专利名称：提供无线电话内宽带语音质量的装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明背景本发明领域本发明一般涉及无线电话，尤其涉及无线电话内的电声装置。
相关技术能支持语音频带通信的无线电话一般包括嘴部件，用于将来自用户第一声信号转换到电信号，还包括耳部件，用于将第二电信号转换成第二声信号。嘴部件和耳部件一起形成了无线电话的电声部分(还被称为“电声”)。在语音频带通信中，无线电话用户感觉的语音质量部分由电话的电声部分的语音带频率响应确定。一般，语音带频率响应越宽，感觉的语音质量越好。
根据现在的公共交换电话网络(PSTN)语音频带限制，传统无线电话支持限于300赫兹(Hz)到3400Hz的音频范围。因此，该种常规无线电话的电声部分同样有限制于300Hz到3400Hz的语音频带频率响应范围。即常规嘴部件可能有限制于300Hz到3400Hz范围内的有效频率响应或“通带”，如同常规的耳部件。有限的频率响应导致相应地受限的语音质量一般期望改善上述的与常规无线电话相关的受限语音质量。因此，需要能比起常规无线电话改善/增加用于无线电话的电声装置的音频响应。
本发明概述本发明涉及无线电话的宽带语音电声装置。本发明包括用于无线电话的嘴部件，它带有频率范围为200Hz到7000Hz内的宽带语音频率响应/通带。本发明还包括无线电话的耳部件，它带有200Hz到7000Hz的频率范围内的宽带语音通带。比起带有小于200Hz到7000Hz的电声通带的常规可用的无线电话，宽带语音电声装置改善了无线语音频带通信的语音质量因此本发明的一实施例是用于无线电话内的电话耳部件。耳部件包括外壳，以及固定在外壳内的扬声器，用于将电信号转换成声信号。外壳和扬声器用于并被安排使得电话耳部件有在200Hz到7000Hz的宽带语音频率范围内的通带。
本发明的另一实施例是用于无线电话的电话嘴部件。嘴部件包括外壳，以及固定在外壳内的麦克风，用于将声信号转换成电信号。外壳和嘴部件用于并被安排以使得电话嘴部件有200Hz到7000Hz的频率范围内的宽带语音通带。
本发明的另一实施例是无线电话内的宽带语音电声装置，包括宽带语音嘴部件和宽带语音耳部件。
本发明的其他实施例会从本发明以下的详细描述中变得明显。
附图的简要描述本发明参考附图进行描述。附图在此是说明的一部分，说明本发明并连同描述一起用于解释本发明原理并使得领域内的技术人员能使用本发明。在附图中，相同的参考号指明相同或功能类似的元件。在此使用的“顶部”、“底部”、“后面”、“前面”、“上部”、“下部”是相对的。“后面”、“前面”可以与“左面”和“右面”或者“右面”和“左面”交换使用，这取决于描述的附图。
图1A是折起或折叠类型的前视图，带有本发明宽带语音嘴部件和宽带语音耳部件的蚌壳式无线电话。
图1B是图1A内的无线电话位于折起或折叠位置的前视图；图1C是图1A内的无线电话位于折叠位置的侧视图；图1D和1E相应是图1A内的无线电话的顶视图和底视图。
图1F是图1A内的位于打开位置的无线电话侧视图。
图2是图1A的无线电话示例功能框图。
图3是图1A的无线电话的宽带语音嘴部件的示例幅度响应图。
图4A是对应图1A的无线电话的示例宽带语音嘴部件构造的横截面侧视图，截线是图1内的4A-4A。
图4B是用于图4A的嘴部件构造内的示例麦克风转换器的透视图。
图4C是用于图4A内嘴部件构造的示例麦克风罩的透视图。
图4D是图4A和4C的麦克风罩的幅度响应曲线图。
图5A是对应图1A的无线电话的第一示例宽带语音耳部件构造的横截面侧视图，截线为图1A内的5A-5A。
图5B是图5A的耳部件构造的前视图。图6是从图5B的耳部件构造取得的示例耳部件通孔横截面侧视图。
图7是第二示例宽带语音耳部件构造的横截面侧视图。
图8A是图4A的宽带语音嘴部件构造的第一示例幅度响应图。
图8B是图4A的宽带语音嘴部件构造的第二示例幅度响应图。
图9A是图5A和7的耳部件构造的第一示例幅度响应图。
图9B是图5A和7的耳部件构造的第二示例幅度响应图。
图9C是图5A和7的耳部件构造的第三示例幅度响应图。
图10是使用宽带语音配备无线电话用于支持端到端宽带语音电话呼叫的示例系统。
本发明的详细描述环境本发明可以用于任何电话设备，包括无线和非无线电话设备。尤其适用于支持宽带音频通信的无线电话设备。然而，本发明还可以用于支持宽带音频通信的非无线电话设备。在此描述的无线电话实施例有可折叠形状。可以理解本发明可以适用于多种其他无线电话形式。
