CN103609139B - 耳机、音频设备、音频系统和用于传送信号的方法 - Google Patents

Abstract

一种耳机装置（1）具有带第一连接接触部（16、17）和第二连接接触部（18）的连接器（15），并且具有连接到第一连接接触部（16、17）以便提供扬声器信号的扬声器（3、5）。耳机装置（1）还具有第一数字麦克风和第二数字麦克风（7、8、9），它们均被设置成生成特别地具有二进制位流的数字麦克风信号。在输出端处耦接到第二连接接触部（19）的复用器（23）被设置成基于麦克风信号在输出端处生成编码复用信号。

Description

耳机、音频设备、音频系统和用于传送信号的方法

本发明涉及一种耳机（headphone）装置，其具有至少两个麦克风。本发明进一步涉及一种能够连接到耳机装置的音频设备，以及一种具有该耳机装置和该音频设备的音频系统。本发明进一步涉及一种用于在耳机装置的情况下传送信号的方法。

为了改进收听耳机时的音质，通常使用噪声抑制方法或者噪声减少方法，特别是有源噪声减少方法。这里，在耳机中，特别是在耳机的扬声器附近，记录了噪声，特别是环境噪声，该噪声在适当的信号处理之后用于噪声减少，在噪声减少的处理中，例如，将抵消噪声额外地提供给扬声器以便补偿背景噪声。

在传统的耳机中，模拟麦克风被用于该目的，例如在耳机中的信号处理单元中对模拟麦克风的信号进行处理。此外，可以经由特殊线路将模拟麦克风信号施加到音频设备，音频设备提供扬声器信号并且此外执行模拟麦克风信号的处理。

此外，如果耳机装置被实施为头戴式收发话器（headset），则除了用于噪声减少的麦克风之外，设置了额外的麦克风用于语音记录，存在从耳机装置传送到音频设备的额外的信号。

因此，在具有噪声减少的传统的耳机中，相应的信号处理单元必须直接设置在耳机中，其结果是耳机的开发和制造的成本增加。如果在音频设备中提供信号处理，则在传统耳机中有必要为耳机提供额外的线路以及特殊的或额外的连接器以便传送通常的扬声器信号以外的麦克风信号。因此，由于额外的线路，将传统的连接器用于具有三个或四个连接接触部的耳机是不可能的。

要解决的问题是提供一种用于从具有至少两个麦克风的耳机装置传送音频信号的改进的设计。

该问题通过独立权利要求的主题内容来解决。实施例和变形例是从属权利要求的主题内容。

例如，在耳机装置的情况下，设置了至少两个数字麦克风，每个数字麦克风提供特别地具有二进制位流的数字麦克风信号。此外，设置了复用器，其根据数字麦克风信号生成编码数字复用信号，该编码数字复用信号可以经由单个插头接触部传送到相应地连接的音频设备。该音频设备通过例如解复用器处理经由一个接触部或者一条线路传送的复用信号以便提取其中包含的数字麦克风信号。所提取的信号随后可以由音频设备进一步处理用于例如噪声减少。

根据一个实施例，耳机装置包括具有第一连接接触部和第二连接接触部的连接器。耳机装置的扬声器连接到用于提供扬声器信号的第一连接接触部。耳机装置进一步包括第一数字麦克风，其被设置成生成特别地具有二进制位流的第一数字麦克风信号；以及第二数字麦克风，其被设置成生成特别地具有二进制位流的第二数字麦克风信号。耳机装置还包括复用器，其在输出端处耦接到第二连接接触部，并且被设置成基于第一数字麦克风信号和第二数字麦克风信号在输出端处生成编码数字复用信号。

因此，可以经由单个连接接触部或者经由单个线路将若干个数字麦克风信号传送到音频设备。通过使用数字麦克风或数字麦克风信号，还可以确保具有高信号质量的传送。特别地，可以在没有质量降低或质量损失的情况下传送麦克风信号。

数字麦克风信号包括例如Δ-Σ转换器，其将通过模拟手段首先检测到的信号转换成更高频率的二进制位流。例如，该位流具有约1MHz的时钟速率。

耳机装置可以设计成不同的实施例。例如，耳机装置被设计为立体声耳机，使得耳机装置包括额外的扬声器，该扬声器连接到连接器的额外的连接接触部。在两个扬声器中的每个附近，附接两个数字麦克风中的一个，用于有源噪声减少。在另一实施例中，耳机装置被设计为单声道耳机，其中两个数字麦克风中的一个用于噪声减少，而另一数字麦克风用作用于记录耳机的用户的语音或歌唱的语音麦克风。

