CN103004094A - 耳机连接感测和零上电按钮 - Google Patents

耳机连接感测和零上电按钮 Download PDF

Info

Publication number
CN103004094A
CN103004094A CN2011800353008A CN201180035300A CN103004094A CN 103004094 A CN103004094 A CN 103004094A CN 2011800353008 A CN2011800353008 A CN 2011800353008A CN 201180035300 A CN201180035300 A CN 201180035300A CN 103004094 A CN103004094 A CN 103004094A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductor
coupled
voltage
mosfet
microphone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011800353008A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103004094B (zh
Inventor
P·G·扬科沃伊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bose Corp
Original Assignee
Bose Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US12/838,479 external-priority patent/US8432068B2/en
Priority claimed from US12/838,477 external-priority patent/US8379873B2/en
Application filed by Bose Corp filed Critical Bose Corp
Publication of CN103004094A publication Critical patent/CN103004094A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103004094B publication Critical patent/CN103004094B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/356Bistable circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/547Combinations of mechanical switches and static switches, the latter being controlled by the former
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0036Means reducing energy consumption
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2460/00Details of hearing devices, i.e. of ear- or headphones covered by H04R1/10 or H04R5/033 but not provided for in any of their subgroups, or of hearing aids covered by H04R25/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2460/03Aspects of the reduction of energy consumption in hearing devices

Landscapes

  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Abstract

常开按钮开关被耦合到一对MOSFET且与之协作以便为个人音频设备提供上电开关功能,其不要求在等待按钮开关操作以促使个人音频设备被上电的同时从电源吸取功率以监视按钮开关。个人音频设备的控制器在多个场合下针对信号活动实例的结束监视一个导体,通过该导体,该个人音频设备能够被耦合到另一设备,并且在信号活动结束之后,向导体中注入电流且测量结果得到的电压以计算自适应阈值电压,并将所测量电压与自适应阈值相比较以至少确定个人音频设备的导体是否被耦合到另一设备。

