CN103155601B - 助听器和用于驱动输出级的方法 - Google Patents

Abstract

在助听器（40）中，直接数字H桥输出驱动器级（1）被∑-Δ调制器（2）驱动，该H桥输出驱动器级被配置成以节省功率的三电平输出模式或耗费功率的两电平输出模式进行操作。H桥输出驱动器级（1）的三电平输出模式具有低功率消耗，但是要遭受发出的容性噪声潜在干扰助听器（40）中无线电接收器（17）中无线电信号的接收的缺点。通过提供新颖的方法：每当无线电接收器（17）正在接收信号时，选择两电平输出模式；每当无线电接收器（17）空闲时，选择三电平输出模式，此容性干扰不会扰乱助听器（40）中的无线电接收器（17）。在使用期间，定时器（33）间歇地激活无线电接收器（17）。在∑-Δ转换器（2）的量化级（8，13）处执行两电平输出模式和三电平输出模式之间的选择。因此助听器（40）中的功率消耗被降低，而不折衷无线电接收器（17）的接收质量。控制器（16）被配置成使用于输出模式选择的装置（11）与无线电接收器（17）的操作模式相协调。

Description

助听器和用于驱动输出级的方法

技术领域

本申请涉及助听器。更具体地，本申请涉及用于驱动助听器的数字输出级的方法。本发明也涉及一种配置为应用该方法的助听器。

背景技术

在本文中，助听器被定义为包括传声器、音频处理器和声学输出换能器的由电池供电的小型设备，助听器被配置成由听力受损人士佩戴在耳中或耳后。通过根据从使用者的听力损失的测量结果计算出的处方来对助听器进行适配，助听器可以放大某些频带以便补偿在这些频带的听力损失。为了提供准确灵活的放大，大多数现代助听器是数字助听器。

当代数字助听器包括数字信号处理器，该数字信号处理器用于根据处方将来自传声器的音频信号处理为适于驱动声学输出换能器的电信号。为了节省空间并提高效率，一些数字助听器处理器使用数字输出信号直接驱动声学输出换能器，而不需执行对输出信号的数模转换。如果数字信号作为具有足够高的频率的数字比特流/位流被直接输送到声学输出换能器，那么声学输出换能器的线圈作为低通滤波器执行任务，即，仅允许声学输出换能器重现如15kHz～20kHz以下的频率。数字输出信号优选地为脉冲宽度调制信号、∑-Δ（sigma-delta）调制信号或这两种信号的组合。

最近几代的助听器也包括微型无线电接收器，其目的是接收意图用于助听器电路的无线电信号。此类无线电接收器的典型用途是远程控制：来自由助听器使用者携带的无线远程控制器的音量和程序设置、来自外部源（诸如电视机、光盘播放器或移动电话）的音频信号流和由助听器适配器根据处方进行的助听器的无线程序，因此消除对于复杂的线路的需要以及在安装设备和助听器之间易故障的电接触，或者消除来自其他助听器的同步信号。为此目的应用的无线电接收器必须在物理上是小型的，具有适度的功率需求，并且在所使用的发射器的预定范围内可靠地执行。

诸如在WO-A1-09/062500中公开的这种类型的数字无线电接收器特别有用，这是因为它们需要非常小的功率，同时在接收中维持相对高的选择性。其他类型的无线电接收器可以被应用，但是助听器中有限的可用功率严重地限制了选择性，因此也限制了无线电接收器的可达到范围和稳定性。和助听器一起使用的远程控制发射器具有大约1米的理想范围，同时在另一助听器中的内部发射器具有大致30厘米的理想范围。远程控制发射器能够向助听器发起各种命令，诸如程序选择和音量控制，并且其也能够执行送至助听器的数字化表示的音频信号流，因此远程控制发射器高度地依赖于从发射器到接收器的可靠传输链路的存在。具有一组发射器和接收器的一对助听器除了程序选择和音量设置以外，还可以具有交换与助听器中的信号处理有关的中心参数的能力。此能力也依赖于在两个助听器之间的可靠传输链路的存在。

H桥是用于控制感性负载（例如，电动机或扬声器）的电子电路。H桥的工作是通过打开和闭合H桥中存在的成组的电子开关来控制流经连接在H桥的输出端子之间的负载的电流流向。这些开关可以优选地被实施为半导体开关元件，例如BJT晶体管或MOSFET晶体管。该工作原理允许采用直接数字驱动输出级，以便使得经适当调节的数字信号能够直接驱动扬声器，因此消除对专用数模转换器的需要并且同时减少对输出级的功率需求。

∑-Δ调制器是一种用于将信号转换为比特流的电子电路。待转换的信号可以是数字信号或模拟信号，并且∑-Δ调制器通常被用于将高分辨率信号转换为低分辨率信号的应用中。在本文中，∑-Δ调制器被用来驱动助听器中的H桥输出级。