在另外的实施例中，耳机装置还可以包括额外的数字麦克风，其信号被复用器整合以形成复用信号。例如，具有语音麦克风的立体声耳机包括这种第三数字麦克风，其中三个数字麦克风中的一个用于语音，并且剩余的两个数字麦克风被布置在扬声器的区域中以允许有源噪声减少。

此外，耳机装置的连接器也可以包括用于提供参考电位或接地电位的额外的连接接触部。因此，在上述实施例中，可以提供具有四个连接接触部的连接器，即用于参考电位的连接接触部、用于复用信号的连接接触部以及用于扬声器信号的两个连接接触部。这使得可以使用用在例如具有语音麦克风但是没有噪声减少麦克风的传统的耳机中的传统的四极插头。

根据一个实施例，耳机装置进一步包括调制器，其连接在复用器的输出端和第二连接接触部之间，并且被配置成基于复用信号对第二连接接触部执行信号调节。例如，信号调节包括特别是在第二连接接触部处由音频设备提供的电压信号的电流调制。替选地或额外地，信号调节还可以包括特别是由音频设备接着提供给第二连接接触部的电流信号的电压调制。此外，信号调节还可以包括受控阻抗转换，其可以由连接的音频设备处理。

在各实施例中，复用器的复用信号的生成包括时间复用方法、代码复用方法、Manchester编码或者所提及的方法的组合。例如，在时间复用方法中，数字信号的时钟周期时段被细分成相应数目的时间区段，在每个时间区段中传送一个数字信号。通过时间复用方法编码的复用信号也可以设置有Manchester编码以便使信号传送最优化。替选地或额外地，还可以根据在区段中传送的各种数字信号形成代码。时间复用方法和代码复用方法也可以彼此组合，使得不同信号在不同时间区段中彼此组合以便形成相应的代码。

在一个实施例中，耳机装置进一步包括控制旋钮，借助于该控制旋钮可以生成至少一个操作信号，特别是二进制操作信号。这里，复用器被设置成额外基于操作信号生成编码复用信号。因此，例如编码复用信号可以包含两个或更多个数字麦克风信号和数字操作信号，并且例如可以根据上述复用方法之一来进行编码。此外，可以在耳机装置上设置若干个这样的控制旋钮，这些控制旋钮的操作信号也进入复用信号。

根据另一实施例，耳机装置进一步包括供电电路，其在输入侧连接到第二连接接触部，并且被设置成基于施加到第二连接接触部的信号提供供电电压或供电电流。例如，耳机装置所连接的音频装置在第二连接接触部处提供电流信号或电压信号，该电流信号或电压信号被供电电路转换成相应的供电电压或供电电流。该供电电压或供电电流用于例如复用器和/或数字麦克风或者它们的模数转换器的能量供给。

在另一实施例中，耳机装置进一步包括时钟生成器，其在输入侧连接到第二连接接触部，并且被设置成基于施加到第二连接接触部的信号提供参考时钟信号。例如，音频设备在第二连接接触部处提供被叠加时钟信号的信号。被叠加时钟信号的信号也可以是如上文所述用于在耳机装置中生成供电电压或供电电流的电流信号或电压信号。时钟生成器可以包括例如用于提取叠加的时钟信号的电路。此外，时钟生成器包括例如锁相环PLL，其基于所提取的时钟信号生成参考时钟信号。

根据另一实施例，耳机装置被设置成在启动阶段中向第二连接接触部递送预先定义的序列，该预先定义的序列允许特别是由音频设备识别耳机装置。该序列可以由例如导码形成，例如在检测到耳机装置的连接时生成该导码，并且将该导码提供给第二连接接触部。例如，借助于预先定义的序列，向音频设备指示具有数字麦克风信号的编码复用信号以及操作信号（如果存在）将经由第二连接接触部被依次传送。

此外，在各种实施例中，预先定义的序列可以包括关于第一数字麦克风和/或第二数字麦克风的校准数据。例如，在耳机装置的生产期间或者生产结束时，执行麦克风的校准测量以便实现良好或最优的结果，特别是用于噪声减少。因此例如连接的音频设备可以在信号处理期间使用校准数据。