Description

耳机连接感测和零上电按钮
技术领域
本公开涉及监视耳机与对讲机系统或无线电之间的连接、对对讲机或无线电与其连接的状态的可能响应以及节省耳机电源。
背景技术
双向通信耳机常常在许多类型的车辆中使用,并且在各种大型机器的情况下,尤其是车辆和在操作期间产生高噪声环境的机器,使得在没有此类耳机的情况下与驾驶员、操作员或飞行员的必要双向通信将被削弱。此类噪声环境的示例包括飞机场、商用卡车和拖拉机中的驾驶室、起重机和隧道挖掘机中的操作员舱以及坦克或其他军用车辆中的工作人员舱。此类车辆或机器结合提供了此类耳机被耦合到的一个或多个连接点的对讲机系统是很普通的。此类对讲机通常与此类耳机中的多个协助以使得此类车辆中或就在其附近的人员能够相互通信,并且此类对讲机通常结合了使得人员能够使用此类耳机与一定距离处的其他人员进行通信的远程无线收发机。
除了能够被耦合到车辆或大型机器的对讲机系统之外,最近已经变得越来越期望进一步使得此类耳机能够被耦合到人员可以将其携带的便携式音频设备。因此,期望使得能够以提供此类组合的高度使用容易性并避免由于耳机的操作状态在被耦合到对讲机系统与从对讲机系统解耦的变化而引起的电学不兼容问题的方式来实现耳机到对讲机系统和个人音频设备两者的同时耦合。
还已越来越难以适应在由此类对讲机系统和/或远程无线收发机(即无线电)提供的耳机连接中遇到的电特性的变化。尽管在其中使用对讲机或无线电的某些领域中存在某些行业和政府标准,但由新特征的添加引起的增加的复杂性和最终用户进行的修改的增加的接受已经引起预期特性和行为方面的一定程度的模糊。因此,确定是否已经实现了到对讲机或无线电的连接以及确定对讲机或无线电在任何给定时间是否活动已经变得更加困难。
此外,持续存在着在耳机中以及在其他形式的个人音频设备中提供操作员方便性和功率节省两者的期望。与更加传统的纽扣式电源开关相比,仍旧更加追求按钮电源开关。然而,在提供同样不要求使用连续地耗尽个人音频设备(例如,耳机)的电源(例如电池)的电子部件的组合的按钮电源开关时遇到了困难。
发明内容
常开按钮开关被耦合到一对MOSFET且与之协作以便为个人音频设备提供上电开关功能,其不要求在等待按钮开关操作以促使个人音频设备被上电的同时从电源吸取功率以监视按钮开关。个人音频设备的控制器在多个场合下针对信号活动实例的结束监视一个导体,通过该导体,该个人音频设备能够被耦合到另一设备,并且在信号活动结束之后,向导体中注入电流且测量结果得到的电压以计算自适应阈值电压,并将所测量电压与自适应阈值相比较以至少确定个人音频设备的导体是否被耦合到另一设备。
在一方面,一种设备包括常开手动可操作开关;第一MOSFET,其具有被耦合到开关的第一栅极以及被耦合到电源的高电位端子以从那里接收电功率的第一源极;第二MOSFET,其具有被耦合到电源的低电位端子的第二源极;第二漏极,其被耦合到开关和第一MOFSET的第一栅极、以及第二栅极以通过至少第一MOSFET的第一源极和第一漏极从电源接收电功率;并且其中,闭合开关将第一栅极耦合到电源的低电位电压端子,将第一MOSFET置于导通状态,通过第一MOSFET向第二栅极提供高电位,将第二MOSFET置于导通状态,向第一栅极提供低电位以将第一和第二MOSFET锁存在导通状态。
在另一方面,一种方法包括等待由常开开关所触发的第一MOSFET和第二MOSFET的锁存相互作用而引起的从电源进行的电功率的提供;以及响应于开关被闭合而中断第一和第二MOSFET的锁存相互作用。
在一方面,一种设备包括用以使得设备能够被耦合到双向通信设备的导体;被耦合到导体以测量存在于导体上的相对于接地导体的电压的电压传感器;以及被耦合到导体的控制器。控制器被构造成针对在导体上发生的信号活动的第一实例的第一结束而监视导体;响应于该第一结束,向导体中注入电流并在电流被注入到导体中的同时操作电压传感器以获得在导体上电压的第一度量;根据至少第一度量来计算自适应阈值电压;针对在导体上发生的信号活动的第二实例的第二结束而监视导体;响应于第二结束,向导体中注入电流并在电流被注入到导体中的同时操作电压传感器以获得在导体上电压的第二度量;将第二度量与自适应阈值相比较;以及响应于第二度量大于自适应阈值,关掉设备的部件。
在另一方面,一种方法包括针对在导体上发生的信号活动的第一实例的第一结束而监视个人音频设备的导体,其被构造成使得个人音频设备能够被耦合到双向通信设备;响应于该第一结束,向导体中注入电流并在电流被注入到导体中的同时获得导体上电压的第一度量;根据至少第一度量来计算自适应阈值电压;针对在导体上发生的信号活动的第二实例的第二结束而监视导体;响应于第二结束,向导体中注入电流并在电流被注入到导体中的同时获得在导体上电压的第二度量;将第二度量与自适应阈值相比较;以及响应于第二度量大于自适应阈值,确定个人音频设备未被耦合到在活动状态下双向通信设备,并且关掉个人音频设备的部件。
根据随后的描述和权利要求,本发明的其他特征和优点将是显而易见的。
附图说明
图1是耳机的透视图。
图2是可在图1的耳机中采用的电架构的方框图。
图3是图2的电架构的控制电路的方框图。
图4是可在图1的耳机中采用的另一电架构的方框图。
图5是图4的电架构的控制电路的方框图。
图6a至6c是针对到活动或不活动对讲机系统的可能耦合而测试图1的耳机的导体的各方面的方框图。
图7是由图3或图5的控制电路进行的通过电流注入来测试导体的实施例的执行以及测试的本实施例的结果的使用的图表。
图8是由图3或图5的控制电路进行的通过电流注入来测试导体的多次执行的实施例以及测试的本实施例的结果的多次使用的图表。
图9a和9b是由图3或图5的控制电路进行的通过电流注入来测试导体的多次执行的另一实施例以及测试的本实施例的结果的多次使用的图表和流程图。
图10、11和12每个是可以添加到图3或图5中的任一个的电架构以添加按钮上电开关和在图1的耳机处于关闭状态的同时不吸取功率的支持部件的电架构部分的方框图。
具体实施方式
在本文中所公开和要求保护的内容意图适用于多种耳机,即被构造成以其中至少一个声学驱动器位于耳朵附近且其中麦克风位于用户的嘴附近以使得能够实现双向音频通信的方式戴在用户的头上或周围的设备。应注意的是虽然结合了一对声学驱动器(用户的每个耳朵一个)的耳机的特定实施例是以一定的详细程度呈现的,但特定实施例的此类呈现意图通过示例来促进理解,并且不应将其理解为限制公开的范围或权利要求覆盖的范围。
意图在于在本文中公开和要求保护的内容适用于还提供主动降噪(ANR)、被动降噪(PNR)或两者的组合的耳机。意图在于在本文中公开和要求保护的内容适用于被构造成通过有线连接与至少对讲机系统相连的耳机,但耳机可以被进一步构造成通过有线和/或无线连接被连接至任何数目的附加设备。意图在于在本文中公开和要求保护的内容适用于具有构造成戴在用户的一只或两只耳朵附近的物理配置的耳机,包括且不限于具有一个或多个听筒的头上耳机、颈后耳机、结合了至少一个听筒和戴在颈上或周围的物理上分离麦克风的两件式耳机以及结合了听筒和麦克风以使得能够实现音频通信的帽子或头盔。在本文中公开和要求保护的内容可适用于的耳机的其他实施例对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。
图1描述了具有“头上”物理配置的耳机1000的实施例。耳机1000结合了头部组件100、上电缆组件200以及下电缆组件300a和下电缆组件300b中的一个或另一个。头部组件100结合了一对听筒110a和110b,其每个结合了声学驱动器115、将听筒110a和110b耦合在一起的头带120以及从听筒110a开始延伸以支撑通信麦克风135的麦克风吊杆130。上电缆组件200结合了具有控制电路500的控制盒250和将控制盒250耦合到听筒110a的导电电缆240。下电缆组件300a结合了将电缆组件300a可拆卸地耦合到控制盒250的上耦合件370、将电缆组件300a可拆卸地耦合到对讲机系统(未示出)的下耦合件390,以及将上耦合件370和下耦合件390耦合在一起的导电电缆380。同样地,下电缆组件300b结合了将电缆组件300b可拆卸地耦合到控制盒250的上耦合件370、将电缆组件300b可拆卸地耦合到对讲机系统(未示出)的一对下耦合件390、以及将上耦合件370和成对下耦合件390耦合在一起的导电分离形式的电缆380。
头部组件100被头带120给定其头上物理配置。根据听筒110a和110b中的每一个相对于人耳朵的耳廓的典型尺寸的尺寸,听筒110a和110b中的每一个可以是“耳朵上”(一般也称为“压耳式”)或“耳朵周围”(一般也称为“罩耳式”)形式的耳杯。如将更详细地解释的,听筒110a和110b中的每一个中的声学驱动器115的提供使得耳机1000能够在声学上向用户输出双声道音频(例如,立体声音频)。麦克风吊杆130在头部组件100被正确地佩戴,使得听筒110a和110b覆盖用户的相应的耳朵时将通信麦克风135定位于耳机1000的用户的嘴附近。然而,尽管在图1中描述了头部组件100的此特定物理配置,但本领域的技术人员将认识到头部组件可以采取多种其他物理配置中的任何一个。举例来说,替换实施例可以包括听筒110a和110b中的仅一个以在声学上输出仅单声道音频,可以包括带的“头后”或“颈后”变体来代替头带120,可以将通信麦克风135定位于听筒110a和110b中的一个或另一个的一部分上(而不是在麦克风吊杆130的末端处),和/或可以将其构造成允许电缆240和麦克风吊杆130中的一者或两者可从听筒110a拆卸以便被连接到听筒110b。
上电缆组件200通过电缆240来提供控制盒250和听筒110a(或者可能是听筒110b,如刚刚所讨论的)的基于电缆的耦合。如将更详细地解释的,控制盒250内的控制电路500使得耳机1000的用户能够通过耳机1000与不仅仅是对讲机系统相交互。控制电路500可以结合无线收发机,其使得能够在控制电路500与无线设备800(例如,蜂窝电话、音频记录和/或重放设备、双向无线电等)之间经由无线信号870(例如,红外信号、射频信号等)来实现无线通信以从而使得用户能够通过耳机1000与无线设备800相交互。控制盒250可以结合辅助输入端,其使得控制电路500能够通过电缆970被耦合至有线设备900(例如,音频重放设备、娱乐无线电等)以使得用户能够通过耳机1000来收听由有线设备900提供的音频。虽然在图1中未具体地描述,但在各种可能的实施例中,控制盒250可以提供一个或多个手动可操作控制机构以使得用户能够控制耳机1000的操作的一个或多个方面,可能包括协调耳机1000、耳机可以经由下电缆组件300a和300b中的一个或另一个被耦合到的对讲机系统、无线设备800和有线设备900之间的音频传输。此外,并且虽然在图1中未描述,除结合在控制盒250内之外或作为其替换,可以将控制电路500结合到听筒110a和110b中的一者或两者(或头部组件100的某个其他部分)中,从而可能消除对上电缆组件200结合控制盒250的需要。
下电缆组件300a和300b中的每一个使得能够实现耳机1000到车辆或大型机器的对讲机系统的耦合,所述大型机器包括且不限于卡车、多车厢火车、军用车辆、飞机、海船、起重机、隧道挖掘机、收割机、联合收割机或拖拉机。如先前所讨论的,下电缆组件300a结合了用于耦合到对讲机系统的单个下连接器390,而下电缆组件300b结合了一对下连接器390。如熟悉此类车辆或大型机器的技术人员将很容易认识到的,尽管在某些行业中可能存在标准,但此类车辆或大型机器中的不同的一些的制造商提供具有在那些制造商之间变化的特性的对讲机系统并不是罕见的。在那些变化的特性之中的是由某些制造商将输出和输入音频信号分离以通过两个单独连接器来传送,而其他制造商选择将输出和输入音频信号两者组合以通过单个连接器来传送。因此,下电缆组件300a被构造成使得耳机1000能够通过单个下耦合件390被耦合到采用单个连接器的对讲机系统,而下电缆组件300b被构造成使得耳机1000能够通过成对下耦合件390中的单独的一些被耦合到采用单独连接器的对讲机系统。虽然将电缆组件300b的电缆380的分离形式描述成在上耦合件370处或附近分离,但对于本领域的技术人员而言将显而易见的是可以有电缆380的其他物理配置,其适应成对下耦合件390之间的输入和输出信号的分离。
图2描述了可以被耳机1000采用的电架构1100a的可能实施例。在下电缆组件300a和300b中的一个或另一个将上电缆组件200的控制盒250耦合到对讲机系统的情况下,并且在控制盒250经由上电缆组件200的其余部分被耦合到头部组件100的情况下,能够将左和右音频信号(连同系统接地一起)从对讲机系统传送至声学驱动器115,并且能够将高和低麦克风信号从通信麦克风135传送至对讲机系统。如将更详细地解释的,结合在控制盒250内的控制电路500监视耳机1000到对讲机系统的耦合,并且控制这些信号的传送,控制侧音和局部麦克风偏压的局部提供。如还将更详细地解释的,控制电路控制声学驱动器115的系统接地到通信麦克风135的麦克风低信号的局部耦合,至少部分地响应于耳机1000是否被耦合到对讲机系统,使得在对讲机系统内已实现此类耦合。这样,耳机1000能够在用户与对讲机系统、无线设备800和有线设备900的许多可能组合的交互中采用。
图3描述了可以被控制电路500采用的电架构600a的可能实施例。在采用此电架构时,控制电路500结合了加法节点510、辅助连接器512、侧音发生器520、无线收发机530、控制器550、本地电源552、音频信号存在检测器580、音频信号断续器582、激励电流注入器584、电压传感器586、偏压检测器590和接地耦合器592。控制器550被耦合到这些部件中的许多不同部件以监视和/或控制其功能,如将更详细地解释的。同样地,虽然为了呈现的明了起见未具体地描述连接,但本地电源552向这些部件中的其他部件提供功率。此外,由电源552提供的功率优选地以系统接地导体为参考,其也是由对讲机系统提供的参考接地(当耳机1000被耦合到对讲机系统,使得系统接地导体被耦合到该对讲机系统时)。
加法节点510将由对讲机系统提供的左和右音频信号(如果耳机1000被耦合到对讲机系统)与由有线设备提供的音频(如果耳机1000被耦合到有线设备)、由本地侧音发生器520(如果活动的话)提供的音频以及由无线收发机530(如果活动的话)提供的音频组合。在音频的源提供仅单声道音频(或者称为“单声道”)的情况下,加法节点510可以将该音频与左声道和右声道信号中的仅一个或两者组合。虽然未具体地描述,但在某些实施例中,控制盒和/或听筒110和110b中的至少一个可以承载一个或多个手动可操作控制机构以使得耳机1000的用户能够选择或以某种其他方式控制通过加法节点510来传送什么音频源且最终至声学驱动器115。在供在至少飞行器中使用的耳机1000的优选实施例中,将不存在将用来防止由对讲机系统提供的音频被传送至声学驱动器115的手动可操作控制机构。可以将加法节点510实现为电阻器网络、加法放大器或如本领域的技术人员熟知的用于耦合音频的其他机制。
辅助连接器512使得能够由电缆(诸如电缆970)将有线设备(诸如在图1中描述的有线设备900)耦合到控制电路500,以从而允许由加法节点510将由有线设备提供的音频与其他音频相加,并最终提供给声学驱动器115。在各种可能的实施例中,与加法节点510合作,辅助连接器512可以使得能够提供单声道或双声道音频以便由加法节点510与其他音频组合。如所描述的,辅助连接器512未实现用于音频的双向交换的提供。然而,如本领域的技术人员将很容易认识到的,可以有辅助连接器512的其他变体,通过该变体,使得来自通信麦克风135的信号可用于被耦合至辅助连接器512的有线设备。
可以采用本地侧音发生器520来将由通信麦克风135所检测的声音传送至声学驱动器115(通过加法节点510)作为向耳机1000的用户在交谈时提供更自然的声学体验的方式。研究已经显示人们习惯于在交谈时听到他们自己的声音,人类使用此语音自我收听作为调节音量的一部分(即,多大声地交谈),并且当人基本上被阻止听到他们自己交谈时开始发生不能保持适当的音量。尤其是在其中听筒提供一定程度的被动或主动降噪的耳机1000的实施例中,并且尤其是当在噪声环境中使用耳机1000时,人足够好地听到其语音以使得能够实现音量的正常自我调节的能力可能被大大削弱。侧音发生器520通过由通信麦克风135所检测的声音的变化,其可以被以某种方式衰减和/或滤波以近似人听到他们自己交谈的正常体验,以便使得能够实现音量的正常自我调节。在某些实施例中,可以使由通信麦克风所检测的声音经受本地侧音发生器520内的带通滤波器,以使被传送至加法节点510的声音局限于在通常与人类语音相关联的频率范围内的那些。
无线收发机530使得能够将无线设备(诸如在图1中描述的无线设备800)无线耦合到控制电路500,以从而允许由加法节点510将从无线设备接收到的音频与其他音频相加,并从而允许将通信麦克风135所检测的声音发射到无线设备。这样,使得能够实现耳机1000与此类无线设备之间的双向音频通信。在各种实施例中,无线耦合可以是通过射频(RF)信号,可能是意图服从用于RF通信的一个或多个普遍认识和使用的行业标准的RF信号,所述标准包括且不限于由基地在华盛顿州Bellevue的蓝牙SIG公布的蓝牙规范或由基地在加利福尼亚州San Ramon的ZigBee联盟发布的ZigBee规范。
