CN102224693B - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电子设备的偏置装置，该电子设备具有通过导线连接的输入装置，该偏置装置包括：偏置信号发生器，其被设置为提供偏置电压和参考电压；飞跨电容电路，其具有连接至所述偏置信号发生器的第一组开关，以选择性地在所述飞跨电容电路的电容器上分别连接和断开所述偏置电压和所述参考电压，并且该飞跨电容电路还具有第二组开关，以选择性地将该电容器上的电压连接和断开到所述飞跨电容电路的输出端，其中，第一组开关和第二组开关在任意时刻都不同时处于连接状态；以及位于所述飞跨电容电路的输出端与所述设备的输入装置之间的导线连接。本发明还公开了一种电子设备、一种偏置方法和一种计算机程序。

Description

电子设备

技术领域

本发明涉及偏置装置、具有这种偏置装置的电子设备、用于这种电子设备的偏置方法，以及用于实现偏置方法的计算机程序。

背景技术

例如麦克风或其它装置的输入装置提供了对引入的噪声敏感的模拟信号，通过导线进行连接，并依赖于所施加的偏置电压，它们会面临由于形成回路（例如，通过多个接地点）导致的电磁兼容问题。在麦克风的情况下，到装置的其它部分的高电流会引起电压波动，可以在麦克风信号中以例如低频噪声的形式发现电压波动，通常被称为“大黄蜂”声音。在对输入装置和输出装置使用公共参考的导线连接中会出现的其它问题可能是回波效应。通常必须通过很好地平衡导线和组件的放置的设计以及用于减弱已知噪声的电路和信号处理来解决这些问题。WO02/056511公开了一种解决这种噪声的方法，其产生干扰期望信号的周期性干扰的副本，以便从受影响的信号中减出周期性干扰的估计值。在干扰分量的期望频率周围对信号进行带通滤波，并且之后可以确定其基频。产生基频的谐波以利用确定的权重和傅里叶级数理论在频域重构出干扰分量的估计值。减去干扰分量估计值以形成接收信号来确定期望的分量估计值。在反馈回路中可以任意地调整权重。

然而，也希望避免发生这些干扰效应，或者至少减轻它们的发生。

发明内容

本发明基于这样的理解，即，至少某些效应的发生是由于输入装置的偏置的波动，不仅指所提供的偏置电压，而且也指参考电压，例如地电位或电源的正电平与负电平之间的中间参考电压。本发明也基于这样的理解，即，提供几个会形成传导回路的电压参考点（其将吸住电磁能）对噪声的引入是有贡献的。

本发明的第一方面提供了一种用于通过导线连接了输入装置的电子设备的偏置装置。该偏置装置包括：偏置信号发生器，其被设置为提供偏置电压和参考电压；飞跨电容电路，其具有连接至所述偏置信号发生器的第一组开关，以选择性地在飞跨电容电路的电容器上分别连接和断开所述偏置电压和所述参考电压，并且飞跨电容电路还具有第二组开关，以选择性地将该电容器上的电压连接和断开到飞跨电容电路的输出端，其中，第一组开关和第二组开关在任意时刻都不同时处于连接状态；以及飞跨电容电路的输出端与设备的输入装置之间的导线连接。

该装置还可以包括：存储电容器，其被设置为当所述第二组开关处于连接状态时载入所述飞跨电容器的输出端的电荷，并且向所述导线连接提供电压。

所述导线连接还可以包括滤波器，该滤波器用于减弱所述飞跨电容电路的开关效应。滤波器可以是截止频率低于第一组开关和第二组开关的操作开关频率的低通滤波器。滤波器可以是阻带频率基本上等于第一组开关和第二组开关的操作开关频率的陷波器。

该装置还可以包括控制器，该控制器被设置为向第一组开关和第二组开关提供控制信号。该控制器可以被设置为以重复的顺序：将第二组开关置于断开状态；将第一组开关置于接通状态；在电容器从偏置电压和参考电压获得电压之后，将第一组开关置于断开状态；将第二组开关置于接通状态。该控制器可以被设置为在将任何一组开关置于接通状态之前提供第一组开关和第二组开关的公共打开时间。

