CN101820697B - 控制对无线设备的耳机的最大信号电平输出的方法和系统 - Google Patents

控制对无线设备的耳机的最大信号电平输出的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于控制对无线设备的耳机的最大信号电平输出的方法。所述方法包括：确定耳机的阻抗；确定具有该阻抗的耳机的运营商专有的最大信号电平；以及，调整耦合至耳机的无线设备的音频放大器，以将对耳机的最大信号电平输出限制为所述运营商专有的最大信号电平。

Description

控制对无线设备的耳机的最大信号电平输出的方法和系统
技术领域
本申请涉及无线设备领域，更具体地，涉及一种用于控制对耦合至无线设备的耳机的最大信号电平输出的方法和系统。
背景技术
当前的无线移动通信设备包括微处理器、存储器、声卡、扬声器、耳机，并且除了提供语音通信以外，还运行一个或多个软件应用。在这些无线设备中使用的软件应用的示例包括微浏览器、地址簿、电子邮件客户端、即时消息(“IM”)客户端、以及波表(wavetable)工具。此外，无线设备经由互联网可以获得多种服务。无线设备例如可以用于浏览互联网上的web站点、传输和接收图形、以及执行流音频和/或视频应用。这种无线设备可以在蜂窝网络、无线局域网(“WLAN”)、或这两种类型的网络上操作。
当前无线设备的一个问题是关于调整针对耦合至这种设备的耳机的最大输出声压级。典型地，耳机用于收听存储在无线设备上或由无线设备访问的语音呼叫、无线电节目、音频节目(例如，音乐)等等。具体地，针对无线设备和手持产品的耳机的最大输出声压级在法律上受若干权限的约束，以使用户免于听力受损。例如，2000年3月题为“Sound System Equipment：Headphones And Earphones AssociatedWith Portable Audio Equipment-Maximum Sound Pressure LevelMeasurement Methodology And Limit Considerations-Partl：GeneralMethod For‘One Package Equipment’”的欧洲标准EN50332-1：2000(通过引用合并于此)将耳机(即针对配备便携式音频设备并来自相同制造商的耳机)处的最大声压级限制为100dB。此外，2003年10月题为“Sound System Equipment：Headphones And Earphones AssociatedWith Portable Audio Equipment-Maximum Sound Pressure LevelMeasurement Methodology And Limit Considerations-Part2：MatchingOf Sets With Headphones If Either Or Both Are Offered Separately”的欧洲标准EN50332-2：2003(通过引用合并于此)将耳机(即针对与便携式音频设备分离的、由不同制造商提供的耳机)处的最大声压级限制为94dB。对于具有32欧姆阻抗的耳机，规定了根据这些标准的最大声压级的测量。与这样的标准有关的一个问题在于，为了在无线设备的输出插孔处合适地设置输出信号电平(例如，以mV RMS为单位)以便满足规定的最大声压级，必须已知耳机的阻抗。如果制造商未将耳机与无线设备打包提供，则这一点将尤其成问题。
因此，需要用于控制对耦合至无线设备的耳机的最大信号电平输出的改进方法和系统。相应地，需要至少部分解决以上和其他缺点的解决方案。
发明内容
附图说明
结合附图，根据以下详细描述，本申请的实施例的特征和优点将变得显而易见，在附图中：
图1是示出了耦合至耳机并适于实现本申请的实施例的无线设备的前视图；
图2是示出了适于实现本申请的实施例的图1的无线设备和无线网络的框图；
图3是示出了图1和2的无线设备的存储器的框图；
图4是示出了根据本申请实施例的耳机子系统的框图；
图5是示出了根据本申请实施例的备选耳机子系统的框图；以及
图6是示出了根据本申请实施例用于控制对无线设备的耳机的最大信号电平输出的无线设备的存储器内的模块的操作的流程图。
将注意，贯穿附图，类似的特征由类似的参考数字表示。
具体实施方式
在以下描述中，阐述细节以提供对本申请的理解。在一些情况下，特定软件、电路、结构以及技术未详细描述或示出，以免模糊本申请。假设无线设备的操作系统或数据处理系统提供可以支持本申请的要求的设施，则本申请的实施例可以以任何计算机编程语言来实现。所提出的任何限制是特定类型的操作系统或计算机编程语言的结果，不能作为对本申请的限制。本申请的实施例还可以以硬件或硬件和软件的组合来实现。