在另一实施例中，耳机装置进一步包括功能检测器，其在输入侧耦接到第二连接接触部。功能检测器被设置成基于施加到第二连接接触部的信号检测连接到耳机装置的音频设备是否适用于处理复用信号。此外，功能检测器被设置成在音频设备适用时将复用信号递送到第二连接接触部，并且在音频设备不适用时将模拟麦克风信号递送到第二连接接触部。例如，用于该目的的耳机装置包括额外的模拟麦克风，或者在数字麦克风处抽取模拟信号，或者从数字麦克风信号获得模拟信号。所连接的音频设备的能力的检测基于例如确定音频设备是否在第二连接接触部提供叠加的时钟信号的验证。结果，也可以与不能完全利用耳机装置的功能的传统的音频设备一起使用耳机装置。

音频设备的实施例包括具有第一连接接触部和第二连接接触部的连接器槽，其中连接器槽被设置用于连接特别是根据上述实施例之一的耳机装置。音频设备进一步包括音频生成设备，其具有连接到第一连接接触部的音频输出端。音频生成设备被设置成基于音频信号和校正信号在音频输出端处生成扬声器信号。音频设备还包括解复用器，其在输入侧耦合到第二连接接触部用于提供编码复用信号，其中解复用器被设置成从复用信号提取特别地具有二进制位流的第一数字信号和特别地具有二进制位流的第二数字信号。音频设备的音频处理器被设置成基于第一数字信号和/或第二数字信号生成校正信号以便执行有源噪声减少。

特别地，音频设备因此适用于连接根据上述实施例之一的耳机装置，并且处理编码复用信号中包含的数字麦克风信号或操作信号。由于与耳机装置的麦克风的数字接口，在背景噪声减少中可以实现高质量。此外，在音频设备的情况下，可以使用传统的连接器槽，其包括例如与上述实施例对应的四个连接接触部。因此，以节约空间的方式，可以省去提供额外的连接或较昂贵的连接器连接。音频设备可以是例如音频播放器，特别是MP3播放器或CD播放器、移动电话等。

根据一个实施例，音频设备进一步包括时钟脉冲生成设备，其被设置成将时钟信号叠加在施加到第二连接接触部的信号上。结果，可以使时钟信号可用于设定连接到连接器槽的耳机装置，该信号可用于耳机装置中的时钟控制的处理。这特别有助于耳机装置和音频设备中的信号的同步处理。因此，可以省去耳机装置和音频设备之间的额外的同步。此外，时钟信号可以用作数字麦克风的模数转换器的采样的参考时钟脉冲的基础，使得音频设备可以在各种情况下设定合适的采样率。

根据另一实施例，解复用器被设置成从复用信号提取操作信号，特别是二进制操作信号，其中可以基于操作信号控制音频设备的功能。例如，该操作信号可以在音频设备的情况下，例如在音频设备作为音频播放器操作时，触发音量调节、暂停功能、快进功能或回退功能。此外，如果音频设备是移动电话、则操作信号可以用于接受谈话或结束谈话，特别是在连接的耳机装置设置有语音麦克风的情况下。显然，还可以控制这里没有列出的音频设备的其他功能。

音频系统的实施例包括根据上述实施例之一的耳机装置以及根据所述实施例之一的音频设备，其中耳机装置的连接器适于容纳在音频设备的连接器槽中，使得连接器或连接器槽的第一连接接触部彼此连接，并且连接器或连接器槽的第二连接接触部彼此连接。这里的音频设备被设置成基于第一数字麦克风信号和/或第二数字麦克风信号执行噪声减少。

在包括具有第一连接接触部和第二连接接触部的连接器的耳机装置的情况下的用于信号传送的方法的实施例中，扬声器信号经由第一连接接触部被提供给耳机装置的扬声器。通过第一数字麦克风，生成特别地具有二进制位流的第一数字麦克风信号。此外，通过第二数字麦克风，生成特别地具有二进制位流的第二数字麦克风信号。此外，基于第一麦克风信号和第二麦克风信号，生成经由第二连接接触部提供的编码复用信号。