假设当没有电流流经扬声器线圈时，扬声器的薄膜具有静止位置或中间位置，假设当最大允许的电流以任一方向流经扬声器时，扬声器的薄膜具有两个极限位置。通过将来自H桥的由正电压脉冲和负电压脉冲表示的足够快的变化位流施加到扬声器端子，可以获得在扬声器薄膜的两个极限位置之间的任何位置。比特流中的正脉冲的数目越高，扬声器薄膜将向第一极限位置移动越多，比特流中的负脉冲的数目越高，扬声器薄膜将向第二极限位置移动越多。倘若比特流的开关周期正好高于扬声器重现频率的限制，由于扬声器线圈的低通滤波效应，当以此方式驱动时，将从扬声器发出不可听见的开关噪声。因此，数字比特流可以直接控制扬声器。

从EP-B1-1716723已知用于助听器的数字输出级，所述输出级包括∑-Δ转换器和用于驱动助听器的声学输出换能器的H桥。因为输出级能够将由三个单独信号电平组成的比特流输送到声学输出换能器，所以输出级被表示为三电平输出级。在下文中，这些电平被表示为“+1”、“-1”和“0”，其中“+1”等于声学输出换能器两端的最大正电压，“-1”等于声学输出换能器两端的最大负电压，并且“0”等于没有电压。这利用的事实是正电压脉冲使声学输出换能器的薄膜向一个方向移动，而负电压脉冲使声学输出换能器的薄膜向另一方向移动。通过将包含散布有“0”电平的“+1”电平和“-1”电平的经时钟控制的比特流作为电压脉冲输送到声学输出换能器，由于扬声器线圈用作电压脉冲的积分器，因此可以获得声学输出换能器薄膜的机械悬浮约束内的任何位置偏差。通过将“+1”电平和“-1”电平同时施加到声学输出换能器的两个端子，现有技术的数字输出级生成“0”电平。

因为不需要额外的部件提供“0”电平，所以这种生成声学输出换能器的“0”电平的方式具有非常易于实现的优点，并且由于“0”电平不使用额外的电流并且三个独立电平的供应使声学输出换能器两端的可能压摆有效加倍，所以具有节省功率的优点。然而，这种方式也有一些固有的缺点，以下将做更加详细的说明。

“+1”电平和“-1”电平两者都在声学输出换能器的线路和端子上生成差分电压。对于“0”电平，情况并非如此。在“0”电平的情况下，两个线路同时携带相同的电压，并且由于其是在“+1”电平和“-1”电平之间快速切换的电压，所以该电压辐射出更多的共模信号能量到其接近的环境。该辐射导致增加了到附近电路（例如，通常出现在助听器中的遥感线圈（telecoil）或无线传输接收器线圈）的串扰。由于该串扰具有1MHz以上的频率，而遥感线圈被配置成传递8kHz～10kHz以下的频率，所以对于通常出现在助听器中的附近的遥感线圈不存在问题。然而，由于串扰现象引起的电容性干扰信号，无线接收器线圈必然经受相当多的信噪比减小，通常达到不可能接收可靠信号的程度。

电容性干扰主要从输出电路的电气暴露部分发出，该电气暴露部分主要是连接助听器的电子电路芯片的输出焊盘与声学输出换能器的输入端子的线路。由于机械原因不可能再缩短这些线路，然而通过缠绕线路并且使这些线路保持物理上靠近在一起，可以实现这些线路和邻近敏感电子电路之间的电容耦合的一些减少。

来自助听器的H桥输出级的电压脉冲实质上以具有1MHz～2MHz频率的方波信号出现在输出换能器，来自以此方式产生的“0”电平的所得的切换噪声部分因此扰乱在此频率范围中对电容性干扰敏感的电子电路（诸如，无线电接收器）的操作。在受影响的电子设备包括助听器中的无线远程控制接收器的情况下，由电磁干扰引起的问题将异常严重，这是因为无线远程控制的有效操作范围被电容性干扰相当多地限制，该电容性干扰从输出级发出并且屏蔽了远程控制信号的正常接收。

WO-A1-03/047309公开了一种驱动用于移动设备（例如，助听器或移动电话）的扬声器的数字输出驱动器电路。该数字驱动器电路包括输入端、调制器和三电平H桥，该数字驱动器电路被集成到扬声器外壳，从而保护驱动器电路免受电磁干扰并且使连接驱动器输出与扬声器的线路保持很短。该驱动器电路进一步包括连接到扬声器的用于调整驱动器电路的电源电压的反馈电路。

以WO-A1-03/047309的教导描述的方式集成到扬声器的输出驱动器与助听器中所用的此类动态标准扬声器是不可互换的。例如，如果助听器壳体和电路可以适于与具有不同阻抗值的一系列不同的扬声器一起使用（例如，用于对待不同程度的听力损失），具有集成输出驱动器的扬声器将不能很好地适于这种配置。配置成与耳内接收器（RITE）扬声器一起使用的助听器也将不能通过该方法实现。在需要这种类型的灵活性情况下，在助听器电路的输出级端子和助听器的扬声器的端子之间的长导线是不可避免的。现有技术输出驱动器也需要用于从扬声器到反馈电路的信号的额外一组长导线，其将进一步增加电容性干扰噪声。

发明内容

本发明的目的是提供一种驱动助听器的H桥类的输出级的方法，以此方式：以三电平进行操作的输出级的功率效率被尽可能接近地维持，同时最小化由三电平输出级相关的干扰引发的问题。

