CN103918282B - 处理音频信号的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
提供一种音频信号处理设备和方法。所述音频信号处理设备包括：感测单元，感测耳机的阻抗值，并基于感测到的阻抗值调节将被施加到音频信号的增益；放大器，通过接收与调节的增益对应的至少一个偏置电压并根据调节的增益放大输入音频信号来产生输出音频信号。所述音频信号处理设备能够根据耳机的产品规格适当地调节从耳机输出的声学信号的大小。
Description
技术领域
与示例性实施例一致的设备和方法涉及处理音频信号，更具体地讲，涉及一种可连接到耳机并经由耳机输出音频信号的音频信号处理设备以及经由耳机输出音频信号的音频信号处理方法。
背景技术
音频设备接收音频信号，从音频信号产生用户可听到的声学信号，然后输出声学信号。
音频设备可连接到耳机以经由耳机输出声学信号。耳机还可被称作耳塞。
通常，音频设备将具有固定的最大电压的音频信号提供给耳机，耳机从音频信号产生并输出声学信号。
当使用接收这种具有固定的最大电压的音频信号的耳机时，从耳机输出的声音的大小可根据(例如)耳机的制造商、型号和产品规格而变化。当从耳机输出的声学信号的大小意外地过高时，听到声学信号的用户的耳朵可能受到损伤。当从耳机输出的声学信号的大小意外地过低时，用户可能无法准确地感知声学信号，并因此可能难以使用音频设备。
发明内容
技术问题
如上所述，需要开发一种根据(例如)耳机的制造商、型号和产品规格适当地调节从耳机输出的声学信号的大小的音频信号处理方法和设备。
一个或更多个示例性实施例提供一种音频信号处理方法和设备，所述方法和设备能够根据耳机的产品规格适当地调节从耳机输出的声学信号的大小。
具体地讲，一个或更多个示例性实施例提供一种音频信号处理方法和设备，所述方法和设备能够在使功耗最小化的同时根据耳机的阻抗值适当地调节从耳机输出的声学信号的大小。
一个或更多个示例性实施例还提供一种音频信号处理方法和设备，所述方法和设备能够容易地感测连接到音频信号处理设备的耳机包括三极插头还是四极插头。
问题的解决方案
根据一示例性实施例的方面，提供一种音频信号处理设备，包括：传感器，感测耳机的阻抗值，并基于感测到的阻抗值调节将被施加到输入音频信号的增益；放大器，通过接收与由传感器调节的增益对应的至少一个偏置电压并根据增益放大输入音频信号来产生输出音频信号。
所述音频信号处理设备还可包括：供电器，其根据增益调节所述至少一个偏置电压并且将调节的所述至少一个偏置电压施加到所述放大器。
所述供电器可调节所述至少一个偏置电压以防止输出音频信号的限幅。
所述供电器将所述至少一个偏置电压调节为等于或大于输出音频信号的最大电压。
所述供电器与增益成正比地调节所述至少一个偏置电压。
所述传感器可以以频带为单位感测阻抗值。
所述传感器可获得根据频率变化的阻抗值特性曲线。
所述传感器可检测收敛频带，并获得与收敛频带对应的阻抗值，作为耳机的阻抗值，其中，所述收敛频带是阻抗值收敛于预定值的频带。
所述传感器可获得与收敛频带对应的阻抗值的平均值，作为耳机的阻抗值。
所述传感器可检测与直流(DC)电压分量所对应的频带对应的阻抗值，作为耳机的阻抗值。
所述传感器可调节增益以将输出音频信号的功率维持在恒定水平。
所述音频信号处理设备还可包括连接到耳机的插头的耳机连接器，其中，所述传感器可感测耳机是否连接到耳机连接器，并且当确定耳机连接到耳机连接器时感测耳机的阻抗值。
根据另一示例性实施例的方面，提供一种由可连接到耳机的音频信号处理设备执行的处理输入音频信号的方法，所述方法包括：感测耳机的阻抗值；基于感测到的阻抗值调节将被施加到输入音频信号的增益；通过接收与由感测单元调节的增益对应的至少一个偏置电压并根据增益放大输入音频信号来产生输出音频信号。
所述方法还可包括：根据增益调节将被施加到放大器的至少一个偏置电压。
根据另一示例性实施例的方面，提供一种记录有程序的计算机可读记录介质，所述程序可由计算机运行以执行一种由可连接到耳机的音频信号处理设备执行的处理音频信号的方法，所述方法包括：进行控制以确定耳机的阻抗值；进行控制以基于确定的阻抗值调节将被施加到音频信号的增益；进行控制以通过接收与通过所述确定步骤调节的增益对应的至少一个偏置电压并根据调节的增益放大音频信号来产生输出音频信号。