图1A是本发明可以使用的折叠式无线电话100的前视图。无线电话100在图1A的开位置进行描述。无线电话100是任何能支持语音/音频带无线通信的无线通信设备(WCD)，诸如模拟和/或数字蜂窝电话、个人通信服务(PCS)电话、基于卫星电话等。无线电话100可以根据一个或多个当前或未来已知的无线标准操作，例如这些标准诸如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、模拟和/或数字无线电话标准或其任何组合。无线电话100可以是固定电话终端或移动单元。
无线电话100包括顶部部分102和底部部分104，两者使用电话中间部分106内的铰链机制(未在图1A中示出)旋转地相互耦合。上部102包括保护上部外部外罩，一般被称为在108处，用于保护宽带语音耳部件，一般是指在110处。耳部件110包括外部外罩108部分、多个外部外罩通孔112以及外部外罩108内的进一步的耳部件元件，但在图1A内视线受阻。
顶部部分104包括顶部部分外部外罩120、包括多个键的键盘124、显示126以及宽带语音嘴部件，一般是指130。嘴部件130包括外部外罩120部分、多个外部外罩通孔134以及外罩120内的进一步的嘴部件元件，但图1A内视线受阻。
图1B是位于折起位置下的无线电话100前视图。如图1B内描述的，无线电话100还包括天线140。图1C是折起位置的无线电话100的侧视图。如图1C内描述的，无线电话100包括铰链机制142，如图1A内描述的。图1D和1E是无线电话100相应的顶部和底部图。图1F是图1A的开位置的无线电话100的侧视图。
嘴部件130和耳部件110一起表示无线电话110的宽带语音电声装置。嘴部件130和耳部件110每个用于支持声频范围200Hz到7000Hz的宽带语音通信。为了支持该种宽带语音操作，电话嘴部件130和电话耳部件110每个有200Hz到7000Hz的宽带语音频率范围内的声通带。电声装置在以下详细描述。
无线电话100参与与其他类似配备的电话进行全双工、宽带语音通信。在发射方向，无线电话100(即嘴部件130)接收由无线电话100的用户生成的声信号150。无线电话100处理声信号150以生成表示声信号的RF发射信号154。无线电话100使用天线140发送RF信号154。在接收方向上，无线电话100接收表示声信号的RF信号158。无线电话100使用耳部件160恢复RF信号158内表示的声信号，且耳部件发送恢复的声信号(在图1内表示为声信号160)。
图2是无线电话100的示例功能框图。无线电话100包括宽带语音电声装置204，包括宽带语音嘴部件130和宽带语音耳部件110。无线电话110还包括宽带语音编码器/解码器(编解码器)206、宽带语音编码器/解码器(编解码器)208、RF发射机/接收机210(还被称为RF部分210)以及天线140。
操作中，在发射方向上，嘴部件130接收声信号150。嘴部件130将声信号150转换成电模拟信号212，并将信号212提供给编解码器206。为了在发射方向上处理信号212，编解码器206包括麦克风放大器214、模拟到数字转换器(ADC)216、发射滤波器/放大器218以及脉冲编码调制(PCM)接口(IF)222。为了在接收方向上处理信号，编解码器206包括PCM I/F 222、接收机滤波器/放大器226、数字到模拟转换器(DAC)228以及扬声器放大器230。在发射方向上，编解码器206的通带至少等于嘴部件130的宽带语音通带。同样，在接收方向上，编解码器206的通带至少等于耳部件110的宽带语音通带。
在发射方向上，麦克风放大器214放大模拟信号212以生成放大的模拟信号232。ADC 216以预定采样速率将信号232数字化，以生成数字信号234，包括表示信号232的一系列数字采样。为了满足Nyquist采样/带宽准则，预定采样速率至少为7000Hz的两倍，这是宽带语音频率范围的最大频率。与ADC 216一起使用示例ADC采样速率为16000Hz。
发射滤波器/放大器218对数字信号234进行滤波和放大以生成滤波后/放大后数字信号236。PCM IF 222将数字信号236转换成PCM编码音频信号238，其示例采样速率为16000Hz。PCM IF 222提供PCM编码的数字音频信号238给声码器208。
声码器208包括编码器242和解码器244。在发射方向上，编码器242有大致等于嘴部件130的宽带语音通带的通带。同样，在接收方向上，解码器244的通带至少等于嘴部件110的宽带语音通带。在发射方向上编码器242对信号238进行处理以生成编码后信号250，这包括宽带经声编码后的音频/语音帧。编码器242对信号238实现信号处理操作，例如诸如语音压缩、背景噪声估计和去除、语音活动检测以及前向差错纠正。发射机/接收机210频率转换且可能附加地调制信号238以生成RF信号154并将RF信号路由到天线140。
