CN104754484A - 具有可切换电源电压的听力设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种听力设备和一种听力设备的麦克风组件。所述听力设备包括：麦克风，其包括麦克风换能器元件，其中，所述麦克风换能器元件被配置为响应于声音的接收提供换能器信号；麦克风放大电路，其被配置为基于所述换能器信号产生放大的麦克风信号；控制和处理电路，其根据用户的听力损失接收和处理所述放大的麦克风信号；电平检测器，其被配置为检测所述放大的麦克风信号的电平；其中，所述麦克风放大电路耦合到可切换电源，其中，所述可切换电源被配置为基于检测到的所述放大的麦克风信号的电平将具有第一DC电压电平的第一电源电压或具有第二DC电压电平的第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路，所述第二DC电压电平高于所述第一DC电压电平。
Description
技术领域
本公开涉及听力设备。
背景技术
听力设备或助听器典型地包括麦克风放大组件，该麦克风放大组件包括用于接收诸如说话和音乐的传入声音的一个或多个麦克风。传入声音被转换成一个或多个电麦克风信号，在听力设备的控制和处理电路中按照一个或多个预设的收听程序放大和处理这些电麦克风信号。典型地，用例如用听力图表达的用户特定听力缺陷或听力损失计算这些收听程序。听力设备的输出放大器将处理的麦克风信号经由小型扬声器或接收器传递到用户的耳道，该小型扬声器或接收器可与麦克风一起被容纳在听力设备的壳体中或者被单独容纳在耳塞中。
通常，麦克风放大电路的输入级的噪声水平对于麦克风中例如被表达为单位为dB SPL的等效输入噪声水平的助听器中的整体本底噪声而言至关重要。输入级可包括带有合适的偏置电流源的单个MOSFET或双极性晶体管，该偏置电流源确定通过MOSFET或双极性晶体管的偏置电流。由于输入级的噪声水平对偏置电流水平的依赖性强使得噪声水平随着偏置电流水平的减小而增大，因此这限制了在噪声水平没有变得不可接受地高的情况下偏置电流可以多么小。同时，输入级还必须能够操纵在没有明显失真的情况下麦克风可输出的最大音频信号水平，这需要输入级被供应相对高的电源电压以适应在最大信号电平下的AC信号摆动。在麦克风包括由麦克风放大组件传递的特定DC电源电压供电的内部前置放大器(即，安装在麦克风壳体内)的情况下，通常的做法是针对麦克风放大电路的输入级使用较高的DC电源电压。这个较高的DC电源电压可以比内置的麦克风前置放大器的电源电压高大约2倍。同时，出于以上讨论的原因，在麦克风放大电路的输入级中仍然需要相对大的偏置电流。这意味着，输入级可消耗麦克风放大电路的总电流消耗(甚至包括放大的麦克风信号的模数转换)的多达25％。
凭借典型听力设备电池组中存储的有限量的能量，可能理想的是，随时随地降低听力设备电路和部件的功耗。因此，降低麦克风放大电路的输入级的功耗而不牺牲噪声性能和操纵最大音频信号电平的能力会是理想和有利的。
发明内容
在一个实施例中，一种听力设备包括：麦克风，其包括安装在麦克风壳体中的麦克风换能器元件，所述麦克风换能器元件响应于声音的接收产生换能器信号；麦克风放大电路，其被配置为从所述换能器信号产生放大的麦克风信号。所述听力设备的控制和处理电路耦合到所述麦克风放大电路，以根据用户的听力损失接收和处理所述放大的麦克风信号。所述麦克风放大电路具有耦合到可切换电源的电源端口，所述可切换电源将具有第一DC电压电平的第一电源电压或具有第二DC电压电平的第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路的电源端口。所述第二DC电压电平高于所述第一DC电压电平。电平检测器被配置为检测麦克风信号的电平并且基于检测到的所述麦克风信号的电平将所述第一电源电压或所述第二电源电压连接到所述电源端口。
第一方面涉及一种听力设备，所述听力设备包括：麦克风，其包括安装在麦克风壳体中的麦克风换能器元件，所述麦克风换能器元件响应于声音的接收产生换能器信号；麦克风放大电路，其被配置为从所述换能器信号产生放大的麦克风信号。所述听力设备的控制和处理电路耦合到所述麦克风放大电路，以根据用户的听力损失接收和处理所述放大的麦克风信号。所述麦克风放大电路具有耦合到可切换电源的电源端口，所述可切换电源将具有第一DC电压电平的第一电源电压或具有第二DC电压电平的第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路的电源端口。所述第二DC电压电平高于所述第一DC电压电平。电平检测器被配置为检测麦克风信号的电平并且基于检测到的所述麦克风信号的电平将所述第一电源电压或所述第二电源电压连接到所述电源端口。
技术人员应该理解，可用麦克风放大电路中存在的各种类型的麦克风信号(诸如，麦克风放大电路的输出处的放大的麦克风信号或麦克风放大电路的麦克风输入信号或甚至直接从麦克风换能器元件分接出的麦克风信号)检测麦克风信号的电平。电平检测器可被配置为以间接方式从与麦克风信号的电平成比例的另一个信号检测麦克风信号的电平。电平检测器可例如形成麦克风放大电路的自动增益控制电路(AGC)的部分。在后一种情况下，AGC电路可基于麦克风信号的电平获得可变增益麦克风前置放大器的增益控制信号。因此，可用AGC电路的增益控制信号计算麦克风信号的电平，因为后者是基于麦克风信号的电平和增益控制信号之间的已知关系。
