耳机电源管理的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本说明书描述一种用于降噪耳机的功率管理系统。功率管理系统特别涉及到军用耳机。军用耳机被设计为服务于若干目的。它们在嘈杂环境中提供噪声衰减。噪声衰减通常包括无源衰减，其中噪声在进入耳道之前被衰减；并且可以包括有源噪声衰减，其中耳机中的声学驱动器辐射降低噪声的声波。军用耳机还用作用于无线地或者通过物理线缆传送的电子通信的消息的通信耳机，上述物理线缆被插入到诸如对讲机系统和便携式无线电之类的通信设备中。并且此外，军用耳机可以提供“对讲(talk through)”能力，从而用户能够听到声学地传送的通信，例如附近的人的讲话。有源噪声衰减、电子通信的音频信号的再现以及对讲功能可能要求电功率用于放大和信号处理。功率可能来自至少两个来源。一个电源可以是被包括在耳机中或者被附接到耳机的电池。第二电源可以是军用耳机可以可拆除地与之耦合的设备。军用耳机可以可拆除地与之耦合的设备包括由蓄电池供电的设备、由通过机电换能器(例如由车辆发动机驱动的发电机)充电的电池供电的设备。
【发明内容】
[0002]在一个方面，一种用于操作降噪耳机的方法，包括:确定来自具有附接的充电电源的外部电池的电功率是否可用，并且如果来自具有附接的充电电源的外部电池的电功率可用，则利用来自具有外部充电电源的电池的功率对通信电路、对讲电路和ANR电路进行操作；如果来自具有附接的充电电源的外部电池的电功率不可用，则确定来自没有附接的充电电源的外部电池的电功率是否可用，并且如果来自没有附接的充电电源的外部电池的电功率可用，则利用来自没有外部充电电源的电池的功率对通信电路、对讲电路和ANR电路进行操作；如果来自没有附接的充电电源的外部电池的电功率不可用，则确定来自内部电池的高于阈值水平的电功率是否可用，并且如果来自内部电池的高于阈值水平的电功率可用，则利用来自内部电池的功率对通信电路、对讲电路和ANR电路进行操作；并且如果高于阈值水平的电功率不可用，则以无供电方式对通信电路和对讲电路进行操作并且禁用ANR电路。如果来自具有外部充电电源的电池的电功率可用，则该方法可以包括以第一增益水平对ANR电路进行操作，并且如果来自具有外部充电电源的电池的电功率不可用并且来自没有外部充电电源的电池的电功率可用，则该方法可以包括以低于第一增益水平的第二增益水平对ANR电路进行操作。无论电池接通(on)/关断(off)开关的位置如何，都可以执行上述确定和操作的操作。利用来自没有外部充电电源的电池的功率对ANR电路进行操作可以包括以第一增益水平对ANR电路进行操作，并且利用来自内部电池的功率对ANR电路进行操作可以包括以高于第一增益水平的第二增益水平对ANR电路进行操作。没有外部充电电源的电池可以以第一电压提供电功率，并且内部电池可以以低于第一电压的第二电压提供电功率。
[0003]在另一方面，一种降噪耳机，包括:第一确定和操作电路，用于确定来自具有附接的充电电源的外部电池的电功率是否可用，并且如果来自具有附接的充电电源的外部电池的电功率可用，则用于利用来自具有外部充电电源的电池的功率对通信电路、对讲电路和ANR电路进行操作；第二确定和操作电路，用于在来自具有附接的充电电源的外部电池的电功率不可用的情况下确定来自没有附接的充电电源的外部电池的电功率是否可用，并且如果来自没有附接的充电电源的外部电池的电功率可用，则用于利用来自没有外部充电电源的电池的功率对通信电路、对讲电路和ANR电路进行操作；第三确定和操作电路，用于在来自没有附接的充电电源的外部电池的电功率不可用的情况下确定来自内部电池电源的高于阈值水平的电功率是否可用，并且如果来自内部电池电源的高于阈值水平的电功率可用，则用于利用来自具有内部电池的电池的功率对通信电路、对讲电路和ANR电路进行操作；以及电路，用于在高于阈值水平的电功率不可用的情况下以无供电方式对通信电路和对讲电路进行操作并且用于禁用ANR电路。第一确定和操作电路可以包括用于以第一增益水平对ANR电路进行操作的电路；并且第二确定和操作电路可以包括用于以低于第一增益水平的第二增益水平对ANR电路进行操作的电路。用于利用来自没有外部充电电源的外部电池的功率对ANR电路进行操作的电路可以包括以第一增益水平对ANR电路进行操作；并且用于利用来自内部电池的功率对ANR电路进行操作的电路可以包括以高于第一增益水平的第二增益水平对ANR电路进行操作。没有附接的充电电源的外部电池可以以第一电压提供功率，并且内部电池可以以低于第一电压的第二电压提供功率。降噪耳机可以包括悬挂式麦克风(boom microphone)并且耳机可以包括用于指示悬挂式麦克风是否需要偏压的电路。