根据本发明的第一方面，一种驱动助听器的H桥输出级的方法被设计，所述助听器具有至少一个输入换能器、模数转换器、数字信号处理器、∑-Δ（sigma-delta）调制器、第一量化块、第二量化块、解码器、H桥输出转换器、声学输出换能器、定时器、控制器和无线电接收器，该无线电接收器具有空闲操作模式和监听操作模式，所述方法包括以下步骤：基于来自数字信号处理器的输出信号，在∑-Δ调制器中生成驱动信号；在第一量化块中使用∑-Δ调制器的输出信号进行处理，以生成适于定义两个离散电平的第一位流；在第二量化块中使用∑-Δ调制器的输出信号进行处理，以生成适于定义三个离散电平的第二位流；控制器使用定时器来执行控制序列用以使得解码器能够在第一位流和第二位流中选择一个位流，并且来控制无线电接收器的操作模式；每当无线电接收器在监听模式时，解码器选择第一位流，每当无线电接收器在空闲模式时，解码器选择第二位流；和基于所选择的位流提供用于H桥输出转换器的驱动信号。

通过在选择∑-Δ调制器的操作模式时考虑无线电接收器的操作模式，每当无线电接收器在空闲模式时（即，当其不再接收任何信号时），H桥输出转换器以三电平模式被驱动。此种情况下，通过以三电平模式驱动H桥输出转换器，功率消耗被减少。每当无线电接收器在监听模式时，H桥输出转换器以两电平模式被驱动。在此种情况下，功率消耗稍微增加，但是与以三电平模式驱动H桥输出转换器相关的干扰被减少。

在优选实施例中，控制器使得无线电接收器能够周期性地进入监听模式，例如，每秒20次，进而，导致在无线电接收器为监听模式期间H桥输出转换器以两电平模式进行操作。监听模式时段的持续时间可以相对较短，例如，10毫秒，除非无线电接收器在监听模式时段内检测到无线电信号。否则无线电接收器可以重新进入空闲模式，进而导致H桥输出转换器再次以三电平模式进行操作。然而，如果在监听模式时段内，无线电接收器检测到无线电信号的出现，则阻止无线电接收器重新进入空闲模式，直到在预定时间段的持续时间内（例如，十分之一秒）没有检测到无线电信号。然后无线电接收器重新进入空闲模式，因此，强制H桥输出转换器再次以三电平模式进行操作。

本发明在第二方面涉及助听器，其具有：至少一个输入换能器、模数转换器、数字信号处理器、∑-Δ调制器、第一量化块、第二量化块、解码器、H桥输出转换器、声学输出换能器、定时器、控制器以及无线电接收器，该无线电接收器具有空闲操作模式和监听操作模式；该∑-Δ调制器适于基于来自数字信号处理器的输出信号生成驱动信号；第一量化块适于基于∑-Δ调制器的输出信号生成第一位流；第二量化块适于基于∑-Δ调制器的输出信号生成第二位流；第一位流包含两个离散电平，并且第二位流包含三个离散电平；控制器适于使得解码器能够在第一位流和第二位流中选择一个位流，并且控制器适于控制无线电接收器的操作模式，其中所述控制器被配置为：每当无线电接收器在监听模式时，使解码器选择第一位流；每当无线电接收器在空闲模式时，使解码器选择第二位流。

附加的特征将通过从属权利要求变得明显。

附图说明

现在将关于附图进一步详细描述本发明。其中：

图1是根据本发明实施例用于助听器的H桥输出级的示意图，

图2是示出根据本发明实施例的助听器的H桥输出级的可能状态的表格，

图3是根据本发明实施例用于控制操作模式的算法的流程图，

图4是图示根据本发明实施例的助听器的输出级和无线电接收器的操作序列的图形，以及

图5是根据本发明实施例的具有H桥输出级的助听器的示意图。

具体实施方式

图1中的示意图示出根据本发明的与助听器一起使用的输出级1。输出级包括∑-Δ调制器2、构成第一量化器的第一比较器8、包括第二比较器9和第三比较器10的第二量化器13、解码器11、H桥12、控制器16、控制线14、受控开关15、无线电接收器（RC）17、天线18以及声学输出换能器19。∑-Δ调制器2包括差分节点3、第一求和节点4、第二求和节点5、第一单元延迟块6以及第二单元延迟块7。H桥包括第一晶体管20、第二晶体管21、第三晶体管22以及第四晶体管23。图1中也示出来自助听器的数字信号处理器DSP的输出端。

数字信号处理器DSP的输出端被连接至∑-Δ转换器2的输入。数字信号处理器DSP的输出端被连接至∑-Δ转换器2的差分节点3的第一输入，并且来自∑-Δ转换器2的输出的反馈循环被连接至差分节点3的第二输入。差分节点3的输出被连接至第一求和节点4的第一输入，并且第一单元延迟块6的输出被连接至第一求和节点4的第二输入。第一求和节点4的输出在第一单元延迟块6的输入和第二求和节点5的第一输入之间被分路。第二单元延迟块7的输出被连接至第二求和节点5的第二输入，并且第二求和节点5的输出分别在第二单元延迟块7的输入、馈送到差分节点3的反馈环、第一比较器8的正输入、第二比较器9的正输入以及第三比较器10的正输入之间分路。