在接收方向，天线140接收RF信号158并将信号提供给RF接收机/发射机210。RF信号158包括表示声信号的宽带经声编码后的语音/音频帧。RF接收机/发射机210频率转换可能附加地解调RF信号158以生成经声编码后的信号264，包括宽带声编码语音/音频帧。声编码器解码器244对信号264处理/解码以重建PCM编码信号266。例如，声编码器244实现与声编码器编码器242实现的信号处理操作互补的信号处理操作。
编解码器PCM IF 222 PCM对信号264解码以生成数字信号268，它包括带有示例采样速率16000Hz的数字采样。接收机滤波器/放大器226对数字信号268进行滤波并放大以生成经滤波/经放大的数字信号270。DAC 228将数字信号270转换成模拟音频信号272。扬声器放大器230放大信号272以生成放大的模拟音频信号274。耳部件110将信号274转换成声信号160，并发送声信号。
如上所述，在发射方向，嘴部件130将200Hz到7000Hz的宽带频率范围内的音频信息发送到无线电话发射链元件处，该链包括编解码器206、编码器242、RF部分210以及天线104。无线电话110的总发射通带受到带有最窄通带的发射链元件(包括嘴部件130)的限制。因此，所有的发射链元件的通带至少如嘴部件130那么宽，从而保留了RF发射信号154内的嘴部件130发送的语音带质量。
同样，在接收方向上，RF接收到信号158表示带有宽带语音质量的语音带信号。接收链元件包括天线140、解码器244和编解码器206、发送信号274，这些表示到耳部件110的RF信号158内的语音带信号。无线电话110的总接收通带受到带有最窄通带的接收链元件(包括耳部件110)的限制。因此，所有接收链元件的通带宽度至少为耳部件130，从而保留了通过接收链的语音带质量。
可以理解图2内界定宽带语音电声装置204的界限可以被扩展到包括麦克风放大器214和扬声器放大器230，以及任何直接与放大器相关联的信号调整电路，诸如匹配电路、滤波器、垫等。因此，放大器214和230可以被认为是相应的嘴部件130和耳部件110的一部分。
嘴部件频率响应电话嘴部件130有频率响应FM(f)。频率响应FM(f)是嘴部件130将给定声压水平(例如声信号150的)转换成在不同频率处(用f表示)音频电信号(例如信号212)的一致性的测量。频率响应FM(f)是嘴部件130的构造和嘴部件内使用的特定麦克风转换器的函数。嘴部件频率响应FM(f)一般形式为FM(f)＝AM(f)θM(f)，其中f表示音频频率，AM(f)表示频率f的函数的嘴部件幅度或数量响应，以及θM(f)表示为频率f函数的嘴部件相位响应。
幅度响应AM(f)根据等式以分贝(dB)表示AM(f)dB＝20log10(Vout(f)/Sin(f))，其中Vout(f)表示为频率f函数的电信号212的电压，以及Sm(f)(还被称为Splin(f))表示声信号154的声压水平，它被转换成电压Vout(f)。
幅度响应AM(f)dB表示作为频率函数的嘴部件增益。嘴部件增益可以是正或负的。正增益表示真实增益，即放大，而负增益表示损失或衰减。
图3是嘴部件130的幅度响应AM(f)dB(y轴)比频率f(x轴)图。换而言之，图3是作为频率函数的嘴部件130的增益图。增益曲线305表示的幅度响应有200Hz到7000Hz的音频频率范围内的幅度通带310。这意味着嘴部件130增益理想地在音频频率范围200Hz到7000Hz上是平缓的。实际上，麦克风130的增益相对平缓。例如，麦克风130的增益在通带内改变小于3dB，即在整个200Hz到7000Hz的频率范围上。
在嘴部件130的安排内，在通带310内，嘴部件130在嘴部件的线性范围内基本为线性响应。这意味着在通带的任何给定频率内，对嘴部件130应用的输入声压水平Sin内的给定改变会引起麦克风生成的输出电压Vout成比例的改变。在嘴部件线性响应范围之外，嘴部件可以有其他类型的响应，诸如平方定律或压缩响应。然而，该种响应可以引起音频失真，且因此对语音质量有负面影响。
耳部件频率响应电话耳部件110有频率响应FE(f)。频率响应FE(f)是耳部件110将电信号274转换成在不同频率处声信号160的一致性的测量。频率响应FE(f)是耳部件110的构造和耳部件内使用的特定扬声器转换器的函数。耳部件频率响应FE(f)一般形式为FE(f)＝AE(f)θE(f)其中f表示频率，AE(f)表示为频率f的函数的耳部件振幅度或幅度响应，以及θE(f)表示为频率f函数的耳部件相位响应。