根据另一示例性实施例的方面，提供一种音频信号处理方法，包括：确定音频信号处理设备的第三极连接端子与第四极连接端子的电压之差；基于确定的第三极连接端子与第四极连接端子的电压之差确定插入到所述音频信号处理设备中的耳机的插头是三极插头还是四极插头，其中，第三极连接端子可连接到耳机的第三极端子，第四极连接端子可连接到耳机的第四极端子。
发明的有益效果
一个或更多个示例性实施例可提供一种音频信号处理方法和设备，所述方法和设备能够根据耳机的产品规格适当地调节从耳机输出的声学信号的大小。
具体地讲，一个或更多个示例性实施例可提供一种音频信号处理方法和设备，所述方法和设备能够在使功耗最小化的同时根据耳机的阻抗值适当地调节从耳机输出的声学信号的大小。
一个或更多个示例性实施例还可提供一种音频信号处理方法和设备，所述方法和设备能够容易地感测连接到音频信号处理设备的耳机包括三极插头还是四极插头。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，以上和其他特征和优点将变得更明显，其中：
图1是根据示例性实施例的音频信号处理设备的示意性框图；
图2是根据另一示例性实施例的音频信号处理设备的示意性框图；
图3A和图3B是示出根据示例性实施例的音频信号处理设备的操作的示图；
图4是示出耳机的阻抗值的变化的曲线图；
图5是示出根据示例性实施例的音频信号处理方法的流程图；
图6是示出根据另一示例性实施例的音频信号处理方法的流程图；
图7是根据另一示例性实施例的音频信号处理设备的示意性框图；
图8示出根据示例性实施例的诸如图7中所示的耳机连接单元；
图9示出根据示例性实施例的诸如图8中所示的插头感测单元；
图10示出根据示例性实施例的由图7的用户界面单元产生的用户界面(UI)屏幕；
图11示出根据另一示例性实施例的由图7的用户界面单元产生的UI屏幕。
具体实施方式
如本文所用，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何和所有组合。诸如“……中的至少一个”的表达在位于元件(元素)列表之后时修饰整个元件(元素)列表，而非修饰列表中的单个元件(元素)。
耳机的阻抗值可根据(例如)耳机的型号、制造商和产品规格而变化。例如，耳机可具有16欧姆、32欧姆或300欧姆的阻抗值。此外，输出音频信号的音频设备被设计为基于耳机具有预定阻抗值(例如，16欧姆或32欧姆)的假设将电压施加到耳机。以下，将要施加到耳机的电压将被称作“耳机供电电压”。
例如，如果在音频设备中，耳机供电电压被确定为2V，并且基于耳机具有32欧姆的阻抗值的假设确定了增益，则当具有300欧姆的阻抗值的耳机连接到音频设备时的声音输出的大小比具有32欧姆的阻抗值的耳机连接到音频设备时小约十倍。
在这种情况下，由于音量根据声音输出的大小的减小而减小，因此不知道耳机的阻抗值的用户可能难以经由耳机听到音频信号。
现在将描述根据各种示例性实施例的即使耳机的阻抗值变化，也能够将音频信号的声音的大小维持在恒定水平的音频信号处理设备和方法。
图1是根据示例性实施例的音频信号处理设备100的示意性框图。参照图1，音频信号处理设备100包括感测单元110(例如，传感器)和放大器120。音频信号处理设备100可以是能够接收、处理或输出音频信号的各种电子设备中的任一种，例如，移动终端、MP3播放器、音频设备、视频设备、电视(TV)、笔记本计算机、个人计算机(PC)、相机、电话等。
感测单元110感测耳机130的阻抗值Zh，并且基于阻抗值Zh调节将要施加到接收的音频信号的增益G_h。图1示出耳机130具有负载端Zh，并且通过与放大器120的输出音频信号Sout对应的供电电压Vh和电流Ih来驱动。以下，施加到耳机130的供电电压Vh将被称作“供电电压Vh”，耳机130的阻抗值用“Zh”指示。
当在放大器120的输出端与耳机130之间不存在电阻器或负载时，即，当放大器120的输出端直接连接到耳机130时，供电电压Vh可等于输出音频信号Sout的电压。