听力设备的控制和处理电路可包括处理麦克风信号的数字化形式的软件可编程微处理器核和/或DPS核。控制和处理电路可替代地包括通过适当地配置的数字时序和组合逻辑电路的组件而实现的硬连线DSP。麦克风信号的数字化形式在这两种情形下可由如下讨论的模数转换器产生。
第一DC电压电平和第二DC电压电平之间的DC电压电平的切换是有利的，因为这个特征允许第一低DC电压电平用麦克风信号的相对低且正常的电平为麦克风放大电路供电。这些麦克风信号的相对低且正常的电平可例如对应于麦克风换能器元件上的高达90dB SPL或100dB SP的声压水平。对于较高的声压水平，电平检测器可将第二DC电压电平连接到麦克风放大电路的电源端口。因此，由于在许多典型的声音环境下声压水平处于90dB SPL或100dB SP之下，因此第一电源电压耦合到麦克风放大电路的总操作时间可比麦克风放大电路耦合到第二电源电压的总操作时间长得多。因此，麦克风放大电路一方面能够在大部分时间内以低功耗操作而没有牺牲噪声性能(其中，声压水平低或正常)，另一方面仍然能够通过切换至第二电源电压操纵大得多的声压水平而没有明显的失真，其中，较高的DC电压电平允许麦克风放大电路中的AC信号摆动较大。技术人员应该理解，电平检测器可包括预定阈值电平并且被配置为比较检测到的麦克风信号的电平与这个阈值电平。随后，电平检测器如果检测到的麦克风信号电平低于预定阈值电平则可将第一电源电压连接到麦克风放大电路的电源端口并且如果检测到的麦克风信号电平高于预定阈值电平则可将第二电源电压连接到电源端口。麦克风信号的预定阈值电平可例如对应于以上讨论的麦克风换能器元件上的90dB SPL或100dB SPL的声压水平。
麦克风放大电路可包括单级前置放大器或多个串联耦合的前置放大器。在这两个实施例中，麦克风放大电路和麦克风换能器元件可布置在麦克风壳体内部。
麦克风放大电路可被完全包含在麦克风壳体中，分布在麦克风壳体和控制和处理电路之间或者被完全包含在控制和处理电路中。控制和处理电路可在后两个实施例中包括混合信号ASIC。在第一种情况下，控制和处理电路可以只是ASIC型的数字逻辑。麦克风放大电路的多级实施例包括级联或串联耦合的第一前置放大器和第二前置放大器。第一前置放大器直接耦合到麦克风换能器元件的换能器信号并且被供应来自所述第一电源电压或者具有第三DC电压电平的第三电源电压的电力，第三DC电压电平低于第二DC电压电平。此外，第二前置放大器包括耦合到第一前置放大器的信号输出端口的信号输入端口、和耦合到可切换电源的电源端口。在这个实施例中，第一前置放大器可以是单位增益缓冲器，例如，单个MOSFET或JFET源跟随器，因为是单位电压增益，所以对其信号操纵能力的要求有限。因此，第一前置放大器耦合到第一低电源电压或类似的低DC电源电压电平。第一低电源电压的DC电平可以是大约1.0V并且例如借助线性电压调节器或简单的RC低通滤波器用听力设备的电池电压获得电源电压。
第二前置放大器可具有诸如在3dB和20dB之间的显著的电压放大，因此需要比第一前置放大器更强的信号操纵能力。因此，第二前置放大器的电源端口耦合到可切换电源，使得例如当放大的麦克风信号高于之前讨论的预定阈值电平时，在需要避免失真时通过电平检测器选择第二电源电压。
根据麦克风放大电路的多级分布实施例，麦克风换能器元件和第一前置放大器布置在麦克风的公共麦克风壳体中。麦克风壳体包括耦合到第一电源电压或第三电源电压的电源端子。另外，第二前置放大器、可控开关装置、第一电源和第二电源和电平检测器集成在听力设备的控制和处理电路上。
可切换电源优选地包括对由电平检测器产生的开关控制信号做出响应的可控开关装置。可控开关装置可分别经由第一开关输入和第二开关输入耦合连接到所述第一电源电压和所述第二电源电压。此外，可控开关装置的开关输出连接到麦克风放大电路的电源端口。可控开关装置可包括一个或多个半导体开关，这些半导体开关的各个控制端子连接到开关控制信号，如以下更详细描述的。
在一个有利的实施例中，在数字域中检测麦克风信号的电平。听力设备的这个实施例包括模数转换器，模数转换器被配置用于基于麦克风信号(诸如，放大的麦克风信号)产生数字化麦克风信号，所述电平检测器包括数字电平检测器，数字电平检测器被配置用于计算数字化的放大的麦克风信号的电平。数字电平检测器被配置用于将数字控制信号供应到所述可控开关装置。数字电平检测器的一个实施例可包括用硬件实现数字电平检测器功能的经适当地配置的数字逻辑电路。数字电平检测器的替代实施例可包括用软件实现数字电平检测器功能的程序例程或软件组件。这个软件组件可包括之前描述的听力设备的控制和处理电路的软件可编程DSP核的预定的可执行程序指令集合。技术人员应该理解，在又一个替代形式中，数字电平检测器可被实现为一个或多个软件组件和数字硬件的组合。
第二方面涉及一种听力设备的麦克风组件。所述麦克风组件包括：麦克风，其包括安装在麦克风壳体中的麦克风换能器元件，所述麦克风换能器元件响应于声音的接收产生换能器信号；麦克风放大电路，其被配置为从换能器信号产生放大的麦克风信号，所述麦克风放大电路具有耦合到所述换能器信号的信号输入端口和耦合到可切换电源的电源端口，所述可切换电源被配置为将具有第一DC电压电平的第一电源电压或具有第二DC电压电平的第二电源电压选择性连接到麦克风放大电路的电源输入，其中，所述第二DC电压电平高于所述第一DC电压电平；电平检测器，其被配置为检测麦克风信号的电平并且基于检测到的麦克风信号的电平将第一电源电压或第二电源电压连接到麦克风放大电路的电源端口。
可切换电源可包括如以上结合第一方面讨论的对由所述电平检测器产生的开关控制信号做出响应的可控开关装置。所述可控开关装置分别经由第一开关输入和第二开关输入连接到所述第一电源电压和所述第二电源电压，开关输出连接到麦克风放大电路的电源端口。
