CN104284003B - 移动设备 - Google Patents

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Abstract

一种操作为在听筒模式和免提模式之间切换的移动设备。诸如移动电话的移动设备通常具有两个扬声器，一个用于在听筒模式中使用，一个用于在免提模式中使用。描述了一种操作为在听筒模式和免提模式之间切换的移动设备(1100)，该移动设备包括在移动设备的听筒模式和免提模式中操作的接收机扬声器(10)，以及在移动设备的免提模式中操作的免提扬声器(12)。移动设备在免提模式中操作，以便将至少一个音频信号路由到接收机扬声器和免提扬声器。使用免提扬声器和接收机扬声器可在不增加成本的情况下改进声音质量。

Description

移动设备
技术领域
本发明涉及可操作为在听筒操作模式和免提操作模式之间切换的移动设备。
背景技术
诸如移动电话或平板电脑的大多数移动设备支持听筒和免提或扬声器电话声音重现模式。
图1中示出了一种示例已知移动电话100。在听筒模式中，使用了所谓的接收机扬声器10。所述接收机扬声器10或扬声器在声学上被设计和调谐为在与耳部声学耦合时提供最佳的声学响应。接收机扬声器10的声学端口(其是手机外壳中的声音出口)总是位于手机正面顶部。接收机扬声器10的额定阻抗典型地是16或32欧姆，且其通常由具有等于或小于电池电源电压的最大峰值输出电压的专用功率放大器来驱动，其中电池电源电压典型地等于或小于3.7或4.2伏。
免提扬声器12典型地安装于封闭盒中，大多数时候位于手机的底部，装于正面()、背面(8X)或侧面(5)。免提扬声器12被设计和调谐成在远场收听状况中提供其最佳声学响应。它的额定阻抗典型地是4到8欧姆，且它典型地由具有大于或等于5伏的最大峰值输出电压的提升功率放大器来驱动。
图2示出了在移动设备中使用的典型布置。接收机均衡(equalization)滤波器18和免提均衡滤波器14分别表示用来调整所述接收机和免提扬声器的声学响应的均衡滤波器。
在只有接收机扬声器或免提扬声器活动的情况下，听筒模式和免提模式是相互排斥的。这在图2中由开关22示意性地表示，所述开关22可实际被实施为软件、硬件或软硬件的组合。这一点的原因是，两种扬声器都被设计为在它们各自的使用情况中最优地工作。接收机扬声器10的尺寸较小，导致与较大的免提扬声器相比具有较低的效率(SPL/瓦)以及较低的机械和热限制；接收机扬声器具有较高的DC阻抗，其典型地是32欧姆。当与当前用于接收机扬声器的具有受限干线电压的音频放大器组合使用时，这将限制输出功率可能性。接收机扬声器10通常被设计为用于开放后盖配置中，开放后盖配置的特点在于扬声器后盖未被密封。这导致会降低远场重现的声学捷径(shortcut)，尤其在低频处更是如此。
图3示出了当由相同的信号电驱动时典型的智能手机(比如5)上在远场(典型地，离扬声器20cm)测量的接收机扬声器和免提扬声器的频谱300。该信号可以是例如低电平白噪声。免提扬声器具有合理平坦的频率响应24，而远场接收机扬声器频率响应26在音频质量方面要差得多。
一些移动设备配备有两个免提扬声器，例如具有两个装于正面的免提扬声器。这导致在声压水平和立体映像方面都有显著的提高。然而，使用两个免提扬声器在材料、空间和功率消耗方面都导致成本更高。
发明内容
在所附的权利要求中对本发明的各个方面进行了定义。在第一方面中，描述了一种可操作为在听筒模式和免提模式之间切换的移动设备，所述移动设备包括可在所述移动设备的所述听筒模式和所述免提模式中操作的接收机扬声器，和可在所述移动设备的所述免提模式中操作的免提扬声器，其中所述移动设备可在免提模式中操作，以便将至少一个音频信号路由到所述接收机扬声器和所述免提扬声器。
与只是免提扬声器的情况相比较，接收机扬声器与免提扬声器相组合导致比更广的空间声音映像。