根据本申请的实施例，提供了一种用于控制对无线设备的耳机的最大信号电平输出的方法。所述方法包括：确定耳机的阻抗；确定具有该阻抗的耳机的运营商专有的最大信号电平；以及，调整耦合至耳机的无线设备的音频放大器，以将对耳机的最大信号电平输出限制为所述运营商专有的最大信号电平。
图1是示出了耦合至耳机105(亦称：头戴耳机、受话器、听筒等)并适于实现本申请的实施例的无线设备100的前视图。无线设备100包括：外壳150、显示屏幕122、在显示屏幕122上显示的图形用户界面(“GUI”)180、键盘(或键区)132、轨迹球(或指轮)110、各种选择按钮120、各种输入/输出(例如，电源连接器插孔、数据接口端口等)160、以及耳机插孔106。在内部，无线设备100包括：一个或多个电路板(未示出)、CPU138、存储器124、126、200、电池156、天线(未示出)等，如将以下描述的，这些均操作耦合至各种输入/输出160、键盘132、显示屏幕122、耳机插孔106等。
耳机105由插入到耳机插孔106中的耳机电缆或导线107耦合至无线设备100。耳机105包括插入到用户耳中或置于用户耳上的扬声器组件。根据一个实施例，耳机105包括两个扬声器组件，用户的每个耳朵使用一个扬声器组件。每个扬声器组件包括：具有阻抗(以下称作耳机的阻抗)的扬声器。耳机105、耳机插孔106、以及耳机电缆107可以被配置用于立体声和/或单声道操作。当耳机电缆107插入到耳机插孔106中时，可以将音频输出信号从内部扬声器134(见图2)切换至耳机105。如下所述，对耳机105的音频信号电平(例如，以mV RMS为单位)输出的控制由耳机子系统400执行。根据一个实施例，耳机插孔106是适于支持立体声耳机输出和单声道麦克风输入的3.5mm耳机插孔。
图2是示出了适于实现本申请的实施例的图1的无线设备100以及无线网络220的框图。如本领域技术人员已知的，无线网络220可以包括：天线、基站、接入点、收发机、支持无线电设备等，用于支持无线设备100和其他设备(未示出)之间的无线通信。
无线设备100可以是至少具有语音和高级数据通信能力(包括与其他设备进行通信的能力)的双向通信设备。根据设备100提供的功能，该设备100可以被称为数据消息收发设备、双向寻呼机、具有数据消息收发能力的蜂窝电话、无线互联网装置、数据通信设备(具备或不具备电话能力)、Wi-Fi设备、WLAN设备、双模(即，Wi-Fi和蜂窝)设备、或便携式音频设备。
无线设备100具有通信子系统111，该通信子系统111包括RF接收机、RF发射机、以及相关联组件。如通信领域的技术人员显而易见的，通信子系统111的具体设计取决于设备100预期在其中进行操作的通信网络220。
设备100可以具有蜂窝网络接入的能力，因此设备100具有订户标识模块(或“SIM”卡)162，该订户标识模块用于插入到SIM接口(“IF”)164中以便在蜂窝网络(例如，全球移动通信系统(“GSM”)网络)上操作。
设备100可以是电池供电的设备，从而其还可以包括用于容纳一个或多个可再充电电池156的电池IF154。电池156向设备100中的大部分(如果不是所有)电路提供电能，并且电池IF154为电池156提供机械和电连接。
无线设备100包括：微处理器138，也被称为处理器，控制设备100的总体操作。微处理器138与设备子系统交互，如显示器122、闪存存储器124或其他永久存储器、随机存取存储器(“RAM”)126、辅助输入/输出(“I/O”)子系统128、串行端口(例如通用串行总线(“USB”)端口)131、键盘132、轨迹球或指轮110、耳机105、内部扬声器134、麦克风136、短距离通信子系统141、以及其他设备子系统142。微处理器138除了执行操作系统功能以外，优选地能够在设备100上执行软件应用。
图3是示出了图1和2的无线设备100的存储器200的框图。微处理器138耦合至存储器200。存储器200具有用于存储信息(例如指令、数据、数据库表、测试参数等，用于实现设备100的操作)的各种硬件和软件组件，并且可以包括闪存存储器124、RAM126、ROM(未示出)、磁盘驱动器(未示出)等。一般地，存储器200可以包括典型地以本领域技术人员理解的存储层级来布置的各种存储设备。
