【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及个人主动降噪(ANR)设备用以降低在用户双耳中的至少一个耳朵附近的声学噪声。
技术介绍
在用户的耳朵周围佩戴的，用于将用户的耳朵与不期望的环境噪声声音隔离的用途的个人ANR设备的耳机和其他物理配置已经变得司空见惯。特别是，在其中通过抗噪声音的主动生成来对抗不期望环境噪声声音的ANR耳机已经变得非常盛行，即使与仅采用在其中简单地将用户的耳朵与环境噪声物理隔离的被动降噪(PNR)技术的耳机或耳塞相比也是如此。用户所特别感兴趣的是还合并了音频收听功能从而使用户能够在无不期望的环境噪声声音侵入的情况下收听电提供的音频(例如，对经录制音频或者接收自另一设备的音频的回放)的ANR耳机。遗憾的是，尽管随着时间的推移而做出了各种改进，但现有的个人ANR设备继续遭受多种缺点之害。在这些缺点中最为首要的是进而导致电池寿命短的不理想的高功耗率、在其中通过ANR来对抗不期望的环境噪声声音的不理想的狭窄可听频率范围、源于ANR的令人不悦的声音的情况、以及实际上产生比任何所能降低的不期望环境声音更多的不期望噪声声音的情况。
技术实现思路
一种ANR电路采用第一缓冲器、第二缓冲器和第三缓冲器来缓冲ANR设置，用以准备在操作期间并且与至少一个数字数据片段在ANR电路内的传输同步地对该ANR电路的一个或多个组件进行配置。第一缓冲器和第二缓冲器被交替使用以执行此类配置，而第三缓冲器储存“故障安全...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.28 US 12/431,004;2010.03.30 US 12/749,935;1.一种用于提供ANR的ANR电路，其包括：
第一ADC；
DAC；
第一数字滤波器；
所述ANR电路内的第一通路，通过所述第一通路，表示声音的
数字数据通过所述第一通路的至少一部分以第一数据传输速率，从
所述第一ADC经过至少所述第一数字滤波器流至所述DAC；
第一ANR设置缓冲器和第二ANR设置缓冲器，其要被交替用
于与以所述第一数据传输速率传输经过所述第一通路的至少一部分
的数字数据片段的传输同步地对至少一个ANR设置进行配置；以及
第三ANR设置缓冲器，用于储存至少一个故障安全ANR设置，
以便响应于在所述ANR电路中检测到不稳定性情况而对所述至少一
个ANR设置进行配置。
2.根据权利要求1所述的ANR电路，还包括：
处理器件；以及
存储，在所述存储中储存有指令序列，所述指令序列在由所述处
理器件执行时致使所述所述处理器件：
在所述存储内保持所述第一ANR设置缓冲器、所述第二
ANR设置缓冲器和所述第三ANR设置缓冲器；并且
针对所述ANR电路中不稳定性的指示而对流经所述第一通
路的表示声音的数字数据进行监控。
3.根据权利要求1所述的ANR电路，其中所述至少一个ANR
设置包括所述第一数字滤波器的系数设置、从所述第一数字滤波器
的多个可用数字滤波器类型中对数字滤波器类型的选择、所述第一
通路的互连以及所述第一数据传输速率中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的ANR电路，还包括合并到所述第一通
路中的VGA，其中所述至少一个ANR设置包括所述VGA的增益设
置。
5.根据权利要求1所述的ANR电路，还包括接口，通过所述接
口可使所述ANR电路能够被耦合到外部处理器件，从所述外部处理
器件接收所述至少一个ANR设置。
6.根据权利要求1所述的ANR电路，还包括：
第二ADC；
第二数字滤波器；以及
在所述ANR电路内的第二通路，通过所述第二通路，表示声音