在实施方式中，移动设备可包括具有耦合到接收机扬声器的输出端的接收机均衡滤波器、具有耦合到免提扬声器的输出端的免提均衡滤波器；其中所述移动设备可在免提模式中运行，以便将至少一个音频信号路由到所述接收机均衡滤波器的输入端和所述免提均衡滤波器的输入端。接收机均衡器(equaliser)滤波器可被用来成形(shape)频率响应，以便将所述接收机扬声器的高频响应与所述免提扬声器的高频响应更接近地匹配。在实施方式中，所述接收机均衡滤波器可在听筒模式中具有第一滤波器特性，而在免提模式中具有不同的第二滤波器特性。
在实施方式中，所述移动设备可包括高通滤波器，其中所述移动设备可在免提模式中操作，以便在滤波器级联中耦合高通滤波器和接收机均衡滤波器，并且将所述至少一个音频信号路由到所述滤波器级联。
高通滤波器在免提模式中阻挡来自所述接收机扬声器的低频，以便限制扬声器的扬声器膜片的位移(excursion)。所述高通滤波器和所述接收机均衡滤波器可被布置在级联中。可在不影响性能的情况下改变滤波器在级联中的顺序。
在实施方式中，所述移动设备可包括交叉路径滤波器，其中交叉路径滤波器的输入端耦合到所述接收机扬声器的输入端，以及所述交叉路径滤波器的输出端耦合到所述免提扬声器的输入端。所述交叉路径滤波器可具有低通滤波器特性。
在实施方式中，交叉路径滤波器和高通滤波器可操作为交叉滤波器网络。在交叉滤波器网络中，所述低通滤波器的阻带可对应于所述高通滤波器的通带。在一些实施方式中，在所述阻带和通带之间可以存在重叠。
当音频信号是具有两个音频声道的立体声时，被高通滤波器阻挡的第一声道中的频率被路由到免提扬声器并与第二声道混合。这可确保原始立体声信号的音频内容不丢失。
在实施方式中，所述移动设备可向接收机扬声器和免提扬声器传送相同的音频信号。对于单声道音频信号，由于所有音频内容都在一个声道中，所以不需要交叉路径滤波器。
在音频信号是立体声信号的实施方式中，所述移动设备可在免提模式中操作，以将所述音频信号的第一声道传送到免提扬声器并将所述音频信号的第二声道传送到所述接收机扬声器。
在实施方式中，所述移动设备可包括空间声音处理器。该空间声音处理器42可使用本领域人员已知的处理技术来以立体声拓宽或3D虚拟化的形式提供进一步改进的空间声音体验。这些技术可包括极性反转，这得到了已知用来提供增加的感知声音舞台宽度的偶极(图8)频率响应。
在免提模式中在接收机音频信号路径上具有高通滤波器的实施方式可以包括低通滤波器，该低通滤波器具有耦合到免提均衡滤波器的输入端的输出端。这在免提模式中可用于单声道信号输入或下混合立体声信号输入，并允许交叉操作模式。由于免提扬声器通常比接收机扬声器的尺寸更大，所以音频信号的低音频率被传送或路由到免提扬声器，并且高音频率被传送或路由到接收机扬声器。交叉频率可被选为使得免提扬声器操作于只需要机械保护的频率范围中，而接收机扬声器可操作于只需要热保护的范围中。这可以简化这一模式中要求的扬声器线圈监测和保护并可改进感知到的声音质量。
移动设备的实施方式可包括耦合到高通滤波器的输入端的接收机音频处理器，耦合到免提均衡滤波器的输入端的免提音频处理器，以及耦合到免提音频处理器、接收机音频处理器和所述高通滤波器的增益对齐器(aligner)；其中所述增益对齐器可操作为将路由到接收机扬声器的音频信号和路由到免提扬声器的另一音频信号之间的时间变化增益对齐。
可通过增益对齐器来调节各个音频信号路径上的音频处理器，从而对齐所述时间变化增益。这可通过例如将两个增益都设为最小值来完成。在处理到免提扬声器和接收机扬声器的各自音频信号路径之间的增益的过程中，这可对由于音频信号路径的不同特性而导致的变化进行补偿。
在高音频回放电平处，接收机音频路径增益可被限制为防止放大器限幅(clipping)或扬声器损坏。所述增益对齐导致对所述免提扬声器的次优使用。所述增益对齐器还能动态地控制高通滤波器截止(cut-off)频率。较高的截止频率会增加信号净空(headroom)，且其可允许在接收机音频路径上并从而在免提音频路径上(由于增益对齐)均具有的更高增益。在低回放电平处，可在不生成增益降低的情况下，降低高通滤波器截止频率。这可增加两个扬声器声学匹配的频率范围，得到更好的音频空间再现。
移动设备的实施方式可包括平板电脑、移动电话或具有免提模式和听筒模式的任何其他移动设备。听筒操作模式可被认为是扬声器工作于近场操作模式中的模式，其中近场操作模式可离用户的耳部不到1厘米。免提操作模式被认为是扬声器工作于远场操作模式中的模式，其中远场操作模式可离用户的耳朵10厘米以上。免提扬声器可以是被配置为在远场操作模式中运行的任何扬声器。