放大器120接收输入音频信号Sin。放大器120被施加与从感测单元110输出的增益G_h对应的至少一个偏置电压Vb(图1中未示出)，并且通过根据增益G_h放大输入信号Sin来产生输出音频信号Sout。另外，放大器120将输出音频信号Sout供应给耳机130。
例如，施加到放大器120的偏置电压Vb可具有高供电电压(例如，+Vdd)和低供电电压(例如，-Vdd)当中的至少一个值，并且可从外部被施加。放大器120产生输出音频信号Sout，Sout的电压小于或等于偏置电压Vb。换言之，放大器120向偏置电压Vb偏置。将在下面参照图3A和图3B详细描述偏置电压Vb。
音频信号处理设备100还可包括耳机连接单元140。耳机连接单元140连接到耳机130的插头(未示出)。图1示出耳机130和音频信号处理设备100连接到彼此的情况。
耳机130的插头可以是三极插头或四极插头。三极插头可包括左(L)端子、右(R)端子和接地(GND)端子。四极插头可包括左(L)端子、右(R)端子、接地(GND)端子和麦克风(MIC)端子。耳机连接单元140可包括将连接到三极插头和/或四极插头的连接端口(未示出)。
感测单元110可感测耳机130是否经由耳机连接单元140(例如，耳机连接器)连接到音频信号处理设备100。例如，耳机连接单元140可包括端子、插头、插孔等。当确定耳机130连接到音频信号处理设备100时，可通过感测单元110感测耳机130的阻抗值。耳机130的阻抗值可在耳机连接单元140连接到耳机130的插头时由感测单元110自动感测。
图2是根据另一示例性实施例的音频信号处理设备200的示意性框图。参照图2，音频信号处理设备200可包括感测单元210、放大器220和供电单元250(例如，供电器)。音频信号处理设备200还可包括耳机连接单元240。
图2的感测单元210、放大器220和耳机连接单元240分别对应于图1的感测单元110、放大器120和耳机连接单元140，因此这里将不再描述。与图1的音频信号处理设备100不同，音频信号处理设备200还可包括供电单元250。
供电单元250根据从感测单元210输出的增益G_g调节至少一个偏置电压Vb，并且将调节的至少一个偏置电压Vb施加到放大器220。
音频信号处理设备200还可包括电阻器R1以感测耳机230的阻抗值。例如，与放大器220的输出音频信号Sout对应的电压根据电阻器R1的电阻值与阻抗值Zh之比而被分压。如果感测供电电压Vh，则感测单元210可基于电阻器R1的电阻值与阻抗值Zh之比通过使用分压器规则来计算阻抗值Zh。
图3A和图3B是示出根据示例性实施例的音频信号处理设备的操作的示图。图3A示出根据示例性实施例的图2的感测单元210的增益调节。图3B示出根据示例性实施例的从图2的供电单元250施加的偏置电压Vb以及图2的放大器220的输出信号Sout。
参照图2和图3A，耳机230的输出功率P与电压V的平方成正比，与耳机230的阻抗值Z成反比。
例如，如果耳机230的阻抗值Z为32欧姆，并且施加到耳机230的供电电压Vh为2V，则耳机230的输出功率P为约61mW。在这种情况下，感测单元210输出给放大器220的增益G_h为“1”。由于环境条件或者寄生电阻分量，导致实际输出功率P与通过图3A中所示的等式计算出的输出功率P可能彼此不同。
感测单元210可存储耳机230的阻抗值以及与阻抗值对应的增益。另外，感测单元210可存储计算增益G_h的等式，并且利用存储的等式来计算增益。与耳机230的阻抗值对应的增益或者所述等式可根据耳机230的型号或产品规格或者音频信号处理设备200的型号或产品规格而变化。
现在将描述由于具有不同型号或产品规格的耳机连接到音频信号处理设备200，阻抗值Z改变为300欧姆的情况。
参照图3A，如果阻抗值Z改变为300欧姆，则感测单元210可根据改变的阻抗值Z将增益G_h调节为“3.06”。在这种情况下，放大器220按照增益G_h放大输入音频信号Sin，并输出电压为6.12V的输入音频信号。