可如以上结合第一方面公开地配置麦克风放大电路。因此，在一个实施例中，所述麦克风放大电路包括：第一前置放大器，其直接耦合到所述麦克风换能器元件的换能器信号并且被供应来自所述第一电源电压或者具有第三DC电压电平的第三电源电压的电力，所述第三DC电压电平低于所述第二DC电压电平。此外，麦克风放大电路的第二前置放大器包括耦合到所述第一前置放大器的信号输出端口的信号输入端口和耦合到所述可切换电源的电源端口。
第二前置放大器的一个实施例包括偏置电流源，所述偏置电流源耦合在所述麦克风放大电路的输入晶体管和所述可控开关装置的输出之间。以此方式，偏置电流源连接在可控开关装置的输出侧并且同一偏置电流源可方便地用于与开关装置状态无关地偏置输入晶体管。麦克风放大电路的噪声性能经常由第二前置放大器的输入晶体管的噪声水平主导；因此可有利的是，保持后者噪声水平基本上恒定，而不管第二前置放大器是经由开关装置连接到第一电源电压还是第二电源电压。在这种情况下，偏置电流源可被配置为提供基本上恒定的偏置电流，而不管麦克风信号的电平如何。偏置电流源可被配置为将输入晶体管中的DC偏置电流设置在2μA和25μA之间。在这个背景下，基本上恒定的偏置电流意味着DC偏置电流变化少于10％，从零电平的麦克风信号变化至与1kHz下麦克风换能器元件上的100dB声压水平对应的麦克风信号电平。
在替代实施例中，两个单独的偏置电流源连接于可控开关装置的输入侧并且可根据可控开关装置的状态方便地设置至输入晶体管的不同DC偏置电流。根据这个实施例，第一偏置电流源耦合在第一电源电压和可控开关装置的第一输入之间，第二偏置电流源耦合在第二电源电压和可控开关装置的第二输入之间。然而，两个单独的偏置电流源当然可被配置为基本上相等的DC偏置电流(例如，如以上提到的偏置电流值)，使得基本上恒定的偏置电流被提供到第二前置放大器，而不管可控开关装置的状态如何。因此，如果第一前置放大器的偏置电流也基本上恒定，则整个麦克风放大电路可具有基本上恒定的偏置电流。第一偏置电流源和第二偏置电流源中的每个可包括诸如PMOS晶体管的晶体管，如以下参照附图更详细讨论的。
为了使产生的诸如爆裂声和喀哒声的听觉假象最小化，结合第一电源电压和第二电源电压之间的来回切换，时间常数电路可耦合到电平检测器或者集成在电平检测器中，以设置合适的起音时间(attacktime)和合适的释音时间(release time)。优选地，起音时间被设置成小的值，使得切换频率分量被置于可听频率范围之上，即，超过20kHz。起音时间可少于50μs，更优选地，少于10μs。在起音时间期间，可利用开关控制信号将麦克风放大电路的电源端口与第一电源电压断开并且将麦克风放大电路经由可控开关装置连接到第二电源电压。在释音时间期间，执行相反的连接/断开操作。释音时间优选地被设置成明显大于起音时间的值，使得切换频率分量大大地降至低于可听频率范围，即，低于20Hz。因此，时间常数电路的释音时间可被设置成大于50ms的值。
如以上简要提到的，可控开关装置可包括具有与开关控制信号连接的各个控制端子的一个或多个半导体开关。根据一个这样的实施例，可控开关装置包括：第一半导体开关，其连接在第一开关输入和开关输出之间；第二半导体开关，其连接在第二开关输入和开关输出之间。此外，第一半导体开关和第二半导体开关中的每个具有耦合到开关控制信号的控制端子。第一半导体开关和第二半导体开关中的每个优选地包括诸如在控制端子(即，栅极)处表现出低导通状态电阻、高截止状态电阻和高阻抗的MOSFET的半导体开关。
在一个有利实施例中，第一偏置电流源和第二偏置电流源中的每个还用作开关装置的开关，从而合并了向麦克风放大电路供应偏置电流的之前描述的开关装置的功能。在一个这样的实施例中，第一偏置电流源与可控开关装置的第一半导体开关集成，第二偏置电流源与可控开关装置的第二半导体开关集成。第一偏置电流源/开关和第二偏置电流源/开关中的每个可包括以下参照附图更详细公开的PMOS或NMOS晶体管。相比于使用单独的偏置电流源和开关的实施例，这个实施例可减少麦克风组件的部件数量。
可用各种类型的电压源产生第一电源电压和第二电源电压。如以上提到的，可通过线性电压调节器或简单的RC低通滤波器产生从听力设备的电池电源电压供应的第一电源电压和/或第三电源电压。可通过诸如传统1.2V锌空气电池组或通过一个或多个可再充电电池组的听力设备的电池电源产生电池电源电压。麦克风组件可包括被配置为产生第二电源电压的诸如升压转换器或电荷泵的DC-DC电力转换器。DC-DC电力转换器可被供应电池电源电压或第一电源电压。通过正确地适配DC-DC电力转换器，第二DC电压电平可以比第一DC电压电平高至少1.5倍，诸如比第一DC电压电平高1.5倍至3.0倍之间。
麦克风放大电路、可控开关装置、电压源和控制和处理电路可集成到亚微米级基于数字CMOS的半导体芯片或衬底上。
一种听力设备包括：麦克风，其包括安装在麦克风壳体中的麦克风换能器元件，其中，所述麦克风换能器元件被配置为响应于声音的接收提供换能器信号；麦克风放大电路，其被配置为基于所述换能器信号产生放大的麦克风信号；控制和处理电路，其耦合到所述麦克风放大电路，以根据用户的听力损失接收和处理所述放大的麦克风信号；电平检测器，其被配置为检测所述放大的麦克风信号的电平；其中，所述麦克风放大电路耦合到可切换电源，其中，所述可切换电源被配置为基于检测到的所述放大的麦克风信号的电平将具有第一DC电压电平的第一电源电压或具有第二DC电压电平的第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路，所述第二DC电压电平高于所述第一DC电压电平。