在本方面的第二方面中，描述了一种生成来自移动设备的声学输入的方法，所述移动设备包括接收机扬声器和免提扬声器，所述方法包括响应于将所述移动设备切换到听筒模式，将音频信号路由到所述接收机扬声器，以及响应于将所述移动设备切换到免提模式，将至少一个音频信号路由到所述接收机扬声器和所述免提扬声器。
附图说明
以下结合附图通过示例的方式对本发明的实施方式进行具体描述，其中：
图1示出了已知智能手机扬声器系统；
图2说明了针对图1的智能手机的已知放大器和扬声器配置；
图3示出了针对图1的智能手机扬声器系统的典型频率响应；
图4说明了根据一种实施方式的针对单声道音频信号的移动设备；
图5示出了根据一种实施方式的针对立体声音频信号的移动设备；
图6说明了根据一种实施方式的在免提模式中配置用于立体声音频信号的移动设备；
图7示出了根据一种实施方式的在免提模式中配置用于立体声音频信号的具有交叉路径滤波器和相位移位器的移动设备；
图8示出了根据一种实施方式的在免提模式中配置用于立体声音频信号的具有交叉路径滤波器和空间声音处理器的移动设备；
图9示出了根据一种实施方式的带有对接收机扬声器和免提扬声器的可变增益校准的移动设备；
图10示出了针对一个或多个实施方式的免提和接收机扬声器的示例频率响应；
图11示出了根据一种实施方式的移动设备；以及
图12示出了根据一种实施方式的带有扬声器系统的移动设备。
具体实施方式
图4示出了具有接收机扬声器10和免提扬声器12的移动设备400，且被配置于免提操作模式中。高通滤波器32可连接到接收机均衡滤波器34。接收机均衡滤波器34的输出端可连接到接收机放大器20。接收机放大器20的输出端可连接到接收机扬声器10。高通滤波器32、接收机均衡滤波器34、接收机放大器20、以及接收机扬声器10的组合可形成第一音频信号路径。免提均衡滤波器14具有连接到免提扬声器放大器16的输入端的输出端。免提扬声器放大器16的输出端可连接到免提扬声器12。免提均衡滤波器14、免提扬声器放大器16、和免提扬声器12的组合可形成第二音频信号路径。移动设备400被配置成传送单声道音频信号或下混合立体声信号。因此，音频信号只包含一个声道。在这种情况中，音频信号可被路由到第一音频信号路径和第二音频信号路径两者。从而，两个音频信号路径都接收相同的音频信号。本领域技术人员将理解的是，对于移动设备400的听筒操作模式(图4中未示出)来讲，信号路径和滤波操作可与针对移动电话100所示出的相同。在两种操作模式之间切换可在软件、硬件或软硬件的组合中完成。
高通滤波器32和接收机均衡滤波器34可在预定频率以上将接收机扬声器10的声学响应与免提扬声器12的声学响应相匹配。在实际实施(可以是运行于数字信号处理器上的软件实施或硬件实施或软硬件的组合)中，可将高通滤波器32和接收机均衡滤波器34合并成一个。可在软件或数字信号处理器(DSP)上的固件中实施滤波器功能。可在扬声器驱动器集成电路(比如NXP TFA9887，其还包含D类音频放大器)上实现合适的DSP。高通滤波器可以是陡峭高通滤波器，其具有足够高的截止频率，以便防止从扬声器膜片的过度位移。接收机均衡滤波器34可在幅值和/或相位方面成形所述接收机扬声器频率响应，例如在高通滤波器通带中与免提扬声器的频率响应相匹配。因此，与均衡滤波器处于听筒模式时的特性不同。由于,通过将免提扬声器12与接收机扬声器10一起使用,接收机扬声器10和免提扬声器12是空间分离的，所以与只使用免提扬声器12自己的情况相比，空间声音重现得到改进。