音频信号存在检测器580针对与从对讲机系统(如果耳机1000被耦合到对讲机系统)传送声音且最终至声学驱动器115的信号相关联的活动而监视下电缆组件300a或300b的左声道和右声道导体。音频信号断续器582能够被操作以选择性地将下电缆组件300a或300b的左声道和右声道导体从通过上电缆组件200耦合至头部组件100的左声道和右声道导体断开连接。激励电流注入器584能够被操作以选择性地充当向下电缆组件300a或300b的左声道和右声道导体中的一者或两者上注入电流的电流源。电压传感器586能够测量以系统接地导体为参考可能存在于下电缆组件300a或300b的左声道和右声道导体中的一者或两者上(作为由激励电流注入器584进行的电流注入的结果)的电压。
偏压检测器590能够检测跨麦克风高和麦克风低导体的麦克风偏压的存在或不存在。如先前所解释的,在典型对讲机系统中,麦克风低和系统接地导体被耦合在一起。然而,同样如先前所揭示的,下电缆组件300b的可能使用使得其中系统接地和麦克风低导体中的仅一个或另一个被耦合到对讲机系统、从而防止麦克风低导体到系统接地导体的耦合、使得麦克风低导体可以相对于系统接地导体浮置的情况成为可能。因此,为了在麦克风低导体相对于系统接地导体浮置的时间检测跨麦克风低和麦克风高导体的偏压,可以用光隔离器来实现偏压检测器590。可以操作接地耦合器592以选择性地将系统接地导体耦合到麦克风低导体。致力于使接地耦合器592的功率消耗最小化,其可以使用MOSFET来实现。能够操作偏压源594以选择性地在麦克风高和麦克风低导体上实现麦克风偏压。
控制器550被耦合到无线收发机530、音频信号存在检测器580、电压传感器586以及偏压检测器590中的一个或多个,并且从它们接收指示状态的信号。控制器被耦合到本地侧音发生器520、音频信号断续器582、激励电流发生器584和接地耦合器592中的一个或多个并向其发送信号以对其进行操作。可以以许多方式中的任何一个来实现控制器550。在某些实施例中,控制器550是处理设备和存储设备的组合,在所述存储设备中存储了由控制器550的处理设备执行以促使处理设备执行如本文所述的许多任务的指令序列。此类处理设备的可能实施方式包括但不限于通用中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、微控制器、排序器以及用离散逻辑实现的状态机。此类存储器的可能实施方式包括但不限于动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、多种其他类型的易失性和/或非易失性固态存储器存储技术中的任何一个、磁和/或光存储介质、以及多种其他类型的存储介质中的任何一个。
控制器550与音频信号存在检测器580、音频信号断续器582、激励电流注入器584和电压传感器586协作以执行测试以至少确定下电缆组件300a或300b的左声道、右声道和系统接地导体是否被以重现的方式连接至对讲机系统。音频信号存在检测器580在检测到其正缺少并不与由对讲机系统提供的音频一致的在下电缆组件300a或300b的左声道和右声道导体中的一者或两者上的活动的实例时用信号通知控制器550。作为响应,控制器550可以操作音频信号断续器582以将下电缆组件300a或300b的左声道和右声道导体从被耦合至头部组件100的相同的两个导体断开连接。然后,虽然仍操作音频信号断续器以使导体断开连接,控制器550可以操作激励电流注入器584以充当电流源并将电流输出到被耦合至下电缆组件300a或300b的左声道和右声道导体中的一者或两者上,同时电压传感器586用信号通知控制器550,指示在这些导体中的一者或两者上观察到什么电压。如本领域的技术人员将熟知的,如果下电缆组件300a或300b的左声道、右声道和系统接地导体未被耦合到对讲机系统,则在系统接地导体与左声道和右声道导体中的每一个之间将存在非常高的电阻(理论上,近无穷大电阻),使得将被电压传感器586发现在左声道和右声道导体中的一者或两者上存在相对于系统接地导体相对高的电压。然而,如果这些导体被耦合到对讲机系统,则在系统接地导体与左声道和右声道导体中的每一个之间将存在远远更低的电阻,使得将被电压传感器586发现相对低的电压存在。
如果电压传感器586向控制器550指示存在与这些导体被耦合至对讲机系统一致的电压,则控制器550操作音频信号断续器582以将导体重新连接并操作激励电流注入器584以停止向下电缆组件300a或300b的左声道和右声道中的任何一个上供应电流。然而,如果电压传感器586向控制器指示存在没有与到对讲机系统的此类连接一致的电压,则控制器550可以继续操作音频信号断续器582以继续将导体断开连接,并且可以继续操作激励电流注入器584以连续地或以重复的间隔向左声道和右声道导体中的一者或两者上供应电流。音频信号断续器582将导体断开连接的此类使用用于保证所经历的电压不受来自耳机1000的其他部件的电阻和/或电流的影响,并且用于保证不造成用户听到各种音频伪像(例如,爆音、静电噪声、爆裂声或蜂鸣噪声)。
控制器500另外与收发机530、偏压检测器590、接地耦合器592和偏压源594协作以确定麦克风高和麦克风低导体是否被连接至对讲机系统,并确定是否耦合系统接地和麦克风低导体,跨麦克风低和麦克风高导体提供偏压和/或提供侧音。控制器500可以采取的这些动作认识到这样的事实,即在图3中所描述的用于控制电路500的电架构中,通信麦克风仅向对讲机系统(如果耳机1000被耦合到对讲机系统)和收发机530中的一者或两者提供表示其已检测到的声音的信号。这些动作还是在认识到这样的事实的情况下采取的,即麦克风低和系统接地导体通常被耦合在耳机1000可以被耦合到的对讲机系统内,并且通常由于电磁干扰和可听噪声的可能引入而期望避免还将那些导体耦合在与此类对讲机系统一起使用的耳机内,所述电磁干扰和可听噪声可能起因于可以由耳机内的此类冗余连接产生的接地环路。应注意的是在其中控制电路500采用另外适应通过辅助连接器512的双向通信的替换电架构的情况下,这些可能的动作可以略微不同于即将针对所描述电架构描述的内容。
在无线收发机530已被关掉或被用户置于其中收发机530既不准备使用也未被使用的不活动操作状态时,控制器550忽略来自偏压检测器590的跨麦克风高和麦克风低导体是否存在偏压的所有指示,并且忽略为了至少确定左声道、右声道和系统接地导体是否被耦合到对讲机系统而执行的测试的所有结果。在这些时间,控制器550操作接地耦合器592以不将系统接地和麦克风低导体耦合,操作偏压源594以不提供跨麦克风低和麦克风高导体偏压,并且操作本地侧音发生器520以不提供侧音。这样,当由于通信麦克风135未被与无线收发机530一起使用而既不需要偏压源594提供偏压也不需要本地侧音发生器520提供侧音时,电功率未被两者浪费。在这些时间,仍可能将通信麦克风135与对讲机系统一起使用,因为车辆和大型机器的对讲机系统提供侧音和任何需要的偏压是典型的。
在无线收发机530进入或保持在待机操作状态、使得其准备好被使用的时间,控制器550利用由偏压检测器550提供的指示和左声道、右声道和系统接地导体是否被耦合到对讲机系统的测试结果。控制器550在确定是否操作接地耦合器592耦合到系统接地和麦克风低导体、使通信麦克风135准备好与无线收发机530一起使用时使用此类指示和测试结果。然而,只要收发机530向控制器550指示收发机530在待机,控制器550就操作偏压源594以避免提供偏压,并操作本地侧音发生器520以避免提供侧音。虽然收发机530在待机,但如果偏压检测器590未检测到偏压,则认为麦克风低和麦克风高导体未被耦合到对讲机系统,并且控制器550操作接地耦合器592以将麦克风低导体耦合到系统接地以使通信麦克风135准备好与收发机530一起使用。
替换地,当收发机530在待机时,如果偏压检测器590未检测到偏压,则认为麦克风低和麦克风高导体被耦合到对讲机系统。如果确定左声道、右声道和系统接地导体是否也被耦合至对讲机系统的测试结果指示那些导体被这样耦合,则控制器550操作接地耦合器592不将麦克风低和系统接地导体耦合以避免产生接地环路。然而,如果确定左声道、右声道和系统接地导体是否也被耦合至对讲机系统的测试结果指示那些导体未被这样耦合,则控制器550操作接地耦合器592将麦克风低和系统接地导体耦合,因为它们不能通过对讲机系统被耦合。
在无线收发机530过渡至正在使用中或仍被使用的操作状态的时间,控制器550利用由偏压检测器590提供的指示和左声道、右声道和系统接地导体是否被耦合到对讲机系统的测试结果。控制器550在确定是否操作接地耦合器592以耦合系统接地和麦克风低导体以使得通信麦克风135能够与无线收发机530一起使用时使用此类指示和测试结果。从无线收发机530过渡至正在使用的时间开始且在其仍被是用的同时,如果偏压检测器590检测到偏压,则认为麦克风低和麦克风高导体被耦合到对讲机系统,并且控制器550操作偏压源594以避免提供偏压。如果确定左声道、右声道和系统接地导体是否也被耦合至对讲机系统的测试结果指示那些导体被这样耦合,则控制器550操作接地耦合器592以不将麦克风低和系统接地导体耦合,并操作本地侧音发生器520以不提供侧音。然而,如果确定左声道、右声道和系统接地导体是否也被耦合至对讲机系统的测试结果指示那些导体未被这样耦合,则控制器550操作接地耦合器592以将麦克风低和系统接地导体耦合,并操作本地侧音发生器520以提供侧音。
替换地,从无线收发机530过渡至正在使用的时间开始且在其仍被使用的同时,如果偏压检测器590曾检测到偏压的不存在,则认为麦克风低和麦克风高导体在无线收发机530在使用中时未被耦合到对讲机系统,或者随后在无线收发机530在使用中的同时被从对讲机系统解耦合。作为响应,控制器操作接地耦合器592以将麦克风低和系统接地导体耦合,操作偏压源594以提供偏压,并操作本地侧音发生器520以提供侧音。此外,由于由偏压源594进行的偏压提供导致偏压检测器590不能检测随后是否由对讲机系统再次提供偏压,所以控制器550简单地继续操作接地耦合器592以将麦克风低和系统接地导体耦合,继续操作偏压源594以提供偏压,并继续操作本地侧音发生器以提供侧音,只要无线收发机530继续指示其在使用中。
只有当无线收发机530停止向控制器550指示无线收发机在使用中(例如,通过进入不活动操作状态或待机操作状态)时控制器550然后才操作偏压源594以停止提供偏压并操作本地侧音发生器以停止提供侧音。偏压源停止提供偏压的操作使得偏压检测器590能够再一次针对由对讲机系统提供的偏压的指示而监视麦克风低和麦克风高导体。如果无线收发机530正在向不活动操作状态(诸如被关掉)过渡,则控制器也操作接地耦合器592以停止将系统接地和麦克风低导体耦合,并且控制器550再一次忽视由偏压检测器590进行的对讲机系统是否正在提供偏压的任何指示。替换地,如果无线收发机530正在向待机操作状态过渡,则是否操作接地耦合器592以停止将麦克风低和系统接地导体耦合将再一次取决于左声道、右声道和系统接地信号是否被耦合到对讲机的测试结果和偏压检测器590是否检测到正在由对讲机系统供应偏压。
因为,如刚刚所解释的,偏压源594可能甚至在麦克风低和麦克风高导体被再一次耦合到同样提供偏压的对讲机系统之后继续提供偏压,所以偏压源594被构造成通过提供可以比由耳机1000可能被耦合到的任何对讲机系统提供的偏压更高的偏压来避免在任何时间损坏对讲机系统。此外,偏压源594还被构造成结合一个或多个二极管、整流器和/或其他保护电路以避免由于在偏压源594也提供偏压的同时由对讲机系统提供更高的偏压而被损坏。假设无线收发机530将不会不确定地保持在正在使用中的操作状态,因为假设耳机1000的用户在某个点将停止参与通过无线收发机530与无线设备的双向通信。
执行麦克风低和麦克风高导体是否被耦合到对讲机系统和左声道、右声道和系统接地导体是否被耦合到对讲机系统的这些单独测试是为了适应下电缆组件300b的使用,其中,两个下耦合件390(一个至少用于麦克风低和麦克风高导体,并且另一个至少用于左声道、右声道和系统接地导体)的提供使得能够实现这两组导体中的每一个的独立耦合和解耦。可以认为仅将左声道、右声道和系统接地导体耦合到对讲机系统的能力是希望听到通过该对讲机系统发生的通信、但不希望被耦合到该对讲机系统的其他人听到涉及耳机1000和无线设备(诸如图1的无线设备800)的其自己的双向通信的用户所期望的。可以认为仅将麦克风低和麦克风高导体耦合到对讲机系统的能力是希望能够通过该对讲机系统说一些东西、但需要暂时地去除通过对讲机系统听到其他人的分心事物、使得其能够暂时地专心于收听由无线设备或被电缆耦合至耳机1000的有线设备(诸如图1的有线设备900)提供的音频的用户所期望的。因此,用以单独地确定麦克风低和麦克风高导体或左声道、右声道和系统接地导体是否被耦合至对讲机系统以适应下电缆组件300b的这些单独测试的采用可以导致正在提供给用户的耳机1000的使用中的期望的灵活性。
在以下表格中概括了这些单独测试、其可能的交互以及控制器550可以采取且刚刚已详细地描述的可能产生的动作:
Figure BPA00001670300000171
然而,在采用下电缆组件300a来代替下电缆组件300b的情况下,这些单独测试的结果的可能交互和由控制器550采取的可能产生的动作被大大地简化,并且在以下表格中概括:
如通过以上两个表格的比较可以认识到的,在采用下电缆组件300a来代替下电缆组件300b的情况下,可以停止执行确定左声道、右声道和系统接地导体是否被耦合到对讲机系统的测试或确定麦克风低和麦克风高导体是否被耦合到对讲机系统的测试。事实上,在耳机1000的一个可能实施例中,可以采用开关、传感器、具有下拉或上拉电阻的连接器接触或其他机构来向控制器550提供在任何给定时间正在采用下电缆组件300a和300b中的哪一个的指示,并且控制器550可以使用此类指示来改变为了确定什么导体被耦合至对讲机系统而执行的测试和/或改变由控制器550响应于那些测试中的一个或多个的结果而采取的动作。
应注意的是这些测试和控制550可以采取的可能产生的动作的以上描述部分地基于如下假设:对讲机系统是活动的,使得对讲机系统将在麦克风低和麦克风高导体被耦合到对讲机系统时提供偏压,并且使得对讲机系统将在麦克风低、麦克风高、左声道、右声道和系统接地导体全部被耦合到对讲机系统时提供侧音。然而,可以存在其中车辆或大型机器的对讲机系统可能未被开启或者可能以任何其他方式至少部分地不活动、使得未提供偏压和/或侧音的情况。
在某些实施例中,在其中麦克风低和麦克风高导体被耦合到对讲机系统、但对讲机系统未能提供偏压的情况下,控制器550以基本上类似于上文已描述如何对麦克风低和麦克风高信号未被耦合到对讲机系统进行响应的方式进行响应。换言之,控制器550在用户通过无线收发机530采用通信麦克风135进行双向通信的时间,通过操作偏压源594以提供偏压来对缺少由对讲机系统提供的偏压进行响应。遗憾的是,并且如本领域的技术人员将熟知的,麦克风低和麦克风高信号到未提供偏压的对讲机系统的连接可能将导致通过对讲机系统从偏压源594进行的更大电流抽取。这在本地电源552具有有限容量(例如,是电池或同样受限的电源)、使得本地电源552将以增加的速率被耗尽的情况下是显著的。
在其中麦克风低、麦克风高、左声道、右声道和系统接地导体全部被耦合到被关掉或不活动的对讲机系统的情况下,控制器550是否操作接地耦合器592以将系统接地和麦克风低导体耦合和控制器550是否操作本地侧音发生器520以提供侧音可以取决于控制器550如何解释再现测试的结果,其中再现测试检测左声道和/或右声道导体到对讲机系统的耦合。如先前详细地讨论的,左声道和/或右声道导体是否被耦合到对讲机系统的测试需要向左声道和右声道导体中的一者或两者注入电流并观察得到的电压,其中,相对高的电压指示不存在此类耦合且相对低的电压指示存在此类耦合。同样如先前所讨论的,相对高的电压是由于不存在左声道和右声道导体与系统接地导体通过对讲机系统的耦合而由从左声道和右声道导体流到系统接地导体的电流的缺少而引起的,而相对低的电压是由通过对讲机系统在这些导体之间存在允许电流流动发生的相对低电阻耦合而引起的。然而,如本领域的技术人将很容易认识到的,通过左声道、右声道和系统接地导体可以被耦合到的对讲机系统的那部分的电阻根据该对讲机系统是否活动,使得左声道和右声道导体正在被该对讲机系统驱动而改变。更特别地,系统接地导体与左声道和右声道导体中的每一个之间的电阻在对讲机系统不活动、使得左声道和右声道导体未被驱动时比在对讲机系统被驱动、使得左声道和右声道导体被驱动时高。
因此,在其他实施例中,在确定左声道、右声道和系统接地导体是否被耦合到对讲机的测试期间,控制器550评估由电压传感器586所检测的电压以确定该电压是否落在指示这些导体被耦合到活动对讲机系统、被耦合到不活动对讲机系统或未被耦合到对讲机系统的电压范围内。响应于在指示被耦合到活动对讲机系统的电压范围内的电压或在指示未被耦合到对讲机系统的电压范围内的电压,控制器550可以以与先前在上文已详细地讨论的一致的方式来采取行动。然而,响应于在指示被耦合到不活动对讲机系统的电压范围内的电压,控制器550可以操作偏压源594和本地侧音发生器520以至少在用户采用通信麦克风135来通过无线收发机530参与双向通信的时间提供偏压和侧音。给定偏压检测器590将不能区别麦克风低和麦克风高信号是未被耦合到对讲机系统还是被耦合到不提供偏压的不活动对讲机系统,控制器还可以通过同样操作偏压源594以至少在用户采用通信麦克风135来通过无线收发机530参与双向通信的时间提供偏压来对指示左声道、右声道和系统接地信号被耦合到不活动对讲机系统的电压范围内的电压进行响应。替换地,致力于防止本地电源552以增加的速率被耗尽,控制器可以通过操作本地电源552以关掉控制电路500的许多部件、使得用户不能使用耳机1000或者仅启用使得用户能够收听通过辅助连接器512提供的音频所需的控制电路500的部件来对在指示左声道、右声道和系统接地信号被耦合到不活动对讲机系统的范围内的电压进行响应。