[0004]在另一方面，一种用于降噪耳机的功率管理系统，包括:外部接收电路，用于从多个外部电源之一接收功率；内部接收电路，用于从内部电池接收功率；选择电路，用于排他性地选择从用于从外部电源或内部电池接收功率的电路之一接收电功率；以及增益控制电路，响应于选择电路以用于控制有源降噪电路的增益。与选择电路选择从外部电源接收功率的情况相比，增益控制电路可以在选择电路选择从内部电池接收功率的情况下使增益更高。外部接收电路可以包括确定电路，确定电路用于确定外部电源是否包括电池充电器，并且与外部电源不包括电池充电器的情况相比，增益控制电路可以在外部电源包括电池充电器的情况下使增益更高。外部接收电路可以包括电压调节器，电压调节器用于在外部电源包括电池充电器的情况下将电压修改至一个水平，并且在外部电源不包括电池充电器的情况下将电压修改至不同水平，并且增益控制电路可以包括第一比较器，第一比较器用于将电压调节器的输出电压与预定值进行比较。外部接收电路可以包括第二比较器和第三比较器，第二比较器和第三比较器用于将来自多个外部电源之一的功率的电压与预定电压值进行比较。用于从多个外部电源接收功率的电路可以包括第一比较器和第二比较器，第一比较器和第二比较器用于确定从多个外部电源之一接收的电压；并且用于控制有源降噪电路的增益的电路可以包括响应于第一比较器和第二比较器的输出的逻辑元件。第一比较器和第二比较器之一可以是反相比较器。逻辑门可以是与非(NAND)门。外部功率接收电路可以包括第一比较器和第二比较器，第一比较器和第二比较器用于将来自一个外部电源的功率的电压与预定值进行比较。用于接收功率的电路可以包括被耦合至第一比较器或第二比较器之一的反相器。
[0005]其它的特征、目标和优势将在结合下列附图阅读时从下列详细描述中变得显而易见，其中:
【附图说明】
[0006]图1是降噪耳机的框图；
[0007]图2是具有一些相关联电源的图1的降噪耳机的元件的框图；
[0008]图3-7是处于各种电源条件下的图1的降噪耳机的框图；
[0009]图8是图1的元件的框图；
[0010]图9A-9E是处于各种电源条件下的图1的降噪耳机的元件的框图；
[0011]图10A-10E是处于各种电源条件下的图1的降噪耳机的元件的框图；以及
[0012]图11是图1的降噪耳机的元件的框图。
【具体实施方式】
[0013]虽然附图的若干视图的元件可以在框图中被示出并且描述为离散元件并且可以被称作“电路”(除非以其它方式有所指示)，但是该元件可以被实施为模拟电路、数字电路或者执行软件指令的一个或多个微处理器之一或者它们的组合。软件指令可以包括数字信号处理(DSP)指令。运算可以由模拟电路或者执行软件的微处理器来执行，上述软件执行模拟运算的数学或逻辑等同形式。除非以其它方式有所指示，否则信号线路可以被实施为模拟或数字线路，利用适当信号处理以对单独的音频信号流进行处理的单一离散数字信号线路，或者被实施为无线通信系统的元件。一些过程可以用框图进行描述。在每个框中执行的活动可以由一个元件或多个元件来实施并且可以是在时间上独立的。执行框中的活动的元件可以是在物理上分离的。除非以其它方式有所指示，否则音频信号可以以数字或模拟形式被编码和传送；常规的数模转换器或模数转换器可以从图中省略。一些附图可以包括诸如决策框、比较器或逻辑门之类的逻辑元件。逻辑元件的输出可以被指示为“0”(其对应于“否”或“低”或“开路”)或者“I”(其对应于“是”或“高”或“闭路”)。
[0014]图1是降噪耳机10的耳罩的框图。图1示出了功能关系而没有示出物理外观。在一些耳机中，一些模块的物理实施方式可以不处于耳罩中。耳机10包括用于由物理线缆传输的音频信号的端口(例如，端子12)，并且还可以包括用于无线传输的音频信号的无线接收器/传送器14。端子12和无线接收器/传送器14像悬挂式麦克风18那样被操作地耦合至通信信号处理模块16。耳机还可以具有被操作地耦合至对讲信号处理模块22的对讲麦克风20。耳机还可以包括有