图5示出了具有接收机扬声器10和免提扬声器12的移动设备500，且被配置于免提操作模式中。高通滤波器32可连接到接收机均衡滤波器34。接收机均衡滤波器34的输出端可连接到接收机放大器20。接收机放大器20的输出端可连接到接收机扬声器10。高通滤波器32、接收机均衡滤波器34、接收机放大器20、以及接收机扬声器10的组合可形成第一音频信号路径。免提均衡滤波器14具有连接到免提扬声器放大器16的输入端的输出端。免提扬声器放大器16的输出端可连接到免提扬声器12。免提均衡滤波器14、免提扬声器放大器16、和免提扬声器12的组合可形成第二音频信号路径。移动设备500被示出为配置成传送立体声音频信号，即所述音频信号包含两个声道。在这种情况中，携带所述声道之一的音频信号可被路由到第一音频信号路径，而携带第二声道的第二音频信号可被路由到第二音频信号路径。在操作中，接收机扬声器可输出立体声信号中的一个，所述免提扬声器12可输出立体声信号中的另一个。
本领域技术人员将理解的是，对于移动设备500的听筒操作模式(图5中未示出)来讲，信号路径和滤波操作可与针对移动电话100所示出的相同。在两种操作模式之间切换可在软件、硬件或软硬件的组合中完成。
图6示出了具有接收机扬声器10和免提扬声器12的移动设备600，且被配置于免提操作模式中。高通滤波器32可连接到接收机均衡滤波器34。接收机均衡滤波器34的输出端可连接到接收机放大器20。接收机放大器20的输出端可连接到接收机扬声器10。高通滤波器32、接收机均衡滤波器34、接收机放大器20、以及接收机扬声器10的组合可形成第一音频信号路径。免提均衡滤波器14具有连接到免提扬声器放大器16的输入端的输出端。免提扬声器放大器16的输出端可连接到免提扬声器12。免提均衡滤波器14、免提扬声器放大器16、和免提扬声器12的组合可形成第二音频信号路径。交叉路径滤波器36具有连接到所述第一音频信号路径的输入端的输入端和连接到混合器38的输出端。交叉路径滤波器36可具有低通滤波器特性。交叉路径滤波器36的阻带可与高通滤波器32的通带重叠。混合器38的输出端连接到免提均衡滤波器14的输入端。移动设备600被示出为配置成传送立体声音频信号，即所述音频信号包含两个声道。在操作中，携带所述声道之一的音频信号可被路由到第一音频信号路径，而与交叉路径滤波器36的音频信号输出相混合的携带第二声道的第二音频信号可被路由到第二音频信号路径。这允许经由第二音频路径输出被高通滤波器32过滤掉的立体声信号的音频内容。这确保音频内容不丢失。
本领域技术人员将理解的是，对于移动设备600的听筒操作模式(图6中未示出)来讲，信号路径和滤波操作可与针对移动电话100所示出的相同。在两种操作模式之间切换可在软件、硬件或软硬件的组合中完成。
图7示出了具有接收机扬声器10和免提扬声器12的移动设备700，且被配置于免提操作模式中。高通滤波器32可连接到接收机均衡滤波器34。接收机均衡滤波器34的输出端可连接到相位移位器40。相位移位器40的输出端可连接到接收机放大器20。接收机放大器20的输出端可连接到接收机扬声器10。高通滤波器32、接收机均衡滤波器34、相位移位器40、接收机放大器20、以及接收机扬声器10的组合可形成第一音频信号路径。免提均衡滤波器14具有连接到免提扬声器放大器16的输入端的输出端。免提扬声器放大器16的输出端可连接到免提扬声器12。免提均衡滤波器14、免提扬声器放大器16、和免提扬声器12的组合可形成第二音频信号路径。交叉路径滤波器36具有连接到所述第一音频信号路径的输入端的输入端和连接到混合器38的输出端。混合器38的输出端连接到免提均衡滤波器14的输入端。移动设备700被示出为配置成传送立体声音频信号，即所述音频信号包含两个声道。在操作中，携带所述声道之一的音频信号可被路由到第一音频信号路径，而与交叉路径滤波器36的音频信号输出相混合的携带第二声道的第二音频信号可被路由到第二音频信号路径。这允许经由第二音频路径输出被高通滤波器32过滤掉的立体声信号的音频内容。这确保音频内容不丢失。相位移位器40可将接收机扬声器10的声学输出的相位移位180度，以便对关于免提扬声器12的声学输出的极性进行反转。已知反转极性能够改进感知到的声音舞台宽度。备选地，相位移位器40可位于第二信号路径中，以便将相位移位提供给第二音频信号路径。高通滤波器32、接收机均衡滤波器34和相位移位器40可被实施为单个滤波器。
本领域技术人员可以理解的是，对于移动设备700的听筒操作模式(图7中未示出)来讲，信号路径和滤波操作可与针对移动电话100所示出的相同。在两种操作模式之间切换可在软件、硬件或软硬件的组合中完成。