在其他实施例中,可以将解释在用以确定左声道、右声道和系统接地导体是被耦合到活动对讲机系统、被耦合到不活动对讲机系统还是未被耦合到对讲机系统的测试期间观察到的电压的能力与确定麦克风低和麦克风高导体是被耦合到活动对讲机系统、被耦合到不活动对讲机系统还是未被耦合到对讲机系统的增强能力组合。可以通过添加监视和使用麦克风低和麦克风高导体上的不活动时段以在麦克风高导体中注入电流并以与被描述为针对左声道和右声道导体进行的相同的方式来测量电压的能力来提供此类增强能力。此外,可以将麦克风信号断续器(未示出)结合到控制电路500中以便以与由音频信号断续器582进行的左声道和右声道导体的划分相同的方式来将麦克风低和/或麦克风高导体进行划分。可以至少响应于确定这些导体被耦合到不活动对讲机系统来完成将麦克风低和/或麦克风高导体进行划分,以便避免从本地电源552的功率的前述增加耗尽。
更进一步地,可以采用向麦克风高导体中注入电流的方法来确定麦克风低和麦克风高导体是否被耦合到对讲机系统,其中,通信麦克风135是动圈式麦克风而不是驻极体麦克风。如本领域的技术人员将认识到的,动圈式麦克风不要求提供偏压,因此,不可以依赖于偏压的存在或不存在来确定麦克风低和麦克风高导体是否被耦合到对讲机系统。此外,对通过由偏压源594提供偏压而耗尽本地电源552的担忧将被消除,因为在控制电路500上将不存在偏压源594。更进一步地,麦克风低和麦克风高导体被耦合到活动还是不活动的对讲机系统的问题在用户使用通信麦克风135来通过无线收发机530参与双线通信时可能并不是重要的。结果,确定对讲机系统是活动还是不活动可能仅在控制器550操作本地侧音发生器520以提供侧音还是没有方面是有意义的。
图4描述了可以被耳机1000采用的替换电架构1100b的可能实施例。电架构1100b不同于电架构1100a(在图3中呈现)之处是增加了可能结合了系统-vcc导体以传送由对讲机系统或无线电(或者耳机1000可以被耦合到的其他形式的双向通信设备)提供的电功率的下电缆组件300a和300b中的一者或两者的支撑体、增加了主动降噪(ANR)功能以及增加了经由耳机-vcc导体来提供电功率以支持ANR功能。呈现具有与电架构1100a的各种差异的电架构1100b是为了提供另一示例性实施例。不应假设电架构1100a和1100b表示耳机1000的唯一可能实施例或者这些电架构中的每一个的部件和特征的所描绘和描述组合是可能的唯一此类组合。更具体地,应注意的是虽然耳机1000被描述为向位于头部组件100内的部件提供基于反馈的ANR功能,但可以有其他实施例,其中,除基于反馈的ANR之外或者作为其替换,提供了其他形式的ANR。此外,可以有其他实施例,其中,基于被结合到控制电路500中的部件而不是如所描绘的基于单独的ANR电路这样提供了可以提供的任何ANR。更进一步地,可以有其他实施例,其中,处于完全不同的目的经由耳机-vcc向头部组件提供电功率,所述目的诸如音频放大、音量或音调控制等。
在采用电架构1100b时,耳机1000结合了声学驱动器115、通信麦克风135、控制电路500、ANR电路150、一对反馈ANR麦克风185和一对加法节点165。如在电架构1100a的情况下那样,在电架构1100b中,控制电路500被耦合到声学驱动器115和通信麦克风135。并且,如将更详细地解释的,由控制电路500通过耳机-vcc导体来提供到可以位于头部组件100中的任何部件(例如,ANR电路150和加法节点165)的功率,并且可以从被结合到耳机1000中的电源(例如电池)来提供该功率,或者可以通过控制电路500从经由系统-vcc导体来提供功率的对讲机系统进行中继。
如已经讨论的,尽管在某些行业中可能存在标准,但结合了对讲机系统的车辆或大型机器中的不同一些的制造商为那些对讲机系统提供在那些制造商之间变化的特性并不是罕见的。在那些变化特性之中的是是否不同的对讲机系统向耳机或通过由那些对讲机系统提供的连接器被耦合到那些对讲机系统的其他设备提供电功率。因此,可能的是下电缆组件300a的单连接器390被构造成被耦合到的对讲机系统的单个连接器经由系统-vcc导体来提供电功率,而下电缆组件300b的成对连接器390被构造成被耦合到的另一对讲机系统的成对连接器中没有一个提供电功率,或者反之亦然。如将更详细地解释的,控制电路500可以监视系统-vcc导体以至少确定由对讲机系统提供的电功率的存在或不存在(且可能还测量其电压)。同样如将解释的,控制电路500可以利用由对讲机系统跨系统-vcc导体提供的此类电功率来进一步节省由更有限容量的另一电源(例如,被结合到耳机1000中的本地电源252)提供的电功率。此外,控制电路500可以使用此类电功率的存在或不存在作为确定耳机1000是被耦合到活动对讲机系统、被耦合到不活动对讲机系统和/或未被耦合到任何对讲机系统的辅助。
图5描绘了可以被控制电路500采用的替换电架构600b的可能实施例。电架构600b不同于电架构600a(在图3中呈现)之处是用于将控制电路600耦合到除对讲机系统之外的设备(例如,经由辅助连接器512或经由无线收发机530)的支撑体的去除、用于通过电流的注入来测试麦克风相关导体到对讲机系统的耦合(先前相对于电架构600a进行了讨论,但在图3中未具体地描绘)的支撑体的添加、以及用于在其中由对讲机系统或无线电(或者可以在被耦合到耳机1000时可以在系统-vcc导体上提供电功率的其他双向通信设备)提供的电功率可用的情况下使用此类电功率的支撑体的添加。呈现具有与电架构600a的各种差异的电架构600b是为了提供另一示例性实施例。不应假设电架构600a和600b表示控制电路500的唯一可能实施例或者这些电架构中的每一个的部件和特征的所描绘和描述组合是可能的唯一此类组合。
在采用电架构600b时,控制电路500结合了控制器550、本地电源552、功率选择器554、音频信号存在检测器570、音频信号断续器572、激励电流注入器574、电压传感器576、音频信号存在检测器580、音频信号断续器582、激励电流注入器584、电压传感器586和音频耦合器588。如在电架构600a的情况下那样,在电架构600b中,控制器500被耦合到这些部件的许多不同部件以监视和/或控制其功能(如将更详细地解释的)。同样地,并且如将更详细地解释的,按照控制器550的选择,可以由本地电源552或由对讲机系统经由系统-vcc导体来提供到这些及其他部件的功率。此外,优选地使电源552提供的功率以系统接地导体为参考,正如由对讲机系统通过系统-vcc导体提供的任何电功率被预期的那样。
正如在电架构600a中那样,音频信号存在检测器580、音频信号断续器582、激励电流注入器584和电压传感器586能够被控制器550以协调方式操作以执行用以确定左声道和/或右声道导体被耦合到活动对讲机系统、被耦合到不活动对讲机系统和/或根本未被耦合到对讲机系统的测试。同样的,音频信号存在检测器570、音频信号断续器572、激励电流注入器574和电压传感器576能够被控制器550以非常类似的协调方式操作以执行用以确定麦克风高和/或麦克风低导体被耦合到活动对讲机系统、被耦合到不活动对讲机系统和/或根本未被耦合到对讲机系统的测试。在以下讨论中为了简洁起见,在下文中将涉及将意图被耦合到对讲机或无线电的导体的一部分与被耦合到耳机1000的其他部件的另一部分隔离、注入电流并测量结果得到的电压的这些步骤的此测试称为“电流注入测试”。
应注意的是虽然具体地描绘和讨论了用于执行仅左声道、右声道、麦克风高和麦克风低导体的电流注入测试的部件和步骤,但还可以执行系统-vcc或一按即通导体(未示出)的电流注入测试。然而,对左声道、右声道、麦克风低和麦克风高导体中的一个执行电流注入测试对比对系统-vcc导体或一按即通导体中的一个执行电流注入测试之间的差别是等待系统-vcc和一按即通导体上的信号活动的结束需要等待那些导体上的功率提供的结束。如先前已详细地讨论的,无论什么导体的电流注入测试的结果(与其他测试的结果组合,或者不这样)可以被控制器550采用以确定耳机1000的哪些功能将启用或禁用和/或控制电路500的(或者在耳机1000内的其他地方的)哪些部件将关掉(包括通过关掉全部或几乎全部此类部件来关掉耳机1000)。
在执行麦克风高和麦克风低导体中的一者或两者的电流注入测试时,控制器550操作音频信号存在检测器570以针对其中耳机1000的用户不在说话的不活动时段监视麦克风低和麦克风高导体(即监视由通信麦克风135的使用引起的麦克风低和麦克风高导体上的音频信号的不存在)。在确定此类不活动时段正在发生时,控制器550操作音频信号断续器572以将被耦合到通信麦克风135的麦克风低和麦克风高导体的各部分从可以被耦合到对讲机的那些相同导体的各部分断开连接,并且然后操作激励电流注入器574以向可以被耦合到对讲机系统的麦克风低和麦克风高导体的各部分(其现在被从耦合到通信麦克风135的各部分断开连接)中的一者或两者中注入电流。控制器550然后操作电压传感器576监视跨麦克风低和麦克风高导体可以存在的无论什么电压以确定那些导体之间的阻抗,并且从而至少确定麦克风低和麦克风高导体是否被耦合到对讲机系统,并且可能确定是否该对讲机系统是活动的。如本领域的技术人员将熟知的,如果意图通过电缆(通过下电缆组件300a或300b中的一个或者可能不同电缆)被耦合到对讲机系统的麦克风低和麦克风高导体的各部分实际上未被耦合到对讲机系统,则在麦克风低和麦克风高导体之间将存在非常高的电阻(理论上,近无穷大电阻),使得将被电压传感器576发现跨麦克风低和麦克风高导体存在相对高的电压。然而,如果这些导体被耦合到对讲机系统,则在麦克风低和麦克风高导体之间将存在远远更低的电阻,使得将被电压传感器576发现在其两端存在相对低的电压。
如本领域的技术人员将很容易认识到的,在其中麦克风是驻极体麦克风且麦克风低和麦克风高信号被耦合到提供支持该驻极体麦克风的偏压的对讲机的情况下,可能不可以执行此测试。为了适应这种可能性,控制器550还可以操作电压传感器576以针对偏压的存在监视麦克风低和麦克风高导体,并在执行这些导体中的任何一个的电流注入测试之前等待该偏压不再存在的时间。因此,可以采用电压传感器576来执行与电架构600a中的偏压检测器590相同的功能。如果控制器550将在正在跨麦克风低和麦克风高导体提供偏压的同时执行此类电流注入测试,则可能对耳机1000和/或对讲机系统的部件造成损坏。此外,可以非常好地将跨这些导体的偏压的提供假设为如下指示:必须将这些导体耦合至活动对讲机,从而使得此类电流注入测试的执行成为不必要的。
可以认为将音频信号检测器570、音频信号断续器572、激励电流注入器574和电压传感器576构造成以未参考系统接地导体的方式与麦克风低和麦克风高导体相交互是所期望的。如先前所讨论的,根据给定对讲机系统的设计且根据哪些导体被耦合到该对讲机系统,系统接地导体可能已经通过对讲机系统被耦合至麦克风低导体。在情况如此的情况下,可以认为期望的是另外避免在控制电路500内耦合系统接地和麦克风低导体从而避免在这两个导体之间产生可能向对讲机和/或耳机1000的操作中引入电噪声和/或其他电伪像的接地回路。
音频耦合器588可被控制器550操作以选择性地将左声道和右声道导体耦合,并且可以采用左声道和右声道导体中的每一个的电流注入测试的结果来检测其中这些导体中的仅一个被耦合到对讲机系统(或者仅一个被耦合到活动对讲机系统)的情况。因此,可能的是耳机1000被耦合到仅向耳机1000输出单音频通道,使得来自该对讲机系统的音频仅在左声道和右声道导体中的一个上被接收,留下这些导体中的另一个不使用的对讲机系统(即,具有“单声道”输出的对讲机系统)。替换地和/或另外,可能的是在耳机1000到对讲机系统的耦合中所采用的下电缆300a或300b中的特定的一个只能在这些导体中的一个上传送音频,或者可能的是正常地将预期在这两个导体上输出音频的对讲机系统以某种方式发生故障,或者以某种其他方式被阻止这样做(例如,对讲机的连接器被不正确地接线)。本领域的技术人员可以想到这两个导体上的音频提供的缺少的其他可能方案。无论促使对讲机系统在左声道和右声道通道中的仅一个上提供音频的情况如何,在检测到此情况时,控制器550可以操作音频耦合器588将左声道和右声道导体两者耦合在一起,使得由对讲机系统在这些导体中的仅一个上提供的音频还将通过音频耦合器588在另一个上提供。
此外,在控制器550已经操作音频耦合器588以将左声道和右声道导体耦合的情况下,控制器550还可以操作音频信号断续器582以连续地将左声道和右声道导体中的被发现没有对讲机系统提供的音频的任何一个的两个部分断开连接。完成这一点可以是为了在对讲机系统如果出人意料地在这两个导体已被通过音频耦合器588耦合的情况下在两者上提供音频(可能间歇性地,其中,存在某种故障)的情况下防止对对讲机系统或耳机1000的部件的损坏。完成这一点还可以是为了使得控制器550能够针对再一次由对讲机系统在可以被耦合到对讲机系统但在其上面不具有音频活动的这些导体中的一个的断开连接部分上提供的音频,从而可以再一次由对讲机系统在左声道和右声道导体两者上提供音频的指示,反复地执行该部分的电流注入测试。通过音频信号断续器582和音频耦合器588的此类使用,并且通过电流注入测试的此类使用,使得耳机1000能够针对这些导体中的任一个上或这两个导体上的音频提供的变化自动地进行调整。
控制器550能够针对由对讲机系统提供的电功率的存在或不存在来监视系统-vcc导体。如前所述,在耳机1000被耦合到的对讲机系统提供电功率的情况下,可以认为期望利用由该对讲机系统提供的电功率以便节省由本地电源552提供的电功率,尤其是在本地电源552是电池或在其用以提供电功率的容量方面具有限制的其他形式的电源的情况下。因此,在感测到存在由对讲机在系统-vcc导体上提供的电功率时,控制器550可以操作功率选择器554以选择使用在系统-vcc导体上提供的功率来向可能存在于头部组件100内的放大器或其他电路提供功率,以驱动声学驱动器115,和/或向要求电功率的耳机1000的其他部件(包括控制电路500的各种部件)提供功率。替换地和/或另外,功率选择器554可以自发地且在控制器550的控制之外在通过系统-vcc导体提供的功率和由本地电源552提供的功率的使用之间进行选择。在控制器550可以在任何给定时间参与执行许多任务、使得控制器550可能不会足够快速地对来自这两个源中的一个或另一个的功率丢失进行响应以切换至依赖于这两个源中的另一个以避免其本身丢失功率的情况下,可以认为此自发操作是期望的。
优选的是控制器550依赖于不止一个形式的测试来确定耳机1000是否被耦合到对讲机系统,并且可能另外确定耳机1000可以被耦合到的对讲机是否是活动的,从而使得控制器550能够确定其适合于启用和/或禁用各种功能和/或将各种部件开启和/或关掉的时间,包括其适合于将所有或基本上所有耳机1000开启和/或关掉的时间。在已经讨论的控制器550可以以许多可能组合中的任何一个为依赖的各种测试之中的是针对偏压的存在监视麦克风低和麦克风高导体,针对电功率的存在监视系统-vcc导体,针对作为用以确定的各种测试的活动监视左声道和/或右声道导体,以及左声道、右声道、麦克风低、麦克风高和系统-vcc导体(以及可能的一按即通导体,如果存在的话——未示出)中的一个或多个的电流注入测试。
如先前已讨论的,这些测试中的某些可能仅在确认耳机1000被耦合到活动对讲机系统时是有用的,并且在确认耳机1000未被耦合到活动对讲机时是绝对不可靠的。此类测试包括针对偏压的存在监视麦克风低和麦克风高导体,因为偏压的缺乏可能简单地是由于动圈式麦克风的使用或仅麦克风低和麦克风高导体到对讲机系统的耦合的缺少(虽然其他导体被耦合到对讲机系统)而引起的,并且因此可能不是由于耳机1000被耦合到不活动对讲机系统或根本未耦合到对讲机系统而引起的。此类测试还包括针对由对讲机系统提供的电功率的存在监视系统-vcc导体,因为此类电功率的不存在可能仅仅是由于不支持从对讲机系统向耳机传送电功率的电缆和/或连接器的使用而引起的。此类测试还包括针对音频信号活动的存在而监视左声道和/或右声道导体。因此,在涉及这两个测试的情况下,在从对讲机系统输出的电功率或音频信号和偏压的存在能够假定确认耳机1000被耦合到活动对讲机系统的情况下,可以确认“正”,但是在从对讲机系统输出的电功率或音频信号和偏压的不存在可能是由于除耳机1000未被耦合到活动对讲机系统之外的多种原因中的任何一个而引起的情况下,可能不会确认“负”。
另一测试可以针对上拉电压的存在监视一按即通导体(未示出)。如本领域的技术人员将熟知的,通过将一按即通导体耦合到接地导体(可能是系统接地导体)以使得(可能是耳机1000的通信麦克风135的)用户能够说话来操作对讲机系统和双向无线电的一按即通特征是普遍的。因此,在存在通过一按即通导体到此类对讲机系统或无线电的耦合的情况下,应存在由该对讲机系统或双向无线电的上拉电阻器在一按即通导体上提供的电压。