的数字数据通过所述第二通路的至少一部分以第二数据传输速率，
从所述第二ADC经过至少所述第二数字滤波器流至所述DAC；并
且
其中所述第一通路和所述第二通路在沿所述第一通路的第一位
置和沿所述第二通路的第二位置被结合起来；
7.根据权利要求6所述的ANR电路，其中所述至少一个ANR
设置包括所述第一位置在沿所述第一通路的何处的规则以及所述第
二位置在沿所述第二通路的何处的规则中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的ANR电路，还包括合并到所述第一通
路中的第一滤波器块，其中：
所述第一滤波器块包括包含所述第一数字滤波器在内的多个数
字滤波器；
所述第一滤波器块可配置成致使所述第一滤波器块的所述第一
数字滤波器和其他数字滤波器协同用于实现传输功能；并且
所述至少一个ANR设置包括所述传输功能的规则。
9.一种对具有第一通路的ANR电路的至少一个ANR设置进行
配置的方法，其中通过所述第一通路，表示声音的数字数据从第一
ADC经过至少第一数字滤波器流至DAC并且以第一数据传输速率
流经所述第一通路的至少一部分，所述方法包括：
交替采用第一ANR设置缓冲器和第二ANR设置缓冲器，与以
所述第一数据传输速率传输经过所述第一通路的至少一部分的数字
数据片段的传输同步地对所述至少一个ANR设置进行配置；
在第三ANR设置缓冲器中储存至少一个故障安全ANR设置；
以及
响应于在所述ANR电路中检测到不稳定性情况，采用所述第三
ANR设置缓冲器对所述至少一个ANR设置进行配置。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括在所述第一ANR设置
缓冲器和所述第二ANR设置缓冲器中之一中储存所述至少一个
ANR设置，用以对所述第一数字滤波器的系数设置、从所述第一数
字滤波器的多个可用数字滤波器类型中对数字滤波器类型的选择、
所述第一通路的互连、所述第一数据传输速率、合并到所述第一通
路中的VGA的增益设置以及由包括包含所述第一数字滤波器在内
的多个数字滤波器的滤波器块所实现的传输功能中的至少一个进行
配置。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括：
等待对所述至少一个ANR设置从耦合到所述ANR电路的接口
的外部处理器件的接收，以及
将所述至少一个ANR设置储存在所述第一ANR设置缓冲器和
所述第二ANR设置缓冲器中的一个之中。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在所述第三ANR设置缓冲器中储存针对合并到通路内的VGA
的故障安全增益设置；
对所述DAC所输出的信号进行监控；以及
响应于检测到所述DAC所输出的所述信号中即将发生削波的指
示作为所述ANR电路中不稳定性情况的指示，采用所述第三ANR
设置缓冲器来用所述故障安全增益设置对所述VGA进行配置。
13.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在所述第一ANR设置缓冲器和所述第二ANR设置缓冲器中的
一个中存储至少一个ANR设置；
等待所述ANR电路对信号的接收；以及
响应于接收到所述ANR电路接收所述信号，采用所述第一ANR
设置缓冲器和所述第二ANR设置缓冲器中的所述一个，对所述至少
一个ANR设置进行配置。
14.一种ANR电路，其包括：
第一VGA，用于对由前馈麦克风输出的信号所表示的前馈参考
声音进行压缩，所述前馈麦克风检测壳体之外环境中的外部噪声声
音作为所述前馈参考声音；
第二VGA，用于对由反馈麦克风输出的信号所表示的反馈参考