可以将由微处理器138使用的操作系统(“O/S”)软件模块202存储在永久存储器(如闪存存储器124)中，该永久存储器备选地可以是只读存储器(“ROM”)或类似的存储元件(未示出)。本领域技术人员将认识到，可以将操作系统、特定设备应用或其部分临时加载到如RAM126等易失性存储器中。
为了提供用户友好的环境以控制设备100的操作，驻留在设备100上的操作系统(“O/S”)软件模块202提供了操作的基本集合，以支持典型地可通过GUI180操作的各种应用并支持GUI软件模块204。例如，O/S202提供基本输入/输出系统特征，以获得来自辅助I/O128、键盘132、轨迹球或指轮110等的输入，并且便于通过显示器122、扬声器134、耳机105等向用户输出。根据一个实施例，无线设备100配备有硬件和/或软件模块206，以有助于和实现以下将描述的应用的方法。
用户可以使用GUI180与无线设备100及其各种软件模块202、204、206进行交互。GUI由公共操作系统支持，并且提供显示格式，使用户能够选择命令、执行应用程序、管理计算机文件、以及通过使用输入或指向设备(如轨迹球或指轮110以及键盘132)从菜单中选择称为图标的图形表示或项目来执行其他功能。GUI180可以包括光标190、各种可选择对象和图标191、以及各种窗口192。
因此，无线设备100包括计算机可执行编程指令，用于引导设备100实现本申请的实施例。编程指令可以在驻留于无线设备100的存储器200中的一个或多个硬件或软件模块206中实现。备选地，编程指令可以在可以用于向无线设备100的存储器传输编程指令的计算机可读介质(例如，CD盘或软盘)上实现。备选地，编程指令可以在由编程指令的提供商或供应商上载至网络220的计算机可读信号或信号承载介质中实现，并且终端用户或潜在卖方可以通过接口111、131、141将该信号或信号承载介质从网络220下载至无线设备100。
图4是示出了根据本申请的实施例的耳机子系统400的框图。耳机子系统400的组件一般包含在无线设备100中并用于确定耳机105的阻抗，以便调整对耳机105的最大信号电平(例如，以mV RMS为单位)输出(并且因此调整耳机105输出的最大声压级)。
根据一个实施例，耳机系统400包括：信号发生器410、数模转换器(“DAC”)440、以及用于产生不可听高频信号(例如，25kHz)的音频放大器430。信号发生器410、DAC440以及音频放大器430由微处理器138控制。音频放大器430通过串联电阻器R耦合至耳机105。串联电阻器R具有较低值(例如，5欧姆)。在将高频信号施加于电阻器R时，电阻器R两端产生的电压V指示耳机105的阻抗Z。只要耳机105经由耳机电缆107连接至耳机插孔106，就可以将信号施加于电阻器R和耳机105。耦合至模数转换器(“ADC”)420的麦克风预放大器450对电压V进行放大。ADC420对电压V进行监控，并向微处理器138提供指示电压V并从而指示耳机105的阻抗Z的数字信号。ADC420也可以由无线设备100的麦克风136使用，以便降低组件数。微处理器138接收来自ADC420的数字信号并根据该数字信号确定耳机105的阻抗Z(例如，通过分压器原理等)。微处理器138可以通过访问存储电压值(或数字信号值)和相应耳机阻抗值的表来进行上述操作。
微处理器138确定耳机105的阻抗Z之后，控制音频放大器430以限制对耳机105的最大信号电平(例如，以mV RMS为单位)输出。这样，可以将耳机105输出的声压级限制为针对所确定阻抗Z的最大声压级。微处理器138可以通过访问存储耳机阻抗值、音频放大器430的相应最大信号电平值、和/或耳机105的相应最大声压值的表(例如，包括在模块206中或与模块206相关联)来进行上述操作。例如，对于近似32欧姆的耳机阻抗值，表206可以指示耳机105的最大声压级为100dB。
根据一个实施例，如果与所确定的耳机阻抗Z相对应的耳机阻抗值没有在表206中列出，则不规定音频放大器430的最大信号电平和耳机105的最大声压级，因此对于所确定的耳机阻抗Z的该值，不限制音频放大器430的最大信号电平和耳机105的最大声压级。