从耳机装置或音频设备的上述实施例得到所述方法的另外的实施例。特别地，当生成编码复用信号时，也可以使用额外的数字麦克风信号或数字操作信号。

下文参照附图使用若干实施例进一步说明了本发明。在功能或效果上等同的元件在这里用相同的附图标记表示。

在附图中：

图1示出了耳机装置的实施例，

图2示出了具有音频设备并且具有耳机装置的音频系统的实施例，

图3示出了耳机装置的复用器处的信号的信号-时间图的示例，

图4示出了耳机装置的复用器处的信号的信号-时间图的另一示例，

图5示出了耳机装置的复用器处的信号的信号-时间图的另一示例，

图6示出了音频系统的部件组的实施例，

图7示出了音频系统的部件组的另一实施例，

图8示出了音频系统的部件组的另一实施例，以及

图9示出了耳机装置的细节的实施例。

图1示出了具有第一左扬声器3并且具有第二右扬声器5的耳机装置1的实施例。此外，耳机装置1包括第一和第二数字麦克风7、9，它们包括各自的模数转换器ADC11、13。耳机装置1包括具有连接接触部16、17、18、19的连接器15，其经由多芯线缆21连接到耳机装置1的听筒。该耳机装置1包括复用器MUX23，其在输入侧经由连接线路25、27连接到左或右数字麦克风7、9，特别是连接到模数转换器11、13的输出端。复用器23的输出端经由线路29连接到连接器15的连接接触部18。

第一扬声器3经由连接线路31直接连接到连接接触部16，而第二扬声器5经由线路33直接连接到连接接触部17。连接器15的连接接触部19被用作参考电位连接或接地连接，其中仅为了简化图示，没有呈现扬声器3、5和麦克风7、9针对参考电位连接或连接接触部19的相应的连接。

经由连接接触部16、17，扬声器3、5声学发射的模拟扬声器信号以传统方式被提供给扬声器3、5。麦克风7、9均经由它们的模数转换器11、13来递送由复用器23处理的并且被组合以形成编码数字复用信号的数字麦克风信号，该编码数字复用信号可以经由连接接触部18递送到这里没有呈现的音频设备。

在各实施例中，耳机装置1也可以包括额外的数字麦克风，例如头戴式收发话器的语音麦克风。此外，一个或更多个操作按钮，特别是推动按钮，也可以设置在耳机装置1上，借助于这些操作按钮可以控制耳机装置1或者所连接的音频设备上的功能。这些额外的麦克风或操作按钮在这里连接到复用器23的额外的输入端，使得额外的麦克风信号和/或操作信号在编码复用器信号中组合。

使用所呈现的实施例和所述另外的实施例，可以经由单个连接接触部将多个数字麦克风信号和/或操作信号传送到音频设备。额外使用数字麦克风或数字麦克风信号确保了具有高信号质量的传送；特别地，麦克风信号可以在没有质量减少或质量损失的情况下传送。

如呈现为框图的那样，图2示出了具有耳机装置1并且具有音频设备50的音频系统的实施例。为避免重复，没有再次描述结合图1描述的耳机装置1的元件。这里呈现的耳机装置1包括具有集成的模数转换器12的另外的数字麦克风8。此外，耳机装置1包括呈现为示例的操作按钮BUT10，其被实现为例如简单的推动按钮。模数转换器11、12、13基于例如Σ-Δ转换器的原理并且因此它们均输出二进制位流，所述二进制位流在输入侧被提供给复用器23。操作按钮10还在输入侧连接到复用器23。

耳机装置1进一步包括供电电路SUP35，其在输入侧连接到线路29，线路29通向连接器15的这里未示出的连接接触部18。在供电电路35的输出端处，设置了没有进一步指明的稳定电容器，其用作供电电路35生成的供电电压或供电电流的缓冲器。替选地，在耳机装置1中还可以设置电池，其为耳机装置1的电子装置供电。结果，例如可以省略供电电路35，或者可以使另外的能量源是可用的。作为另外的替选方案，可以在连接器15上设置例如排他地为供电预留的另外的连接接触部。

耳机装置1进一步包括调制器MOD37，其被设置成对复用器23在线路29上递送的复用信号进行调制。下文参照图6、图7和图8详细描述了各种调制可能性。

在复用器23上，提供了存储器单元39，其被实施为例如一次性可编程OTP的存储器。替选地，存储器单元39也可以被实施为EEPROM。在存储器单元39中，存储例如允许识别耳机装置1的预先定义的序列以及用于数字麦克风7、8、9的校准数据。

耳机装置1进一步包括时钟脉冲生成器，其包括时钟脉冲提取单元CLK41和锁相环PLL43。借助于时钟脉冲提取单元，可以例如基于施加到线路29或连接接触部18的信号提取时钟脉冲信息，该时钟脉冲信息例如用作模数转换器11、12、13的采样时钟脉冲。此外，通过锁相环可以从该时钟信号生成用于复用器23的参考时钟信号。结果，模数转换器11、12、13要使用的采样率可以由音频设备50设定。替选地，耳机装置1中的时钟脉冲生成可以借助于具有本地震荡器的电路进行。

