头戴式耳机信号多路复用系统的制作方法
【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。
【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