现在，针对给定的耳机阻抗，最大信号电平(例如，以mV RMS为单位)和/或最大声压级(例如，以dB为单位)可以通过政府规章来设置，政府规章可以根据无线设备100在其中操作或出售的运营商或位置而改变。如本领域技术人员已知，无线设备100具有确定其运营商和/或位置，并因此确定可以应用于设置最大信号电平和/或最大声压级的政府规章的装置。因此，根据一个实施例，微处理器138接收指示无线设备100的运营商和/或位置的信号，并且确定是否已经针对该运营商和/或位置以及针对所确定的耳机阻抗Z规定了最大信号电平值和/或最大声压级值。微处理器138可以通过访问存储无线设备位置、相应耳机阻抗值、音频放大器430的相应运营商(或位置)专有的最大信号电平值(如果有)、和/或耳机105的相应运营商(或位置)专有的最大声压级值(如果有)的表206来进行上述操作。例如，该表可以指示，如果无线设备100与位于英国的运营商相关联，并且耳机阻抗是32欧姆(即，+/-20％)，则应当将最大声压级限制为100dB(即，如果耳机105和无线设备100打包出售)。作为另一示例，表206可以指示，如果无线设备100与位于英国的运营商相关联，并且耳机阻抗是32欧姆(即，+/-20％)，则应当将最大声压级限制为94dB(即，如果耳机105和无线设备100不是打包出售)。
类似地，最大信号电平(例如，以mV RMS为单位)和/或最大声压级(例如，以dB为单位)可以通过政府规章来设置，政府规章可以根据无线设备100在其中操作或出售的运营商或位置而改变(即，与耳机105的阻抗无关)。同样，如本领域技术人员已知的，无线设备100具有确定其运营商和/或位置从而确定可以应用于最大信号电平和/或最大声压级的政府规章的装置。因此，根据一个实施例，微处理器138接收指示无线设备100的运营商和/或位置的信号，并且确定是否已经针对该运营商和/或位置规定了最大信号电平值和/或最大声压级值。微处理器138可以通过访问存储无线设备的运营商(或位置)、相应耳机阻抗值、音频放大器430的相应运营商专有的最大信号电平值(如果有)、和/或耳机105的相应运营商专有的最大声压级值(如果有)的表206来进行上述操作。例如，该表206可以指示，如果无线设备100与位于英国的运营商相关联，则应当将最大声压级限制为100dB(即，如果耳机105和无线设备100打包出售)。作为另一示例，表206可以指示，如果无线设备100与位于英国的运营商相关联，则应当将最大声压级限制为94dB(即，如果耳机105和无线设备100不是打包出售)。
根据一个实施例，对存储运营商(或无线设备位置)，相应的耳机阻抗值、音频放大器430的相应运营商专有的最大信号电平值(如果有)、以及耳机105的相应运营商专有的最大声压级值(如果有)的表206的更新可以周期性地将下载至无线设备100(例如，通过网络220)。
根据一个实施例，可以根据通过网络220传送至无线设备100的消息来确定与无线设备100相关联的运营商。根据另一实施例，可以根据存储在无线设备的SIM卡162中的信息来确定运营商。
根据一个实施例，可以根据通过网络220传送至无线设备100的消息来确定无线设备100的位置。根据另一实施例，可以通过可选地为设备100提供的全球定位系统(“GPS”)接收机(未示出)来确定无线设备100的位置。根据另一实施例，可以根据与无线设备100在其上进行操作的网络220相关联的天线塔的位置来确定无线设备100的位置。
图5是示出了根据本申请的实施例的备选耳机子系统400的框图。在图5中，信号源510(例如，微处理器138)产生应用于数模转换器(“DAC”)540的信号(例如，音频信号、不可听音频信号等)。对DAC540的输出进行调节530(例如，放大430等)，以允许连接至耳机插孔506的耳机105的阻抗测量520(例如，经由电阻器R等)。
本申请可以提供多个优点。例如，本申请的方法允许无线设备100在需要时将最大信号电平和最大声压级限制为规定的合法限制。
通过流程图示意了上述方法的方面。图6是示出了根据本申请实施例用于控制对无线设备100的耳机105的最大信号电平输出的无线设备210的存储器200内的模块206的操作600的流程图。
在步骤601，操作600开始。
在步骤602，确定耳机105的阻抗Z。
在步骤603，确定具有阻抗Z的耳机的运营商专有的最大信号电平。
在步骤604，调整耦合至耳机105的无线设备100的音频放大器430，以将对耳机105最大信号电平输出限制为运营商专有的最大信号电平。
在步骤605，操作600结束。
上述方法一般由无线设备100执行。然而，根据一个实施例，所述方法可以由如个人计算机(“PC”)或服务器、立体声系统、电视系统等数据处理系统(未示出)来执行，或与其相结合来执行。
尽管主要作为方法讨论了本申请的实施例，本领域普通技术人员将理解，可以对以上参照无线设备100和数据处理系统而讨论的设备进行编程，以实现这些实施例的方法的实施。此外，与无线设备100或数据处理系统一同使用的制造品，如预记录的存储设备或包括其上记录的程序指令的其他类似计算机可读介质，可以引导无线设备100或数据处理系统，以便于这些实施例的方法的实施。应理解，这样的设备和制造品同样在本申请的范围内。