音频设备50包括立体声放大器单元51，其在输出侧通过分离的线路53、55通向音频设备50的连接器槽52。此外，设置了音频设备50、参考电位连接57和线路59，它们经由开关61连接到解调器DEMOD63。耳机装置1的连接器15插入在连接器槽52中，使得线路53电连接到线路31，线路55电连接到线路33，线路57电连接到线路4，并且线路59电连接到线路29。用于该目的的连接器槽52包括用于接触连接器15的连接接触部16、17、18、19的相应的连接接触部。

解调器63在输入侧经由线路59接收编码复用信号的调制版本，以便借助于在输出侧连接的提取模块EXT65将重建的复用信号递送到解复用器DEMUX67。解复用器67被设置成分离复用信号中包括的编码数字信号并且重建原始数据流。例如，麦克风7、8、9的相应地提取的数字麦克风信号经由连接71被递送到信号处理器DSP69，而基于例如操作按钮10的信号的控制数据经由连接72被递送用于进一步的处理。此外，解复用器67耦接到校准数据存储器CAL73以及导码检测器PRE75。

例如从数字麦克风信号生成用于噪声减少的校正信号，校正信号经由连接77、79被提供给加法器81、83，加法器81、83在输出侧连接到放大器单元51。校正信号用于例如耳机装置1的扬声器3、5中或上的环境噪声的补偿。在加法器81、83的每个额外的输入端处，例如由音频播放器或者由移动电话的接收单元经由连接85、87提供音频信号。在信号处理器69的额外的输出端处，经由连接89递送例如语音麦克风的麦克风信号，用于进一步的处理。例如，还在连接91处将时钟脉冲信号提供给解调器63，解调器63使用该信号用于线路59或29上的信号叠加，并且该信号用作耳机装置1中的时钟脉冲提取单元41的基础。在替选实施例中，所提取的数字麦克风信号也可以在音频设备中被转换成模拟信号，以便能够执行用于噪声减少的模拟信号处理。

在音频系统的操作期间，音频设备50在线路59或29上经由解调器63生成电压信号或电流信号，特别地在输入端91处的时钟脉冲信号叠加在该电压信号或电流信号上。在初始化阶段中，例如，在供电电路35能够生成用于耳机装置1的供电电压或供电电流之前的阶段中，复用器23从所连接的存储器单元31读取预先定义的序列或导码，该预先定义的序列或导码经由调制器37和元件63、65被提供给复用器67。此处，所传送的序列被传送到导码检测器75，作为结果导码检测器75识别连接了具有相应的复用输出信号的相应的耳机装置。因此，经由连接93，切换或维持开关61，使得解调器63在输入侧连接到线路59。如果连接了不包括所提及的功能的另一耳机装置，则据此还可以不接收预先定义的序列或导码，使得电路61被切换，从而线路95连接到线路59。特别地，在该情形下，假设经由线路59接收表示例如语音麦克风的模拟信号的模拟麦克风信号。据此可以进一步处理线路95上的信号。

然而，如所呈现的实施例中的那样，如果可以传送并检测导码，则在初始化阶段的后续区段中，还可以将一组校准数据从存储器单元39传送到音频设备50，其中将该组校准数据存储在例如校准存储器73中。校准数据可以包括例如麦克风的灵敏度数据以及关于麦克风7、8、9和扬声器3、5的其他性质。

例如，麦克风通常具有特别地关于它们的灵敏度的特定的公差范围，可以考虑该公差范围以便实现最佳的可能的噪声减少。例如在耳机装置1的生产阶段中或者在生产结束时测量所存储的校准数据，并且将其存储在存储器单元39中。在不同的实施例中校准数据可以与导码一起传送或者集成在导码中，或者在传送导码之后被传送。