可选地，所述麦克风放大电路包括：第一前置放大器，其耦合到所述麦克风换能器元件并且被配置为从所述第一电源电压或者具有第三DC电压电平的第三电源电压接收电力，所述第三DC电压电平低于所述第二DC电压电平；第二前置放大器，其包括耦合到所述第一前置放大器的信号输出端口的信号输入端口、和耦合到所述可切换电源的电源端口。
可选地，所述麦克风换能器元件和所述第一前置放大器布置在所述麦克风的麦克风壳体中；所述麦克风壳体包括耦合到所述第一电源电压或所述第三电源电压的电源端子；其中，所述第二前置放大器、所述第一电源和所述第二电源和所述电平检测器集成在所述听力设备的控制和处理电路上。
可选地，所述可切换电源被配置用于如果检测到的电平低于预定阈值电平则将所述第一电源电压连接到所述麦克风放大电路并且如果检测到的电平等于或高于预定阈值电平则将所述第二电源电压连接到所述麦克风放大电路。
可选地，所述可切换电源包括对由所述电平检测器产生的开关控制信号做出响应的可控开关装置；其中，所述可控开关装置分别经由第一开关输入和第二开关输入耦合到所述第一电源电压和所述第二电源电压；其中，所述可切换电源被配置为通过所述开关控制信号将所述第一电源电压或所述第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路。
可选地，所述麦克风放大电路还包括模数转换器，所述模数转换器被配置用于基于所述放大的麦克风信号产生数字化麦克风信号；其中，所述电平检测器包括数字电平检测器，所述数字电平检测器被配置用于计算所述数字化麦克风信号的电平并且将开关控制信号供应到所述可控开关装置，所述开关控制信号是数字开关控制信号。
一种用于听力设备的麦克风组件包括：麦克风，其包括安装在麦克风壳体中的麦克风换能器元件，其中，所述麦克风换能器元件被配置为响应于声音的接收提供换能器信号；麦克风放大电路，其被配置为基于所述换能器信号产生放大的麦克风信号；电平检测器，其被配置为检测所述麦克风信号的电平；其中，所述麦克风放大电路耦合到可切换电源；其中，所述可切换电源被配置为基于检测到的所述麦克风信号的电平将具有第一DC电压电平的第一电源电压或具有第二DC电压电平的第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路，所述第二DC电压电平高于所述第一DC电压电平。
可选地，所述可切换电源包括对由所述电平检测器产生的开关控制信号做出响应的可控开关装置，其中，所述可控开关装置分别经由第一开关输入和第二开关输入连接到所述第一电源电压和所述第二电源电压；其中，所述可切换电源被配置为通过所述开关控制信号将所述第一电源电压或所述第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路。
可选地，所述麦克风放大电路包括：第一前置放大器，其耦合到所述麦克风换能器元件，并且被配置为从所述第一电源电压或者具有第三DC电压电平的第三电源电压接收电力，所述第三DC电压电平低于所述第二DC电压电平；第二前置放大器，其包括耦合到所述第一前置放大器的信号输出端口的信号输入端口、和耦合到所述可切换电源的电源端口。
可选地，所述麦克风组件还包括偏置电流源，所述偏置电流源耦合在所述麦克风放大电路的输入晶体管和所述可控开关装置的输出之间。
可选地，所述偏置电流源被配置为与所述麦克风信号的电平无关地提供基本上恒定的偏置电流。
可选地，所述麦克风组件还包括：第一偏置电流源，其耦合在所述第一电源电压和所述可控开关装置的第一开关输入之间；第二偏置电流源，其耦合在所述第二电源电压和所述可控开关装置的第二开关输入之间。
可选地，所述麦克风组件还包括时间常数电路，所述时间常数电路耦合到所述电平检测器并且被配置为设置所述开关控制信号的起音时间和释音时间；其中，在起音时间期间，所述开关控制信号将所述麦克风放大电路与所述第一电源电压断开并且将所述麦克风放大电路经由所述可控开关装置连接到所述第二电源电压。
可选地，所述可控开关装置包括：第一半导体开关，其连接在所述第一开关输入和开关输出之间；第二半导体开关，其连接在所述第二开关输入和所述开关输出之间；所述第一半导体开关和所述第二半导体开关中的每个具有耦合到所述电平检测器的控制端子。
可选地，第一偏置电流源与所述可控开关装置的第一半导体开关集成，第二偏置电流源与所述可控开关装置的第二半导体开关集成。
通过阅读下面的具体模式，其它和另外的方面和特征将显而易见。
附图说明
将结合附图更详细地描述实施例，其中：
图1是根据实施例的包括可切换电源的听力设备的麦克风组件的简化示意性框图；
图2是根据第二实施例的包括可切换电源的听力设备的麦克风组件的简化示意性框图；
图3是根据第三实施例的包括可切换电源的听力设备的麦克风组件的简化示意性框图。
具体实施方式
下文中，参照附图描述各种实施例。还应该注意，附图仅仅旨在便于描述实施例。它们不旨在成为对本发明的排他性描述或者对本发明范围的限制。另外，例证的实施例不需要具有表现出的所有方面或优点。结合特定实施例描述的方面或优点不一定限于实施例并且可在任何其它实施例中实践，即使没有这样例证，或者如果没有这样清晰地描述的话。