如果耳机230的阻抗值为300欧姆并且供电电压Vh为6.12V，则输出功率P维持在约61mW。即，感测单元210可调节增益G_h，使得输出音频信号Sout的输出功率可维持恒定。这里，输出音频信号Sout的输出功率等于耳机230的输出功率P。另外，耳机230的输出功率P与从耳机230输出的音频信号的声音的大小成正比。
如上所述，在根据示例性实施例的音频信号处理设备200中，感测单元210可根据耳机230的阻抗值Z调节将被施加到放大器220的增益G_h，从而不管耳机230的阻抗值Z如何，而将从耳机230输出的音频信号的声音的大小维持在恒定水平。
参照图3B，X轴表示时间，Y轴表示电压。曲线310表示当偏置电压Vb的值为“V1”时的输出音频信号Sout，曲线320表示当偏置电压Vb的值为“V2”时的输出音频信号Sout。
图3B的曲线示出当连接到音频信号处理设备200的耳机230的阻抗值为32欧姆时(即，在时间点t1之前)以及当连接到音频信号处理设备200的耳机230的阻抗值改变为300欧姆时(即，在时间点t1之后)，供电电压Vh的变化。
参照图3A和图3B，在时间点t1之前，耳机230的阻抗值为32欧姆，供电电压Vh为2V。在这种情况下，供电单元250根据由感测单元210设置的增益V_h施加值为V1的偏置电压Vb。
供电单元250根据增益G_h调节偏置电压Vb。详细地讲，供电单元250可与增益G_h成正比地调节偏置电压Vb。偏置电压Vb可被设置为等于或大于输出音频信号320的最大电压。
详细地讲，当施加增益G_h时，偏置电压Vb可被设置为比输出音频信号320的最大电压大预定裕度(margin)。所述预定裕度可根据输出音频信号320的最大电压、音频信号处理设备200的产品规格等而变化。
参照图3A和图3B，在时间点t1之后，耳机230的阻抗值为300欧姆，并且根据调节的增益G_h，供电电压Vh为6.12V。如果增益G_h的增大导致供电电压Vh的增大，则基于等于V1的偏置电压Vb对输出音频信号320限幅，然后将其输出(如曲线310中一样)，以像时间点t1之前一样将偏置电压Vb维持为V1。换言之，在偏置电压Vb小于或大于“V1”的时间段331、332、333和334中对输出音频信号320限幅。在时间段331、332、333和334中，输出音频信号320失真，因此使声音质量变差。
在耳机230的阻抗值发生改变的时间点t1之后，供电单元250将偏置电压Vb调节为“V2”，并输出调节的偏置电压Vb。
换言之，音频信号处理设备200可根据增益G_h调节偏置电压Vb，使得可在不对输出音频信号320限幅的情况下将输出音频信号320输出。
感测单元210可存储与增益G_h对应的偏置电压Vb，并将关于对应偏置电压Vb的信息提供给供电单元250。因此，供电单元250可基于从感测单元210接收的关于对应偏置电压Vb的信息来调节并输出偏置电压Vb。因此，供电单元250可按照使得输出音频信号Sout可不被限幅的方式产生偏置电压Vb，从而与无条件地产生高偏置电压Vb时相比，降低更多功耗。
如上所述，在根据示例性实施例的音频信号处理设备100和200中，根据耳机130和230的阻抗值Zh调节增益G_h和偏置电压Vb，从而将从耳机130和230输出的音频信号的声音的大小维持在恒定水平，并防止输出音频信号被限幅。因此，音频信号处理设备100和200能够根据耳机130和230的阻抗值防止音频信号失真并将从耳机130和230输出的音频信号的声音的大小维持在恒定水平。
另外，感测单元210可以以频带为单位感测耳机230的阻抗值。详细地讲，可以以频带为单位感测耳机230的阻抗值，以获得根据频率的变化的阻抗值特性曲线。下面将参照图4描述阻抗值特性曲线。
图4是示出根据示例性实施例的耳机的阻抗值的变化的曲线图。在图4中，X轴表示以赫兹(Hz)为单位表达的频率，Y轴表示以欧姆为单位表达的耳机的阻抗值。
在图4中，曲线410、420、430和440表示与不同耳机型号对应的阻抗值特性曲线。例如，由制造商A制造的耳机可具有曲线410中所示的阻抗值特性，由制造商B制造的耳机可具有曲线420中所示的阻抗值特性，由制造商C制造的耳机可具有曲线430中所示的阻抗值特性，由制造商D制造的耳机可具有曲线440中所示的阻抗值特性.