在音频设备50的操作期间使校准数据存储器73中存储的校准数据对于音频处理器69是可用的，以便能够从数字麦克风信号获得最佳的可能的相关信号。

在复用器23中，可以使用不同的方法用于复用数字麦克风信号和操作信号。在图3、图4和图5中，关于复用方法的各种可能性被呈现为示例。

图3示出了复用器23上的信号的信号-时间图，其中输入信号序列D_MIC1、D_MIC2、D_MIC3、C_BUT仅被选择作为示例。在本信号-时间图中，使用了纯时间复用方法，其中根据数字麦克风的采样率的时钟相位被细分成与要组合的信号一样多的时间区段。因此，在本示图中，在各种情况下采样时段被细分成彼此相跟随的四个时间区段，并且它们针对输入信号的分配周期性地重复。因此，在第一时间区段t_mic1中，传送信号D_MIC1的值，在第二时间区段t_mic2中，传送信号D_MIC2的值，在第三时间区段t_mic3中，传送信号D_MIC3的值，并且在第四时间区段t_but中，传送信号C_BUT的值。

可以基于例如操作信号C_BUT进行耳机装置1的复用器和音频设备50的复用器67之间的同步，其中可以有规律地预期低信号水平，该低信号水平在麦克风信号D_MIC1、D_MIC2、D_MIC3的若干采样时段上延伸。替选地，也可以在用于同步的复用信号中提供额外的时间区段。因此，不同于如这里呈现的四个周期性改变的时间区段，将必须选择五个时间区段。

在基于纯时间复用方法的复用信号的情况下，也可以使用本身已知的Manchester编码以便减少或排除传送线路中的信号中的直流或低频分量。如果经由同一连接线路进行能量供给并且电子装置具有弱的电源抑制比，则这对于对例如耳机装置中的电子装置可以具有有利效果。

图4示出了关于将一起传送的麦克风信号D_MIC1、D_MIC2以及以不同方式实施的复用信号C_MUX1、C_MUX2、C_MUX3的另一信号-时间图，每个复用信号表示代码复用方法的特定变形例。在纯代码复用方法的情况下，代码复用信号不仅包括两个信号水平，而且还包括以2为指数要组合的信号的数目。通过该方式可以实现，在纯时间复用方法的情况下，复用信号具有较低的数据速率，其中作为要传送的信号水平的数目增加的结果，对解复用器提出更严格的要求以便检测不同的水平。复用器和解复用器之间的同步可以基于通常容易检测的信号斜率进行。

在复用信号C_MUX1的情况下，进行全时编码，其中在整个采样时段期间，传送编码信号水平。在复用信号C_MUX1中，通过一个水平对麦克风信号D_MIC1加权，而通过两个水平对麦克风信号D_MIC2加权。在第二复用信号C_MUX2的情况下，传送如同第一复用信号C_MUX1的相同的水平值，但是仅在采样时段的一部分期间进行传送。这对于经由用于复用信号的传送的同一线路的供电电压的传送可以具有有利效果。如果复用信号在每个采样时段中在采样时段的某个部分中返回零并且该零值作为无电流操作状态被传送，则供电线路通常处于代码传送引起的较小的负载下。

关于代码复用方法的另一变形例通过第三复用信号C_MUX3表示，第三复用信号C_MUX3可以被称为最小代码最大代码复用方法。这里，采样时段被细分成三个时间区段，其中在第一时间区段中，传送关于可用代码的最小值，在第二时间区段期间，传送适于传送的最大代码，并且在第三时间区段期间，传送要传送的代码的最大值。结果，特别地，在解复用器侧可以实现较高的检测精度。

在图5中，呈现了作为示例的另一信号-时间图，其中基于时间复用方法和代码复用方法的组合生成编码复用信号TC_MUX。因此，再次提供循环重复的时间区段，其中在每种情况下，要组合的信号的一部分与代码组合。例如，在第一时间区段t_mic12中，执行麦克风信号D_MIC1、D_MIC2的编码，而在第二时间间隔t_mic3but中，进行麦克风信号D_MIC3和操作信号C_BUT的编码。较之纯时间复用方法，在该实施例中需要复用信号中的较低的数据速率。较之纯代码复用方法，在时间区段中对于每个编码需要较少的代码水平，因此可以通过简化的方式在解调器中进行各个水平的更可靠的检测。

图6示出了调制器37和调制器63的实施例，调制器37和调制器63经由线路59或29彼此连接。在所呈现的实施例中，调制器37基于复用器23提供的复用信号执行电流调制。特别地，调制器37中的电流源由复用器23控制以便对在线路29中由音频设备50或者由解调器63提供的电流进行调制。该电流调制可以在音频设备侧经由通过测量电阻器的电流下降来检测或提取。在该操作模式下，解调器63作为电压源为线路29提供供电。在各实施例中该电压源也可以被调制以便将作为采样时钟信号的时钟信号从音频设备传送到耳机装置，如连接91处的信号在图中呈现的那样。出于将时钟信号叠加在线路的供电电压上的目的，电压调制的电压水平包括优选地适度的或小的差异，使得耳机装置中的供电电路35能够持久地和可靠地为电子装置供电。