图6a、6b和6c描绘了执行左声道或右声道导体中的一个的电流注入测试作为确定被测试导体是被耦合到活动对讲机系统、不活动对讲机系统还是根本未耦合到对讲机系统的一部分的电架构600a或600b中的任一个的控制器550的各种方面。为了保证将这些可能情况中的每一个与另一个区别开的准确度,优选的是由电流注入器584注入的电流的量和电流注入器584相对于系统接地导体的最大电压输出两者都是已知量。根据欧姆定律V=IR(其中,V是电压,I是电流,并且R是电阻),由电压传感器586相对于系统接地导体在被测试导体上所检测的电压V越高,针对由激励电流注入器584注入到该被测试导体中的给定电流I的被测试导体与系统接地导体之间的电阻R越高。因此,在控制器550操作激励电流注入器584以向被测试导体中注入已知电流的情况下,控制器550能够采用欧姆定律来使用电流注入器584的已知电流输出和由电压传感器586测量的电压而确定被测试导体与系统接地导体之间的电阻量。
转到图6a,描绘了在被测试导体被耦合到对讲机系统的简单情况下在该对讲机系统内的什么实际上被耦合到左声道或右声道导体中的被测试的一个的细节。在这种简单情况下,对讲机系统的音频放大器的输出被直接耦合到被测试导体,以便用意图引起声学驱动器115中的一个的声学输出的模拟音频信号来驱动该导体。在理论上,理想音频放大器的输出应充当在活动时跨其端子具有零电阻的理想电压源,使得在被测试导体与系统接地导体之间存在零电阻。然而,在实际现实中,虽然音频放大器的输出可以在其行为方面紧密地类似电压源,但在音频放大器的输出端与系统接地导体之间将存在某个小的且可测量的电阻Ra。在所描绘对讲机系统被结合到飞行器中的情况下,在通用航空内存在由美国政府联邦航空管理局发布的技术标准规范(TSO)的广泛采纳,其建议对讲机系统的音频放大器的输出端具有小于20欧姆的到系统接地导体的电阻Ra。因此,在可以假设在图6a中所描绘的对讲机系统服从此TSO的情况下,在该对讲机系统的音频放大器是活动的情况下,并且在被测试导体被耦合至该放大器的输出端的情况下,被测试导体的电流注入测试应导致在被测试导体与系统接地导体之间存在小于20欧姆的电阻(即被测试导体与系统接地导体之间的电阻应为Ra,Ra小于20欧姆)的确定。
然而,虽然音频放大器的输出端的行为应紧密地类似于在音频放大器活动时具有到系统接地导体的相对低电阻的电压源的行为,如先前已提及的,但不活动音频放大器的行为是相当不同的。在图6a中所描绘的此简单情况对讲机系统的音频放大器变成不活动的情况下(即音频放大器被关掉,使得其不再被提供电功率),音频放大器的输出端停止表现得像电压源一样,并且替代地,充当将被测试导体耦合到系统接地导体的较高电阻值(与活动时相比)的电阻器。指定活动时的音频放大器的输出端与系统接地之间的电阻的该TSO未提供当音频放大器不活动时电阻应是什么的规范。然而,被结合到在许多飞机上实际对讲机系统中的音频放大器的观察结果已经显示此电阻通常在500至2000欧姆范围内。因此,在图6a中所描绘的放大器的Ra在放大器活动的同时小于20欧姆的情况下(如果服从TSO的话),则当放大器不活动时,Ra变成可能在500至2000欧姆范围内的较高电阻。因此,在音频放大器不活动的情况下且在被测试导体被耦合到该放大器的输出端的情况下,被测试导体的电流注入测试导致确定在被测试导体与系统接地导体之间存在在500至2000欧姆范围内的电阻(即,在被测试导体与系统接地导体之间的电阻应为Ra,Ra已变成在500至2000欧姆范围内的电阻)。
除被测试导体被在放大器活动的时间或者在其不活动的时间被耦合到该放大器的输出端之外,还存在被测试导体不被耦合到任何对讲机系统的可能性,使得被测试导体未被耦合到任何音频放大器的输出端。理论上,在被测试导体根本未被耦合到对讲机的情况下,被测试导体与系统接地导体之间的电阻应是无穷高的。然而,在实际现实中,被测试导体与系统接地导体之间的电阻应简单地是非常非常高的,使得由电压传感器586测量的电压应至少相当接近于激励电流注入器584相对于系统接地导体的最大电压输出。应注意的是应将激励电流注入器584设计成使得激励电流注入器584的最大电压输出足够高,使得对于预期在被测试导体被耦合到音频放大器的输出端且音频放大器不活动的时间遇到的电阻的范围,不会达到最大电压输出。否则,将不可能在被测试导体被耦合到不活动音频放大器的输出端与根本未被耦合到音频放大器输出端之间进行区别。
给出左声道或右声道导体中的被测试的一个的电流注入测试的这三个预期结果的这些细节,结果将是Ra具有小于20欧姆或以下的电阻、Ra具有在较高电阻范围内(例如,500欧姆至2000欧姆,)的电阻或者Ra具有极大电阻中的一个。这三个结果使得多达三个电阻范围的设置成为可能,针对该电阻范围,可以比较被发现存在于左声道和右声道导体中的被测试的一个上的电阻,以确定被测试导体被耦合到具有活动音频放大器输出端的活动对讲机系统、具有不活动音频放大器输出端的不活动对讲机系统或者根本未耦合到对讲机系统(因此,无音频放大器的输出端)。图6a描绘了定义三个此类电阻范围的示例,这些范围中的两个被选择为与和被耦合到活动音频放大器相关联的预期最低电阻和与被耦合到不活动音频放大器相关联的预期略微更高电阻一致。应注意的是这三个电阻范围不需要形成电阻值的未中断闭联集,即这三个电阻值范围可以在其之间被其他电阻值范围分离。
转到图6b,虽然对讲机系统的音频放大器可以具有已知的电阻特性(可能由于遵循被广泛遵守的标准,诸如在被结合到飞机中的对讲机系统的情况下来自FAA的TSO),可以在此类可预测音频放大器与左声道和右声道导体中的被测试的一个之间插入其他部件,使得发生不可预测结果。更具体地,图6b描绘了在图6a中首先描绘的音频放大器的输出与其输出端与系统接地导体之间具有未知电阻Rr的无线电的输出相加的不那么简单情况。这种更复杂的情况下在通用航空中以更大的频率发生,其中,期望在其中发生主电源的电源故障(例如,被耦合到飞行器的引擎的发电机)的情况期间增加飞行器的操作的故障安全性。在发生此类功率丢失的情况下,用于对讲机系统的电功率通常被完全丢失,而在与空中交通管制进行通信时采用的无线电常常具有内置备份电池以保持其操作。
正常地,将无线电的音频信号输出与对讲机系统音频相加,并且将相加的结果作为输入提供给对讲机系统的音频放大器,因此,音频放大器的输出是被驱动到左声道或右声道导体中的一个上的唯一音频信号。然而,在增长的近期趋势中,无线电的音频信号输出也正在被以可切换方式与同一音频放大器的输出相加,所述可切换方式允许无线电的音频信号输出在其中作为飞机内的较大功率丢失的一部分,该音频放大器丢失功率的情况下旁路该音频放大器。遗憾的是,似乎还未存在用于此类加法节点的电特性的被广泛接受的公共规范。因此,已经观察了以大大不同的方式实现的加法节点,包括电阻器网络、继电器开关、各种形式的晶体管等。结果,可以通过将对讲机系统的音频放大器的电阻Ra与加法节点的电阻串联地相加,将被耦合到对讲机系统的左声道和右声道导体中的被测试的一个与系统接地导体之间的电阻增加,和/或可以通过将音频放大器的电阻Ra与无线电的电阻Rr并联地相加,而将其减小。此外,不可预测性可能起因于无线电可能被开启或关掉,使得无线电的输出端与系统接地之间的电阻Rr不可预测地从无线电被开启的情况下的相对低电阻(可能接近于20欧姆)变成无线电被关掉的情况下的未知更大电阻。
此类不可预测性使得更加难以辨别与在左声道或右声道导体中的一个上执行电流注入测试的三个预期结果相关的三个电阻范围的上下限,因为可以由加法节点和/或无线电添加的可变电阻有效地将那些上下限来回移动,如图6b中所示。更糟的是,这些范围中的至少两个可能重叠、使得落在这些范围中的两个之间的此类重叠内的电阻将不会提供被测试导体是被耦合到活动对讲机系统、不活动对讲机系统或根本未被耦合到对讲机系统的明确指示是可能的。换言之,此类电流注入测试的结果将是不明确的。
转到图6c,描绘了其中可以在可以具有可预测特性的音频放大器与左声道和右声道导体中的被测试一个之间插入部件、使得发生不可预测结果的另一情况。更具体地,图6c描绘了用于在两个耳机之间分离对讲机系统的音频放大器的音频信号输出以使得两个人都能够在不为添加的每个耳机安装附加音频放大器的情况下听到对讲机系统上的在会话中所说的内容的常见、但不那么理想的方法(这将是优选方法)的情况。具有未知电阻Rn的一对电阻器被耦合到对讲机系统的音频放大器的输出端以将该输出分离以启用两个耳机的连接。完成这一点常常是致力于避免使音频放大器的输出端的电流限制过载,原因是在音频放大器的输出端与每个耳机之间添加一定量的电阻Rn。
遗憾的是,似乎不存在用于由每个此类电阻器提供该电阻量Rn的被广泛接受的标准,因此与电阻Ra串联地添加的电阻Rn常常是不可预测的。并且,可以通过此类电阻器被耦合到同一音频放大器的同一输出端的每个耳机能够被使用它的任何人在任何时间被单独地耦合或从对讲机系统解耦是典型的,因此可以与放大器的电阻Ra并联地添加的附加电阻是否将存在是不可预测的。
再次地,此类不可预测性使得更加难以辨别与左声道或右声道导体中的一个的电流注入测试的三个预期结果相关的三个电阻范围的上下限,并且再次地,这些范围中的至少两个可以重叠、使得落在这些范围中的两个之间的此类重叠内的电阻将不会提供被测试导体是被耦合到活动对讲机系统、不活动对讲机系统还是根本未耦合到对讲机系统的明确指示是可能的。
图7、8和9a-b描绘了可以用来通过自适应地设置随后在区别电流注入测试的三个可能结果中的至少两个时使用的阈值电压来解决在左声道或右声道导体中的一个上执行电流注入测试时可能遇到的在图6b和6c中所描绘的问题的方式的方面。更确切地,采用电流注入测试的反复执行来自适应地设置阈值电压并将该阈值电压与从电流注入测试的后续执行得到的后续测量电压相比较。在确定左声道或右声道导体中的被测试的一个是否被耦合到活动对讲机系统且可能还有被测试导体是被耦合到不活动对讲机系统还是根本未被耦合到对讲机系统时采用此类比较的结果。
转到图7,描绘了电流注入测试的两次执行的简单实施例的细节,其中,在较早的执行中设置阈值电压,并且随后在稍后的执行中将其用于比较。在其中左声道或右声道导体中的被测试的一个上的音频信号活动(表示用于耳机1000的用户通过声学驱动器115听到的音频)结束的时刻,音频信号存在检测器580检测此结束,并且控制器550然后在作为响应而采取行动之前等待活动后时间段。
此活动后时间段的长度被选择为足够短而使得在信号活动的结束之后足够快地执行电流注入测试的较早执行,使得耳机1000的用户将可能不具有将耳机1000的任何部分从对讲机系统解耦的时间,但是足够长以保证所检测的此音频信号活动结束不仅仅是正在说出的词语之间的非常短暂的暂停的开始,以便尝试避免在会话的中间执行此测试。使电流注入测试的较早执行在音频信号活动结束之后快速地发生对于保证其在被测试导体实际上被耦合到活动对讲机系统的同时发生而言是重要的。这样,将存在合理的确定性,即在电流注入测试的此早期执行期间所测量的电压确实对应于这些导体中的被测试的一个被耦合到活动对讲机系统。
在通过活动后时间段之后,控制器550操作信号断续器582、激励电流注入器584、电压传感器586以执行被测试导体的电流注入测试的较早执行。控制器550操作电流注入器584达到预定时间段,该预定时间段被选择为长到足以保证来自此电流注入测试的无论什么电压将在控制器550操作电压传感器586以测量结果得到的电压的时间达到稳定电压水平,以保证测量准确度,但是短到足以使在电流注入测试的此较早执行期间可能出现的任何音频信号活动的任何中断最小化。
由电压传感器586在电流注入测试的此较早执行期间所检测的电压水平被控制器550用来设置较低阈值电压。再次地,由电压传感器586在每个电流注入测试期间所检测的电压水平通过欧姆定律对应于系统接地导体与被测试导体之间的电阻。控制器550通过将偏移电压与由电压传感器586在测试期间所检测的电压水平相加来计算较低阈值。该偏移电压对应于偏移电阻的预定量,其被选择为克服在被测试导体被耦合到活动对讲机系统的时间可能发生的电阻量的小波动的可能性。
在较低阈值电压已被设定的情况下,控制器550在进行此测试的稍后执行之前等待直至不活动等待时间段的极限。该不活动等待时间段的长度被选择为提供在电流注入测试被重复之前从其前一次执行开始的时间间隔,以确定是否存在与被测试导体被耦合到活动对讲机系统、不活动对讲机系统还是根本未被耦合到对讲机系统的变化一致的电阻变化。在本实施例中,如果在已经历了不活动等待时间段的全长之前被音频信号存在检测器580检测到音频信号活动,则将不会重复电流注入测试,直至该音频信号活动结束之后,并且当其被重复时,结果得到的测量电压将再次被用来设置较低阈值电压。
然而,如果音频信号活动在已经历不活动等待时间段的全长之前未被音频信号存在检测器580检测到,则由控制器550来执行出于进行电压比较的目的的电流注入测试的稍后执行。如果在电流注入测试的此稍后执行中,由电压传感器586所检测的电压水平在较低阈值电压以下,则被测试导体将被控制器550确定为仍被连接至活动对讲机系统。控制器550然后将在重复电流注入测试的稍后执行以再次地比较电压之前等待不活动等待时间段的另一次通过。然而,如在图7a中所描绘的,发现由电压传感器586在电流注入测试的此稍后执行期间测量的电压水平大于较低阈值电压,从而至少指示被测试导体不再被耦合到活动对讲机系统。
在本实施例的某些变体中,控制器550可以通过立即关掉耳机1000的至少一个部件(例如收发机530)和/或通过立即禁用至少一个特征(例如,ANR的提供)来对被测试导体不再被耦合到活动对讲机系统的指示进行响应。这可以在其中认为被测试导体从活动对讲机系统断开连接是耳机1000不再被使用的指示的情况下完成。此外,可以将电流注入测试的稍后执行的这一结果与一个或多个其他测试(例如跨麦克风低和麦克风高导体是否存在偏压,在系统-vcc导体上是否提供电功率等)的结果组合以确定将关掉什么部件和/或将禁用什么特征。这可以在认识到这样的可能性时完成,即耳机的用户已仅将意图被耦合到活动对讲机系统的导体中的某些解耦,同时使其他的仍被耦合,以便使用该对讲机系统的某些功能(例如,使下电缆组件300b的两个连接器390中的仅一个被连接到对讲机系统)。因此,在其他测试指示与活动对讲机系统的某些其他耦合仍在被保持的情况下,被测试导体不再被耦合到活动对讲机系统的指示可能未被控制器550响应,如同耳机1000已被完全从对讲机系统解耦并因此将至少避免将耳机1000的所有或基本上所有部件关掉一样。
在本实施例的其他变体中,控制器550可以通过执行电流注入测试的稍后执行的一次或多次重复来对被测试导体不再被耦合到活动对讲机系统的指示进行响应,在所述一次或多次重复中,再次将较低阈值电压与在那些重复中测量的无论什么电压相比较以确定被测试导体是否继续未被耦合到活动对讲机系统。这可以在其中认为耳机1000的用户已经仅暂时地将被测试导体解耦、可能作为在装配有对讲机系统的车辆内的工作人员舱内来回移动或者相对于装配有对讲机系统的一台农用机器移动到不同的位置的一部分是可能的情况下实现。可以认为期望继续向耳机1000的所有或基本上所有部件提供功率和/或在被测试导体不再被耦合到对讲机系统的此指示之后继续启用耳机1000的所有或基本上所有特征达某个时间段,使得耳机1000的用户使用不由于仅短暂地将耳机1000从对讲机系统解耦而中断。
在本实施例的其他变体中,控制器500如何对被测试导体不再被耦合到活动对讲机系统的此指示进行响应可以取决于由电压传感器586在此测试的稍后执行期间所检测的电压水平是否也超过较高阈值电压。如先前已讨论的,可以预期的是在被测试导体根本未被耦合到任何对讲机系统的情况下将达到激励电流注入器584可支持的最大电压。因此,在本实施例的这些其他变体中,可以定义较高阈值电压,其具有刚好在激励电流注入器584可支持的最大电压以下的电压水平,以在将被测试导体被耦合到不活动对讲机系统与未被耦合到任何对讲机系统区别开。因此,在发现由电压传感器586检测的电压水平在较低阈值电压以上、但在较高阈值电压以下的情况下,可以由控制器550来确定被测试导体被耦合到对讲机系统,但是该对讲机系统是不活动的。因此,在发现由电压传感器586所检测的电压水平在较低和较高阈值电压两者以上的情况下,可以由控制器550来确定被测试导体未被耦合到任何对讲机系统。在这些其他变体中,可以在确定要关掉什么部件和/或要禁用什么特征时采用被耦合到不活动对讲机系统对比根本未被耦合到对讲机系统之间的此区别。例如,被测试导体未被耦合到任何对讲机系统的确定可以导致控制器550(立即或在某个延迟之后)关掉耳机1000的所有或基本上所有部件,同时被耦合到不活动对讲机系统的确定可以导致控制器550(立即或在某个延迟之后)关掉较少的部件。
转到图8,描绘了其中在随后在稍后执行中使用以进行比较之前基于电流注入测试的多次执行的平均值来设置自适应阈值电压的更复杂实施例的细节。在时间ta,开启耳机1000,并且在从时间ta延伸至时间tb的上电时间段的持续时间内,不执行已经讨论的各种测试中的任何一个(例如,针对活动或向其中的任何一个中注入电流来监视麦克风低、麦克风高、左声道和/或右声道导体;针对偏压监视麦克风低和麦克风高导体;针对电功率的提供监视系统-vcc等)。可以认为期望提供在长度上为预定的几分钟(例如3分钟)的此类上电时间段,其中,不发生此类测试以避免使控制器550尝试对耳机1000被耦合到对讲机或没有的虚假或快速变化的指示进行响应。可以预期此类虚假或快速变化的指示随着耳机1000的用户反复地将其耦合到对讲机系统和从对讲机系统解耦而发生(原因是其使其本身准备好操作对讲机系统已被结合到其中的车辆或大型机器)。本质上,上电时间段的提供允许用户“平静下来”以执行手边的要求耳机1000的使用的无论什么任务。