参照图4，耳机根据其制造商、型号或产品规格以频率为单位具有不同的阻抗值特性。
另外，相同的耳机以频带为单位可具有不同的阻抗值。参照曲线440，制造商D的耳机以频率为单位具有相同或相似的阻抗值。相比之下，参照曲线410，制造商A的耳机以频带为单位具有非常不同的阻抗值。
参照曲线410，制造商A的耳机在与直流(DC)电压分量对应的10Hz的低频处具有约320欧姆的阻抗值。随着频率增大，耳机的阻抗值增大至约620欧姆。在频带f2至f4中，制造商A的耳机具有收敛于b欧姆的阻抗值。
参照曲线420，制造商B的耳机在10Hz处具有约250欧姆(c欧姆)的阻抗值。随着频率增大，耳机的阻抗值增大至约350欧姆。从频带f1至f3，制造商B的耳机具有收敛于c欧姆的阻抗值。
这里，耳机的阻抗值收敛于预定值的频带被称作“收敛频带”。感测单元210可获得收敛频带内的阻抗值，作为耳机的阻抗值。详细地讲，可获得与收敛频带对应的阻抗值的平均值作为耳机的阻抗值。根据获得的阻抗值调节增益G_h。
例如，获得与作为收敛频带的频带f2至f4对应的b欧姆作为制造商A的耳机的阻抗。
另外，感测单元210可获得与DC电压分量所对应的频带对应的阻抗值，作为耳机的阻抗值。DC电压分量是低频带中的电压分量，与DC电压分量对应的频带是具有最小频率的频带。例如，在制造商B的耳机的情况下，与具有类似于匹配阻抗值的值的DC电压分量对应的频带是小于或大于10Hz的频带。因此，可感测到c欧姆作为制造商B的耳机的阻抗值。
图5是示出根据示例性实施例的音频信号处理方法500的流程图。参照图5，音频信号处理方法500是由可连接到耳机的音频信号处理设备执行的处理输入音频信号的方法。音频信号处理方法500可由图1或图2的音频信号处理设备100或200执行。现在将参照图2和图5描述音频信号处理方法500。
参照图5，在音频信号处理方法500中，在操作510中，感测连接到音频信号处理设备200的耳机230的阻抗值。操作510可由感测单元210执行。
然后，在操作520中，基于在操作510中感测到的阻抗值调节将被施加到输入音频信号Sin的增益G_h。操作520可由感测单元210执行。
然后，在操作530中，通过接收与在操作520中调节的增益G_h对应的至少一个偏置电压Vb并根据增益G_h放大输入音频信号Sin来产生输出音频信号Sout。操作530可由放大器220执行。
图5的音频信号处理方法500的技术构思与图1的音频信号处理设备100的操作相同或相似。因此，这里将不重复与音频信号处理设备100的操作相同或相似的音频信号处理方法500的描述。
图6是示出根据另一示例性实施例的音频信号处理方法600的流程图。与图5的音频信号处理方法500不同，音频信号处理方法600还可包括操作610和640当中的至少一个。音频信号处理方法600的操作620、630和650分别对应于音频信号处理方法500的操作510、520和530，因此这里将不再描述。
参照图2和图6，在音频信号处理方法600中，在操作610中，感测耳机230是否连接到音频信号处理设备200。操作610可通过使用感测单元210通过确定耳机230的插头(未示出)是否连接到耳机连接单元240来执行。在操作630中，如果在操作610中确定耳机230连接到音频信号处理设备200，则可感测耳机230的阻抗值。
尽管未示出，但是操作620可包括：以频带为单位感测耳机230的阻抗值。
在操作630中，基于在操作620中感测到的阻抗值调节将被施加到输入音频信号Sin的增益G_h。
然后，在操作640中，可根据在操作630中调节的增益G_h来调节将被施加到放大器220的至少一个偏置电压Vb。操作640可由供电单元250执行。
尽管未示出，但是操作640可包括：调节至少一个偏置电压Vb，使得输出音频信号Sout可不被限幅。
然后，在操作650中，可从在操作640中调节的至少一个偏置电压Vb产生输出音频信号Sout。