∑-Δ调制器2的输出被分别连接至第一比较器8、第二比较器9和第三比较器10的正输入端。第一比较器8的负输入端被连接至逻辑低（LOW），第二比较器9的负输入端被连接至逻辑电平X，并且第三比较器10的负输入端被连接至逻辑电平Y。第一量化器8的输出被连接至解码器11的第一输入，并且第二量化器13的输出被连接至解码器11的第二输入和第三输入。基于来自∑-Δ调制器2的输出信号，第一量化器8能够生成两个不同的量化电平并且第二量化器13能够生成三个不同的量化电平。

解码器11的第一输出被连接至H桥12的第一晶体管20，解码器11的第二输出被连接至H桥12的第二晶体管21，解码器11的第三输出被连接至H桥12的第三晶体管22，并且解码器11的第四输出被连接至H桥12的第四晶体管23。第一晶体管20的源极端和第三晶体管22的源极端被连接至V_ss。第一晶体管20的漏极端和第二晶体管21的源极端被连接至声学输出换能器19的第一端。第三晶体管22的漏极端和第四晶体管23的源极端被连接至声学输出换能器19的第二端，并且第二晶体管21的漏极端和第四晶体管23的漏极端被连接至V_dd。

控制器16的控制线路14被分别连接至受控开关15的控制输入以及解码器11的控制输入。受控开关15将无线电接收器17的输出连接至控制器16的输入，每当受控开关15打开时，受控开关15禁用从无线电接收器17的输出到控制器16的输入的该连接。信令线路将无线电接收器17连接至控制器16，以便向控制器16提供基于由天线18拾取并且由无线电接收器17解调的无线电信号的数据。

在使用时，数字信号处理器DSP向∑-Δ调制器2的输入提供代表音频信号的位流。该位流被∑-Δ调制器2调节，从而分别适合于第一比较器8的输入、第二比较器9的输入以及第三比较器10的输入。第一比较器8充当对∑-Δ调制器2的输出信号的第一两电平量化器，并且第二比较器9和第三比较器10组合在一起充当对∑-Δ调制器2的输出信号的第二三电平量化器13。

每当来自∑-Δ调制器2的输出信号的电平低于第一预定界限时，第一比较器8输出逻辑低电平，每当该信号高于所述第一预定界限时，第一比较器8输出逻辑高（HIGH）电平。每当输入信号低于界限X时，第二比较器9输出逻辑低电平，并且每当输入信号高于界限X时，第二比较器9输出逻辑高电平。每当输入信号低于界限Y时，第三比较器10输出逻辑低电平，并且每当输入信号高于界限Y时，第三比较器10输出逻辑高电平。

因此，第二比较器9和第三比较器10一起可以生成用于解码器11的四种可能的电平。然而，这些电平中只有三个被利用在解码器11中，这是因为第二比较器9的输出为逻辑高并且第三比较器10的输出为逻辑低的情况与第二比较器9的输出为逻辑低并且第三比较器10的输出为逻辑高的情况被相同地处理。该三种情况可以被解码器11解释为：例如，符号“-1”为导致两个比较器输出是逻辑低的输入电平；符号“0”为导致两个比较器输出互相不同的输入电平，即，一个比较器输出是逻辑低，而另一个比较器输出为逻辑高；符号“+1”为导致两个比较器输出是逻辑高的输入电平。以此方式，第一量化器8有效地从来自∑-Δ调制器2的输出信号生成两个离散的电平，并且第二量化器13有效地从来自∑-Δ调制器2的输出信号生成三个离散的电平。

解码器11能够将来自第一量化器8的两电平输出或者来自第二量化器13的三电平输出选择作为要被解码的输入信号。每当来自第一量化器8的输出信号被选择为输入信号时，解码器11与H桥12一起能够以两电平操作模式驱动扬声器19，并且每当来自第二量化器13的输出信号被选择为输入信号时，解码器11与H桥12一起能够以三电平操作模式驱动扬声器19。

关于使用哪个输出作为解码器11的输入的决定由控制器16的控制线路14的状态确定。控制线路14可以分别在有效（asserted）状态或者在无效（unasserted）状态。每当控制线路14在有效状态时，解码器11使用来自第一量化器8的两电平输出的输出信号作为其输入信号。使控制线路14有效也使开关15闭合，从而使得无线电接收器17能够经由天线18接收无线电信号。每当无线电接收器17能够接收无线电信号时，关于无线电信号出现的信息通过分离的线路（未示出）被输送至控制器16。每当控制线路14在无效状态时，解码器11使用来自第二量化器13的三电平输出的输出信号作为其输入信号。使控制线路14无效也使开关15打开，因而禁止无线电接收器17接收无线电信号。

每当解码器11接收到用于解码的“-1”符号时，其分别打开H桥12的第二晶体管21和第三晶体管22。第二晶体管21将声学输出换能器19的上侧端子连接至正电压V_dd，并且第三晶体管22将声学输出换能器的下侧端子连接至负电压V_ss，并且扬声器的膜片向内移动。