所述参考电压可以是接地电压。

本发明的第二方面提供了一种电子设备，该电子设备具有通过导线连接的输入装置以及根据第一方面的偏置装置。

该设备的输入装置可以包括麦克风。

该输入装置的导线连接还可以包括天线，其中，该天线连接至该设备的无线接收器，并通过扼流线圈与该设备的音频输入电路分离开。

该设备还可以包括也通过导线连接的输出装置，其中，该导线连接的参考电压部被用作也针对输出装置的参考电压。设备的输出装置可以包括至少一个扬声器。

到该输入装置的导线连接可以包括用于将该输入装置与该设备断开的连接器。

该输入装置可以包括：偏置电阻器；模拟输入装置；以及信号输出端，其中，偏置电阻器和模拟输入装置串联在该输入装置的端子之间，并且该信号输出端被连接成，使得偏置电阻器上的交变电压被提供为输出信号。该模拟输入装置可以包括：场效应晶体管，其漏极和源极连接至该模拟输入装置的端子；以及连接在场效应晶体管的栅极与源极之间的电容性传感器。电容性传感器可以是电容麦克风、微机电系统传感器和液态电容性倾斜计中的任何一种。该设备还可以包括晶体管，该晶体管连接在偏置电阻器与模拟输入装置之间，并且该晶体管的集电极连接至偏置电阻器，该晶体管的发射极连接至模拟输入装置，而基极连接至用于提供偏置点的电压，从而提供了与偏置电阻器连接处的输出信号的信号摇摆。该信号输出端可以包括到偏置电阻器的各个端子的连接，并且至少一个连接包括用于对输出信号进行交流耦合的电容器。

本发明的第三方面提供了一种用于电子设备的偏置方法，所述电子设备具有通过导线连接的输入装置。该方法包括以下步骤：生成包括偏置电压和参考电压的偏置信号；对飞跨电容电路进行控制，该飞跨电容电路具有连接至所述偏置信号的第一组开关，以选择性地在飞跨电容电路的电容器上分别连接和断开所述偏置电压和所述参考电压，并且该飞跨电容电路还具有第二组开关，以选择性地将电容器上的电压连接和断开到飞跨电容电路的输出端，所述电压连接至位于飞跨电容电路的输出端与设备的输入装置之间的导线连接，其中，所述控制包括交替地打开第一组开关且闭合第二组开关，以及打开第二组开关且闭合第二组开关，使得第一组开关和第二组开关在任意时刻都不同时处于连接状态。

该方法还可以包括以下步骤：当所述第二组开关处于连接状态时，以飞跨电容器的输出端的电荷来装载存储电容器，并从存储电容器向导线连接提供电压。

该方法还可以包括以下步骤：对飞跨电容电路的输出信号进行滤波，以减弱飞跨电容电路的开关效应。该滤波可以包括截止频率低于第一组和第二组开关的交替操作的切换频率的低通滤波。该滤波可以包括阻带频率基本上等于第一组和第二组开关的交替操作的切换频率的陷波滤波。

该控制还可以包括以重复的顺序：将第二组开关置于断开状态；将第一组开关置于接通状态；在电容器从偏置电压和参考电压获得电压之后，将第一组开关置于断开状态；将第二组开关置于接通状态。该控制还可以包括：在将任意一组开关置于接通状态之前通过延迟开关的闭合来提供第一组开关和第二组开关的公共打开时间。

本发明的第四方面提供了一种包括程序代码的计算机程序，其中，所述程序代码包括指令，所述指令被处理器执行时，使处理器执行根据第三方面的方法。

附图说明

图1是示意性地例示根据实施方式的偏置装置的图。

图2是示意性地例示包括根据实施方式的偏置装置的设备的一部分的图。

图3是用于根据实施方式的组开关的控制信号图。

图4a至图4f示意性地例示了在组开关图3所指示的时刻组开关的状态。

图5是例示根据实施方式的方法的状态图。

图6是例示根据实施方式的组开关的操作的状态图。

图7示意性地例示了根据实施方式的计算机可读介质。

图8例示了根据实施方式的设备。

图9是示意性地例示根据实施方式的电路结构的图。

图10是示意性地例示根据实施方式的电路结构的图。

图11示意性地例示了根据实施方式的计算机可读介质。

图12例示了根据实施方式的电子设备。

具体实施方式

为了偏置，可以将偏置电阻连接至电源电压并连接至模拟输入装置。传统上将模拟输入装置连接至参考电压（例如，地电位），使得偏置电阻和模拟输入装置串联连接在电源电压与参考电压之间。通常由信号输出端连接模拟输入装置上的信号，以提供输出信号。优选地，信号输出端包括用于对输出信号进行交流耦合的电容器。