图6的音频信号处理方法600的技术构思与图1的音频信号处理设备100的操作相同或相似。因此，这里将不再重复与音频信号处理设备100的操作相同或相似的音频信号处理方法600的描述。
图7是根据另一示例性实施例的音频信号处理设备700的示意性框图。参照图7，音频信号处理设备700包括耳机连接单元740和插头感测单元760(例如，插头传感器)。音频信号处理设备700还包括感测单元710、放大器720和供电单元750。图7的感测单元710、放大器720、耳机730、耳机连接单元740和供电单元750分别对应于图2的感测单元210、放大器220、耳机230、耳机连接单元240和供电单元250，因此这里将不再描述。
现在将参照图8详细描述耳机连接单元740。
图8示出根据示例性实施例的诸如图7中所示的耳机连接单元800。耳机连接单元800对应于图7的耳机连接单元740。
耳机连接单元800包括插头插入单元810(例如，插头插入器)、第三极连接端子820和第四极连接端子830。耳机连接单元800将图7的耳机730连接到图7的音频信号处理设备700。
耳机730的插头860插入到插头插入单元810中。
第三极连接端子820连接到耳机730的第三极端子853。
第四极连接端子830连接到耳机730的第四极端子854。
耳机730的插头860可包括三个或四个端子。当插头860包括三个端子时，插头860可被称作三极插头，当插头860包括四个端子时，插头860可被称作四极插头。图8示出插头860为四极插头的情况。
当插头860为四极插头时，插头860包括四个端子，即，第一极端子851、第二极端子852、第三极端子853和第四极端子854。第一至第四极端子851至854可分别为左(L)端子、右(R)端子、接地(GND)端子和麦克风(MIC)端子。另外，当插头860为四极插头时，第一至第四极端子851至854可分别为左(L)端子、右(R)端子、麦克风(MIC)端子和接地(GND)端子。另外，在两个相邻端子(例如，第三极端子853和第四极端子854)之间可有绝缘环871，以将相邻的两个端子彼此断开电连接。
如果插头860是三极插头，则插头860仅包括左(L)端子、右(R)端子和接地(GND)端子。即，第三极端子853和第四极端子854彼此不分离，并被一起设置为一个接地(GND)端子。在这种情况下，不需要绝缘环871来将第三端子853和第四端子854彼此断开电连接。
耳机连接单元800还包括第一极连接端子840和第二极连接端子850。第一极连接端子840和第二极连接端子850分别连接到第一极端子851和第二极端子852。
插头感测单元760基于第三极连接端子853和第四极连接端子854的电压之差来确定插头860是三极插头还是四极插头。现在将参照图9详细描述插头感测单元760。
图9示出根据示例性实施例的诸如图8中所示的插头感测单元960。在图9中，插头插入单元910、第三极连接端子920、第四极连接端子930、插头950和插头感测单元960分别对应于图8的插头插入单元810、第三极连接端子820、第四极连接端子830、插头860和插头感测单元860，因此这里将不再描述。
插头感测单元960感测施加到第三极连接端子920的电压与施加到第四极连接端子930的电压之差。为此，第三极连接端子920可连接到低供电电压源，第四极连接端子930可连接到高供电电压源。高供电电压源可以是偏置电压Vbias源，低供电电压源可以是地电压Vground源。可选地，第三极连接端子920可连接到高供电电压源，第四极连接端子930可连接到低供电电压源。
详细地讲，插头感测单元960感测电压963，电压963是通过第三极连接端子920感测的节点N12的电压与通过第四极连接端子930感测的节点N11的电压之差。如果第三极连接端子920和第四极连接端子930的电压之差为零，则可确定插头950为三极插头。