声音进行压缩，所述反馈麦克风检测由所述壳体所限定的空腔内的
空腔噪声声音作为所述反馈参考声音；
至少一个滤波器，用于从所述前馈参考声音生成前馈抗噪声音；
至少另一滤波器，用于从所述反馈参考声音生成反馈抗噪声音；
以及
压缩控制器，其耦合到所述第一VGA和所述第二VGA，用于响
应于所述外部噪声声音的声能达到第一阈值，对所述第一VGA和所
述第二VGA进行操作以便协调对所述前馈参考声音和所述反馈参
考声音的压缩。
15.根据权利要求14所述的ANR电路，其中所述第一VGA是
插入在所述前馈麦克风与所述至少一个滤波器之间的模拟VGA，并
且所述压缩控制器通过监控所述前馈麦克风所输出的信号而对所述
外部噪声声音的声能进行监控。
16.根据权利要求14所述的ANR电路，还包括第一ADC用于
将所述前馈麦克风所输出的信号从模拟形式转换成数字形式，其中
所述第一VGA是插入在所述第一ADC与所述至少一个滤波器之间
的数字VGA，并且所述压缩控制器通过所述第一ADC以数字形式
接收来自所述前馈麦克风的信号以便对所述外部噪声声音的声能进
行监控。
17.根据权利要求14所述的ANR电路，还包括DAC，用于将
所述前馈抗噪声音和所述反馈抗噪声音的组合从由数字数据所表示
转换成由模拟信号所表示，所述模拟信号会被传送到音频放大器用
以对声学驱动器进行驱动，使其将所述前馈抗噪声音和所述反馈抗
噪声音的所述组合声输出到所述空腔之中，其中：
所述压缩控制器接收表示所述前馈抗噪声音和所述反馈抗噪声
音的所述组合的数字数据，并且
所述压缩控制器被构造成响应于所述前馈抗噪声音和所述反馈
抗噪声音的所述组合的振幅达到另一阈值，确定所述外部噪声声音
的声能达到所述第一阈值。
18.根据权利要求14所述的ANR电路，还包括音频放大器，所
述音频放大器向声学驱动器输出表示所述前馈抗噪声音和所述反馈
抗噪声音的组合的模拟信号，以致使所述声学驱动器将所述前馈抗
噪声音和所述反馈抗噪声音的所述组合声输出到所述空腔之中，其
中：
所述压缩控制器对所述音频放大器所输出并且表示所述前馈抗
噪声音和所述反馈抗噪声音的组合的所述模拟信号进行监控；并且
所述压缩控制器被构造成响应于表示所述前馈抗噪声音和所述
反馈抗噪声音的组合的所述模拟信号的振幅达到另一阈值，确定所
述外部噪声声音的声能达到所述第一阈值。
19.根据权利要求14所述的ANR电路，还包括DAC，其用于
将所述前馈抗噪声音和所述反馈抗噪声音的组合从由数字数据所表
示转换成由模拟信号所表示，所述模拟信号会被传送到音频放大器
用以对声学驱动器进行驱动，使其将所述前馈抗噪声音和所述反馈
抗噪声音的组合声输出到所述空腔之中，其中：
所述压缩控制器对所述DAC所输出的所述模拟信号进行监控；
并且
所述压缩控制器被构造成响应于检测到所述模拟信号中发生音
频假象，确定所述外部噪声声音的声能达到所述第一阈值。
20.根据权利要求14所述的ANR电路，还包括音频放大器，所
述音频放大器向声学驱动器输出表示所述前馈抗噪声音和所述反馈
抗噪声音的组合的模拟信号，以致使所述声学驱动器将所述前馈抗
噪声音和所述反馈抗噪声音的组合声输出到所述空腔之中，其中：
所述压缩控制器对所述音频放大器所输出的所述模拟信号进行
监控；并且
所述压缩控制器被构造成响应于检测到所述模拟信号中发生音
频假象，确定所述外部噪声声音的声能达到所述第一阈值。
21.根据权利要求14所述的ANR电路，其中所述压缩控制器可
被构造成响应于所述外部噪声声音中主要可听频率的改变而改变所
述第一阈值。
22.根据权利要求21所述的ANR电路，其中所述压缩控制器被
构造成响应于所述外部噪声声音中主要可听频率从较高可听频率改
变为较低可听频率而降低所述第一阈值，并且响应于所述外部噪声