上述本申请的实施例仅是示例性的。本领域技术人员将理解，可以对这些实施例进行各种细节修改，这些都在本申请的范围内。

Claims (16)

1.一种用于控制对无线设备的耳机的最大信号电平输出的方法，包括：
确定耳机的阻抗；
确定具有所述阻抗的耳机的运营商专有的最大信号电平，其中，所述运营商专有的最大信号电平是针对无线设备的运营商而规定的最大信号电平；以及，
调整耦合至耳机的无线设备的音频放大器，以将对耳机的最大信号电平输出限制为所述运营商专有的最大信号电平，所述调整是通过访问存储耳机阻抗值、音频放大器的相应运营商专有的最大信号电平值、和/或耳机的相应运营商专有的最大声压值的表来进行的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定运营商专有的最大信号电平还包括：使用所述阻抗对所述表进行搜索，所述表列出了耳机阻抗和相应的运营商专有的最大信号电平。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定阻抗还包括：将音频信号应用于耳机。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述音频信号是不可听音频信号。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定无线设备的运营商，其中，具有所述阻抗的耳机的运营商专有的最大信号电平是针对所述运营商来确定的。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，确定运营商专有的最大信号电平还包括：使用所述阻抗和所述运营商来对所述表进行搜索，所述表列出了阻抗、运营商以及相应的运营商专有的最大信号电平。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述运营商是根据从无线设备在其中操作的网络接收到的信号来确定的。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定无线设备的位置，其中，具有所述阻抗的耳机的运营商专有的最大信号电平是针对所述位置确定的。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，确定运营商专有的最大信号电平还包括：使用所述阻抗和所述位置来对所述表进行搜索，所述表列出了阻抗、位置以及相应的运营商专有的最大信号电平。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述位置是根据从无线设备在其中操作的网络接收到的信号来确定的。
11.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述运营商是根据存储在无线设备的订户标识模块“SIM”中的信息来确定的。
12.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述位置是根据无线设备的全球定位系统“GPS”接收机来确定的。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，调整音频放大器的步骤是在能够针对所述阻抗来确定运营商专有的最大信号电平的情况下执行的。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述表的更新是从网络周期性地下载至无线设备的。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，对耳机的最大信号电平输出被限制为所述运营商专有的最大信号电平，以使用户免于听力受损。
16.一种用于控制对无线设备的耳机的最大信号电平输出的设备，包括：
用于确定耳机的阻抗的装置；
用于确定具有所述阻抗的耳机的运营商专有的最大信号电平的装置，其中，所述运营商专有的最大信号电平是针对无线设备的运营商而规定的最大信号电平；以及，
用于调整耦合至耳机的无线设备的音频放大器，以将对耳机的最大信号电平输出限制为所述运营商专有的最大信号电平的装置，所述调整是通过访问存储耳机阻抗值、音频放大器的相应运营商专有的最大信号电平值、和/或耳机的相应运营商专有的最大声压值的表来进行的。
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