当插头950是三极插头时，第三极连接端子920和第四极连接端子930被一起设置为一个接地(GND)端子，并且彼此短路。因此，第三极连接端子920和第四极连接端子930的电压之差为零或近似为零。在这种情况下，插头感测单元960可确定插头950为三极插头。
当插头950是四极插头时，第三极连接端子920和第四极连接端子930经由绝缘环971分开，并因此彼此绝缘。因此，地电压Vground被施加到第三极连接端子920，偏置电压Vbs被施加到第四极连接端子930。因此，第三极连接端子920和第四极连接端子930的电压之差为(偏置电压Vbias–地电压Vground)。因此，当第三极连接端子920和第四极连接端子930的电压之差类似于或等于高供电电压与低供电电压之差，即，(偏置电压Vbias–地电压Vground)时，插头感测单元960可确定插头950为四极插头。
如上所述，当插头950为四极插头时，第三极连接端子920和第四极连接端子930经由绝缘环971分开，并因此彼此绝缘。因此，第三极连接端子920与第四极连接端子930之间的阻抗为高阻抗。换言之，第三极连接端子920和第四极连接端子930之间的连接为开路。
当第三极连接端子920与第四极连接端子930之间的阻抗值高时，插头感测单元960可确定插头950为四极插头。
返回参照图7，音频信号处理设备700包括如上所述的感测单元710、放大器720和供电单元750，并且还可包括用户界面单元770和显示单元780(例如，显示器)当中的至少一个。
感测单元710感测耳机730的阻抗值。与图1或图2的感测单元110或210相比，感测单元710可感测耳机730的阻抗值，但是可不调节将被施加到输入音频信号的增益G_h。
用户界面单元770(例如，用户界面产生器)产生用户界面(UI)屏幕，该UI屏幕用于选择是否将根据感测到的阻抗值将增益G_h施加到输入音频信号。现在将参照图10和图11详细描述UI屏幕。
显示单元780显示UI屏幕。显示单元780的示例包括液晶显示器(LCD)面板、有机发光二极管(OLED)显示器、阴极射线管(CRT)显示器、等离子体显示器、发光二极管显示器等。
图10示出根据示例性实施例的由图7的用户界面单元770产生的UI屏幕。
如上面参照图7所述，感测单元710可感测耳机730的阻抗值，并且根据感测到的阻抗值调节将被施加到输入音频信号的增益G_h。
参照图10，用户界面单元770可产生用于选择是否将根据感测到的阻抗值将增益G_h施加到输入音频信号的UI屏幕1010。
当用户点击在图7的显示单元780显示上的UI屏幕1010上的“是”键1011，以调节增益G_h时，用户界面单元770可输出UI屏幕1020，UI屏幕1020用于选择将增益G_h调节为与耳机730的阻抗值对应的推荐增益还是用户想要的期望值。如果用户选择“推荐增益”键1021，则增益G_h被调节为推荐增益，该推荐增益是与感测到的阻抗值对应的最佳增益。
当增益G_h改变时，用户界面单元770可产生用于允许用户识别出改变的增益G_h的UI屏幕1030。
图11示出根据示例性实施例的由图7的用户界面单元770产生的UI屏幕。参照图11，用户界面单元770可产生UI屏幕1110，UI屏幕1110用于根据感测到的耳机的阻抗值调节将被施加到输入音频信号的增益。
UI屏幕1110可包括菜单1120，菜单1120用于显示感测到的阻抗值、施加到图7的音频信号处理设备700的当前增益、以及根据感测到的阻抗值优化的推荐增益。
UI屏幕1110还可包括用于调节增益的“增益调节”菜单1130。
增益调节菜单1130可包括用于将施加到输入音频信号的增益设置为推荐增益的“推荐值”键1111、用于调节增益的增益增加/减小键1113以及用于维持现有增益的“维持”键1115。增益增加/减小键1113可包括用于显示调节的增益的窗口1114。