图8示出了具有接收机扬声器10和免提扬声器12的移动设备800，且被配置于免提操作模式中。高通滤波器32可连接到接收机均衡滤波器34。接收机均衡滤波器34的输出端可连接到空间声音处理器42的第一输入端。空间声音处理器42的输出端可连接到接收机放大器20。接收机放大器20的输出端可连接到接收机扬声器10。高通滤波器32、接收机均衡滤波器34、空间声音处理器42、接收机放大器20、以及接收机扬声器10的组合可形成第一音频信号路径。免提均衡滤波器14具有连接到空间声音处理器42的输入端的输出端。空间声音处理器42的第二输出端可连接到免提扬声器放大器16的输入端。免提扬声器放大器16的输出端可连接到免提扬声器12。免提均衡滤波器14、免提扬声器放大器16、空间声音处理器42、和免提扬声器12的组合可形成第二音频信号路径。交叉路径滤波器36具有连接到所述第一音频信号路径的输入端的输入端和连接到混合器38的输出端。混合器38的输出端连接到免提均衡滤波器14的输入端。移动设备800被示出为配置成传送具有两个音频声道的立体声音频信号。在操作中，携带所述声道之一的音频信号可被路由到第一音频信号路径，而与交叉路径滤波器36的音频信号输出相混合的携带第二声道的第二音频信号可被路由到第二音频信号路径。这允许经由第二音频路径输出被高通滤波器32过滤掉的立体声信号的音频内容，从而音频内容不丢失。空间声音处理器42可使用本领域技术人员已知的处理技术来以立体声拓宽或3D虚拟化的形式提供进一步改进的空间声音体验。这些技术可包括极性反转，这得到已知用来提供增加的感知声音舞台宽度的偶极(图8)频率响应。
本领域技术人员将理解的是，对于移动设备800的听筒操作模式(图8中未示出)来讲，信号路径和滤波操作可与针对移动电话100所示出的相同。在两种操作模式之间切换可在软件、硬件或软硬件的组合中完成。
图9示出了具有接收机扬声器10和免提扬声器12的移动设备900，且被配置于免提操作模式中。高通滤波器32’可连接到接收机均衡滤波器34’。接收机均衡滤波器34’的输出端可连接到接收机音频处理器50的输入端。接收机音频处理器50的输出端可连接到接收机放大器20。接收机放大器20的输出端可连接到接收机扬声器10。高通滤波器32’、接收机均衡滤波器34’、接收机音频处理器50、接收机放大器20、以及接收机扬声器10的组合可形成第一音频信号路径。免提均衡滤波器14的输出端可连接到免提音频处理器54的输入端。免提音频处理器的输出端可连接到免提扬声器放大器16的输入端。免提扬声器放大器16的输出端可连接到免提扬声器12。免提均衡滤波器14、免提扬声器放大器16、免提音频处理器54、和免提扬声器12的组合可形成第二音频信号路径。增益对齐模块52可连接到接收机音频处理器50、免提音频处理器54和高通滤波器32’。接收机音频处理器50和免提音频处理器54可具有外部控制输入端。移动设备900被示出为配置成传送具有两个音频声道的立体声音频信号。在这种情况中，携带所述声道之一的音频信号可被路由到第一音频信号路径上的高通滤波器32’的输入端，而携带第二声道的第二音频信号可被路由到第二音频信号路径上的免提均衡滤波器14的输入端。在操作中，接收机扬声器10可输出立体声信号中的一个，免提扬声器12可输出立体声信号中的另一个。本领域技术人员将理解的是，对于移动设备900的听筒操作模式(图9中未示出)来讲，信号路径和滤波操作可与针对移动电话100所示出的相同。在两种操作模式之间切换可在软件、硬件或软硬件的组合中完成。
免提音频处理器54和接收机音频处理器50可实施音频处理器功能，其中包括自动增益控制、多带动态范围压缩和增益限制。接收机音频处理器50可具有时间变化增益Ga(t)，而免提音频处理器54可具有时间变化增益Gb(t)。由于音频路径具有不同的处理，为了保留空间声音，可以通过该增益校准模块52来对齐音频路径。增益校准模块52可检测接收机音频处理器模块50和免提音频处理器模块54的增益，并通过例如使Ga(t)和Gb(t)等于Ga(t)和Gb(t)中的最小值来调节所述增益。时间变化增益可以是频率相关的，在这种情况中，可基于每个频率来完成对Ga(t)和Gb(t)的对齐。该对齐可补偿通过不同音频路径的可变处理增益。备选地，可通过到接收机音频处理器50的接收机控制输入端51和到免提音频处理器54的免提控制输入来调节所述增益。接收机控制输入端51可耦合到软件控制的寄存器，该寄存器可根据接收机放大器20的增益控制接收机音频处理器51的增益。免提控制输入端可耦合到软件控制的寄存器，该寄存器可根据免提扬声器放大器16的增益来控制免提音频处理器54的增益。