声音中主要可听频率从较低可听频率改变为较高可听频率而升高所
述第一阈值。
23.根据权利要求14所述的ANR电路，其中所述压缩控制器被
构造成随着所述外部噪声声音的声能在所述第一阈值之上进一步上
升而操作所述第一VGA，将所述前馈参考声音压缩到越来越高于所
述压缩控制器操作所述第二VGA压缩所述反馈参考声音的程度。
24.根据权利要求14所述的ANR电路，其中：
所述压缩控制器被构造成响应于所述外部噪声声音的声能达到
所述第一阈值，操作所述第一VGA和所述第二VGA同时对所述前
馈参考声音和所述反馈参考声音进行压缩；
所述压缩控制器被构造成响应于所述外部噪声声音的声能保持
在所述第一阈值以下同时还升高到第二阈值之上，操作所述第一
VGA对所述前馈参考声音进行压缩，并且操作所述第二VGA抑制
对所述反馈参考声音的压缩；并且
所述第二阈值低于所述第一阈值。
25.根据权利要求24所述的ANR电路，其中：
所述压缩控制器被构造成随着所述外部噪声声音的声能进一步
上升到所述第一阈值之上，操作所述第一VGA将所述前馈参考声音
压缩到越来越大的程度直至所述第一VGA被操作成具有接近于零
的增益；并且
所述压缩控制器被构造成随着所述外部噪声声音的声能进一步
上升到所述第一阈值之上且不考虑所述第一VGA是否已被操作成
具有接近于零的增益而操作所述第二VGA将所述反馈参考声音压
缩到越来越大的程度。
26.根据权利要求14所述的ANR电路，其中：
所述压缩控制器被构造成随着所述外部噪声声音的声能进一步
上升到所述第一阈值之上，操作所述第一VGA将所述前馈参考声音
压缩到越来越大的程度直至所述声能达到所述第三阈值；
其中所述第三阈值高于所述第一阈值；并且
所述压缩控制器被构造成随着所述外部噪声声音的声能进一步
上升到所述第一阈值之上且不考虑所述外部噪声声音的声能是否上
升到所述第三阈值之上而操作所述第二VGA将所述反馈参考声音
压缩到越来越大的程度。
27.一种个人ANR设备，其包括：
第一壳体，其限定第一空腔，所述第一空腔被构造用于声学耦合
到所述个人ANR设备的用户的第一耳朵的第一耳道；
第一前馈麦克风，其由所述第一壳体以使所述第一前馈麦克风耦
合到所述第一壳体之外的环境以便检测所述第一壳体之外的所述环
境中的第一外部噪声声音的方式所承载，并且被构造用于输出表示
所述第一外部噪声声音的信号作为第一前馈参考声音；
第一反馈麦克风，其安设在所述第一空腔内用于检测所述第一空
腔内的空腔噪声声音，并且被构造用于输出表示所述空腔噪声声音
的信号作为第一反馈参考声音；
第一声学驱动器，其被安设在所述第一壳体内用于向所述第一空
腔中声输出第一前馈抗噪声音和第一反馈抗噪声音；以及
第一ANR电路，其耦合到所述第一前馈麦克风以便接收表示所
述第一前馈参考声音的信号，耦合到所述第一反馈麦克风以便接收
表示所述第一反馈参考声音的信号，并且耦合到所述第一声学驱动
器以便驱动所述第一声学驱动器对所述第一前馈抗噪声音和所述第
一反馈抗噪声音进行声输出；其中所述第一ANR电路被构造用于从
所述第一前馈参考声音生成所述第一前馈抗噪声音，被构造成从所
述第一反馈参考声音生成所述第一反馈抗噪声音，并且被构造成响
应于所述第一外部噪声声音的声能达到第一阈值而协调对所述第一
前馈参考声音和所述第一反馈参考声音的压缩。
28.根据权利要求27所述的个人ANR设备，还包括：
第二壳体，其限定第二空腔，所述第二空腔被构造用于声学耦合
到所述用户的第二耳朵的第二耳道；
第二前馈麦克风，其由所述第二壳体以使所述第二前馈麦克风耦
合到所述第二壳体之外的环境以便检测所述第二壳体之外的所述环
境中的第二外部噪声声音的方式所承载，并且被构造用于输出表示
所述第二外部噪声声音的信号作为第二前馈参考声音；