当调节增益时，用户界面单元770还可产生用于根据调节的增益来调节上面参照图2或图3描述的偏置电压Vb的UI屏幕(未示出)。用于调节偏置电压Vb的UI屏幕被显示在显示单元780上，并且用户可利用显示的UI屏幕来调节或维持偏置电压Vb。
此外，感测单元700可控制用户界面单元770不产生用于调节偏置电压Vb的UI屏幕，而是允许根据调节的增益自动控制偏置电压Vb。
如上面参照图10和图11所述，可允许用户利用用户界面单元770根据感测到的耳机的阻抗值控制增益，从而根据用户请求来设置期望的增益。
尽管示例性实施例可被实施为计算机可读记录介质上的计算机可读代码，但是不限于此。计算机可读记录介质是能够存储随后可由计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可分布于联网的计算机系统中，使得计算机可读代码以分布式方式被存储和执行。另外，示例性实施例可被编写为计算机程序，所述计算机程序经计算机可读传输介质(例如，载波)发送，并且在执行程序的通用或专用数字计算机中被接收和实现。此外，应该理解，在示例性实施例中，上述设备的一个或更多个单元可包括电路、处理器、微处理器等，并且可执行存储在计算机可读介质中的计算机程序。
尽管上面已具体示出和描述了示例性实施例，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可进行形式和细节上的各种改变。
Claims (9)
1.一种音频信号处理设备，包括：
传感器，被布置为确定连接到音频信号处理设备的耳机的阻抗值，并基于确定的阻抗值调节将被施加到音频信号的增益；
放大器，被布置为通过接收与调节的增益对应的至少一个偏置电压并根据调节的增益放大音频信号来产生输出音频信号，
其特征在于传感器被布置为以频带为单位感测阻抗值，检测收敛频带，并获得与收敛频带对应的阻抗值作为耳机的阻抗值，其中，所述传感器还被布置为获得与收敛频带对应的阻抗值的平均值作为耳机的阻抗值，其中，所述收敛频带是阻抗值收敛于预定值的频带。
2.根据权利要求1所述的音频信号处理设备，还包括：供电器，被布置为根据调节的增益调节所述至少一个偏置电压并且将调节的所述至少一个偏置电压施加到所述放大器。
3.根据权利要求2所述的音频信号处理设备，其中，所述供电器被布置为调节所述至少一个偏置电压以防止输出音频信号的限幅。
4.根据权利要求2所述的音频信号处理设备，其中，所述供电器被布置为将所述至少一个偏置电压调节为等于或大于输出音频信号的最大电压。
5.根据权利要求2所述的音频信号处理设备，其中，所述供电器被布置为与调节的增益成正比地调节所述至少一个偏置电压。
6.根据权利要求1所述的音频信号处理设备，其中，所述传感器被布置为获得根据频率变化的耳机的阻抗值特性曲线。
7.根据权利要求1所述的音频信号处理设备，还包括连接到耳机的插头的耳机连接器，
其中，所述传感器能够操作为感测耳机是否连接到耳机连接器，并且响应于感测到耳机连接到耳机连接器而感测耳机的阻抗值。
8.根据权利要求7所述的音频信号处理设备，其中，所述耳机连接器包括：
插头插入器，耳机的插头被插入所述插头插入器中；
第三极连接端子，连接到耳机的第三极端子；
第四极连接端子，连接到耳机的第四极端子，
所述音频信号处理设备还包括：插头传感器，其基于第三极连接端子与第四极连接端子的电压之差来确定插头是三极插头还是四极插头。
9.一种由可连接到耳机的音频信号处理设备执行的处理音频信号的方法，所述方法包括：
确定耳机的阻抗值；
基于确定的阻抗值调节将被施加到音频信号的增益；
通过接收与调节的增益对应的至少一个偏置电压并根据调节的增益放大音频信号来产生输出音频信号，
其特征在于通过以频带为单位确定阻抗值，检测收敛频带，并获得与收敛频带对应的阻抗值的平均值作为耳机的阻抗值，其中，在所述收敛频带中阻抗值收敛于预定值。
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