图1是包括听力设备的可切换电源的麦克风组件100的简化示意性框图。听力设备可包括诸如耳挂式(BTE)、耳道内式(ITC)、深耳道式(CIC)等任何类型的助听器壳体样式。听力设备可包括为了简单起见都被省略的用于产生耳道声压的诸如输出放大器、控制和处理电路和小型接收器/扬声器的特定惯常组件。控制和处理电路可经由模数转换器ΣΔ1115的输出耦合到在麦克风组件100的输出处供应的数字化麦克风信号。控制和处理电路可包括软件可编程DSP核，该软件可编程DSP核根据听力设备用户的听力损失将一个或多个信号处理功能应用于来自MM的数字化麦克风信号。这些信号处理功能可包括如同非线性放大、降噪、频率响应成形等功能的不同处理参数。
麦克风组件100包括通过外部可用的正电源端子VDD供电的麦克风MM。麦克风组件MM包括安装在麦克风壳体(未示出)中的麦克风换能器元件(未示出)。麦克风换能器元件可包括响应于声音的接收产生换能器信号的电容式驻极体换能器元件。麦克风MM此外包括直接耦合到麦克风换能器元件的输出的第一前置放大器(未示出)。该前置放大器可拥有极高的输入阻抗，以允许以最小的信号损失耦合到电容式驻极体换能器元件。这个第一前置放大器被供应来自正电源端子VDD的电力。麦克风信号的放大后或缓冲后的形式被麦克风信号输出端子103的第一前置放大器供应到集成在麦克风组件100的单独麦克风放大电路101上的第二前置放大器。第二前置放大器包括输入级，输入级包括其栅极输入耦合到麦克风信号的放大后或缓冲后形式的PMOS晶体管M1。PMOS晶体管M1可，结合漏极或负载电路105(例如，包括一个或多个负载电阻器)，被配置为提供由麦克风MM传递的缓冲后或放大的麦克风信号的预定小信号放大，之后通过ΣΔ1模数转换器115转换成数字格式。技术人员应该理解，第二前置放大器可包括以PMOS晶体管M1例示的仅仅单个放大级或者例如，级联耦合的多级的多个放大级。此外，M1可包括与PMOS晶体管例示不同类型的晶体管器件，例如，NMOS晶体管、JFET或双极性(BJT)晶体管。
麦克风放大电路101另外包括可切换电源102，可切换电源102包括开关装置SW1、PMOS晶体管M2和M3、两个单独的电源电压VDDL和VDDH。第一电源电压VDDL提供第一DC电压电平并且第二电源电压VDDH具有第二DC电压电平，第二DC电压电平的绝对值(即，较大的正DC电压或较大的负DC电压)高于第一DC电压电平。第一电源电压VDDL可被施加到麦克风MM的正电源端子VDD。第一DC电压电平和第二DC电压电平的绝对值及其电压差可根据所考虑的听力设备特性而变化。如果听力设备的电源是典型的诸如1.2V锌空气电池的助听器电池组，则可通过诸如线性调节器或简单的基于RC的低通滤波器的电压调节器将第一DC电压电平调节成大约0.9-1.1V。在该情形下，可将第二DC电压电平设置成大约第一DC电压电平的双倍值，即，大约1.8-2.2V。技术人员应该理解，可由直接耦合到麦克风放大电路101的电池电压端子VBAT或者耦合到以上讨论的调节后的电压的、诸如升压转换器或电荷泵的经适当地配置的DC-DC电力转换器117产生第二电源电压VDDH。DC-DC转换器117可被线性型电压调节器跟随，以在第二电源电压VDDH耦合到M3的源极端子之前抑制第二电源电压VDDH上的电源噪声或波纹。
可切换电源102的PMOS晶体管M3被配置为围绕PMOS晶体管M1的输入级的第一基本恒定偏置电流源并且当SW1将偏置电流源连接到M1的电源端口或输入119时将所需的预设DC偏置电流从第一低电源电压VDDH供应到M1。所选择的DC偏置电流水平将根据输入级晶体管M1的噪声要求而变化，因为偏置电流较大造成噪声较小，代价是功耗增加。然而，M3可被配置为将用于典型助听器应用的2μA和25μA之间的第一DC偏置电流传递到M1。可通过经适当地配置的耦合到M3的栅极端子113并且供应合适的DC偏置电压VBIAS的电流镜电路(未示出)设置所需的第一DC偏置电流。可切换电源102的PMOS晶体管M2被配置为围绕PMOS晶体管M1的输入级的第二基本恒定偏置电流源并且当SW1将偏置电流源连接到M1的电源端口119时将所需的第二DC偏置电流从第二(高)电源电压VDDH供应到M1。以相同的连接，出于以上讨论的原因，M2可被配置为传递用于典型助听器应用的2μA和25μA之间的第二DC偏置电流水平。因此，开关装置SW1被配置为将第一偏置电流源M3或第二偏置电流源M2选择性连接到M1的电源端口119，以在断开的偏置电流源被切断并且基本上保持没有任何电流的同时将操作电流供应到输入级。
技术人员应该理解，第一DC偏置电流和第二DC偏置电流可被设置成基本上相同的水平。这样将保持麦克风放大电路的输入级的噪声水平在很大程度上是恒定的而不管启动/选择的偏置电流源如何，因为假如M1的晶体管尺寸大得足以将闪动噪声减小至不明显水平，偏置电流水平是噪声水平的主导因素。然而，在可供选择的实施例中，通过合适地配置M2和M3，第一DC偏置电流水平可被设置成明显比第二DC偏置电流水平大的水平，例如，是第二CD偏置电流水平的2倍大。
麦克风放大电路101还包括电平检测器107，电平检测器107被配置为检测第二前置放大器的输出节点处的放大的麦克风信号114的电平。这个输出节点可以是围绕PMOS晶体管M1配置的输入级的输出，如图1上示意性指示的。技术人员应该理解，出于检测电平的目的，可替代地使用麦克风放大电路中存在的其它麦克风信号。电平检测器107可被配置为对诸如峰值电压或峰值功率、RMS电压或电力水平、平均电压或电力水平等放大的麦克风信号进行各种类型的水平估计。电平检测器107可被配置为比较检测到的放大的麦克风信号114的电平与阈值电压或参考电压并且基于检测到的电平是高于或低于阈值电压，选择性将第一电源电压VDDL或第二电源电压VDDH连接到第二前置放大器的电源输入119。电平检测器107通过可选的释音和起音时间电路109产生合适的开关控制信号111，并且将这个控制信号施加到开关装置SW1的一个或多个控制输入，使得在其它电源电压断开的同时通过SW1选择和路由所需的电源电压。