图1是示意性地例示根据实施方式的偏置装置100的图。偏置装置100适用于例如经由导线103、104连接了输入装置102的电子设备。偏置装置包括偏置信号发生器106，其被设置为提供偏置电压Vbias和参考电压Vref。参考电压Vref可以是地电位或电源的正电平与负电平之间的中间参考电压。偏置电压Vbias是分配给输入装置102以使其正确工作的电压。因而，输入装置上的电压将是参考电压Vref与偏置电压Vbias之间的电压差。偏置装置100还包括飞跨电容电路108，其具有连接至所述偏置信号发生器106的第一组开关109、110，以选择性地在飞跨电容电路108的电容器112上分别连接和断开偏置电压Vbias和参考电压Vref。飞跨电容电路108还具有第二组开关113、114，以选择性地将电容器112上的电压连接到飞跨电容电路108的输出端116和将其断开。对开关109、110、113、114进行操作，使得第一组开关109、110和第二组开关113、114在任何时刻都不会同时连接，即，偏置信号发生器106和输出端116之间在任何时刻都不会有直接的电流接触。当第一组开关109、110打开时，由电容器来保持第一组开关109、110闭合时施加在电容器112上的电压（即，参考电压Vref和偏置电压Vbias之间的电压差）组开关。然后第二组开关113、114闭合，将电压提供至输出端116。然后第二组开关113、114打开，其后，第一组开关113、114接着闭合，如上所述继续进行该过程。因此，将电压Vref、Vbias提供至输出端，而在偏置信号发生器106与飞跨电容电路108的输出端116之间没有任何直接的电流接触。因此，与其它参考电压点之间没有任何回路。因而，飞跨电容电路108的输出端116与设备的输入装置102之间的导线连接103、104将对噪声较不敏感。偏置装置100优选地包括存储电容器117，其被设置为当第二组开关113、114处于连接状态时载入飞跨电容电路108的输出端的电荷。可以将存储电容器117连接在空载（floating）电压参考与电压Vbias之间，或者连接在电压Vref与Vbias之间。于是，存储电容器117就能够通过存储在存储电容器117中的电荷向导线连接103提供电压，从而提供电流。也可以将存储电容器117布置在电路的其它位置，从电气的观点来看，优选的布置尽量要靠近飞跨电容电路108，以当第二组开关113、114处于连接状态时使存储电容器117能够快速充电。

导线连接还可以包括滤波器，其用于减弱飞跨电容电路的开关效应（switchingeffect）。因而，可以减弱任何由开关切换导致的叠加信号分量。该滤波器优选地布置在输出端116。为了实现适合的滤波器设计，最好将开关频率选择在输入装置的任何工作频带之外，即，在基本上更高的频率。滤波器可以是截止频率低于第一组开关和第二组开关的操作的开关频率的低通滤波器。低通滤波器可以包括存储电容器117。另选地，滤波器可以是阻带频率基本上等于第一组开关和第二组开关的操作的开关频率的陷波器。当开关频率不得不选择在导线103、104或连接的装置的工作频带之内或之间时，这会是特别适合的。

装置100可以包括控制器，其被设置为向第一组和第二组开关109、110、113、114提供控制信号。控制信号将为开关根据以上所述进行操作做准备。可以在开关切换之间施加延迟，例如，允许通过偏置信号发生器106对电容器112适当地充电，并允许在输出端116适当地提供电压。此外，可以在将任何一组开关置于导通状态之前提供延迟（用于提供第一组和第二组开关109、110、113、114的公共打开时间）组开关，以确保偏置信号发生器106与输出端116之间没有电流接触，即，在闭合开关109、110、113、114中任一开关之前使电容器112的电荷稳定。优选地，电容器112相对较大，例如，在1μF的量级。因而，将开关109、110、113、114实现称为集成元件，而将电容器112作为适当连接在该集成元件上的单独元件进行附接。