第二反馈麦克风，其安设在所述第二空腔内，用于检测所述第二
空腔内的空腔噪声声音，并且被构造用于输出表示所述空腔噪声声
音的信号作为第二反馈参考声音；以及
第二声学驱动器，其被安设在所述第二壳体内，用于向所述第二
空腔中声输出第二前馈抗噪声音和第二反馈抗噪声音。
29.根据权利要求28所述的个人ANR设备，还包括第二ANR
电路，其耦合到所述第二前馈麦克风以便接收表示所述第二前馈参
考声音的信号，耦合到所述第二反馈麦克风以便接收表示所述第二
反馈参考声音的信号，并且耦合到所述第二声学驱动器以便驱动所
述第二声学驱动器对所述第二前馈抗噪声音和所述第二反馈抗噪声
音进行声输出；其中所述第二ANR电路被构造用于从所述第二前馈
参考声音生成所述第二前馈抗噪声音，被构造成从所述第二反馈参
考声音生成所述第二反馈抗噪声音，并且被构造成响应于所述第二
外部噪声声音的声能达到所述第一阈值而协调对所述第二前馈参考
声音和所述第二反馈参考声音的压缩。
30.根据权利要求28所述的个人ANR设备，其中：
所述第一ANR电路耦合到所述第二前馈麦克风以便接收表示所
述第二前馈参考声音的信号，耦合到所述第二反馈麦克风以便接收
表示所述第二反馈参考声音的信号，并且耦合到所述第二声学驱动
器以便驱动所述第二声学驱动器对所述第二前馈抗噪声音和所述第
二反馈抗噪声音进行声输出；并且
所述第一ANR电路被构造用于从所述第二前馈参考声音生成所
述第二前馈抗噪声音，以及被构造成从所述第二反馈参考声音生成
所述第二反馈抗噪声音。
31.根据权利要求30所述的个人ANR设备，其中所述第一ANR
电路被构造成响应于所述第二外部噪声声音的声能达到所述第一阈
值，协调对所述第二前馈参考声音和所述第二反馈参考声音的压缩。
32.根据权利要求30所述的个人ANR设备，其中所述第一ANR
电路被构造成响应于所述第一外部噪声声音的声能达到所述第一阈
值，协调对所述第一前馈参考声音、所述第一反馈参考声音、所述
第二前馈参考声音以及所述第二反馈参考声音的压缩。
33.根据权利要求27所述的个人ANR设备，其中所述ANR电
路被构造成响应于所述第一外部噪声声音中主要可听频率的改变，
改变所述第一阈值。
34.根据权利要求33所述的个人ANR设备，其中所述ANR电
路被构造成响应于所述外部噪声声音中的主要可听频率从较高可听
频率改变为较低可听频率，降低所述第一阈值，并且响应于所述外
部噪声声音中主要可听频率从较低可听频率改变为较高可听频率，
升高所述第一阈值。
35.根据权利要求27所述的个人ANR设备，其中所述ANR电
路随着所述第一外部噪声声音的声能进一步上升到所述第一阈值之
上，将所述第一前馈参考声音压缩到越来越大于所述ANR电路压缩
所述第一反馈参考声音的程度。
36.根据权利要求27所述的个人ANR设备，其中：
所述ANR电路被构造成响应于所述第一外部噪声声音的声能达
到所述第一阈值，同时压缩所述第一前馈参考声音和所述第一反馈
参考声音；
所述ANR电路被构造成响应于所述第一外部噪声声音的声能保
持低于所述第一阈值并同时升高到第二阈值之上，压缩所述前馈参
考声音并抑制对所述第一反馈参考声音的压缩；并且
其中所述第二阈值低于所述第一阈值。
37.根据权利要求36所述的个人ANR设备，其中：
所述ANR电路被构造成随着所述第一外部噪声声音的声能进一
步上升到所述第一阈值以上，将所述前馈参考声音压缩到越来越大
的程度，直至已将所述前馈参考压缩到在其中所述前馈参考声音的
振幅已被降低到接近于零的程度；并且
所述ANR电路被构造成随着所述第一外部噪声声音的声能进一
步上升到所述第一阈值以上且不考虑所述前馈参考声音的振幅是否
