特征，并且依照本实用新型的另一可替换的实施例，头戴式耳机14示出有载波源88，所述载波源88可以是振荡器，诸如由PLL (未示出)所控制的压控振荡器(VCO)和/或晶体振荡器。声传感器输出信号61、63被一起多路复用以采用基本上如关于图2A先前所描述的相同方式形成合成的下行链路信号76，除了载波信号89通过头戴式耳机14中的载波源88而不是通过已恢复的载波上行链路信号69被提供给调制器54。取决于被使用的调制的类型，解调器39可以使用非同步检测方法，诸如包络检测，以便恢复声传感器输出信号61。解调器39还可以使用载波恢复技术来执行已调载波下行链路信号74的相干解调。可替换地，载波源88可以与已恢复的载波上行链路信号69 —起被相位和/或频率锁定，使得其相位相对于终端中的载波信号源37是已知的。
[0039]现参考图3，其中相同的参考标号指的是图2A中相同的特征，图示了示出本实用新型的实施例的附加的电路细节的头戴式耳机14。连接器接口 28被示出包括形成输入端50的两个触点50a、50b。输入端50可以是平衡输入端,诸如由桥式放大器输出端所产生的输入端，或非平衡输入端，诸如如果触点50a或50b是与公共接地92相同的连接。在任一情况下，头戴式耳机14可以包括可选的解耦变压器90和/或可选的解耦电容器94、95以使输入端50与接地92解除参考。变压器90还可以被用来增加来自输入端50的信号电压，并且可以可替换地在输入端50被路由到低通滤波器52或扬声器48之后被定位。到达输入端50的信号通过一个或多个电感器91而被耦合到扬声器48，所述电感器91用作扼流器(choke),从而形成低通滤波器52。低通滤波器可以对可能存在于输入信号中的载波分量呈现高串联阻抗，从而防止载波分量使功率消散并且在扬声器48中产生不需要的音频信号。
[0040]有利地，前述配置允许终端12被设计成基于一个或多个载波频率在合成的下行链路信号76中的不存在或存在来确定所附连的头戴式耳机是否包含多个声换能器。可替换地，终端12能够被配置成检测头戴式耳机标识芯片(未示出)的存在，所述头戴式耳机标识芯片能够将关于头戴式耳机的信息(诸如存在于头戴式耳机14中的话筒的数目和/或由头戴式耳机14所支持的调制频率)往回中继到终端12，使得终端12能够将它合成的上行链路信号72调整为与所附连的头戴式耳机兼容。作为另外的替代方案，终端12能够基于载波频率在合成的下行链路信号76中的不存在或存在来调整或者断开载波上行链路信号68以便促进与较旧的头戴式耳机的兼容性。
[0041]高通滤波器58被不出包括电容器94、95，并且将输入信号的载波分量-其可能存在于包括头戴式耳机输入端50的连接器50a、50b中的任一个或两者上-耦合到调制器54和AC至DC转换器56。AC至DC转换器包括整流器98。尽管整流器98在图3中被图示为全波整流器，但是如果输入端50是非平衡的和/或能够在没有全波整流的情况下提供足够的功率，则整流器98还可能是半波整流器。载波分量信号通过整流器98以产生具有DC分量的输出电压，所述输出电压对电容器96充电以提供功率储器。AC至DC转换器56还可以包括升压转换器102以增加电压输出，使得该AC至DC转换器以足以给头戴式耳机14的有源部件供电的电平来提供输出电压104 (Vcc) 0
[0042]取决于被采用的传感器的类型，声传感器60、62可以通过电阻器106、108配备有偏压。可选的缓冲放大器110、111可以被用来分别将声传感器输出信号61、63耦合到调制器54和多路复用器电路64，从而将信号隔离提供给声传感器60、62。附加的缓冲放大器112、113可以被用来将调制器输出耦合到多路复用器电路64，从而提供附加的信号隔离，并且以便缓冲多路复用器电路64的输出。