然后,从时间tb至时间tc是其间用户进行耳机1000的正常使用的时段。根据用户正在做什么(例如,驾驶飞机、驾驶一台农用机器、操作大型的工业车间机器等),从时间tb至时间tc的此时间段可以具有从仅仅几分钟至几个小时或者可能更长的几乎任何长度。简而言之,此时间段的持续时间是由用户的动作规定的,并且因此很可能是不可预测的。
在从时间tb至时间tc的此时间段期间,预期在将使用电流注入测试来测试的导体上将发生信号活动的实例。当然,预期此类活动由于用户在双向语音通信中采用耳机1000的结果而发生。如先前已相对于图7a的实施例所讨论的,采用音频信号活动的时段作为最好用以执行电流注入测试以获得电压测量结果以供在设置自适应阈值电压时使用、致力于保证在导体很可能仍被耦合到活动对讲机系统的时间在导体上执行电流注入测试的时间的指示符,因为大概,耳机1000的用户将不会有机会将其从被测试导体解耦。
然而,在图7b中所描绘的此更复杂实施例中,由于耳机1000被开启(即“上电”)而最初将自适应阈值电压设置成默认阈值电压。该默认阈值电压是优选地由耳机1000的制造商(虽然在某些可能实施例中可设想可以使得其由用户来设定)基于在潜在用户的使用中的对讲机系统的采样中发现存在的电阻的测量结果设定的预定电压水平。具有默认阈值电压的意图是在自适应阈值电压已被设定为被认为很可能对于耳机1000很可能被耦合到的大多数对讲机系统而言可以正确地运行的水平的情况下开始耳机1000的操作。结果,电流注入测试从不提供自适应阈值电压的初始设置,但是替代地,反复地改进自适应阈值电压的水平以使自适应阈值电压适应于在被测试导体被耦合到对讲机系统中遇到的电阻。
并且,在此更复杂的实施例中,在响应于在左声道或右声道导体中的被测试的一个上的音频信号活动的实例之后执行的每个电流注入测试而反复地将自适应阈值电压设置成新电压水平时,将由电压传感器586进行的电压水平的测量中的多个一起求平均。优选的是使用“滚动平均”,其中,对由电压传感器586进行的预定量的最新电压测量求平均。在一个可能实施例中,该预定量是此类测量中的八个,使得用在音频信号活动的实例之后获取的每个新测量结果,对那些测量结果中的最后八个求平均,并在添加偏移电压水平的情况下基于该平均值将自适应阈值电压设置成新的电压水平。
在时间tc,发生在音频信号活动实例结束之后的电流注入测试的最后一次执行,导致将被求平均的由电压传感器586获取的电压水平的最后测量结果,并且导致自适应阈值电压被最后一次设置。这是因为在被测试导体上没有进一步音频信号活动的情况下经历了在时间tc开始的不活动等待时间段,从而触发控制器550执行电流注入测试的进一步执行以出于与自适应阈值电压的比较的目的而不是出于重新计算自适应阈值电压的目的获得电压测量。
如果在时间tc之后的电流注入测试的此类执行中的第一个导致检测到小于阈值电压的电压水平,则控制器550将确定被测试导体仍被耦合到活动对讲机系统,并且不活动等待时间段期间的音频信号活动的缺少仅仅是由于语音通信发生的缺少而引起的。在那种情况下,控制器550或将等待经历不活动等待时间段的另一实例,并出于电压水平比较的目的再次地执行电流注入测试,或者直至新音频信号活动发生——首先发生的任何一个。然而,如在图7b中所描绘的,时间tc之后的此第一电流注入测试的结果是不同的结果,其中,由电压传感器586测量的电压水平在阈值电压以上,从而导致由控制器550进行的被测试导体不再被耦合到活动对讲机系统的确定。
作为此描绘结果的结果,控制器550在整个待机时间段内出于进行比较以显示再一次在阈值电压以下的电压水平的目的等待电流注入测试的执行或者等待新音频信号活动的实例发生—两个中的任何一个将是被测试导体再一次被耦合到活动对讲机系统的指示。如果这些中的任何一个在待机时间段的经历之前发生,则控制器550将在音频信号活动实例之后的时间且再次地出于获得电压测量结果以便重新计算自适应阈值电压的目的重新开始执行电流注入测试,正如在时间tb和tc之间的时间段中所做的那样。然而,如果在没有任何新音频信号活动且没有出于导致在阈值电压以下的电压水平被发现的比较的目的进行的电流注入测试的任何执行的情况下经历了待机时间段,则在时间td,控制器550可以关掉耳机1000的一个或多个部件(可能关掉所有部件以关掉整个耳机1000)。
转到图9a和9b,描绘了另一更复杂实施例的细节,其中,再次地基于此测试的多次执行的平均值来设置阈值电压。然而,此更复杂实施例不同于图8的实施例,因为在执行电流注入测试以获得将被求平均以计算自适应阈值电压的结果得到的电压的测量结果与执行电流注入测试以获得将与自适应阈值电压相比较的结果得到的电压的测量结果之间不存在区别。简而言之,在本实施例中,在任何一个导体上执行的活动实例之间的整个时间段内执行电流注入测试,并在滚动平均计算中使用在每个电流注入测试期间获取的测量结果以反复地计算阈值电压并与自适应阈值电压相比较中也使用所述测量结果。为了帮助清楚本讨论,应注意的是应该一起观看图9a和9b,并且因此还在图9a中提供图9b的流程图的参考标号中的某些以使得相关更容易理解。
在710处,对耳机1000上电,从而开始控制器550在712处所等待的上电时间段。如在图8的实施例中的情况那样,在图9a-b的实施例中在上电时间段期间不执行电流注入测试,并且再次地,这将允许耳机1000的用户在准备中“平静下来”以执行将要求耳机1000的使用的无论什么任务。在714处,控制器550对将在存储最近八个测量电压水平时使用的无论什么存储设备内的所有存储位置初始化成默认阈值电压水平。同样在714处,控制器550将待机计数初始化成零。如前所述,基于被发现在潜在用户进行的使用中的对讲机系统的采样中存在的电阻的测量结果来选择此默认阈值电压水平,意图是在自适应阈值电压已被设置成被认为很可能对于耳机1000很可能被耦合到的大多数对讲机系统而言可以正确地运行的水平的情况下开始耳机1000的操作。
在720处,控制器550操作音频信号存在检测器580以针对音频信号活动而监视被测试导体,并等待信号活动的任何当前实例结束。在信号活动的实例结束之后,控制器550在再次地在730处检查音频信号存在检测器580以确信在被测试导体上尚未重新开始信号活动之前在721处等待活动后等待时间段。等待信号活动实例的结束并在尝试执行电流注入测试之前通过附加延迟可以认为是期望的,以尝试避免在词语之间的短暂暂停之后发生的使说话中断的实例。简而言之,这可以认为是期望的,以避免由于词语之间的短暂暂停而中断的会话被用作以使语音通信中断的方式执行电流注入测试的机会。如果在730处发现信号活动已经重新开始,则在720处,再一次等待信号活动的此新实例的结束。然而,如果在730处未发现将发生活动的重新开始,则电流注入测试在740处开始。
在740处,控制器550操作音频信号断续器582以将被耦合到声学驱动器115中的一个的左声道和右声道导体中的被测试的一个的一部分从可能被耦合到对讲机系统的其他部分断开连接。在741处,控制器550操作激励电流注入器584以向被测试导体上注入电流。在742处,控制器550操作电压传感器586以测量从电流注入得到的被测试导体上的电压(相对于系统接地导体)。在743处,控制器550操作激励电流注入器584停止向被测试导体中注入电流。在744处,控制器550操作音频信号断续器582以将被测试导体的两个先前断开连接的部分重新连接。
在在740-744处执行电流注入测试的此实例之后,控制器550然后使用刚刚使用电压传感器586获取的电压测量结果来在745处计算新阈值电压。如在图8的实施例中的情况下那样,首先计算其中一起对一定数量的最新电压测量结果求平均的“滚动平均”,后面是等价于(通过欧姆定律)20欧姆偏移电阻的偏移电压水平。在本实施例中,再次地作为示例,该数量是八个。在仍相对在上电时间段的结束之后不久、使得已经获取少于八个电压测量结果的情况下,到目前为止,使用用来较早地对用于保持八个最新电压测量结果的存储位置进行初始化的默认阈值电压,直至已经获取足够的电压测量结果以填充全部的那些存储位置。
在750处,控制器550将最新测量的电压水平与新计算的自适应阈值电压相比较。如果最新测量的电压水平大于新计算的阈值电压,则将待机计数增加1,并由控制器550在770处进行检查以确定待机计数是否已达到预定最大值。如果达到待机计数的最大值,则控制器550在772处将耳机1000断电(即,将耳机1000的所有或基本上所有部件断电)。选择待机计数的最大值以导致在耳机1000从对讲机系统的可能解耦之后在控制器550采取此类动作之前经历期望的时间量。
然而,如果在750处最新测量电压水平不大于阈值电压,则将待机计数重置为零,并且控制器550在760处操作音频信号存在检测器580以确定在被测试导体上是否重新开始了音频信号活动。如果活动已经重新开始,则控制器550再次地在720处等待音频信号活动的新实例的结束。如果音频信号活动未重新开始,则控制器在再一次在730处检查信号活动之前在762处等待间隔时间。
转到图9a,在其中正在增加待机计数直至其中控制器550在772处将耳机1000断电的时间期间,电流注入测试的每次新执行导致反映与被测试导体不再被耦合到活动对讲机系统相关联的更大电压的电压度量。根据在此时间期间完成的电流注入测试的数量,随着获取更多的这些较高电压度量并在重新计算自适应阈值时使用,最后将使结果得到的自适应阈值提高至一定电压水平,该电压水平在在此时间期间执行的每次新电流注入测试获取的较高电压度量以上,结果是较高电压度量将停止大于自适应阈值电压。结果,可能造成耳机1000从不被控制器550关掉,因为触发该事件所需的条件可能从不会发生。为了防止这一点,在某些实施例中,可以在自适应阈值电压上施加最大阈值电压值,使得将导致与未被耦合到活动对讲机系统相关联的高电压度量的一连串电流注入测试将绝不能使自适应阈值电压提高至该最大阈值电压值以上。在这些实施例中的某些中,可以将最大阈值电压值选择为与默认阈值电压的值相同。
应注意的是虽然图6a-c、7、8和9a-b描绘了测试左声道或右声道导体的各种细节和挑战,但不应将其理解为不能将执行电流注入测试的此类方法的使用应用于可以用来将耳机1000耦合到对讲机系统的任何其他导体的指示。如左声道和右声道导体的情况一样,可以预期将耳机1000耦合的导体中的其他导体在其与接地导体(例如系统接地)导体之间具有不同的电阻水平,取决于其是被耦合到活动对讲机系统、不活动对讲机系统还是根本未被耦合到对讲机系统。
图10描绘了电架构的部分650a,其可以被添加到电架构600a或600b中的任何一个(或耳机1000的其他可能实施例或耳机1000的各部分的电架构),以便为耳机1000的用户提供一种用其他部件支持的按钮电源开关,所述其他部件被以不消耗来自本地电源552的功率、直至其被用来将耳机1000开启的方式选择和互连。当本地电源552是有限容量的电源(例如电池)、使得认为以其中控制器550甚至在耳机1000从用户的观点出发似乎被“关掉”的时间必须连续地从本地电源552吸取功率的方式来提供被控制器550监视的按钮电源开关是不期望的时,可以认为这是期望的。
在电架构部分650a中,控制电路500还结合了MOSFET 410和440;电阻器412、422、442、452和457;JFET 420;JFET偏压源425;按钮开关430;以及调压器450和455。本地电源552的高电位端子通过MOSFET 410被耦合电阻器412和主调压器的输入端(即,被耦合到MOSEFT 410的源极,MOSFET的漏极被耦合到主调压器450的输入端)。本地电源552的低电位端子被耦合到系统接地导体(也称为“接地”)。电阻器412被耦合到MOSFET 410的栅极(以及源极)、开关430和MOSFET 440的漏极。主调压器450的输出端被耦合到JFET偏压源425的输入端、调节器455的输入端和电阻器452。JFET偏压源的输出端通过电阻器422被耦合到JFET 420的栅极。调节器455的输出端被耦合到控制器550和通过电阻器457被耦合到JFET 420和开关430,以及通过电阻器457被耦合到控制器550的开关输入端。电阻器452被耦合到控制器550的关输出端、MOSFET 440的栅极和通过电阻器442被耦合到地线(即,本地电源的低电位端子也被耦合到的系统接地导体)。JFET420和MOSFET 440的源极两者也都被耦合到地线。
在耳机1000被断电的时间,MOSFET 410的栅极通过电阻器412被提供与其源极相同的本地电源552的高电位,使得MOSFET410处于非导通状态且不允许电流从其中通过。MOSFET 440的栅极通过电阻器442被提供低电位,使得MOSFET 440也处于非导通状态,并且也不允许电流从其中通过。相反,JFET 420的栅极通过电阻器422被提供有来自JFET偏压源425的低电位,使得JFET进入其中其允许电流在其源极与漏极之间通过的导通状态。JFET偏压电源425不向JFET 420的栅极提供偏压,导致JFET 420处于将开关430耦合到地线的导通状态。
因此,当耳机1000被断电时,没有功率从本地电源552到达主调节器450,因此,JFET偏压源425、调节器455和控制器550未被提供功率。由于其在其源极与漏极之间提供极高电阻的能力,MOSFET 410被选择为是对电功率从本地电源552到这些部件的流动进行选通的器件。还由于其缺少通过其栅极的电流流动而选择MOSFET 410,使得能够通过电阻器410向MOSFET 410的栅极提供本地电源552的输出的高电位,而MOSFET 410并不提供用于通过其栅极的电流流动的路径,而该路径最终会耗尽本地电源552。
重要的是应注意,就技术而言,在MOSFET 410和440处于其非导通状态的同时仍存在从其中流过的漏电流。然而,如本领域的技术人员将认识到的,可使用MOSFET的变体,其中,此漏电流是非常小的,使得电池内的各极之间的泄漏、被开放空间分离的机械开关的两个触点之间的泄漏和典型电路板上的两个相邻迹线之间的泄漏每个可以大于通过可以被用作MOSFET 410和440的某些类型的MOSFET的泄漏。因此,在叙述在电架构部分650a中的每一个中所描绘的电路并未从本地电源552吸取功率时,正在叙述的是有效地,从本地电源通过MOSFET 410和440中的任何一个的电流流动是非常可忽略的,使得在可以说不存在电流流动的程度上,从而将其忽略。实际上,在本地电源552是电池的情况下,本地电源552将在电架构部分650的任何其他部分消耗其功率之前很早就通过典型电池的固有自我泄漏而消耗其本身的功率。
因此,只要继续向MOSFET 410的栅极提供本地电源552的高电位,则没有电流从本地电源552流到在图10中描绘的其他部件。然而,JFET 420处于导通状态,其中,其用于将常开按钮开关430耦合到地线。当用户操作按钮开关430以将其闭合时,MOSFET 410的栅极通过按钮开关430和JFET 420将耦合至地线,从而去除先前提供给MOSFET 410的栅极的高电位。在对地线的低电位的此更改被施加于MOSFET 410的栅极的情况下,MOSFET 410通过允许电流在其源极与漏极之间流动而进行响应,使得然后从本地电源为主调节器450提供电功率。随后,主调节器通过电阻器452向MOSFET440的栅极提供电功率(在一个已调节电压下)。MOSFET 440通过切换至处于导通状态来对通过电阻器452向其栅极进行的主调节器450的输出的高电位的提供进行响应,使得其通过其自己的源极和漏极来耦合MOSFET 410的栅极。MOSFET 410和440之间的此相互作用用于将两个MOSFET锁存在其导通状态,使得MOSFET 410继续允许电流从本地电源552流到主调节器450且MOSFET 440继续将MOSFET 410的栅极耦合到地线。
主调节器450还向调节器456提供功率,其又向控制器550提供电功率(在另一已调节电压下),并向将按钮开关430耦合到控制器550的输入端的导体提供正电位。此外,控制器550的输出被耦合到将电阻器452耦合到MOSFET 440的栅极的导体。是通过将控制器550的输出端耦合到MOSFET 440的栅极的此导体,控制器550能够自发地关掉耳机1000,例如通过将此导体下拉至低电位,使得MOSFET 440停止将MOSFET 410的栅极耦合到地线,从而解开MOSFET 410和440之间的锁存相互作用。
主调节器450还向JFET偏压源425提供电功率,JFET偏压源425又通过电阻器422向JFET 420的栅极提供负电位。JFET 420通过切换到非导通状态、使得其不再通过其源极和漏极将按钮开关430耦合到地线(即,系统接地导体)来对其栅极处的从低电位到负电位的变化进行响应。在按钮开关430的一侧现在正通过MOSFET 440被耦合到地线且按钮开关430的另一侧正在被耦合到控制器550的开关输入端和上拉电阻器457的情况下,常开按钮开关430现在能够充当到控制器550的输入控制,其中所述控制器550可被耳机1000的用户操作以控制耳机1000的操作的各种方面。上拉电阻器457将控制器550的开关输入端处的电位上拉至高电压,并且闭合开关430通过开关430和MOSFET 440(现在处于导通状态)将控制器550的开关输入端耦合到地线(即,系统接地导体的低电位)。