图7示出了具有调制器37和解调器63的另一实施例，其中在调制器37侧执行电压调制。该实施例中的复用器23的数字输出信号经由支路调节器控制线路59、29中的电压。在该操作模式下，线路29由具有电流源或具有电阻器的音频设备供电。该电流源或该电阻器也可以被调制以便能够将时钟信号从音频设备传送到耳机装置。通过与电流调制的上述实施例相似的方式，有利的是为叠加的时钟信号选择低水平的差异以便确保耳机装置1中的供电电路35的安全操作。

图8示出了具有解调器63的调制器37的另一实施例，其中进行控制阻抗换向。该实施例中的复用器23的复用信号切换线路29上的阻性负载以便改变作用在线路29上的耳机装置的阻抗。在所呈现的实施例中，在解调器63侧，提供电流源，其中经由测量电阻器进行要传送的信号的检测。替选地，与图7中所示相似，也可以使用解调器侧的电流源。

在另一实施例中，编码数字复用信号也可以通过用于在耳机和音频设备之间的传送的载波的调制来设计，特别是通过频移键控FSK或相移键控PSK来设计。

图9示出了作为示例的耳机装置1的实施细节。这里，功能检测器100连接到知晓自图2的时钟脉冲提取单元41，功能检测器100检测时钟脉冲提取单元41是否在连接接触部18处检测到时钟信号。如果检测到该时钟信号，则这可以被评估为所连接的音频设备适用于处理复用器23提供的复用信号的指示。因此，对电路进行控制，使得连接接触部18连接到调制器37的输出端。然而，如果在连接接触部18处没有检测到时钟信号，则假设所连接的音频设备仅能够处理模拟麦克风信号。因此，对电路进行控制，使得额外的模拟麦克风101电连接到连接接触部18。替选地，不同于模拟麦克风101，还可以将模拟的逆向配置的数字麦克风信号连接到连接接触部18。对模拟麦克风信号的逆向转换可以例如通过简单的低通滤波在二进制位流的情况下进行。

所描述的实施例仅被选作示例，并且特别地，它们可以彼此组合。

Claims (23)

1.一种耳机装置(1)，包括：

-连接器(15)，其具有第一连接接触部(16，17)和第二连接接触部(18)；

-扬声器(3，5)，其连接到第一连接接触部(16，17)以便提供扬声器信号；

-第一数字麦克风(7)，其被设置成生成第一数字麦克风信号；

-第二数字麦克风(8，9)，其被设置成生成第二数字麦克风信号；

-复用器(23)，其在输出端处耦接到所述第二连接接触部(18)，并且被设置成基于所述第一数字麦克风信号和所述第二数字麦克风信号在输出端处生成编码复用信号。

2.根据权利要求1所述的耳机装置(1)，进一步包括

调制器(37)，其连接在所述复用器(23)的输出端和所述第二连接接触部(18)之间，并且被设置成在所述第二连接接触部(18)处基于所述复用信号执行信号调节。

3.根据权利要求2所述的耳机装置(1)，其中

所述信号调节包括以下至少之一：

-电压信号的电流调制；

-电流信号的电压调制；以及

-受控阻抗换向。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的耳机装置(1)，其中

所述复用信号的生成包括以下至少之一：

-时间复用方法；

-代码复用方法；以及

-Manchester编码。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的耳机装置(1)，进一步包括：

至少一个操作按钮(10)，借助于所述至少一个操作按钮(10)能够生成至少一个操作信号，其中所述复用器(23)被设置成额外基于所述操作信号生成所述编码复用信号。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的耳机装置(1)，进一步包括：

供电电路(35)，其在输入侧连接到所述第二连接接触部(18)，并且被设置成基于施加到所述第二连接接触部(18)的信号提供供电电压或供电电流。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的耳机装置(1)，进一步包括：

时钟脉冲生成器(41，43)，其在输入侧连接到所述第二连接接触部(18)，并且被设置成基于施加到所述第二连接接触部(18)的信号提供参考时钟信号。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的耳机装置(1)，被设置成在启动阶段向所述第二连接接触部(18)递送预先定义的序列，所述预先定义的序列允许识别所述耳机装置(1)。