图2是示意性地例示包括根据实施方式的偏置装置202的电子设备200的一部分的图。该设备具有经由导线205、206连接的输入装置204，例如，麦克风。偏置装置202包括偏置信号发生器208，其被设置为提供偏置电压Vbias和参考电压Vref，这与参照图1的描述相似。偏置装置202还包括飞跨电容电路210，其具有连接至偏置信号发生器208的第一组开关211、212，以选择性地在飞跨电容电路210的电容器214上分别连接和断开偏置电压Vbias和参考电压Vref，并且飞跨电容电路210还具有第二组开关215、216，以选择性地将电容器214上的电压连接和断开到飞跨电容电路210的输出端217、218，其中，通过控制器220来控制第一组和第二组开关211、212、215、216，如同参照图1的以上阐述，以使双方在任一时刻都不处于连接状态。如同参照图1所说明的，偏置装置202可以包括存储电容器。导线连接还可以包括滤波器222，其用于减弱飞跨电容电路的开关效应。滤波器222可以是截止频率低于第一组和第二组开关211、212、215、216的操作开关频率的低通滤波器。存储电容器可以是低通滤波器的一部分。另选地，滤波器可以是阻带频率基本上等于第一组和第二组开关211、212、215、216的操作开关频率的陷波器。控制器220被设置为向第一组和第二组开关211、212、215、216提供控制信号。优选地，将控制器配置为：以重复的顺序将第二组开关215、216置于断开状态；将第一组开关211、212置于接通状态；在电容器从偏置电压Vbias和参考电压Vref获得电压之后，将第一组开关211、212置于断开状态；将第二组开关215、216置于接通状态。优选地，如以上参照图1所阐明的，将控制器配置为在将开关211、212、215、216中的任何一组开关置于接通状态之前提供第一组和第二组开关211、212、215、216的公共打开时间。

参考电压可以是接地电压，或者是电源的正电平Vcc与负电平Vee之间的中间参考电压。到输入装置的导线连接还可以包括天线，其中，将天线连接到设备200的无线接收器224，并通过扼流线圈228与设备200的音频输入电路226分离开。设备200还可以包括输出装置230（例如，一个或更多个扬声器），其也通过导线206、207进行连接，其中，导线连接的参考电压部206也用作针对输出装置230的参考电压。例如通过输出信号电路232来驱动输出装置230，输出信号电路232的输出连接至导线207。到输入装置204的导线连接以及优选地到输出装置230的导线连接可以包括连接器234，其用于将输入装置204以及优选地将输出装置230与设备200分离开，下面将参照图8进一步进行说明。可以通过偏置信号发生器208从音频输入电路226的输入端（例如，在其参考电压线上）观察反馈信号236来产生偏置电压，从而提供反馈环路。

图3是用于根据实施方式的上述组开关的控制信号图。在时间t上例示控制信号，使得较高的电平表示对应的组开关闭合，而较低的电平指示对应的组开关打开。图3中的上部所例示的控制信号例示了最靠近偏置信号发生器的组开关的操作，而图3中的下部所例示的控制信号例示了最靠近偏置设备的输出端的组开关的操作。如图3所示，两个信号绝不同时为高，这样就避免了第一组开关和第二组开关在任何时刻都处于连接状态，即，在任何时刻，偏置信号发生器与偏置装置的输出端之间都不会有直接的电流接触。在例示的实施方式中，第一组开关和第二组开关的打开时间是相等的。然而，对这些时间可以进行任意的选择，其中，第一组开关的打开时间仅需要足够电容器进行充电，而第二组开关的闭合时间最好不长于当第二组开关打开时具有电抗性的输入装置、任何后面的滤波器或者其它后面的电路足以保持偏置电压的时间。标号为ⅰ至ⅵ的若干虚线指示了将分别参照图4a至图4f进行阐述的开关状态的时刻。