在高音频回放电平处，可以限制接收机音频路径增益以防止放大器限幅或扬声器损坏。增益对齐导致对免提扬声器的次优使用。因此，增益校准模块52还可控制高通滤波器32’截止频率。较高的截止频率会增加信号净空，并可允许在接收机音频路径上以及在免提音频路径上(由于增益对齐)都具有更高增益。在低回放电平处，可在不生成增益降低的情况下，降低高通滤波器截止频率。这可增加两个扬声器声学匹配的频率范围，并得到更好的音频空间再现。
图10(a)说明了接收机均衡滤波器34对在远场条件下测量的接收机频率响应的影响。滤波器特性将所述响应60成形为在由高通滤波器32确定的高频通带中与免提扬声器响应62的幅值和/或相位更接近地匹配。因此，这与如线64所示在听筒模式期间应用的滤波不同，其中线64示出了在听筒模式中接收机扬声器10的频率响应。图10(b)说明了高通滤波器截止频率适配(adaptation)的效果对如图9所示的移动电话900的扬声器输出频谱的影响。虚线66示出了在线67之上6dB的水平处的免提扬声器12响应。虚线68中示出了对应于虚线66的接收机扬声器10响应，其中高通滤波器32’在2KHz处设为高通截止，以及在线69示出了对应于线67的接收机扬声器10响应，其中高通滤波器32’被设为1KHz的高通截止频率。通过根据输入信号电平动态调节高通滤波器32’的滤波器响应，接收机扬声器10的响应能够在更宽的动态范围上跟随免提扬声器12。
图11示出了具有接收机扬声器10和免提扬声器12的移动设备1000，且被配置于免提操作模式中。高通滤波器32”可连接到接收机均衡滤波器34”。接收机均衡滤波器34”的输出端可连接到接收机放大器20。接收机放大器20的输出端可连接到接收机扬声器10。高通滤波器32”、接收机均衡滤波器34”、接收机放大器20、以及接收机扬声器10的组合可形成第一音频信号路径。低通滤波器56可连接到免提均衡滤波器14’。免提均衡滤波器14’可具有连接到免提扬声器放大器16的输入端的输出端。免提扬声器放大器16的输出端可连接到免提扬声器12。低通滤波器56、免提均衡滤波器14’、免提扬声器放大器16、和免提扬声器12的组合可形成第二音频信号路径。移动设备1000被示出为配置成传送单声道音频信号，即该音频信号只包含一个声道。在这种情况中，可在音频输入端30处接收所述音频信号，并且所述音频信号可被路由到第一音频信号路径和第二音频信号路径两者。从而，两个音频信号路径都接收相同的音频信号。本领域技术人员将理解的是，对于听筒操作模式(所述实施方式中未示出)来讲，信号路径和滤波操作可与针对移动电话100所示出的相同。在两种操作模式之间切换可在软件、硬件或软硬件的组合中完成。
在移动设备1000的操作中，可以组合两个扬声器以形成2-路系统，如图11中所示的单声道情况。对于立体声输入信号，输入可以是两个音频声道的下混合。低通滤波器56和高通滤波器32”之间的交叉频率可被选为使得免提扬声器大多数情况操作于只要求机械保护的频率范围中，而接收机扬声器大多数情况操作于只要求热保护的频率范围中。本领域技术人员将理解的是，高通滤波器32”和扬声器均衡滤波器14’可具有与其他实施方式中描述的情况不同的滤波器特性。