电平检测器107的阈值电压或参考电压可被设置成与放大的麦克风电压的特定电平对应的值，其中，期望借助开关装置SW1从第一电源电压VDDL切换至第二高电源电压VDDH。例如，会期望切换电源电压，因为围绕M1的第二前置放大器的输入级不能够操纵麦克风MM产生的放大的麦克风信号114的电压信号摆动而没有听觉失真。当在本实施例中布置在麦克风壳体中的第一前置放大器的电源电压VDD大致等于第一电源电压VDDL并且第二前置放大器具有输入信号和VDD电源电压之间的最小电压裕度以允许电流源M3和输入晶体管M1正确操作时，这种情形是特别相关的。第二前置放大器的信号操纵能力通过将其电源端口119耦合到高电源电压VDDH而显著提高，因为在输入级晶体管M1的漏极处伴随有未失真的AC信号电压摆动的增加。另一方面，由M1抽取出的DC偏置电流此刻由第二高电源电压VDDH供应，这意味着，如果M1的DC偏置电流保持大致恒定，则第二前置放大器的功耗显著提高。假设第一电源电压VDDL具有1.0V的DC电平并且第二高电源电压VDDH具有2.0V的DC电平，通过根据第一电源和第二电源中的实际转换损失来切换电源电压，功耗大致加倍。然而，如果调节电平检测器的阈值电压使得麦克风MM处的参考声压被选定为合适的高水平，例如，对应于超过90dB SPL或超过100dB SPL的麦克风换能器元件上的声压水平，则在许多实际声压环境下，相比于第二前置放大器耦合到第一电源电压VDDL的总时间，第二前置放大器耦合到第二电源电压VDDH的总时间可缩短。因此，增大的功耗将只导致麦克风组件随时间推移的临界较高平均功耗。
因此，与第一电源电压VDDL和第二电源电压VDDH结合的可切换电源102使第二前置放大器能够在没有高声压水平失真的情况下操纵麦克风信号的最大AC信号摆动，而没有因恒定高电源电压操作造成的现有技术的前置放大器的平均功耗明显增大。在本麦克风放大电路中，第二前置放大器的平均功耗保持较低，因为当麦克风声压水平处于低水平或正常水平时，前置放大器的电源耦合到第一低电源电压VDDL。这是到目前为止在日常使用听力设备时最常见的声音环境。还值得注意，当从第二电源电压切换至第一电源电压VDDL时，第二前置放大器中的DC偏置电流可基本上保持不变，使得第二前置放大器的噪声水平在很大程度上不会受切换至VDDL的影响。
如以上讨论的，电平检测器107通过可选的释音和起音时间电路109产生合适的开关控制信号111。技术人员应该理解，释音和起音时间电路109可与电平检测器107集成。释音和起音时间电路109的作用是设置开关控制信号111的合适的起音时间和合适的释音时间，以结合在第一电源电压VDDL和第二电源电压VDDH之间进行的切换，使诸如爆裂声和喀哒声的任何听觉假象最小化。起音时间优选地被设置成小的值，使得切换频率分量被置于可听频率范围之上，即，超过20kHz。起音时间可少于50μs。在起音时间期间，开关控制信号将第二前置放大器的电源端口119与第一电源电压VDDL断开并且将电源端口119经由可控开关装置SW1连接到第二电源电压VDDH。释音时间优选地被设置成明显大于起音时间的值，使得切换频率分量大大地降至低于可听频率范围，即，低于20Hz。这样还确保了控制信号将不响应于脉动声音模式来回快速变化，但例如保持与第二电源电压VDDH的连接，直到声压降至低于之前讨论的声压阈值达合理的时间段。释音时间可被设置成大于50ms的值。在释音时间期间，开关控制信号111将第二前置放大器的输入级的电源端口119与第二电源电压VDDH断开并且将电源端口119经由可控开关装置SW1连接到第一电源电压VDDL。
可用各种方式配置可控开关装置SW1。在一个实施例中，SW1包括一对独立操作的半导体开关，各半导体开关由单独的开关控制信号控制。因此，在这个实施例中，开关控制信号可以是二进制信号。这对半导体开关中的第一半导体开关连接在第一开关输入和开关输出之间，其中，开关输出连接到第二前置放大器的电源端口119。开关输入分别连接到第一电源电压VDDL和第二电源电压VDDH中的一个。第二半导体开关连接在开关装置的第二开关输入和开关输出之间。第二半导体开关的输入连接到第一半导体开关的反向电源电压。第一半导体开关和第二半导体开关中的每个可包括在控制端子(即，栅极)处表现出低导通状态电阻、高截止状态电阻和高阻抗的MOSFET。
转换或者数字化放大的麦克风信号114的ΣΔ1模数转换器115可例如以1MHz和10MHz之间的过取样速率进行操作。在另一个实施例中，如下面结合图2讨论的，利用另一种类型的模数转换器将因放大的麦克风信号的数字化而造成的电源切换过程中的时间延迟最小化。当电平检测器基于数字化/取样的麦克风信号在数字域而非下面详细讨论的本实施例中利用的模拟域中进行操作时，较少的延迟时间会是有益的。