每当解码器11接收到用于解码的“+1”符号时，其分别打开H桥12的第一晶体管20和第四晶体管23。第一晶体管20将声学输出换能器19的上侧端子连接至负电压V_ss，并且第四晶体管23将声学输出换能器的下侧端子连接至正电压V_dd，并且扬声器的膜片向外移动。

每当解码器11接收到用于解码的“0”符号时，其分别打开H桥12的第二晶体管21和第四晶体管23。然后第二晶体管21和第三晶体管22两者将声学输出换能器19的上侧端子和下侧端子连接至负电压V_ss，并且扬声器的膜片向其静止位置移动。

控制器16使来自∑-Δ调制器2的输出信号的量化分辨率与无线电接收器17的操作相协调，以此方式，每当解码器11正在使用三电平输入以控制H桥12时，无线电接收器17被禁用，并且以此方式，每当解码器11正在使用两电平输入以控制H桥12时，无线电接收器17被使能。

图2中示出的表格图示说明根据本发明实施例当声学输出换能器的连接线路被连接至助听器的H桥输出级时，该连接线路的可能的状态，其中该声学输出换能器类似于图1中的声学输出换能器19。在表格旁边，草绘了具有连接端A和连接端B的声学输出换能器。在根据本发明的助听器的优选实施例的配置中，∑-Δ转换器与第一量化器、第二量化器和解码器一起可以生成用于助听器的H桥输出级的二个或者三个不同的输出符号。

当符号“-1”被生成时，H桥输出级将声学输出换能器的端子A连接至表示为V_dd的负电压（优选为负电池电压），并且H桥输出级将声学输出换能器的端子B连接至表示为V_ss的正电压（优选为正电池电压）。这在声学输出换能器的换能器线圈中感应出从端子B到端子A方向的电动势，因此，被机械地连接至换能器线圈的换能器膜片将向一个方向移动，比如，向内。

当符号“+1”被生成时，H桥输出级将声学输出换能器的端子A连接至正电池电压V_ss，并且将声学输出换能器的端子B连接至负电池电压V_dd。这在声学输出换能器的换能器线圈中感应出的相反方向（即，从端子A到端子B）的电动势，因此，换能器膜片将向相反方向移动，比如，向外。

当符号“0”被生成时，H桥输出级将声学输出换能器的端子A和端子B两者都连接至负电池电压V_dd。在此情况下，没有电动势被感应在声学输出换能器的换能器线圈中，因此换能器膜片将向其静止位置移动。

当H桥被设置成两电平模式时，符号“0”不被生成。在解码器中有利地执行两电平模式和三电平模式之间的切换。通过在解码器中将来自∑-Δ调制器的输出信号的量化分辨率从两电平变化为三电平，反之亦然，∑-Δ调制器的反馈历史被完整保存。如图1中所示，这可由具有任何时候可用的两电平量化分辨率和三电平量化分辨率的解码器，并且通过在必要时由解码器选择合适的量化分辨率用以驱动助听器的声学输出换能器的输出而执行。∑-Δ调制器的反馈历史被完整保存的事实表明在∑-Δ调制器的两电平模式和三电平模式之间的切换关于声学输出换能器的输出信号被无缝地执行，而没有任何可听的伪迹。

提供位流的两电平调制和三电平调制两者的简便方式可以采用两个分离的∑-Δ调制器。如果两电平∑-Δ调制器与三电平∑-Δ调制器被并联使用来取代具有两电平和三电平两种能力的单个∑-Δ调制器，则∑-Δ调制器的反馈历史在每次从两电平模式转变到三电平模式时将被丢失，或者反之亦然。这种配置将不可避免地将不期望的伪瞬变引入到输出信号中。通过引入能够选择性产生输出位流的两电平调制和三电平调制两者的单个∑-Δ调制器，当在不同的量化分辨率之间切换时，输出级的反馈历史被保存。

图3中示出流程图，该流程图图示说明根据本发明用于助听器的无线电接收器和H桥输出级的优选控制算法。图3中的算法所使用的时间值由外部子例程计算和检测，因此未被示出。基于系统遇到的时序值，仅时序标记被隐性传递到图3中所示的算法。该算法，起始于步骤301，紧接着继续到步骤302，在步骤302中无线电接收器被设置成空闲模式。该算法在步骤303中将H桥输出级设定为三电平模式并且在步骤304中进入循环。在步骤304中，该算法确定自从无线电接收器被最后设置成空闲模式以来，是否已经逝去50毫秒。如果不是此情况，算法循环返回到步骤304，直到已经逝去50毫秒，然后继续到步骤305，在步骤305中无线电接收器被设置成监听模式。然后该算法无条件地继续到步骤306，在步骤306中H桥输出级被设置成两电平模式。

该算法继续到步骤307，此处无线电接收器中的指示器通知该算法是否出现无线电信号。如果不是此情况，算法分支到在步骤308中执行的测试，以确定自从无线电接收器被设置成监听模式而未检测到信号以来，是否已经逝去10毫秒。如果还没有逝去10毫秒，则该算法循环回步骤307从而测试是否无线电信号已经被无线电接收器拾取。否则，如果已经逝去10毫秒而无线电接收器没有检测到无线电信号的出现，该算法循环回步骤302，在步骤302无线电接收器被回置成空闲模式，并且无条件地继续进入步骤303，在步骤303处H桥被回置成三电平模式，并且该算法的过程被无限重复。