[0043]有利地，通过频率多路复用的使用，头戴式耳机信号多路复用系统允许在头戴式耳机中使用多个声传感器而不用增加在终端/头戴式耳机接口中需要的导体的数目。更有利地，通过将每个单独的声传感器输出信号供应给终端代替在头戴式耳机中处理它们，终端中的语音识别算法可以被配置成使用在多个信号中包含的空间信息来改进高于能够用单个预处理的信号所获得的语音识别性能。进一步地，通过将信号处理功能从头戴式耳机移动到终端，终端/头戴式耳机组合的成本可以通过从头戴式耳机去除信号处理电子装置并且利用在终端中可得到的过量处理功率来降低。更进一步的优点通过从终端发起载波信号来提供。除促进来自头戴式耳机的下行链路信号的解调之外，载波上行链路信号还将方便的电源提供给不需要替换电池或者添加附加的接口导体的头戴式耳机。
[0044]虽然已经通过各种实施例的描述图示了本实用新型，并且虽然已经相当详细地描述了这些实施例，但是本 申请人:的意图不是约束或者以任何方式将所附权利要求的范围限于这种细节。本领域的技术人员将容易地想到附加的优点和修改。例如，能够使用带通滤波器代替如在本文档中所描述的任何高通滤波器或低通滤波器。作为另一示例，能够通过使用倍频器以整数倍的下行链路载波信号在头戴式耳机中生成附加的下行链路载波信号。作为又一个示例，上行链路载波能够被用作参考以允许头戴式耳机中的一个或多个锁相环(PLL)生成与上行链路载波相位同步的附加载波。本实用新型在它更广泛的方面因此不限于所示出和所描述的特定细节、代表性方法以及说明性示例。因此，在不偏离 申请人:的通用实用新型构思的精神或范围的情况下可以根据这种细节作出偏离。
【权利要求】
1.一种头戴式耳机(14)，其包括: 具有输出信号的第一声传感器(62)； 具有输出信号的至少第二声传感器(60)； 调制器电路(54)，其被配置成接收载波信号(69，89)，并且耦合来接收所述第二声传感器(60)的所述输出信号，所述调制器电路(54)被配置用于用所述第二声传感器的所述输出信号来调制所述载波信号(68，69)以提供反映所述第二声传感器的所述输出信号的已调输出信号； 组合电路(64)，其被耦合来接收和组合所述第一声传感器的所述输出信号和所述已调输出信号(74)以产生合成的下行链路信号(76)以供通过公共导体传输；以及 至少第一和第二电连接(73，80 )，其被配置用于将连接提供给终端设备(12); 与所述组合电路(64)耦合以便处理所述合成的下行链路信号(76)并且将所述合成的下行链路信号(76)导向所述终端设备(12)的所述电连接(73，80)中的至少一个。
2.根据权利要求1所 述的头戴式耳机，进一步包括: 信号源88，其用于在头戴式耳机(14 )中生成载波信号(89 )，所述信号源与用于调制所述载波信号(89)的所述调制器电路(54)耦合。
3.一种包括权利要求1所述的头戴式耳机的通信系统，并且进一步包括: 终端设备(12)，其被配置用于生成具有音频信号(66)和载波信号(68)的上行链路信号(70);以及 连接器接口(28)，其被耦合在所述终端设备(12)与头戴式耳机(14)之间并且包括用于在所述头戴式耳机(14)与终端设备(12)之间引导所述上行链路信号和所述下行链路信号的第一电连接(73)和第二电连接(80)。
4.根据权利要求3所述的通信系统，所述终端设备包括用于生成载波信号(68)的载波信号源(37)、用于生成音频信号(66)的音频信号源(36)以及用于组合所述音频信号和载波信号并且形成所述上行链路信号(72)的信号组合电路(38)。
【文档编号】G10K11/16GK203746416SQ201290000604
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年6月14日 优先权日:2011年6月14日
【发明者】K·布拉霍 申请人:沃科莱克特公司