图4a至图4f示意性地分别例示了在由图3中的标号为ⅰ至ⅵ的虚线指示的时刻的组开关的状态。

图4a指示了时刻ⅰ的开关状态，其中，在图3中可以看到，针对第一组开关的控制信号是低电平，针对第二组开关的控制信号是高电平。因而，如图4a所示，第一组开关的开关是打开的，第二组开关的开关是闭合的。因而，在该状态下，电容器的任何电荷都将充当飞跨电容电路的输出端的电压源。

图4b指示了时刻ⅱ的开关状态，其中，在图3中可以看到，针对第一组开关和第二组开关的控制信号都是低电平。因而，如图4b所示，第一组开关和第二组开关的开关都是打开的。

图4c指示了时刻ⅲ的开关状态，其中，在图3中可以看到，针对第一组开关的控制信号是高电平，针对第二组开关的控制信号是低电平。因而，如图4c所示，第一组开关的开关是闭合的，第二组开关的开关是打开的。因而，在该状态下，偏置信号发生器将对飞跨电容电路的电容器进行充电。

图4d指示了时刻ⅳ的开关状态，其中，在图3中可以看到，针对第一组开关和第二组开关的控制信号都是低电平。因而，如图4d所示，第一组开关和第二组开关的开关都是打开的。

图4e指示了时刻ⅴ的开关状态，其中，在图3中可以看到，针对第一组开关的控制信号是低电平，针对第二组开关的控制信号是高电平。因而，如图4e所示，第一组开关的开关是打开的，第二组开关的开关是闭合的。因而，在该状态下，由偏置信号发生器在时刻ⅲ提供的电容器的电荷将充当飞跨电容电路的输出端的电压源。

图4f指示了时刻ⅵ的开关状态，其中，在图3中可以看到，针对第一组开关和第二组开关的控制信号都是低电平。因而，如图4f所示，第一组开关和第二组开关的开关都是打开的。过程像这样继续进行。

分别如图4b至4d和4f所示，在时刻ⅱ至ⅳ和ⅵ，没有由偏置装置提供的偏置，但是只要将第二组开关的打开时间保持为低（例如，通过具有足够高的开关切换速率）并且后面的电路（例如，低通滤波器、或者输入装置本身）针对开关切换速率具有充分的电抗性，偏置电平就会在该短时间期间得以保持。

图5是例示根据实施方式的方法的状态图。如上所述，该方法总体上包括两个相互作用的主要过程：第一偏置信号产生过程500，其用于提供偏置信号；以及飞跨电容电路操作过程502，其用于将所产生的偏置信号提供至偏置装置的输出端，并提供至输入装置。

偏置信号产生过程500包括：产生包括偏置电压和参考电压的偏置信号。参考电压可以是地电位或电源的正电平与负电平之间的中间参考电压。偏置电压是分配给输入装置以使其正确工作的电压，可以通过观察来自输入装置的输入端（例如，在其参考电压线）的反馈信号来产生偏置电压，从而提供反馈环路。

飞跨电容电路操作过程502包括：通过交替地打开第一组开关而闭合第二组开关、打开第二组开关而闭合第二组开关，使得第一组开关和第二组开关在任何时刻都不同时处于连接状态，来控制根据任一上述实施方式配置的飞跨电容电路组开关组开关组开关组开关组开关。如上所述，由此将偏置电压和参考电压提供至输出端，而在偏置信号发生器与飞跨电容电路的输出端之间不会有任何直接的电流接触。

除了上述主要过程以外，该方法还可以包括对飞跨电容电路的输出信号进行滤波，以减弱飞跨电容电路的开关效应。滤波可以是截止频率低于第一和第二组开关的交替操作的切换频率的低通滤波。这是为了减小任何由于开关切换引入的对偏置电压和参考电压的影响。同样的道理，滤波也可以是阻带频率基本上等于第一组和第二组开关的交替操作的开关切换频率的陷波滤波。当不得不将开关频率选择在连接至偏置装置的输出端的电路的工作频带之内或之间时，这会是特别适合的。

飞跨电容电路的开关的控制大致包括：（以重复的顺序）将第二组开关置于断开状态；将第一组开关置于接通状态；在电容器从偏置电压和参考电压获得电压之后，将第一组开关置于断开状态；并且将第二组开关置于接通状态。所述控制可以包括在将任何一组开关置于接通状态之前通过延迟开关的闭合来提供第一组和第二组开关的公共打开时间，以确保电容器状态是稳定的，并且在偏置信号发生器与飞跨电容电路的输出端之间没有直接的电流接触。