幅度响应AE(f)根据等式以分贝(dB)表示AE(f)dB＝20log10(Sout(f)/Vin(f))，其中Sout(f)(还被称为Splin(f))表示使用扬声器转换器耳部件110生成的声信号160的声压水平，以及。
Vin(f)表示在频率f处的电信号274的电压，它使得耳部件110生成Sout(f)。
幅度响应AE(f)dB表示作为频率函数的耳部件增益。耳部件增益可以是是正或负的。正增益表示真实增益，即放大，而负增益表示损失或衰减。耳部件幅度响应AE(f)(以及相应地AE(f)dB)有200Hz到7000Hz频率范围内的声通带。因此，耳部件110通过即有效地转换200Hz到7000Hz频率范围内的声信号。
在耳部件110的安排内，在耳部件的通带内，耳部件有在耳部件线性范围内大致的线性响应。这意味着在通带内任何给定频率处，应用到耳部件110的输入电压电平Vin引起耳部件生成的输出声压水平Sout内成比例的改变。在耳部件线性响应范围之外，耳部件可以有其他类型的响应，诸如平方定律或压缩响应。然而，该种响应可以引起音频失真，且因此对语音质量有负面影响。
嘴部件装置图4A是宽带语音嘴部件130的示例构造的横截面侧视图，所取的截线是图1A内描述的4A-4A。嘴部件130包括外壳，一般被称为402，且是固定在外壳内大致为圆柱状的麦克风404，用于将声信号150转换成电信号212。图4B是麦克风404的透视图。外壳402和麦克风404用于并被安排用于使得电话嘴部件130的通带为200Hz到7000Hz的频率范围内。
外壳402包括保护外部外罩，一般被称为405(这对应外罩120部分，与图1一起描述)，还包括固定在外罩内的大致环状麦克风罩406。外罩405可以是塑料合成物或金属/合金合成物以及两者的组合，或任何其他合适的刚性材料。麦克风罩404可以是橡胶合成物或塑料合成物或任何适用于将麦克风404从机械振荡和振动中隔离麦克风404的其他合成物。图4C是麦克风罩406的透视图。相对于图4A-4C，麦克风罩406将麦克风固定在外壳402内。外罩405包括前壁418，与麦克风404的基本平面前端表面418平行且有间距，用于接收声信号150。外罩前壁408包括多个通孔410(这对应上述图1描述的通孔134)，以使得声信号150进入外壳402。麦克风404将前表面418的声压转换成电信号212。因此，麦克风404将声信号150转换成电信号212。电引线对420a和420b连接到麦克风404的后表面419，将电信号212从麦克风携带到(编解码器206的，如以上与图2一起讨论的)麦克风放大器214。
外部外罩405进一步包括与外罩前壁408有间距且一般平行的后壁424。外部外罩405还包括边壁420，它与相对的外壳壁结构421有间距且一般平行(还被称为外壳内壁412)。外壳壁结构421可以是外罩405内电路板壁或边缘，或任何适用于形成外壳402的壁状结构的其他结构。麦克风罩406包括外部侧壁426，用于摩擦地衔接外罩侧壁420的内表面420b以及外壳壁结构421的内表面421b。麦克风罩406的前端部分432摩擦地衔接外壳前壁408的周边内侧部分433。麦克风罩406的后部分摩擦地衔接外罩后壁424的周边内侧部分436。麦克风罩406还包括内壁段428、中间罩前端和后端部分432和434，为接收麦克风404定义了基本圆柱形的开口440(图4C内描述)。麦克风404的侧壁404a摩擦地衔接罩内侧段428 。
外罩前壁408以及麦克风罩前端部分432一起定义了外壳402以及相邻麦克风前端418内基本圆柱形的空气腔。空气腔415和通孔410的大小使得电话嘴部件130有在远离200Hz到7000Hz的宽带语音频率范围内的频率处的声共振，使得嘴部件频率响应通带相对在宽带语音频率范围内较平缓。例如，当空气腔415有大致等于1.83E10-8米3的体积V1时，声共振发生在9000Hz到10000Hz之间的一频率处。且通孔410的通孔长度L1大致等于1.5毫米，直径D1大致等于1毫米。
在上述的嘴部件130的示例安排中，外罩405和麦克风罩406是单独组件，被压合在一起以形成外壳402。在其他安排中，外壳是整合形成的组件，诸如注射模型组件，组合提供了外罩405和罩406的形状和功能。
麦克风404的示例说明集合在表格1中提出，如下。
表格 1在宽带语音嘴部件内使用的麦克风不限于以上的说明。而且，麦克风可以是cardoid麦克风、噪声抵消麦克风或任何其他类型的麦克风，使得麦克风和嘴部件外壳组合以生成在至少200Hz到7000Hz的范围内的总嘴部件通带，如上描述。
图4D是麦克风罩406的幅度响应图。麦克风罩406显示在正好低于10000Hz频率处具有声响应峰值。