图12示出了具有扬声器系统的移动设备1100，说明对不同模式的控制。路由器70具有接收音频输入信号的输入端30。路由器70的音频输出端连接到听筒模式均衡器滤波器18的输入端。路由器70的音频输出端连接到高通滤波器32的输入端。路由器70的音频输出端连接到低通滤波器56。路由器70的音频输出端可连接到交叉路径滤波器36。路由器70的音频输出端连接到混合器38。路由器70的音频输出端连接到多路复用器74。路由器70的控制输出端连接到多路复用器74的控制输入端。多路复用器74的输出端连接到免提均衡滤波器14的输入端。免提均衡滤波器14的输出端连接到放大器免提扬声器放大器16的输入端。免提扬声器放大器16的输出端连接到免提扬声器12。均衡器滤波器18的输出端连接到多路复用器76的输入端。高通滤波器32的输出端可连接到接收机均衡器滤波器34的输入端。接收机均衡器滤波器34的输出端可连接到多路复用器76的输入端。路由器70的控制输出端连接到多路复用器76的控制输入端。多路复用器76的输出端连接到接收机放大器20的输入端。接收机放大器20的输出端连接到接收机扬声器10。
在移动设备1100的操作中，路由器70可将音频信号从输入端30路由到路由器音频输出端口之一。音频信号可包含一个或多个音频声道。如果音频信号包含不止一个声道，则路由器70可划分所述音频信号并将具有一个声道的音频信号路由到所述音频输出端之一并将携带另一声道的第二音频信号路由到其他音频输出端中的一个或多个。本领域技术人员将理解的是，路由器70可由运行在处理器上的软件、硬件或软硬件组合实施。在听筒模式中，路由器可将音频信号从输入端30路由到听筒均衡器滤波器18的输入端。路由器70可选择多路复用器76来将听筒均衡器滤波器18的输出路由到接收机放大器20的输入端。
在免提操作模式中，路由器70可将音频信号从输入端30路由到高通滤波器32的输入端和多路复用器74的输入端。路由器70可将多路复用器76配置成使得来自高通滤波器32的输出端的信号被路由到接收机扬声器10。路由器70可将多路复用器74配置成使得来自输入端30的信号被路由到免提扬声器12。这对应于图4中示出的移动装置400，其中输入音频信号是单声道信号。在输入信号是立体声信号的免提模式中，路由器70可将立体声信号的第一声道输出到高通滤波器32的输入端，并将立体声信号的第一声道输出到低通滤波器56的输入端。在这种情况中，可通过音频混合器38将第二声道与所述交叉路径滤波器36的输出混合。输入信号的第二声道可被直接输出到多路复用器74。路由器70可控制多路复用器74在直接第二声道输出和混合第二声道输出之间选择。多路复用器74的输出由免提均衡滤波器14进行滤波，并由可驱动免提扬声器12的免提扬声器放大器16放大。
本领域技术人员将理解的是，可使用软件、硬件或软硬件的组合来实施移动设备1100中示出的滤波器、多路复用和路由、以及其它示例性实施方式中的滤波器。接收机放大器20和免提扬声器放大器16可以是D类音频放大器。这里使用的术语连接可以是物理连接或软件中实施的模块之间的虚拟连接。
经所附的权利要求针对特征的特定组合，但应该理解的是，本发明的公开范围还包括这里明确或隐含公开的或由此归纳的任何新特征或特征的任何新组合，不管其是否涉及与任何权利要求中当前所要求保护的发明相同的发明或是否如本发明一样解决了部分或全部的相同技术问题。
分离的实施方式的上下文中描述的特征也可在单个实施方式中组合提供。反过来，为了简明而在单个实施方式的上下文中描述的各个特征也可被分别提供或以任何适当的子组合来提供。
申请人在这里注明，可在本申请或由此得到的任何进一步申请的答辩过程中对这种特征或特征的组合构成新的权利要求。
为了完整起见，还注明术语“包括”不排除其他元素或步骤，术语“一”不排除多个，单个处理器或其它单元可实现权利要求中所记载的若干装置的功能，而且权利要求中的参考符号不应被理解为限制权利要求的范围。

Claims (11)

1.一种操作为在听筒模式和免提模式之间切换的移动设备，该移动设备包括：
接收机扬声器，所述接收机扬声器接收至少一个音频信号，并在所述移动设备的所述听筒模式和所述免提模式中进行操作，
免提扬声器，所述免提扬声器在所述移动设备的所述免提模式中进行操作，
接收机均衡滤波器，所述接收机均衡滤波器操作为在所述听筒模式中具有第一滤波器特性，以及在所述免提模式中具有不同的第二滤波器特性，所述第二滤波器特性为用于将接收机扬声器的声学响应与免提扬声器的声学响应相匹配的特性，所述接收机均衡滤波器具有耦合到所述接收机扬声器的输出端，