图6是例示根据实施方式的飞跨电容电路的组开关的操作的状态图。在第一状态600下，第一组开关的开关被设置为打开状态。在第二状态602下，设置了延迟，以提供上述的公共打开时间。在第三状态604下，第二组开关的开关被设置为闭合状态。因而，在该状态下，电容器的任何电荷都将充当飞跨电容电路的输出端的电压源。在第四状态606下，当对输入装置进行偏置时提供了延迟。在第五状态608下，第二组开关的开关被设置为打开状态。在第六状态610下，设置了延迟，以提供上述的公共打开时间。在第七状态612下，第一组开关的开关被设置为闭合状态，使得偏置信号发生器可以对飞跨电容电路的电容器进行充电，以保持参考电压与偏置电压之间的电压差。在第八状态614下，设置了延迟，以能够对电容器进行充电。然后，过程返回第一状态600，将第一组开关的开关再次设置为打开状态。

偏置装置理想地应该具有纯粹的直流（DC）特性，由偏置装置提供的电源电压的任何不需要的AC分量都会通过一系列的耦合（即，模拟输入装置和偏置电阻器）进行传播，并传播至信号输出端，并且将噪声增加至输出信号。下面将说明处理这种不需要的AC分量的几种方法。

图7是示意性地例示具有模拟输入702和场效应晶体管（FET）704的示例性模拟输入装置700的图。FET的漏极和源极连接至模拟输入装置700的端子706、708。优选地，模拟输入702是连接在FET704的栅极与源极之间的电容性传感器。电容性传感器可以例如是电容麦克风、微机电系统传感器、或者液态电容性倾斜计。根据例如声音、力或倾斜的物理现象的配准（registration），模拟输入702的电容发生改变。因而，由上述偏置装置提供的施加在模拟输入702上的电荷导致模拟输入702上的电压发生变化。

图8是示意性地例示参照图7讨论的模拟输入装置700的等效电路的图。可以将模拟输入装置800视为具有非常高的信号阻抗804的电流源802，信号阻抗804通常比偏置电阻高得多。如果施加在图7所示的电路配置中，电源电压的大部分噪声将出现在该等效的高信号阻抗804之上。

图9是示意性地例示根据实施方式的电路结构900的图。电路结构900包括偏置装置902。偏置装置902包括连接至电源电压904和模拟输入装置906的偏置电阻，根据参照图1所说明的任一实施方式来提供该偏置电阻。将模拟输入装置906连接至参考电压908（例如，图1中所说明的Vref），其最好具有比电源电压904更低的电压（例如，图1中所说明的Vbias），使得偏置装置902和模拟输入装置906串联在电源电压904与参考电压908之间。通过信号输出端910来连接偏置电阻器902上的信号，以从电路结构900提供输出信号。优选地，信号输出端910包括电容器912、914，用于对输出信号进行AC耦合。模拟输入装置906最好是根据参照图7所描述的任一示例。

图9的结构暗示了模拟输入装置906的内在特征，如参照图8所例示的，由于仅一小部分出现在偏置电阻器902上，并且与模拟输入装置906相比有小得多的阻抗，所以抑制了出现在电源电压904中的噪声。图9的结构暗示了模拟输入装置906的内在特征，抑制了出现在电源电压904中的噪声。通常可以获得26dB的噪声抑制。也可以获得可观的共模抑制。

针对参照图9所说明的结构，通过获取偏置电阻上的信号而获得了效果。然而，通过给出相等电特性的结构也可以获得相似的效果，例如，将电压配置为正电源电压和负电源电压，改变任一组件的位置，用另一个具有相似特征的组件来进行替代，或者增加用于调整电路的元件。如果在连接的并交互的装置（例如，连接至移动电话的耳机）中使用，则不需将偏置装置902布置在与模拟输入装置906相同的装置中。