耳部件装置图5A是耳部件110的示例耳部件构造502(还被称为耳部件502)的截面侧视图，所取截线沿着图1A中的5A-5A。图5B是耳部件502的前视图，类似于图1A。参考图5A和5B，耳部件502包括外壳，被称为504，还包括固定在外壳04内的基本圆柱形的扬声器转换器(或只是“扬声器”)506，以及用于将扬声器密封在外壳部分上的环形垫圈。
外壳504和扬声器506被配置并被安排使得耳部件502的幅度响应AE(f)类似于低通滤波器幅度响应。幅度响应AE(f)包括200Hz到7000Hz宽带语音频率范围内的生通带，以及对应大于7000Hz频率的停止带。通带通过200Hz和7000Hz间的频率，其中停止带抑制或衰减大于7000Hz的频率。
扬声器506包括前端510、与前端有间距的一般平面后端512以及扬声器前端和后端间的曲线侧壁519。扬声器还包括用于生成诸如声信号160的声信号的可移动隔膜片516(在图5A和5B内以点划线表示)，还用于发送声信号离开扬声器前端510。
外壳504包括前端，被称为518，还包括后端被称为520，两者相互有间距。扬声器506和垫圈508被固定在外壳前后部分518和520之间。外壳前部分518包括几个前壁部分519a、519b和519c(一般被称为前壁部分519或前壁519)，一般在垂直方向上扩展且与扬声器前端510有间距。前壁部分519a-c一起形成了相对复杂、环形的耳部件前端部分518。环形垫圈508将扬声器前端510的环形周边部分518顶住外壳前端部分519上，尤其是顶住前壁部分519a上。前壁部分519和垫圈508一起形成了与扬声器前壁510相邻的前端空气腔524，前端空气腔有前壁部分形成的相对复杂、台阶式的配置。外壳504可以是塑料合成物或金属/合金合成物以及两者的组合，或任何其他合适的刚性材料。垫圈508可以是橡胶合成物或塑料合成物或任何其他适用于声密封前端空气腔524的材料。
外壳前端部分518包括通孔112(还在图1A内描述)，用于使得在扬声器前端510生成的声信号160离开外壳504。通孔112包括中心相对较大直径的通孔112以及多个其他小直径通孔112b，它们被安排在大直径通孔周围。
后端部分520包括后壁530，与前壁部分519有角度偏移，并相对于扬声器506定义后端空气腔，被称为532。后端空气腔32包括第一后端空气腔部分532a，有大致三角形状的截面且与扬声器后表面512相邻。后空气腔532相应在垂直方向上在第一后空气腔部分之上和之下以及与扬声器侧壁514相邻还包括第二和第三后空气腔部分532b和532c。
第一和第二相对的插入物540和542摩擦地将扬声器侧壁519衔接以将扬声器固定在外壳504内。另外或或者，可以使用粘合剂以将扬声器506固定在插入物540和542上。而且，一对电引线(图中未示出)将电信号274(这可以是差分信号)从(编解码器206)的放大器230携带到扬声器506。
耳部件通孔112、前端空气腔524以及后端空气腔532所有的大小和相互方向使得耳部件502有上述的低通滤波器响应。在示例实现中，较大的通孔112a有大致1.5毫米(mm)的直径，其他小通孔112b的每个的直径D3(图5A内的垂直方向)为大致1mm，前端空气腔524的体积V2大致为0.4立方厘米，且后端空气腔532的总体积V3大致为8.4立方厘米。而且，所有通孔112有通孔长度L2(图5A的水平方向)大致为1.5毫米。
耳部件502有以下示例尺寸dim1＝0.45mm；dim2＝0.45mm；dim3＝3.13mm；dim4＝1.2mm；dim5＝5.0mm；dim6＝1.8mm。
扬声器506的示例说明集合在表格2内提出，如下。
表格2用于宽带语音耳部件的扬声器不限于以上说明。
图6是表示通孔112的每个的示例通孔602截面图。通孔602包括带有30度斜面的斜面604，如图6所示。通孔602有大致0.2mm的示例非斜面通孔长度部分L3。
图7是耳部件110的第二示例耳部件构造702的截面侧视图(还被称为耳部件702)。图7元件的参考号相对于图5内对应元件增加“200”。耳部件702和耳部件502相互类似，两个原理差别是耳部件702包括前端部分718，其形状相比耳部件502的前端部分518的形状大大简化。耳部件502和702有大致相同的幅度响应。
测量的幅度响应嘴部件130和耳部件110的幅度响应如包括在无线电话110内的，使用工业标准设备和技术被测量，包括1.根据标准ITU-TP.57，ITU-TP.58或IEC95或B&K类型HATS 4128C低漏损的头和躯干(head and torso)仿真器(HATS)嘴仿真器(或耦合器)以及耳仿真器(或耦合器)；2.由总部在丹麦但在美国Georgia外操作的Bruel&Kjaer提供的部件号类型4602B，声响等级保护环(LRGP)位置嘴仿真器/测试头(testhead)；3.根据ITU-TP.57或IEC318或B&K类型4185的类型1密封耳耦合器；以及4.根据标准ITU-TP.57或IEC318或B&K类型4195低漏损的类型3.2低漏损耳耦合器。