控制器550可以是或者可以结合处理器件,其执行由存储在控制器550的存储器内的指令序列组成的例程,所述例程促使处理器件针对开关输入端被下拉到低电位的实例而监视控制器550的开关输入端,从而有效地监视开关430的状态。由处理器件进行的例程的执行可以对由耳机1000的用户进行的开关的特定操作序列实施各种响应,从而可能允许耳机1000的用户通过按钮按下的相对快速序列和/或特定持续时间的按钮按下的不同组合来控制其功能的各种特征。举例来说,开关430的快速连续的迅速按下两次(其可能称为快速“按两次”)可以调整用来由声学驱动器115在声学上输出音频的音量。举另一示例,持续最少预定秒数的单次按钮按下(其可能称为“按下并保持”)可以用信号通知控制器(即,控制器的处理器件)将耳机1000关掉。因此,这样,开关430还可以用作用户的“关闭开关”。
从而在没有控制器550的任何参与的情况下通过MOSFET 410和440的锁存相互作用实现开关430的“开”功能,同时开关430的“关”功能要求控制器550的动作以便实现的情况下,来实现开关430作为“开”按钮和“关”按钮两者的此双重使用。这可以为耳机1000提供有用的“故障安全”特征,其中,能够“开启”耳机1000,使得至少基本功能被完全供电,即使控制器550正在以某种方式错误运行。对于车辆或大型机器的操作员而言,能够在没有中断的情况下使用耳机1000来与其他人通信是极其重要的(例如,飞机中的飞行员、水下交通工具的操作员等)。
如执行例程序列的处理器件的操作领域的技术人员很好地意识到的,即使在例程不包含促使处理器件不是按预测地行动的错误、存储器错误、静电放电事件、部件的过热等,也可能促使处理器件停止正确地执行指令序列,使得其变得无响应。在更常规的按钮开启开关控制中,其中依赖于处理器件来反复地针对其正在被操作以开启设备的实例而监视开关,促使处理器件停止正确地执行指令的事件可能容易地导致用以开启设备的该开关的用户被完全忽视。相反,依赖于控制器550以便以任何方式参与对开关430的用以开启耳机1000的用户操作进行响应的所判定缺少,意味着能够由用户来开启耳机1000并甚至在控制器550完全无响应的情况下使用,从而帮助保证用户将能够使用耳机1000来继续参与必要的通信,甚至在此类故障正在进行中的情况下。
图11描绘了电架构的替换部分650b,其可以被添加到电架构600a或600b中的任何一个(或耳机1000的其他可能实施例或耳机1000的各部分的电架构),以便为耳机1000的用户提供一种用其他部件支持的双按钮电源开关,所述其他部件被以不消耗来自本地电源552的功率、直至其被用来将耳机1000开启的方式选择和互连。电架构部分650b与电架构部分650a的不同之处在于电架构部分650a的许多部件已被去除,并且已经添加常关开关435。
再次地,本地电源552被耦合到电阻器412以及通过MOSFET410被耦合到主调压器450的输入端。电阻器412被耦合到MOSFET410的栅极、开关430并且通过开关435被耦合到MOSFET 440。主调压器450的输出端被耦合到控制器550和电阻器452。电阻器452被耦合到控制器550的关输出端、MOSFET 440的栅极并通过电阻器442被耦合到地线(即,系统接地导体)。MOSFET 440也被耦合到地线。
在耳机1000被断电的时间,MOSFET 410的栅极通过电阻器412被提供与其源极相同的本地电源552的高电位,使得MOSFET410处于非导通状态且不允许电流从其中通过。MOSFET 440的栅极通过电阻器442被提供低电位,使得MOSFET 440也处于非导通状态,并且也不允许电流从其中通过。因此,只要继续向MOSFET 410的栅极提供本地电源552的高电位,则电流不会从本地电源552流到在图11中描绘的其他部件。
当用户操作按钮开关430以将其闭合时,MOSFET 410的栅极然后通过按钮开关430和JFET 420被耦合至地线(即,系统接地导体),从而去除先前提供给MOSFET 410的栅极的高电位。在对地线的低电位的此更改被施加于MOSFET 410的栅极的情况下,MOSFET 410通过允许电流在其源极与漏极之间流动而进行响应,使得然后从本地电源为主调节器450提供电功率。随后,主调节器通过电阻器452向MOSFET 440的栅极提供电功率(在一个已调节电压下)。MOSFET 440通过切换至处于导通状态,使得其通过其自己的源极和漏极来耦合MOSFET 410的栅极来对通过电阻器452向其栅极进行的主调节器450的输出的高电位的提供进行响应。MOSFET 410和440之间的此相互作用用于将两个MOSFET锁存在其导通状态,使得MOSFET 410继续允许电流从本地电源552流到主调节器450且MOSFET 440继续将MOSFET 410的栅极耦合到地线。
主调节器450还向控制器550提供功率。此外,控制器550的输出被耦合到将电阻器452耦合到MOSFET 440的栅极的导体。是通过将控制器550的输出端耦合到MOSFET 440的栅极的此导体,控制器550能够自发地关掉耳机1000,例如通过将此导体下拉至低电位,使得MOSFET 440停止将MOSFET 410的栅极耦合到地线,从而解开MOSFET 410和440之间的锁存相互作用。常闭开关435提供了用户能够用来通过在将开关435从其常闭状态操作至打开状态时直接使MOSFET 410的栅极通过MOSFET 440到地线的耦合中断来关掉耳机1000的机制。这解开了MOSFET 410和440之间的锁存相互作用,促使MOSFET 410返回至非导通状态,从而使MOSFET
440丧失通过调节器450和电阻器452呈现给其栅极的高电位。在想要尽管有控制器550的故障的情况下仍可以关掉耳机1000的能力的情况下,可以认为期望提供开关430和435两者以使得耳机1000能够在没有控制器550的参与的情况下被开启和关闭。
图12描绘了另一电架构的部分650c,其可以被添加到电架构600a或600b中的任何一个(或耳机1000的其他可能实施例或耳机1000的各部分的电架构),以便为耳机1000的用户提供一种用其他部件支持的按钮电源开关,其他部件被以不消耗来自本地电源552的功率、直至其被用来将耳机1000开启的方式选择和互连。电架构部分650c基本上类似于电架构部分650a,不同的是除提供了用以在在未经由系统-vcc导体提供功率时从本地电源552吸取功率与在提供了此类功率时从系统-vcc导体吸取功率之间自动地切换的能力之外,电架构部分650c还添加了用以促使耳机1000在被耦合到经由系统-vcc导体来提供电功率的对讲机系统时被自动地开启的设施。
在电架构部分650c中,在本地电源552与MOSFET 410和电阻器412两者之间插入了功率选择器554,以使得功率选择器554能够在由本地电源552提供的功率与经由系统-vcc导体提供的功率之间自动地选择。在某些实施例中,功率选择器554是功率复用器,其自动地选择提供具有更大电压的功率的任何一个电源,并且本地电源被选择和/或配置成始终提供与被预期将经由系统-vcc导体从对讲机系统接收到的电功率相比具有较小电压的功率。这样,促使功率选择器554在由系统-vcc导体提供的电功率可用时始终选择该电功率,从而尝试节省由本地电源552提供的电功率。
系统-vcc导体还被耦合到电压传感器460,其进一步被耦合到单冲462(一般也称为“单稳态多谐振荡器”或“单冲”)。电压传感器460针对系统-vcc的状态从与对讲机系统不提供功率相关联的低电位(相对于系统接地导体)到与正在提供此类功率相关联的高电位的过渡而监视系统-vcc导体。在发生此类过渡的情况下,电压传感器460以电学方式用信号通知单冲462通过二极管464向MOSFET 440的栅极注入高电位的脉冲。由单冲462输出的高电位脉冲的长度被选择为保证MOSFET 440被置于导通状态,其中在其栅极处具有高电位达到足够长的时间,以促使MOSFET 410进入导通状态,使得能够向主调节器450提供电功率(现在从系统-vcc导体),主调节器450又促使通过电阻器452和通过另一二极管466向MOSFET 440的栅极提供高电位。这具有促使MOSFET 410和440参与锁存相互作用的效果。二极管464和466用于保护主调节器450和单冲462免于相互损坏。
应注意的是虽然功率控制特征、包括由控制器550响应于变化的情况而采取以开启或关掉部件的动作且包括与开关430相结合的MOSFET 410和440的锁存相互作用和零功率耗用的大部分讨论已集中于耳机1000,并且甚至更特别地集中于具有飞机的对讲机的耳机1000的用户,但应注意的是还可以在其他个人音频设备中采用这些功率控制特征。此类其他个人音频设备包括但不限于头戴耳机(包括耳塞式、压耳式以及罩耳式变体)、步话机、用于双向无线电的有线麦克风、无线耳机、成对头戴耳机(有或者没有ANR能力)等。可相信这些特征在其中需要节省由有限容量的电源提供的电功率的任何形式的个人音频设备中有用。
其他实施例和实施方式在以下权利要求和本申请人可以被给予权利的其他权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种设备,包括:
常开手动可操作开关;
第一MOSFET,其具有被耦合到所述开关的第一栅极以及被耦合到电源的高电位端子以从其接收电功率的第一源极;
第二MOSFET,其具有被耦合到所述电源的低电位端子的第二源极;被耦合到所述开关和所述第一MOSFET的第一栅极的第二漏极、以及用以至少通过所述第一MOSFET的第一源极和第一漏极从所述电源接收电功率的第二栅极;以及
其中,将所述开关闭合将所述第一栅极耦合到所述电源的低电位电压端子,将所述第一MOSFET置于导通状态,通过所述第一MOSFET向所述第二栅极提供高电位,将所述第二MOSFET置于导通状态,向所述第一栅极提供低电位以将所述第一MOSFET和第二MOSFET锁存在导通状态。
2.根据权利要求1的设备,还包括由于所述第一MOSFET和第二MOSFET被锁存在导通状态且使关输出端被耦合到所述第二栅极而被提供功率的控制器,其中:
所述第一漏极通过电阻器被耦合到所述第二栅极;
所述控制器被构造成将低电位驱动至所述第二栅极以将所述第二MOSFET置于非导通状态,以促使所述第一MOSFET和第二MOSFET停止被锁存在导通状态。
3.根据权利要求1的设备,还包括由于所述第一MOSFET和第二MOSFET被锁存在导通状态且使输入端被耦合到所述常开开关而被提供功率的控制器,其中,该控制器被构成成监视所述常开开关的状态以使得能够手动地操作所述常开开关以在所述控制器被提供功率的同时向所述控制器提供输入。
4.根据权利要求1的设备,其中,所述第二漏极和所述第一栅极通过手动可操作以促使所述第一MOSFET和第二MOSFET停止被锁存在导通状态的常闭开关而被耦合。
5.一种方法,包括等待从通过由常开开关的操作触发的第一MOSFET和第二MOSFET的锁存相互作用启用的电源提供电功率,其中所述常开开关的操作促使所述第一MOSFET和第二MOSFET被锁存在导通状态。
6.根据权利要求5的方法,还包括响应于所述常开开关被闭合而中断所述第一MOSFET和第二MOSFET的锁存相互作用。
7.根据权利要求6的方法,其中:
所述第一MOSFET的漏极被耦合到所述第二MOSFET的栅极以启用锁存相互作用;以及
响应于所述常开开关被闭合而中断所述第一MOSFET和第二MOSFET的锁存相互作用包括将低电位驱动至所述第二MOSFET的栅极。
8.根据权利要求5的方法,还包括针对所述常开开关在所述锁存相互作用期间被手动操作以启用输入的接收的实例而监视所述常开开关。
9.根据权利要求5的方法,其中,所述第一MOSFET的栅极通过常闭开关被耦合到所述第二MOSFET的漏极,以在所述常闭开关被闭合的同时启用所述锁存相互作用,并使得能够通过打开所述常闭开关来中断该锁存相互作用。
10.一种设备,包括:
导体,其用以使得能够将所述设备耦合到双向通信设备;
电压传感器,其被耦合到所述导体以测量存在于所述导体上的相对于接地导体的电压;
控制器,其被耦合到所述导体,并被构造成:
针对在所述导体上发生的信号活动的第一实例的第一结束而监视所述导体;
响应于所述第一结束,向所述导体中注入电流并操作所述电压传感器以在所述电流被注入到所述导体中的同时获得所述导体上的电压的第一度量;
根据至少所述第一度量来计算自适应阈值电压;
针对在所述导体上发生的信号活动的第二实例的第二结束而监视所述导体;
响应于所述第二结束,向所述导体中注入电流并操作所述电压传感器以在所述电流被注入到所述导体中的同时获得所述导体上的电压的第二度量;
将所述第二度量与所述自适应阈值相比较;以及
响应于所述第二度量大于所述自适应阈值,关掉所述设备的部件。
11.根据权利要求10的设备,其中,所述控制器还被构造成避免关掉所述设备的部件,直至响应于所述第二结束而在向所述导体中注入电流的同时获取所述导体上的电压的多个度量且全部的多个度量大于所述自适应阈值。
12.根据权利要求10的设备,还包括还可以用来将所述设备耦合到所述双向通信设备的一对麦克风导体,其中,所述控制器被构造成避免关掉所述设备的部件,除非所述第二度量大于所述自适应阈值且没有麦克风偏压被检测为跨所述成对麦克风导体而存在。
13.根据权利要求10的设备,其中,所述控制器还被构造成在所述设备被至少部分地开启之后避免注入电流或测量所述导体上的电压至少达到预定时间段。
14.根据权利要求10的设备,其中,所述自适应阈值是除所述第一度量之外且在获得所述第二度量之前根据在向所述导体中注入电流的同时的导体上的多个电压度量的滚动平均值而计算的。
15.根据权利要求14的设备,其中,所述控制器还被构造成通过提供假想的多个电压度量来将所述自适应阈值设置在初始值,根据所述假想的多个电压度量,可以计算初始平均值以在设备被至少部分地开启之后得出所述自适应阈值的初始值。
16.根据权利要求10的设备,其中,所述自适应阈值包括偏移值。
17.一种方法,包括:
针对在个人音频设备的导体上发生的信号活动的第一实例的第一结束而监视所述导体,所述导体被构造成使得能够将所述个人音频设备耦合到双向通信设备;
响应于所述第一结束,向所述导体中注入电流并在所述电流被注入到所述导体中的同时获得所述导体上的电压的第一度量;
根据至少所述第一度量来计算自适应阈值电压;
针对在所述导体上发生的信号活动的第二实例的第二结束而监视所述导体;
响应于所述第二结束,向所述导体中注入电流并在所述电流被注入到所述导体中的同时获得所述导体上的电压的第二度量;
将所述第二度量与所述自适应阈值相比较;以及
响应于所述第二度量大于所述自适应阈值,确定所述个人音频设备未被耦合到处于活动状态的所述双向通信设备,并且关掉所述个人音频设备的部件。
18.根据权利要求17的方法,其中,所述部件未被关掉直至响应于所述第二结束而在向所述导体中注入电流的同时获取所述导体上的电压的多个度量且全部的多个度量大于所述自适应阈值。
19.根据权利要求17的方法,其中,所述部件未被关掉,除非所述第二度量大于所述自适应阈值,并且没有麦克风偏压被检测为跨一对麦克风导体而存在,其中该成对麦克风导体也可以用来将所述个人音频设备耦合到所述双向通信设备。
20.根据权利要求17的方法,其中,在所述个人音频设备被至少部分地开启之后,不注入电流或者不测量所述导体上的电压至少达到预定时间段。
21.根据权利要求17的方法,其中,所述自适应阈值是除所述第一度量之外且在获得所述第二度量之前根据在向所述导体中注入电流的同时的所述导体上的多个电压度量的滚动平均值而计算的。
22.根据权利要求21的方法,还包括通过提供假想的多个电压度量来将所述自适应阈值设置在初始值,根据所述假想的多个电压度量,可以计算初始平均值以在所述个人音频设备被至少部分地开启之后得出所述自适应阈值的初始值。
23.根据权利要求17的方法设备,其中,所述自适应阈值包括偏移值。
CN201180035300.8A 2010-07-18 2011-07-18 耳机连接感测和零上电按钮 Expired - Fee Related CN103004094B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/838,479 US8432068B2 (en) 2009-04-29 2010-07-18 Zero power drain pushbutton on switch
US12/838,477 US8379873B2 (en) 2009-04-29 2010-07-18 Adaptive headset connection status sensing
US12/838,477 2010-07-18
US12/838,479 2010-07-18
PCT/US2011/044356 WO2012012331A1 (en) 2010-07-18 2011-07-18 Headset connection sensing and zero power on button

