专利名称：传声器的低频相位匹配的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用两个或两个以上传声器拾取声信号的通信装置领域。该领域可包括助听器、助听装置、耳机及其它通信装置，可以是头戴式或体戴式。
背景技术：
本发明的基本方面是在两个或两个以上传声器上执行传声器相位匹配，其仅通过查看低频时的振幅进行。传声器匹配可从几个来源获知。
最接近的现有技术为EP0982971，其公开了以振幅和相位匹配传声器响应的装置和方法。该申请涉及传声器的连续振幅和相位匹配，其使用传声器在低频区的振幅和相位之间的互相依赖进行匹配。
定向传声器系统是当前助听器的一般特征。定向传声器系统是衰减源自特定位置的声音但允许来自其它方向的信号的系统。该系统可改善特定情形下的信噪比，但是大多数系统依赖于理想的传声器。实现定向传声器系统的一种方法是结合两个空间上分开的传声器的输出。在这样的双传声器系统中，传声器所具有的问题在于传声器并不理想，意味着它们不提供同样的响应，这是因为制造公差、老化等的存在。传声器所具有的一个具体问题在于传声器不允许低频通过变换器。损失低频是制造商设计的特征，但由于制造偏差，不同传声器的截止频率并不一样。截止频率的不同在截止频率附近产生相位和振幅差。之后，非理想的传声器降低定向系统的效用，特别是从截止频率到两倍或三倍截止频率这一频区范围内。
显然，这是不利的，因而需要改进。
发明内容
本发明的目的在于通过使用传声器模型的特征修正至少两个传声器之间的截止频率差，从而获得更有效的定向性。
根据本发明，这可通过权利要求1定义的通信装置和权利要求5定义的方法实现。
由于该频区的相位差和振幅差之间的关系，通过修正振幅差，传声器的相位差被内在地修正到令人满意的水平。本发明独立于声源的量或声反射的存在，然而，对于实现令人满意的方法需要至少一声源。
IIR滤波器最好为一阶滤波器。这提供了传声器性能的可靠且准确的修正。
本发明主要在于电池驱动的体戴式最好是头戴式通信装置如助听器或电话耳机。
图1所示为传声器的低频截止频率。
图2所示为两个传声器之间的振幅差。
图3所示为两个传声器之间的测量差的反函数。因为声系统，修正滤波器为一阶滤波器。
图4所示为在添加修正滤波器之后两个传声器的传声器响应。
图5所示为修正后两个传声器之间的振幅差。
图6所示为修正后两个传声器之间的相位差。及图7所示为具有两个通道的匹配系统。
具体实施例方式
传声器的低频部分可被描述为在低频的一阶高通滤波器。助听器的大多数正常截止频率在50Hz到250Hz之间。
如果我们考虑一阶高通滤波器的模型，我们可以得到(等式右边的部分)
HHP(z)=b0+b1z-11+a1z-1=s01-z-11+a1z-1]]>图1示出了两个不同截止频率(80Hz和100Hz)的模型。在例子中为下述值(具有20kHz采样频率)80Hzs0-80Hz＝0.9876 a1-80Hz＝-0.9752100Hzs0-100HZ＝0.9845 a1-100HZ＝-0.9691图2表明振幅差是频率的函数。
为将80Hz滤波器的截止频率改为100Hz，需要将80Hz截止频率模型中的极点改到100Hz。引入一个一阶IIR滤波器之后，传声器可具有这种功能。其后，滤波器将为Hcorrection=1+a1-80Hzz-11+a1-100Hzz-1·s0-100Hzs0-80Hz=1-0.9752z-11-0.96961z-10.9969]]>修正滤波器如图3中所示。从该图可看出，修正滤波器的传递函数是两个传声器之间的差的负数。由于传声器模型为一阶截止，修正滤波器也将是一阶。因此，对负数的解决方案是独一无二的，因此当振幅被修正时，相位和振幅均将被修正。
本发明概念在于1、测量两个传声器之间的振幅差。图22、找到所述差的负数。图33、估计具有该传递函数的一阶滤波器。
4、修正传声器之一。
对于上述第三点，从传递函数估计滤波器例如可通过使用自适应算法并使IIR滤波器适于某一传递函数进行。
图4所示为修正后的传声器传递函数。图5和图6所示为修正后的振幅和相位差(非常接近于0)。
也可增加修正使得100Hz滤波器转换为80Hz截止频率滤波器。算法可对风噪及自己的声音灵敏(邻近效应)。因此，算法应慢，如果检测到任何风噪或近场声音，如果可能则停止算法。
在助听器中，两个或多个传声器中的每一个提供在处理器/放大器中进行处理并向后传给输出变换器的电信号。同样，助听器本身可以是已知类型，其中差由根据本发明的修正滤波器代表。图7所示为具有两个通道的匹配系统，其中每一传声器之后连接A/D转换器和带通滤波器或FFT，且其中带通滤波器的输出馈入传声器失配检测器，其再次向一传声器的IIR修正滤波器提供输入。接着，传声器信号，其中之一可能已被修正，在适合该目的的处理器中适于定向处理。与助听器及输出变换器有关的进一步处理和放大也被正常提供。
权利要求
1.通信装置，其包括具有第一响应的第一传声器和具有第二响应的第二传声器，其中为在低于500Hz的频区中在相位响应方面适应性匹配传声器性能，实施IIR滤波器形式的修正滤波器，且其中修正滤波器的传递函数的振幅至少近似地为两个传声器振幅之间的差的负数。
2.根据权利要求1的通信装置，其中IIR滤波器为一阶滤波器。
3.根据权利要求1或2的通信装置，其中相位使用修正滤波器进行匹配，其为振幅匹配的结果。
4.根据权利要求1、2或3的通信装置，其中装置为电池驱动的体戴式最好为头戴式装置，如助听器或电话耳机。
5.在低频区自适应校准两个单个传声器的振幅和相位的方法，其中实施IIR滤波器形式的修正滤波器以用于修正传声器之间的相位差，且其中修正滤波器的传递函数近似地为两个传声器传递函数之间的比的负数。
全文摘要
本发明涉及具有至少两个传声器的通信装置，其中为在相位响应方面匹配传声器性能，实施IIR滤波器形式的修正滤波器，且其中修正滤波器的传递函数的振幅至少为两个传声器振幅之间的差的负数。
文档编号H04R3/04GK101006747SQ200580027839
公开日2007年7月25日 申请日期2005年8月22日 优先权日2004年8月24日
发明者卡斯滕·布·拉斯穆森, 金·斯佩茨勒·彼德森, 乌尔里克·谢姆斯 申请人:奥迪康有限公司