嘴部件幅度响应图8A是嘴部件130的幅度响应图，使用上述的HATS耦合器生成。不同于图3的增益图，图8A是Vout(用分贝伏特(dBV)对频率f(Hz为单位)表示)。电压响应曲线805表示嘴部件130的幅度响应，因为曲线805对应应用到嘴部件130的声压，其中声压在图8A内描述的频率范围上有恒定(即平缓)的幅度。在频率上88dBspl(或-6dBPa)的扫频输入声压水平(Sin)用于生成图8A和8B的曲线图。
电压响应曲线805包括宽带语音范围200Hz到7000Hz内的声通带。嘴部件130生成的输出电平(因此其增益)在幅度上在宽带语音频率范围200Hz到7000Hz内改变小于3dB。而且，电压响应曲线805包括9000Hz和10000Hz之间的声共振峰值810。共振峰值810的频率是嘴部件130的构造产生的，例如从通孔410的直径D1和长度L1、空气腔415的空气体积V1和麦克风404的频率响应的组合产生的。
图8B是嘴部件130的幅度响应图，使用Testhead LGRP仿真器。
耳部件幅度响应图9A、9B和9C是用耳部件502和702的分贝声压水平(dBspl)频率表示的Sout的示例图(即对于上述的耳部件130的两个实施例)。每个图表示耳部件幅度响应，因为每个图对应应用到耳部件的电压，其中电压在图内描绘的频率范围内有恒定(即平缓)幅度。0.45伏特根均方(RMS)的扫频输入电压(Vin)用于生成图9A-9C的图。
图9A是耳部件502和702的幅度响应图，这对应耳部件130，是使用HATS耦合器和仿真的外部耳部分生成的，该部分被称为羽片(pinna)。
图9B是耳部件502和702的幅度响应图，使用类型1的密封耦合器的Testhead生成，如上所述。图9B的幅度响应包括在大致200Hz到900Hz的基频范围内的升的频率响应915。
图9C是耳部件502和702的幅度响应图，使用类型3.2的低漏损耦合器的Testhead生成，如上所述。图9C的幅度响应包括大致200Hz到1500Hz的基频范围内的提升的频率响应930。
在图9A、9B和9C的耳部件幅度响应中，图9A的幅度响应最现实，因为使用了仿真羽片。在另一方面，图9B和9C内描述的提升基频响应是由相对不现实的较紧密封和非常低漏损条件导致的，因为该种紧耳密封对于一般的无线电话使用是不现实的。例如，该种紧耳密封可能因为无线电话的设计和形状而不现实。
端到端宽带语音呼叫图10是用于支持端到端宽带语音电话呼叫的示例系统1000。系统1000包括第一和第二宽带语音配备的无线电话100a和100b，以及耦合到网络1007的远程站1006(诸如基站)，该网络诸如公共交换电话网络(PSTN)。无线电话100a和100b包括图2内描述的宽带语音元件，例如电声部分204、编解码器206和声码器208。
远程站1006包括耦合到RF部分1010的天线1008，RF部分带有接收机1012和发射机1014。远程站1006还包括通过交换网络或矩阵1024耦合到RF部分1010的声码器1020。交换网络1024包括耦合在接收机1012和声码器1020之间的接收开关1036，还包括声码器102和发射机1014之间的发射开关1038，还包括在接收开关1036输入和发射开关1038输出之间因此接收机1012的输出和RF部分1010的发射机1014输入间耦合的声码器旁路交换1040(如图10内描述的)。
接收开关1036可以选择性地开或关以相应地通过来自接收机1012的接收到信号到声码器102以及堵住信号。同样，发射开关1038可以选择性地开或关以相应地通过来自声码器102的编码后信号到发射机1014以及堵住信号。声码器旁路开关1040可以被选择性地开或关以相应地通过来自接收机1012直接接收到的信号到发射机1014以及堵住信号。当旁路开关1040关闭时，且接收机发射开关1036和1038开着时，如图10内描述的，远程站1006处于旁路配置。在旁路配置中，接收到的信号从接收机1012直接路由到发射机1014，从而旁路了声码器1020。