9.根据权利要求8所述的耳机装置(1)，其中

所述预先定义的序列包括关于所述第一数字麦克风(7)和/或所述第二数字麦克风(9)的校准数据。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的耳机装置(1)，进一步包括：

功能检测器(100)，其在输入侧耦接到所述第二连接接触部(18)，并且被设置成

-基于施加到所述第二连接接触部(18)的信号检测连接到所述耳机装置(1)的音频设备(40)是否适用于处理所述复用信号；

-如果所述音频设备(40)适用，则将所述复用信号递送到所述第二连接接触部(18)；以及

-如果所述音频设备(40)不适用，则将模拟麦克风信号递送到所述第二连接接触部(18)。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的耳机装置(1)，其中

所述第一数字麦克风信号和所述第二数字麦克风信号被生成为均具有二进制位流。

12.一种音频设备(50)，包括

-连接器槽(52)，其具有第一连接接触部(53，55)和第二连接接触部(59)，其中所述连接器槽(52)被设置用于连接耳机装置；

-音频生成设备(51，81，83)，其具有音频输出端，所述音频输出端连接到所述第一连接接触部(53，55)，所述音频生成设备(51，81，83)被设置用于基于音频信号和校正信号在所述音频输出端处生成扬声器信号；

-解复用器(63)，其在输入侧耦接到所述第二连接接触部(59)用于提供编码复用信号，并且被设置成从所述复用信号提取第一数字信号以及第二数字信号；以及

-音频处理器(69)，其被设置成基于所述第一数字信号和/或所述第二数字信号生成所述校正信号以便执行背景噪声减少。

13.根据权利要求12所述的音频设备(50)，进一步包括：

时钟脉冲生成设备，其被设置成将时钟信号叠加在施加到所述第二连接接触部(59)的信号上。

14.根据权利要求12或13所述的音频设备(50)，其中

所述解复用器(63)被进一步设置成从所述复用信号提取操作信号，其中能够基于所述操作信号控制所述音频设备(50)的功能。

15.根据权利要求12所述的音频设备(50)，其中

提取均具有二进制位流的所述第一数字信号和所述第二数字信号。

16.一种具有根据权利要求1至11中任一项所述的耳机装置(1)以及根据权利要求12至15中任一项所述的音频设备(50)的音频系统，其中所述耳机装置(1)的所述连接器(15)适于容纳在所述音频设备(50)的所述连接器槽(52)中，使得各个第一连接接触部(16，17，53，55)彼此连接，并且各个第二连接接触部(18，59)彼此连接，并且其中所述音频设备(50)被设置成基于所述第一数字麦克风信号和/或所述第二数字麦克风信号执行所述背景噪声减少。

17.一种用于在耳机装置(1)的情况下进行信号传送的方法，所述耳机装置(1)包括具有第一连接接触部(16，17)和第二连接接触部(18)的连接器(15)，所述方法包括：

-经由所述第一连接接触部(16，17)将扬声器信号提供给所述耳机装置(1)的扬声器(3，5)；

-通过第一数字麦克风(7)生成第一数字麦克风信号；

-通过第二数字麦克风(8，9)生成第二数字麦克风信号；

-基于所述第一数字麦克风信号和所述第二数字麦克风信号生成编码复用信号；以及

-经由所述第二连接接触部(18)提供所述复用信号。

18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：

通过执行调制，基于所述复用信号在所述第二连接接触部(18)处执行信号调节，并且经由所述第二连接接触部(18)提供经调节的信号。

19.根据权利要求18所述的方法，其中

所述信号调节包括以下至少之一：

-电压信号的电流调制；

-电流信号的电压调制；以及

-受控阻抗换向。

20.根据权利要求17所述的方法，其中

所述复用信号的生成包括以下至少之一：

-时间复用方法；

-代码复用方法；以及

-Manchester编码。

21.根据权利要求17所述的方法，其中

基于至少一个操作按钮(10)的致动，生成至少一个操作信号，并且其中额外基于所述操作信号生成所述编码复用信号。

22.根据权利要求17所述的方法，其中

在启动阶段，将预先定义的序列递送到所述第二连接接触部(18)，所述预先定义的序列允许识别所述耳机装置(1)。

23.根据权利要求17所述的方法，其中

所述第一数字麦克风信号和所述第二数字麦克风信号被生成为均具有二进制位流。