图10是示意性地例示根据实施方式的电路结构1000的图。电路结构1000包括偏置装置1002。偏置装置1002包括连接至电源电压1004的偏置电阻，根据参照图1所说明的任一实施方式来提供该偏置电阻。将模拟输入装置1006连接至参考电压1008（例如，图1中所说明的Vref），其最好具有比电源电压1004更低的电压（例如，图1中所说明的Vbias）。晶体管1010连接在偏置电阻器1002与模拟输入装置1006之间，晶体管1010的集电极连接至偏置电阻器1002，晶体管的发射极连接至模拟输入装置1006，使得偏置装置1002、晶体管1010和模拟输入装置1006串联在电源电压1004与参考电压1008之间。通过信号输出端1012来连接偏置电阻器1002上的信号，以从电路结构1000提供输出信号。优选地，信号输出端1012包括电容器1014、1016，用于对输出信号进行AC耦合。模拟输入装置1006最好是根据参照图7所描述的任一示例。将晶体管1010的基极连接至例如由分压器1018、1020提供的电压，以提供偏置点，从而提供与偏置电阻器1002连接处的输出信号的信号摇摆。

在图10的结构中，考虑参照图7所说明的模拟输入装置700的结构，晶体管1010和FET704将是共源共栅（cascode）的，这被认为是有利的。模拟输入装置1006的信号不再叠加在其驱动电压上。如果将晶体管1010的基极适当地连接至低的阻抗1020，则晶体管1010将充当在发射极具有低阻抗的射极跟随器（emitter follower），其将驱动电压提供给模拟输入装置1006。来自模拟输入装置1006的信号将出现在晶体管1010的集电极，并且通过向基极适当地施加电压，集电极将摆动以在偏置晶体管1002上提供输出信号。可以控制到晶体管1010的基极的电压以获得进一步的效果，例如调整模拟输入装置的灵敏度。在图10的图解中，晶体管1010是双极型npn晶体管，由于它提供了低的输出阻抗和很好的关于施加在基极上的电压的控制特性，所以是特别有利的。然而，如果要输出高功率或者出于其它原因，可以使用更加鲁棒的晶体管或例如MOSFET的另一适当的有源器件。

本方法是基于这样的理解，即，至少某些效应的发生是由于输入装置的感应于所提供的偏置电压的偏置波动。本方法也是基于这样的理解，即，采用高阻抗场效应晶体管将模拟信号提供至放大器，有助于拿走大量的噪声，同时模拟信号采用串联电阻，减小了提供至放大器的噪声分量，其中，所述串联电阻也用于偏置，并且具有比模拟输入端和场效应晶体管的偏置低很多的阻抗。该方法可以用作对于参照图1和图2说明的滤波器的替代或补充。

针对参照图9和图10说明的本方法的实施方式（即，获得偏置电阻器上的信号），在信号与音频输入电路的连接方面将略微修改图2的结构。已经参照图9和图10阐述了该修改，因此，针对能够做出该修改的本领域技术人员，没有例示电子设备的该实施方式的单独结构被认为是必要的。

图11示意性地例示了根据实施方式的计算机可读介质。根据本发明的方法适合于借助例如计算机和/或处理器的处理装置来实现。因此，提供了计算机程序，其包括指令，将所述指令配置为使处理装置、处理器或计算机执行根据参照图5和图6分别描述的任一实施方式的方法的步骤。优选地，计算机程序包括存储在计算机可读介质1100上的程序代码，如图11所示，可以通过处理装置、处理器或计算机1102来载入并执行所述程序代码，以使其执行根据本发明的方法，优选地作为参照图5和图6描述的任一实施方式。可以将计算机1102和计算机程序产品1100配置为顺序地执行程序代码，其中，逐步执行任一方法的动作，但是大部分被配置为基于实时来执行程序代码，其中，根据需要和数据的可用性来执行任一方法的动作，例如，可以并行地执行参照图5描述的主要过程500和502。优选地，通常将处理装置、处理器或计算机1102称为嵌入式系统。因而，应该将在图11中所描绘的计算机可读介质1100和计算机1102解读为仅针对说明性的目的来提供原理的理解，并且不应解读为元素的任何直接的例示。如上所述，计算机1102可以是电子设备（例如，移动电话、数字照相机、个人数字助理等）的一部分，其具有参照图2描述的特征。