然而，当算法正在处理步骤307时，如果无线电信号确实被无线电接收器检测到，则该算法替换为继续进入步骤309，在步骤309中子例程（未示出）被调用，以完成解码由助听器的无线电接收器接收到的数据位的过程。该算法继续进入步骤310，其中完成测试以便确定自从无线电接收器检测到一个信号以来，是否已经逝去100毫秒。如果不是此情况，算法循环回步骤309并且继续解码由无线电接收器接收到的数据位的过程。否则，该算法继续进入步骤311，其中完成测试以便确定是否仍然存在无线电信号。如果是此情况，该算法循环回到步骤309并且继续解码过程。如果不是此情况，该算法将循环返回到步骤302，在步骤302中无线电接收器被回置成空闲模式，并且继续到步骤303，在步骤303中H桥被回置成三电平模式。

图3中所示算法的功能性的本质如下：助听器的无线电接收器被设置成空闲模式，并且助听器的H桥输出级被设置成三电平模式，持续50毫秒。然后无线电接收器监听无线电信号的出现，同时H桥路输出级被设置成两电平模式以便使干扰最小化。如果在10毫秒时间段里，没有信号被无线电接收器检测到，则无线电接收器被回置成空闲模式，并且H桥输出级被回置成三电平模式以便节省功率。然而，如果助听器的无线电接收器检测到无线电信号的出现，则开始接收和解码接收到的无线电信号。为了确定无线电信号是否仍出现，测试每0.1秒被执行一次。如果是这种情况，继续接收和解码接收到的无线电信号。如果不再认为无线电信号会出现，则无线电信号再次被回置成空闲模式，并且H桥输出级被回置成三电平模式以便节省功率。

图4示出图示说明根据本发明在助听器的输出级和无线电接收器之间的互操作特性的一组示范性图形。图4中的上部图形图示说明如图1中所示的控制器16的控制线路14的状态，图4中中部图形示出在图1中的声学输出换能器19的输入端上可见的H桥12的输出信号，并且图4中的下部图形示出当由图1中的控制器16的控制线路14所控制的受控开关15控制时，图1中接收器17的活动。所有这三个图形都假定为同步的。

图4中的上部图形图示说明图1的控制线路14在一小段时间段中有效（assert），因而使能图1中的无线电接收器17，并且强制H桥输出级以两电平模式进行操作。每当控制线路被无效（unassert）时，无线电接收器被禁用并且H桥输出级以三电平模式操作。这由图4的中部图形图示说明，其中当控制线路无效时，来自H桥输出级的任意输出信号表现出三电平操作；当控制线路有效时，来自H桥输出级的任意输出信号表现出两电平操作。图4中的下部图形图示说明图1中的接收器17的操作。

如图4中的图形所示的根据本发明的助听器的输出级的操作，现在将参考图1中所示的元件被进一步详细地阐述。以下图4中的下部图形被建议为带有被标注为从T₁到T₈的8个时间时刻的时间线。在时刻0处，使控制线路14无效，无线电接收器17是未激活的，并且H桥输出级1以三电平输出模式进行操作，并且将三电平数字输出信号直接地传递到图1的声学输出换能器19。

在时刻T₁处，使控制线路14有效，并且H桥输出级1将其操作从三电平输出模式变化为两电平输出模式。同时，无线电接收器17被激活。该状况持续直至时刻T₂，即大约10毫秒之后，这时使控制线路14无效，无线电接收器17未被激活，并且H桥输出级1被设置为将其操作模式变回到三电平输出模式。从时刻T₂直至时刻T₃，即大约50毫秒之后，使控制线路14无效，使H桥处于三电平输出模式并且无线电接收器17是未激活的。在此情况下，以虚线叠加到图4的下部图形上的无线电信号R₀偶然出现在时刻T₂和时刻T₃之间。因为无线电接收器17在其未激活模式，所以助听器的无线电接收器17不拾取无线电信号R₀。

在时刻T₃处，通过使控制线路14有效，无线电接收器17被再次激活，并且H桥输出级1将其操作从三电平输出模式变为两电平输出模式。由于在时刻T₃和时刻T₄之间无线电接收器17没有检测到无线电信号，所以在时刻T₄处，即大约10毫秒以后，使控制线路14无效，当无线电接收器17被再次去激活时，H桥输出级1已经将其操作变回三电平输出模式。

在时刻T₄和时刻T₅之间出现以细实线叠加到图4的下部图形的另外的无线电信号R₁，但是由于在T₅处R₁仍然出现，所以R₁被无线电接收器17检测到。无线电接收器17对无线电信号R₁的检测使得控制器16将控制线路14保持有效，因此保持无线电接收器17为激活的并且H桥输出级1以两电平输出模式进行操作。在时刻T₅和时刻T₆之间的时间段内，以细实线叠加到图4的下部图形的第三无线电信号R₂被无线电接收器17检测和解码。在接收无线电信号R₂期间，无线电接收器17保持接收标志有效，因而避免无线电接收器17返回到其未激活状态。这进而也延迟了H桥输出级1返回到两电平输出模式。