免提均衡滤波器，所述免提均衡滤波器具有耦合到所述免提扬声器的输出端；
交叉路径滤波器，所述交叉路径滤波器具有输入端和低通滤波特性，其被配置为在免提模式中所述交叉路径滤波器的输入端耦合到所述接收机扬声器的输入端；
混合器，被配置把交叉路径滤波器的输出与至少一个音频信号混合，并将混合后的信号耦合到免提扬声器的输入端；其中所述移动设备响应于切换到免提模式，将至少一个音频信号路由到所述接收机均衡滤波器的输入端和所述免提均衡滤波器的输入端，并响应于将所述移动设备切换到听筒模式，将音频信号路由到接收机均衡滤波器的输入端。
2.根据权利要求1所述的移动设备，所述移动设备还包括高通滤波器，其中所述移动设备在免提模式中操作，以便在滤波器级联中耦合所述高通滤波器和所述接收机均衡滤波器并且将所述至少一个音频信号路由到所述滤波器级联。
3.根据权利要求2所述的移动设备，其中所述交叉路径滤波器和所述高通滤波器操作为交叉滤波器网络。
4.根据权利要求1或2所述的移动设备，其中所述移动设备在所述免提模式中操作，以便将至少一个音频信号中的第一音频信号路由到所述免提扬声器并将至少一个音频信号中的第二音频信号路由到所述接收机扬声器。
5.根据权利要求1或2所述的移动设备，所述移动设备还包括：空间声音处理器，所述空间声音处理器耦合到所述接收机均衡滤波器的所述输出端和所述免提均衡滤波器的所述输出端，以及在操作中，所述空间声音处理器在所述音频信号路径之一上处理所述至少一个音频信号，以使得所述接收机扬声器和所述免提扬声器的所感知的空间分离增加。
6.根据权利要求2所述的移动设备，所述移动设备还包括输出端耦合到所述免提均衡滤波器的输入端的低通滤波器。
7.根据权利要求2所述的移动设备，所述移动设备还包括耦合到所述高通滤波器的输入端的接收机音频处理器，耦合到所述免提均衡滤波器的输入端的免提音频处理器，以及耦合到所述免提音频处理器、所述接收机音频处理器和所述高通滤波器的增益对齐器；其中所述增益对齐器操作为将路由到所述接收机扬声器的音频信号和路由到所述免提扬声器的另一音频信号之间的时间和/或频率相关增益对齐。
8.根据权利要求1或2所述的移动设备，所述移动设备被配置为移动电话和平板电脑之一。
9.一种生成来自移动设备的声学输出的方法，所述移动设备包括接收机扬声器和免提扬声器，所述方法包括：
响应于将所述移动设备切换到听筒模式，将至少一个音频信号路由到所述接收机扬声器，以及
响应于将所述移动设备切换到免提模式，将所述音频信号路由到所述接收机扬声器和所述免提扬声器，在所述听筒模式中，将至少一个音频信号路由到接收机均衡滤波器的输入端并通过所述接收机扬声器输出滤波后的音频信号，以及
在所述免提模式中，将至少一个音频信号路由到所述接收机均衡滤波器的输入端和免提均衡滤波器的输入端并通过所述免提扬声器和接收机扬声器输出滤波后的音频信号，
配置交叉路径滤波器具有输入端和低通滤波特性，在免提模式中所述交叉路径滤波器的输入端耦合到所述接收机扬声器的输入端，交叉路径滤波器的输出端耦合混合器，混合器被配置把交叉路径滤波器的输出与至少一个音频信号混合，并将混合后的信号耦合到免提扬声器的输入端；
其中所述接收机均衡滤波器操在所述听筒模式中具有第一滤波器特性，以及在所述免提模式中具有不同的第二滤波器特性，所述第二滤波器特性为用于将接收机扬声器的声学响应与免提扬声器的声学响应相匹配的特性。
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括：在免提模式中，将至少一个音频信号路由到高通滤波器并通过所述接收机扬声器输出滤波后的至少一个音频信号。
11.根据权利要求9或10所述的方法，所述方法还包括：
将所述音频信号分为第一音频信号声道和第二音频信号声道，
将所述第一音频信号声道路由到所述接收机扬声器，
在免提模式中，将所述第一音频信号声道和所述第二音频信号声道的混合路由到所述免提扬声器；其中所述方法还包括将第一音频信号声道路由到低通滤波器，以及将经过低通滤波的所述第一音频信号声道与所述第二音频信号声道混合。
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