在无线电话100a和100b的相应用户间的端到端电话呼叫期间，远程站1006处于旁路配置。在第一方向上，无线电话100a接收声信号150a。无线电话100a从声信号150a生成RF发射信号154a，且将RF信号154a发送到远程站1006。远程站天线1008将信号154a传送到接收机1012。接收机1012将信号154a频率转换以生成接收到信号1050。接收机1012将信号1050通过闭旁通开关1040直接发送到发射机1014，如上所述。发射机1014将信号1050频率转换以生成RF信号158b，并将RF信号158b发送到天线1008。天线1008将RF信号158b发送到无线电话100b，无线电话100b处理RF信号158b以生成声信号160b。相同的操作用于相反方向(使用信号150b、154b、158a以及160a)以获得全双工宽带语音通信。
结论虽然本发明的各个实施例在此描述，可以理解它们只是作为示例示出，而不是为了限制。例如，本发明的宽带语音电声装置与无线电话100一起描述，如图1A-1F内描述的。然而，可以理解本发明的宽带电声装置可以位于带有不同大小和形状的无线电话内，且可能或可能不是折叠式电话。而且，无线电话可以只包括本发明的耳部件，或者只包括本发明的嘴部件。而且，本发明可以与非无线电话设备一起使用，例如与使用电话线连接到PSTN的电话设备。而且，本发明还可以应用于电话听筒和免提汽车装备。
审美设计、空间、大小和重量考虑会影响无线电话100的总体形状，从而影响耳部件前端和后端的空气腔的形状(例如前端和后端空气腔524和532)，以及嘴部件空气腔的形状(例如空气腔415)。然而，可以理解本发明不是为了限制在示例形状。例如，在此描述的每个空气腔的形状可以包括形状组件，包括但不限于平行六面体、圆柱体、圆锥、随机形状或其他形状。
上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不使用创造能力。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。
权利要求
1.一用于无线电话内的电话嘴部件，其特征在于包括外壳；以及固定在外壳内的麦克风，用于将声信号转换成电信号，其中所述外壳和嘴部件被配置并被安排以使得电话嘴部件有200Hz到7000Hz的频率范围内的宽带语音通带。
2.如权利要求1所述的电话嘴部件，其特征在于嘴部件通带在200Hz到7000Hz的频率范围上增益改变小于3dB。
3.如权利要求1所述的电话嘴部件，其特征在于所述外壳包括带有前壁的外壳，带有多个通孔以使得声信号能进入外壳；以及固定在外壳内的麦克风罩，所述麦克风被固定在麦克风罩内，其中前壁外壳和麦克风罩一起定义与麦克风的前端相邻的空气腔，用于接收声信号。
4.如权利要求3所述的电话嘴部件，其特征在于所述麦克风罩和麦克风一起定义与麦克风前端相邻的基本圆柱状空气腔。
5.如权利要求3所述的电话嘴部件，其特征在于所述麦克风是电介体(electret)麦克风。
6.如权利要求3所述的电话嘴部件，其特征在于所述麦克风为全方向麦克风。
7.如权利要求3所述的电话嘴部件，其特征在于所述麦克风有100Hz到8000Hz频率范围内的通带。
8.如权利要求1所述的电话嘴部件，其特征在于所述外壳包括前壁，带有多个通孔以使得声信号能进入外壳，且所述麦克风位于外壳内，使得外壳和麦克风一起定义与麦克风的前端相邻的空气腔，用于接收声信号。
9.如权利要求8所述的电话嘴部件，其特征在于改变多个通孔和空气腔的大小使得电话嘴部件有200Hz到7000Hz频率范围内的通带。
10.如权利要求9所述的电话嘴部件，其特征在于改变空气腔和通孔的大小使得电话嘴部件可以有在200Hz到7000Hz频率范围之外的声共振。
11.如权利要求10所述的电话嘴部件，其特征在于所述声共振发生在小于10000Hz的频率。
12.如权利要求11所述的电话嘴部件，其特征在于声共振发生在大致9000Hz到10000Hz的频率范围内。
13.如权利要求10所述的电话嘴部件，其特征在于所述空气腔有等于1.83E-08立方米的体积。
14.如权利要求10所述的电话嘴部件，其特征在于所述多个通孔的至少一些其通孔长度大致等于1.5毫米，其直径大致等于1.0毫米。
15.如权利要求1所述的电话嘴部件，其特征在于所述无线电话包括外部外罩，所述外壳包括无线电话外部外罩的至少一部分。
16.一用于无线电话的电话耳部件，其特征在于包括外壳；以及固定在外壳内的扬声器，用于将电信号转换成声信号，其中所述外壳和扬声器被配置并被安排以使得电话耳部件有200Hz到7000Hz的频率范围内通带。
17.如权利要求16所述的电话耳部件，其特征在于所述外壳以及扬声器被配置并被安排用于使得电话耳部件能有对应大于7000Hz的频率的停止带。
18.如权利要求17所述的电话耳部件，其特征在于所述扬声器有150Hz到7000Hz频率范围内的通带。