当无线电信号R₂停止时，时序函数在预定的时间段延迟控制线路14的无效。因为在时刻T₆之前，没有其他的无线电信号被检测到，因此在T₆处再次使控制线路14无效。由此，无线电接收器17未被激活，并且H桥输出级1将其操作变回三电平输出模式。在时刻T₇处，在大约另外的50毫秒之后，通过使控制线路14有效，无线电接收器17被再次激活，并且H桥输出级1将其操作从三电平输出模式变为两电平输出模式。在时刻T₈处，大约10毫秒之后，控制线路14被再次无效，由此无线电接收器17被再次去激活，并且H桥输出级1将其操作变回三电平输出模式。

为了说明根据本发明的实施例的H桥输出级的操作原则，图4中的下部图形所示的无线电传输的三个突发/短脉冲串（burst）显示为相当短。这样是以尽可能简要的方式图示说明事实，该事实即为当无线电接收器17被助听器的控制器16激活时，其才能接收无线电信号，并且每当遇到无线电信号时，无线电接收器17具有延迟待定的未激活的能力。在实践示例中，意图用于助听器的无线电传输将显著更长，优选地跨越比60毫秒长许多的时间段，60毫秒为在示例中所示的无线电接收器的两次激活之间的逝去时间。

在图5中示出根据本发明的实施例包含H桥输出级的助听器40的原理图。助听器40包括声学输入换能器30、模数转换器（A/D）31、数字信号处理器32、∑-Δ调制器2、第一量化器块（Q1）8、第二量化器块（Q2）13、解码器11、H桥12、控制器16、控制线路14、受控开关15、定时器33、声学输出换能器19和具有天线18的无线电接收器（Rx）17。在图5中也示出具有天线35的无线电发射器（Tx）34。∑-Δ转换器2、解码器11、控制器16、H桥12、声学输出换能器19和无线电接收器17被视为与图1中所示系统的相应部分类似。

当使用时，助听器40的话筒30拾取声学信号并且将这些信号转换为电信号，然后将这些电信号馈送到模数转换器31的输入。来自模数转换器31的数字输出信号被用作为数字信号处理器32的输入，在信号处理器32中进行信号处理的主要部分，例如，过滤、压缩、处方增益计算等。来自数字信号处理器32的输出信号是数字信号，其被馈送到∑-Δ调制器2的输入。

来自∑-Δ调制器2的输出信号可以被视为数字位流，其被分路成两个分支，一个分支到第一量化块8并且第二分支到第二量化块13。来自第一量化块8和第二量化块13的输出信号作为到解码器11的输入信号出现。解码器11生成用于H桥12的一组控制信号。H桥12的输出端被连接至声学输出换能器19的输入端，并且H桥12生成用于声学输出换能器19的数字输出信号。

来自第一量化块8的输出信号是两电平位流，该两电平位流意图用于经由解码器11以两电平模式驱动H桥12。来自第二量化块13的输出信号是三电平位流，该三电平位流意图用于经由解码器11以三电平模式驱动H桥12。因此解码器11能够选择来自第一量化块8的输出信号或者来自第二量化块13的输出信号作为输入信号用于生成H桥12的一组控制信号。

当来自第一量化块8的两电平输出信号被使用，解码器11被告知以两电平模式进行操作，并且当来自第二量化块13的三电平输出信号被使用时，解码器11被告知以三电平模式进行操作。无线电接收器17能够以空闲模式进行操作，其中无线电信号接收被阻止，并且无线电接收器17处于激活模式，其中无线电信号接收被使能。

控制器16确定解码器11在给定的情况中应该使用哪种模式以便生成H桥12的一组控制信号。为此，控制器16分别利用来自定时器33和无线电接收器17的信息，以确定解码器11应该是何种操作模式。定时器33生成与图4中所示的时序序列类似的时序序列。此时序序列被控制器16使用，以控制助听器40的解码器11和无线电接收器17的操作。在时序序列的第一阶段，定时器33以规则间隔发送信号到控制器16，以便使得控制器16将无线电接收器17的操作从空闲模式转变到激活模式并且强制解码器11为H桥12选择来自第一量化器块8的两电平位流，以便H桥12以两电平模式进行操作。

当控制器16基于来自定时器33的信号确定无线电接收器17应该将其操作模式从空闲模式变化到激活模式时，控制器16使控制线路14有效以便接合用于激活无线电接收器17的受控开关15。同时，控制器16经由控制线路14强制解码器11选择源自第一量化块8的两电平位流用以控制H桥12。此时无线电接收器17在激活模式，并且H桥12正在产生用于声学输出换能器19的两电平位流。

除非无线电发射器34发射由无线电接收器17在其激活模式时拾取到的无线电信号，否则控制器16等待来自定时器33的信号，并且在检测到来自定时器33的信号时使控制线路14无效，因而释放受控开关15，进而强制无线电接收器17返回至空闲模式，并且使得解码器11选择来自第二量化块13的三电平位流用以控制H桥12。然而，如果无线电发射器34发射无线电信号，并且此无线电信号被无线电接收器17检测到，那么从无线电接收器17向控制器16发送信号，以告知控制器16推迟来自定时器33的信号，直至无线电接收器17告知控制器16其已经完成对无线电信号的接收和解码。