图2是根据第二实施例的包括可切换电源202的听力设备的麦克风组件200的简化示意性框图。为了便于比较，为本实施例和之前讨论的第一实施例的相同特征提供对应的参考标号。技术人员应该理解，以上关于麦克风MM的性质以及各种无源和有源器件和电路块的性质的一般说明可同等地应用于本实施例的对应器件，除非另外说明。本麦克风组件200和之前描述的麦克风组件100的实施例之间的主要差异在于，电平检测器207在数字域中进行操作，从而检测并且响应于在模数转换器215的输出处供应的数字化的放大的麦克风信号216。通过对第二前置放大器的输出处的放大的麦克风信号214进行取样和转换，获得数字化的放大的麦克风信号216。因此，电平检测器207可包括在数字化的麦克风信号216上进行操作的经适当地配置的数字逻辑电路。如以上提到的，模数转换器215优选地是具有低延时的类型(诸如，闪速转换器)，以使从模数转换器215的输入处的放大的麦克风信号214到开关控制信号211的时间延迟最小化。技术人员应该理解，电平检测器207和/或可选的释音和起音时间电路209可被实现为各个程序例程/软件组件，它们包括之前描述的听力设备的控制和处理电路的软件可编程DSP核的预定的可执行程序指令集合。后一个实施例使电平检测器207和释音和起音时间电路209的各个功能的设计和适配具有相当的灵活性。
图3是根据第三实施例的包括可切换电源302的听力设备的麦克风组件300的简化示意性框图。为了便于比较，为本实施例和之前讨论的第一实施例的相同特征提供对应的参考标号。技术人员应该理解，以上对麦克风MM的性质以及各种无源和有源器件和电路块的性质的一般说明可同等地应用于本实施例的对应器件，除非另外说明。本麦克风组件300和之前描述的麦克风组件100、200的实施例之间的主要差异在于，恒定偏置电流源M3和M2中的每个还用作开关，因此合并了之前描述的单独的开关装置SW1的功能。恒定偏置电流源M3的控制或栅极端子313b受如图上指示的可选的释音和起音时间电路309供应的或者直接从电平检测器307供应的第一控制信号311b的控制。控制或栅极端子313b还连接到合适的DC偏置电压VBIAS，以当恒定偏置电流源M3如结合图1的M3讨论地启动时，将所需的DC偏置电流设置成M1。第一控制信号311b可由三态输出驱动器或端口供应，使得当恒定偏置电流源M3启动时，第一控制信号311b被设置成高阻抗状态。当另一方面恒定偏置电流源M3关闭时，三态输出驱动器可将控制或栅极端子313b上拉至具有低阻抗的固定逻辑电平或状态。由此，迫使控制或栅极端子313b成为合适电势，以将PMOS晶体管M3切换至其截止状态或非导通状态。可通过按来自释音和起音时间电路308或者直接来自电平检测器307的第二控制信号311a通过控制控制或栅极端子313a上的电压，以对应方式控制恒定偏置电流源M2。
项目
1.一种听力设备，所述听力设备包括：
麦克风，其包括安装在麦克风壳体中的麦克风换能器元件，其中，所述麦克风换能器元件响应于声音的接收产生换能器信号，
麦克风放大电路，其被配置为从所述换能器信号产生放大的麦克风信号，
控制和处理电路，其耦合到所述麦克风放大电路，以根据用户的听力损失接收和处理所述放大的麦克风信号；
所述麦克风放大电路具有耦合到可切换电源的电源端口，
所述可切换电源被配置为将具有第一DC电压电平的第一电源电压或具有第二DC电压电平的第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路的电源端口；其中，所述第二DC电压电平高于所述第一DC电压电平，
电平检测器，其被配置为检测麦克风信号的电平并且基于检测到的所述麦克风信号的电平将所述第一电源电压或所述第二电源电压连接到所述电源端口。
2.根据项目1所述的听力设备，其中所述麦克风放大电路包括：
第一前置放大器，其直接耦合到所述麦克风换能器元件的换能器信号并且被供应来自所述第一电源电压或者具有第三DC电压电平的第三电源电压的电力，所述第三DC电压电平低于所述第二DC电压电平，
第二前置放大器，其包括耦合到所述第一前置放大器的信号输出端口的信号输入端口、和耦合到所述可切换电源的电源端口。
3.根据项目2所述的听力设备，其中所述麦克风换能器元件和所述第一前置放大器布置在所述麦克风的公共麦克风壳体中；所述麦克风壳体包括耦合到所述第一电源电压或所述第三电源电压的电源端子；以及
所述第二前置放大器、所述第一电源和所述第二电源和所述电平检测器集成在所述听力设备的控制和处理电路上。
4.根据项目2所述的听力设备，其中所述麦克风放大电路和所述麦克风换能器元件布置在所述麦克风壳体内部。
5.根据之前项目中的任一项所述的听力设备，其中所述电平检测器被配置用于：如果检测到的电平低于预定阈值电平，则将所述第一电源电压连接到所述麦克风放大电路的电源端口，并且如果检测到的电平等于或高于所述预定阈值电平，则将所述第二电源电压连接到所述电源端口。
6.根据之前项目中的任一项所述的听力设备，其中所述可切换电源包括对由所述电平检测器产生的开关控制信号做出响应的可控开关装置，其中，所述可控开关装置分别经由第一开关输入和第二开关输入耦合到所述第一电源电压和所述第二电源电压，以及
开关输出连接到所述麦克风放大电路的电源端口。
7.根据项目6所述的听力设备，其中所述麦克风放大电路还包括：
模数转换器，其被配置用于基于所述放大的麦克风信号产生数字化麦克风信号；以及
所述电平检测器包括数字电平检测器，所述数字电平检测器被配置用于计算所述数字化麦克风信号的电平并且将数字开关控制信号供应到所述可控开关装置。
8.一种听力设备的麦克风组件，所述麦克风组件包括：
麦克风，其包括安装在麦克风壳体中的麦克风换能器元件，其中，所述麦克风换能器元件响应于声音的接收产生换能器信号，
麦克风放大电路，其被配置为从所述换能器信号产生放大的麦克风信号，
所述麦克风放大电路具有耦合到所述换能器信号的信号输入端口和耦合到可切换电源的电源端口，
所述可切换电源被配置为将具有第一DC电压电平的第一电源电压或具有第二DC电压电平的第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路的电源输入；其中，所述第二DC电压电平高于所述第一DC电压电平，