已被降低到接近于零，将所述反馈参考声音压缩到越来越大的程度。
38.一种方法，包括：
采用在个人ANR设备的壳体之外的环境中检测到的外部噪声声
音作为前馈参考声音来生成前馈抗噪声音；
采用由所述壳体所限定并且被构造用于声学耦合到耳道的空腔
中检测到的空腔噪声声音作为反馈参考声音来生成反馈抗噪声音；
将所述前馈抗噪声音和所述反馈抗噪声音声输出到所述空腔中；
以及
响应于所述外部噪声声音的声能达到第一阈值，而协调对所述前
馈参考声音和所述反馈参考声音的压缩。
39.根据权利要求38所述的方法，还包括通过监控表示所述前
馈参考声音的由前馈麦克风所输出的信号来对所述前馈参考声音进
行监控，以确定所述外部噪声声音的声能。
40.根据权利要求38所述的方法，其中将所述前馈抗噪声音和
所述反馈抗噪声音声输出到所述空腔中包括用音频放大器的输出来
驱动声学驱动器以致使所述声学驱动器声输出所述前馈抗噪声音和
所述反馈抗噪声音，并且还包括监控所述音频放大器的所述输出以
便检测指示出所述外部噪声的声能达到第一阈值的音频假象。
41.根据权利要求38所述的方法，还包括响应于所述外部噪声
声音中主要可听频率的改变而改变所述第一阈值。
42.根据权利要求41所述的方法，还包括响应于所述外部噪声
声音中主要可听频率从较高可听频率改变为较低可听频率，降低所
述第一阈值，并且响应于所述外部噪声声音中主要可听频率从较低
可听频率改变为较高可听频率，升高所述第一阈值。
43.根据权利要求38所述的方法，还包括随着所述外部噪声声
音的声能在所述第一阈值之上进一步上升，将所述前馈参考声音压
缩到越来越高于所述反馈参考声音的程度。
44.根据权利要求38所述的方法，还包括：
响应于所述外部噪声声音的声能达到所述第一阈值，同时压缩所
述第一前馈参考声音和所述反馈参考声音；
响应于所述外部噪声声音的声能保持低于所述第一阈值并同时
升高到第二阈值之上，压缩所述前馈参考声音并抑制对所述反馈参
考声音的压缩，其中所述第二阈值低于所述第一阈值。
45.根据权利要求44所述的方法，还包括：
随着所述外部噪声声音的声能进一步上升到所述第一阈值以上，
将所述前馈参考声音压缩到越来越大的程度，直至已将所述前馈参
考压缩到在其中所述前馈参考声音的振幅已被降低到接近于零的程
度；以及
随着所述外部噪声声音的声能进一步上升到所述第一阈值以上
且不考虑所述前馈参考声音的振幅是否已被降低到接近于零，将所
述反馈参考声音压缩到越来越大的程度。
46.一种对个人ANR设备的ANR电路对ANR的提供进行控制
的方法，其包括：
监控在所述ANR的提供中被所述ANR电路所采用的音频片段
内不止一个频率的声音的振幅水平；
响应于所述音频片段内的第一声音具有第一频率并且具有达到
第一预定水平的振幅，开始对从中导出ANR抗噪声音的ANR参考
噪声声音的压缩；
响应于所述音频片段内的第二声音具有第二频率并且具有达到
第二预定水平的振幅，开始对所述ANR参考噪声声音的压缩，以及
响应于所述第一声音的振幅未达到所述第一预定水平并且所述
第二声音的振幅超过所述第一预定水平但未达到所述第二预定水
平，不开始对所述ANR参考噪声声音的压缩，其中所述第一频率不
同于所述第二频率，并且所述第一预定水平低于所述第二预定水平。
47.根据权利要求46所述的方法，其中由所述ANR电路对ANR
的所述提供包括对基于反馈的...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·F·卡雷拉斯，P·N·巴卡洛斯，D·M·高格尔，J·哈劳，
申请(专利权)人：伯斯有限公司，
类型：发明
国别省市：
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