19.如权利要求16所述的电话耳部件，其特征在于所述外壳包括定义与用于生成声信号的扬声器前端相邻的前端空气腔的前端部分，所述前端部分具有多个通孔以使得声信号能离开外壳。
20.如权利要求19所述的电话耳部件，其特征在于所述外壳包括与外壳前端部分分开的后端部分，所述扬声器固定在外壳前端和后端部分之间，所述外壳后端定义带有与扬声器后端相邻的至少一部分的后端空气腔。
21.如权利要求20所述的电话耳部件，其特征在于所述通孔、前端空气腔以及后端空气腔的大小使得电话耳部件的停止带对应大于7000Hz的频率。
22.如权利要求20所述的电话耳部件，其特征在于所述后端空气腔的体积大致是前端空气腔体积的大致20倍。
23.如权利要求22所述的电话耳部件，其特征在于所述后端和前端空气腔有相应的大致等于8.4立方厘米(cm3)和0.4cm3的体积。
24.如权利要求20所述的电话耳部件，其特征在于所述多个通孔包括带有大直径的大通孔以及多个每个带有相应小于大直径的小直径的小通孔。
25.如权利要求24所述的电话耳部件，其特征在于所述大通孔有大致等于1.5毫米(mm)的直径，且多个小通孔的至少一些的每个有大致等于1.0mm的直径。
26.如权利要求24所述的电话耳部件，其特征在于多个通孔的每个有大致等于1.5mm的通孔长度。
27.如权利要求16所述的电话耳部件，其特征在于所述无线电话包括外部外罩，所述外壳包括无线电话外部外罩的至少一部分。
28.一无线电话的宽带电声装置，其特征在于包括电话嘴部件，用于将第一声信号转换成第一电信号，所述电话嘴部件的通带的200赫兹(Hz)到7000Hz的频率范围内；以及电话耳部件，用于将第二电信号转换成第二声信号，所述电话耳部件的通带在200Hz到7000Hz频率范围内。
29.如权利要求28所述的装置，其特征在于所述电话嘴部件包括嘴部件外壳；以及固定在嘴部件外壳内的麦克风，用于将第一声信号转换成第一电信号，其中所述外壳和麦克风被配置并被安排以使得电话嘴部件有200Hz到7000Hz的频率范围内的嘴部件通带。
30.如权利要求29所述的装置，其特征在于所述麦克风外壳包括前壁，带有多个通孔以使得第一声信号能进入麦克风外壳；以及所述麦克风被固定在麦克风外壳内，使得与麦克风外壳与麦克风一起定义与麦克风的前端相邻的空气腔，用于接收第一声信号。
31.如权利要求30所述的装置，其特征在于改变所述空气腔和通孔的大小使得电话嘴部件可以有在200Hz到7000Hz频率范围之外的声共振。
32.如权利要求28所述的装置，其特征在于所述电话耳部件包括耳部件外壳；以及固定在耳部件外壳内的扬声器，用于将第二电信号转换成第二声信号，其中所述耳部件外壳和扬声器被配置并被安排以使得电话耳部件有200Hz到7000Hz的频率范围内的耳部件通带。
33.如权利要求32所述的电话耳部件，其特征在于所述耳部件外壳包括定义与用于生成第二声信号的扬声器前端相邻的前端空气腔的前端部分，所述前端部分包括多个通孔以使得第二声信号能离开耳部件外壳。
34.如权利要求33所述的电话耳部件，其特征在于所述耳部件外壳包括与耳部件外壳前端部分分开的后端部分，所述扬声器固定在耳部件外壳前端和后端部分之间，所述耳部件外壳后端定义带有与扬声器后端相邻的至少一部分的后端空气腔，其中改变所述通孔、前端空气腔以及后端空气腔的大小使得电话耳部件有200Hz到7000Hz频率范围内的耳部件通带。
35.如权利要求34所述的装置，其特征在于改变所述通孔、前端空气腔以及后端空气腔的大小使得电话耳部件的停止带对应大于7000Hz的频率。
36.一用于无线电话的宽带电声装置，其特征在于包括电话嘴部件包括嘴部件外壳；以及固定在嘴部件外壳内的麦克风，用于将第一声信号转换成第一电信号，其中所述外壳和麦克风被配置并被安排以使得电话嘴部件有200Hz到7000Hz的频率范围内的嘴部件通带，以及电话耳部件包括耳部件外壳；以及固定在耳部件外壳内的扬声器，用于将第二电信号转换成第二声信号，其中所述耳部件外壳和扬声器被配置并被安排以使得电话耳部件有200Hz到7000Hz的频率范围内的耳部件通带。
全文摘要
无线电话的宽带语音电声装置包括无线电话的嘴部件。嘴部件具有200Hz到7000Hz的宽带语音频率响应/通带。装置还包括无线电话耳部件。耳部件具有200Hz到7000Hz的频率范围内的宽带语音通带。比起带有小于200Hz到7000Hz的电声通带的常规可用的无线电话，宽带语音电声装置改善了无线语音带通信的语音质量。
文档编号H04R1/22GK1650602SQ03809255
公开日2005年8月3日 申请日期2003年3月13日 优先权日2002年3月13日
发明者L·D·奥利维拉 申请人:高通股份有限公司