此时，定时器33进入时序序列中的第二阶段，其中控制器16定期地检查无线电接收器17的状态以便确定无线电接收器17是否仍然接收并解码无线电信号。如果是这种情况，则控制器维持现状，即，控制器保持H桥12以两电平模式进行操作，并且保持无线电接收器17在激活模式。当无线电发射器34结束发射时，无线电接收器17停止检测无线电信号，因此结束解码过程。一旦终止解码过程，无线电接收器17向控制器16发送信号以便输送无线电信号的接收已经结束的信息。一旦收到此条信息，控制器16然后在去激活无线电接收器17并且强制H桥12进入三电平模式以及为声学输出换能器19产生三电平位流之前，等待来自定时器33的信号。

在优选实施例中，如在之前所述的，定时器33的时序序列的第一阶段比第二阶段短很多。在时序序列的两个阶段之间的此关系是优选的，这是由于在时序序列的第一阶段期间，其允许H桥12以节省功率的三电平模式尽可能长地操作，并且避免当无线电接收器17接收并且解码无线电信号时H桥12过早地再次进入三电平操作模式，因此降低了无线电信号的接收被来自H桥12的电容性干扰破坏的风险。

Claims (10)

1.一种驱动用于助听器的输出级的方法，所述助听器具有至少一个输入换能器、模数转换器、数字信号处理器、∑-Δ调制器、第一量化块、第二量化块、解码器、H桥输出转换器、声学输出换能器、定时器、控制器和无线电接收器，所述无线电接收器具有空闲操作模式和监听操作模式，所述方法包括以下步骤：基于来自数字信号处理器的输出信号在所述∑-Δ调制器中生成驱动信号；在所述第一量化块中使用所述∑-Δ调制器的输出信号进行处理，以生成适于定义两个离散电平的第一位流；在所述第二量化块中使用所述∑-Δ调制器输出信号进行处理，以生成适于定义三个离散电平的第二位流；所述控制器使用所述定时器来执行用于使得所述解码器能够在所述第一位流和所述第二位流中选择一个位流的控制序列，并且来控制所述无线电接收器的所述操作模式；每当所述无线电接收器在监听模式时，所述解码器选择所述第一位流，每当所述无线电接收器在空闲模式时，所述解码器选择所述第二位流；和基于所选择的位流向所述H桥输出转换器提供驱动信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述执行所述控制序列的步骤包括第一阶段，所述第一阶段具有：第一步骤，其中所述无线电接收器被强制进入所述空闲操作模式，并且所述第二位流在所述解码器中被选择作为用于所述H桥输出转换器的控制信号；第二步骤，其中所述无线电接收器被强制进入所述监听操作模式，并且所述第一位流在所述解码器中被选择作为用于所述H桥输出转换器的所述控制信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述执行所述控制序列的步骤包括第二阶段，第二阶段具有第一步骤，所述第一步骤在所述无线电接收器处于监听模式时被执行，其感测无线电信号是否正在被接收，如果正在接收所述无线电信号，则所述控制器在预定的时间段维持所述监听模式。

4.根据权利要求3所述的方法，其中重新进入所述控制序列的所述第一阶段的步骤被延迟预定的时间段，所述预定的时间段从所述控制器确定所述无线电接收器不再接收无线电信号的时刻计算得来。

5.一种助听器，其具有：至少一个输入换能器、模数转换器、数字信号处理器、∑-Δ调制器、第一量化块、第二量化块、解码器、H桥输出转换器、声学输出换能器、定时器、控制器和无线电接收器，所述无线电接收器具有空闲操作模式和监听操作模式，所述∑-Δ调制器适于基于来自所述数字信号处理器的输出信号生成驱动信号，所述第一量化块适于基于∑-Δ调制器输出信号生成第一位流，并且所述第二量化块适于基于∑-Δ调制器输出信号生成第二位流，所述第一位流包含两个离散电平，并且所述第二位流包含三个离散电平，所述控制器适于使得所述解码器能够在所述第一位流和所述第二位流中选择一个位流，并且所述控制器适于控制所述无线电接收器的操作模式，其中所述控制器被配置成：每当所述无线电接收器在监听模式时，使所述解码器选择所述第一位流，每当所述无线电接收器在空闲模式时，使所述解码器选择所述第二位流。

6.根据权利要求5所述的助听器，其中所述无线电接收器具有用于指示无线电信号的接收正在进行中的装置。

7.根据权利要求5所述的助听器，其中所述解码器被配置成基于所选择的位流，为所述H桥输出转换器提供驱动信号。

8.根据权利要求6所述的助听器，其中所述控制器包括用于基于来自所述定时器的信息使所述无线电接收器周期性进入所述监听模式的装置。

9.根据权利要求8所述的助听器，其中所述控制器包括用于基于来自所述定时器的信息在预定时间段之后使所述无线电接收器重新进入所述空闲模式的装置。

10.根据权利要求9所述的助听器，其中所述控制器被配置成每当所述无线电接收器指示无线电信号的接收正在进行时，维持所述无线电接收器的所述监听模式。