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103004094A true CN103004094A (zh) 2013-03-27
CN103004094B CN103004094B (zh) 2015-11-25

Family

ID=44583379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180035300.8A Expired - Fee Related CN103004094B (zh) 2010-07-18 2011-07-18 耳机连接感测和零上电按钮

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2594022B1 (zh)
CN (1) CN103004094B (zh)
WO (1) WO2012012331A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103179485A (zh) * 2013-03-28 2013-06-26 歌尔声学股份有限公司 一种有源折叠式耳机以及其开关机方法和装置
CN106663447A (zh) * 2014-09-24 2017-05-10 英特尔公司 具有噪声干扰抑制的音频系统
CN107589678A (zh) * 2016-07-07 2018-01-16 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 烹饪电器及其状态切换控制方法
CN107925347A (zh) * 2015-07-17 2018-04-17 伯斯有限公司 自适应故障保护通电控制电路
CN108140990A (zh) * 2015-10-07 2018-06-08 泰连公司 连接器配合保证系统和方法
CN109845286A (zh) * 2016-08-16 2019-06-04 伯斯有限公司 使用航空头戴式受话器进行的通信
CN110958556A (zh) * 2019-11-29 2020-04-03 歌尔股份有限公司 麦克风性能的测试系统及方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8995679B2 (en) 2011-12-13 2015-03-31 Bose Corporation Power supply voltage-based headset function control
US9049513B2 (en) 2012-09-18 2015-06-02 Bose Corporation Headset power source managing
GB2567903A (en) 2017-10-27 2019-05-01 Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd Socket monitoring
PL239120B1 (pl) * 2019-11-12 2021-11-08 Siec Badawcza Lukasiewicz Inst Tele I Radiotechniczny Układ do włączania napięcia zasilania do urządzeń z klawiaturą matrycową

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5806522A (en) * 1995-08-15 1998-09-15 Katims; Jefferson Jacob Digital automated current perception threshold (CPT) determination device and method
US6388343B1 (en) * 1997-02-26 2002-05-14 International Business Machines Corporation Power supply unit and electronic apparatus for preventing a leak current
US20070235754A1 (en) * 2006-04-06 2007-10-11 Nec Electronics Corporation Electronic switch circuit
CN101159991A (zh) * 2006-10-03 2008-04-09 索尼株式会社 音频设备
CN101438571A (zh) * 2006-03-27 2009-05-20 伯斯有限公司 头戴式耳麦音频附件

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4538074A (en) * 1983-08-24 1985-08-27 Healthcheck Corporation Power switch
AU5895699A (en) * 1999-08-13 2001-03-13 Majeel Laboratories Pte Ltd A switch circuit
US7349546B2 (en) * 2003-09-04 2008-03-25 Kyocera Wireless Corp. System and method for identifying a headset type in an electrical device
KR100788670B1 (ko) * 2005-11-03 2007-12-26 삼성전자주식회사 헤드폰에 최적화된 디지털 앰프의 출력 파워 제어 방법 및장치
US7920903B2 (en) * 2007-01-04 2011-04-05 Bose Corporation Microphone techniques
US7781920B2 (en) * 2008-03-19 2010-08-24 Mala Hacek Over S Ek Jan Yuki Push-on/push-off power-switching circuit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5806522A (en) * 1995-08-15 1998-09-15 Katims; Jefferson Jacob Digital automated current perception threshold (CPT) determination device and method
US6388343B1 (en) * 1997-02-26 2002-05-14 International Business Machines Corporation Power supply unit and electronic apparatus for preventing a leak current
CN101438571A (zh) * 2006-03-27 2009-05-20 伯斯有限公司 头戴式耳麦音频附件
US20070235754A1 (en) * 2006-04-06 2007-10-11 Nec Electronics Corporation Electronic switch circuit
CN101159991A (zh) * 2006-10-03 2008-04-09 索尼株式会社 音频设备

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103179485A (zh) * 2013-03-28 2013-06-26 歌尔声学股份有限公司 一种有源折叠式耳机以及其开关机方法和装置
CN103179485B (zh) * 2013-03-28 2016-08-03 歌尔声学股份有限公司 一种有源折叠式耳机以及其开关机方法和装置
CN106663447A (zh) * 2014-09-24 2017-05-10 英特尔公司 具有噪声干扰抑制的音频系统
CN106663447B (zh) * 2014-09-24 2021-05-07 英特尔公司 具有噪声干扰抑制的音频系统
CN107925347A (zh) * 2015-07-17 2018-04-17 伯斯有限公司 自适应故障保护通电控制电路
CN108140990A (zh) * 2015-10-07 2018-06-08 泰连公司 连接器配合保证系统和方法
CN107589678A (zh) * 2016-07-07 2018-01-16 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 烹饪电器及其状态切换控制方法
CN109845286A (zh) * 2016-08-16 2019-06-04 伯斯有限公司 使用航空头戴式受话器进行的通信
US10652381B2 (en) 2016-08-16 2020-05-12 Bose Corporation Communications using aviation headsets
CN110958556A (zh) * 2019-11-29 2020-04-03 歌尔股份有限公司 麦克风性能的测试系统及方法
CN110958556B (zh) * 2019-11-29 2021-04-30 潍坊歌尔微电子有限公司 麦克风性能的测试系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103004094B (zh) 2015-11-25
WO2012012331A1 (en) 2012-01-26
EP2594022A1 (en) 2013-05-22
EP2594022B1 (en) 2015-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103004094B (zh) 耳机连接感测和零上电按钮
US8379873B2 (en) Adaptive headset connection status sensing
US8432068B2 (en) Zero power drain pushbutton on switch
US8222641B2 (en) Intercom headset connection and disconnection responses
US10051358B2 (en) Multi-purpose aviation headsets
US20080057857A1 (en) Wireless headset with bypass mechanism
US8750535B2 (en) Communications headset power provision
US20120308048A1 (en) Communications Headset Power Provision
US20120070014A1 (en) Safe earphone system and method of driving the same
US10038948B2 (en) Battery charging adaptor for a wireless microphone
CN109644302A (zh) 无线耳机系统
US20100278349A1 (en) Intercom Headset Connection and Disconnection Detection
CN108063992B (zh) 蓝牙耳机、转换耳机插座及蓝牙与有线耳机转换的方法
CN104221397B (zh) 基于耳机噪声的脉冲衰减
CN102623041A (zh) 一种音乐播放器和自动调整音乐播放器的音频输出的方法
EP2716063B1 (en) Communications headset power provision
EP2613565B1 (en) Intercom headset connection and disconnection
CN109391869A (zh) 一种耳机及耳道判断接入方法
CN104767478A (zh) 光伏系统灾难控制方法及安全接线盒
CN201751916U (zh) 语音数字联网报警器
WO2019153691A1 (zh) 通信装置及通信系统
CN103617686A (zh) 一种电缆防盗装置
CN105700332B (zh) 一种儿童手表及其播放控制方法和装置
CN209497473U (zh) 环路总线故障自动隔离装置
CN103004093B (zh) 零功率泄露按钮控件

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151125

Termination date: 20200718