图12例示了根据实施方式的电子设备1200，其中，本发明的原理是适用的。设备1200可以代表由图2的示意图所例示的设备200的示例。例如，电子设备1200可以是移动电话或媒体播放器/录音器。设备1200包括主体1202，其具有电源、电路、用户接口等。用户接口可以包括键盘1204、显示器1206、麦克风1208和扬声器1210。该设备也包括连接器1212，外部麦克风1214和外部扬声器1216、1216’（例如，形成耳机1218）可以通过耳机1218的连接器1220连接到连接器1212。将连接器1212、1220设置为彼此配对，并且在主体电路和耳机1218的输入和输出装置1214、1216、1216’之间提供电气接触，以输入和输出信号。因而，连接器1212、1220可以彼此连接并分离，其可以通过耳机1218的连接器1220的紧握表面1222被促进。如参照图2所说明的，耳机1218的线1224的导线也可以充当设备1200的无线天线，例如，在87.5-108.0MHz之间的FM波段。

Claims (16)

1.一种电子设备，该电子设备具有通过导线连接的输入装置以及偏置装置，

其中，该偏置装置包括：

偏置信号发生器，其被设置为提供偏置电压和参考电压；

飞跨电容电路，其具有连接至所述偏置信号发生器的第一组开关，以选择性地在所述飞跨电容电路的电容器上分别连接和断开所述偏置电压和参考电压，并且该飞跨电容电路还具有第二组开关，以选择性地将该电容器上的电压连接和断开到所述飞跨电容电路的输出端，其中，第一组开关和第二组开关在任意时刻都不同时处于连接状态；以及

位于所述飞跨电容电路的输出端与所述设备的输入装置之间的导线连接，

其中，所述输入装置包括：

偏置电阻器；

模拟输入装置；以及

信号输出端，

其中，该偏置电阻器和该模拟输入装置串联在所述输入装置的端子之间，并且

该信号输出端被连接成使得该偏置电阻器上的交变电压被提供为输出信号，

其中，所述模拟输入装置包括：

场效应晶体管，其漏极和源极连接至所述模拟输入装置的端子；以及

连接在该场效应晶体管的栅极与源极之间的电容性传感器。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述偏置装置还包括：存储电容器，其被设置为当所述第二组开关处于连接状态时载入所述飞跨电容电路的电容器的输出端的电荷，并且向所述导线连接提供电压。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述导线连接还包括滤波器，该滤波器用于减弱所述飞跨电容电路的开关效应。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述滤波器是截止频率低于第一组开关和第二组开关的操作的开关频率的低通滤波器。

5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述滤波器是阻带频率基本上等于第一组开关和第二组开关的操作的开关频率的陷波器。

6.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括：控制器，其被设置为向第一组开关和第二组开关提供控制信号。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述控制器被设置为：在将任何一组开关置于接通状态之前提供第一组开关和第二组开关的公共打开时间。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述参考电压是接地电压。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备的输入装置包括麦克风。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，到所述输入装置的所述导线连接还包括天线，其中，该天线连接至所述设备的无线接收器，并通过扼流线圈与所述设备的音频输入电路分离开。

11.根据权利要求1所述的设备，该设备还包括也通过导线连接的输出装置，其中，所述导线连接的参考电压部用作也针对输出装置的参考电压。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，该设备的所述输出装置包括至少一个扬声器。

13.根据权利要求1所述的设备，其中，到所述输入装置的导线连接包括用于将该输入装置从所述设备卸下的连接器。

14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电容性传感器是电容麦克风、微机电系统传感器和液态电容性倾斜计中的任何一种。

15.根据权利要求1所述的设备，该设备还包括晶体管，该晶体管连接在所述偏置电阻器与所述模拟输入装置之间，并且该晶体管的集电极连接至所述偏置电阻器，该晶体管的发射极连接至所述模拟输入装置，而基极连接至用于提供偏置点的电压，从而提供了与所述偏置电阻器连接处的输出信号的信号摇摆。

16.根据权利要求1所述的设备，其中，所述信号输出端包括到所述偏置电阻器的各个端子的连接，并且这些连接中的至少一个包括用于对所述输出信号进行交流耦合的电容器。

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