电平检测器，其被配置为检测麦克风信号的电平并且基于检测到的所述麦克风信号的电平将所述第一电源电压或所述第二电源电压连接到所述麦克风放大电路的电源端口。
9.根据项目8所述的麦克风组件，其中所述可切换电源包括对由所述电平检测器产生的开关控制信号做出响应的可控开关装置，
其中，所述可控开关装置分别经由第一开关输入和第二开关输入连接到所述第一电源电压和所述第二电源电压，以及
开关输出连接到所述麦克风放大电路的电源端口。
10.根据项目8或9所述的麦克风组件，其中所述麦克风放大电路包括：
第一前置放大器，其直接耦合到所述麦克风换能器元件的换能器信号并且被供应来自所述第一电源电压或者具有第三DC电压电平的第三电源电压的电力，所述第三DC电压电平低于所述第二DC电压电平，
第二前置放大器，其包括耦合到所述第一前置放大器的信号输出端口的信号输入端口、和耦合到所述可切换电源的电源端口。
11.根据项目10所述的麦克风组件，包括：
偏置电流源，其耦合在所述麦克风放大电路的输入晶体管和所述可控开关装置的输出之间。
12.根据项目11所述的麦克风组件，其中所述偏置电流源被配置为提供基本上恒定的偏置电流，而不管所述放大的麦克风信号的电平如何。
13.根据项目9至12中的任一项所述的麦克风组件，包括：
第一偏置电流源，其耦合在所述第一电源电压和所述可控开关装置的第一输入之间；
第二偏置电流源，其耦合在所述第二电源电压和所述可控开关装置的第二输入之间。
14.根据项目13所述的麦克风组件，其中所述第一偏置电流源和所述第二偏置电流源被配置为提供基本上恒定的偏置电流，从而与所述可控开关装置的状态无关地向所述麦克风放大电路提供基本上恒定的偏置电流。
15.根据项目8至14中的任一项所述的麦克风组件，包括时间常数电路，所述时间常数电路耦合到所述电平检测器并且被配置为设置所述开关控制信号的起音时间和释音时间，其中：
在所述开关控制信号起音时，所述开关控制信号将所述麦克风放大电路的电源端口与所述第一电源电压断开并且将所述电源端口经由所述可控开关装置连接到所述第二电源电压。
16.根据项目15所述的麦克风组件，其中所述时间常数电路被配置为提供少于50μs，更优选地少于10μs的起音时间。
17.根据项目8至16中的任一项所述的麦克风组件，其中所述可控开关装置包括：
第一半导体开关，其连接在所述第一开关输入和所述开关输出之间；以及
第二半导体开关，其连接在所述第二开关输入和所述开关输出之间，
所述第一半导体开关和所述第二半导体开关中的每个具有耦合到所述开关控制信号的控制端子。
18.根据项目17所述的麦克风组件，其中第一偏置电流源与所述可控开关装置的第一半导体开关集成；以及
第二偏置电流源与所述可控开关装置的第二半导体开关集成。
19.根据项目8至18中的任一项所述的麦克风组件，包括以下中的至少一个：
DC-DC电力转换器，其诸如是升压转换器或电荷泵，被配置为产生所述第二电源电压，
线性电压调节器，其被配置为产生所述第一电源电压和/或所述第三电源电压。
20.一种听力设备，所述听力设备包括：
麦克风，其包括安装在麦克风壳体中的麦克风换能器元件，其中，所述麦克风换能器元件被配置为响应于声音的接收提供换能器信号；
麦克风放大电路，其被配置为基于所述换能器信号产生放大的麦克风信号；
控制和处理电路，其耦合到所述麦克风放大电路，以根据用户的听力损失接收和处理所述放大的麦克风信号；以及
电平检测器，其被配置为检测所述放大的麦克风信号的电平；
其中，所述麦克风放大电路耦合到可切换电源，并且其中，所述可切换电源被配置为基于检测到的所述放大的麦克风信号的电平将具有第一DC电压电平的第一电源电压或具有第二DC电压电平的第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路，所述第二DC电压电平高于所述第一DC电压电平。
21.根据项目20所述的听力设备，其中所述麦克风放大电路包括：
第一前置放大器，其耦合到所述麦克风换能器元件并且被配置为从所述第一电源电压或者具有第三DC电压电平的第三电源电压接收电力，所述第三DC电压电平低于所述第二DC电压电平；以及
第二前置放大器，其包括耦合到所述第一前置放大器的信号输出端口的信号输入端口、和耦合到所述可切换电源的电源端口。
22.根据项目21所述的听力设备，其中所述麦克风换能器元件和所述第一前置放大器布置在所述麦克风的麦克风壳体中；所述麦克风壳体包括耦合到所述第一电源电压或所述第三电源电压的电源端子；以及
其中，所述第二前置放大器、所述第一电源和所述第二电源和所述电平检测器集成在所述听力设备的控制和处理电路上。
23.根据项目20所述的听力设备，其中所述可切换电源被配置用于：如果检测到的电平低于预定阈值电平，则将所述第一电源电压连接到所述麦克风放大电路；并且如果检测到的电平等于或高于预定阈值电平，则将所述第二电源电压连接到所述麦克风放大电路。
24.根据项目20所述的听力设备，其中所述可切换电源包括对由所述电平检测器产生的开关控制信号做出响应的可控开关装置；
其中，所述可控开关装置分别经由第一开关输入和第二开关输入耦合到所述第一电源电压和所述第二电源电压；
其中，所述可切换电源被配置为通过所述开关控制信号将所述第一电源电压或所述第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路。
25.根据项目24所述的听力设备，其中所述麦克风放大电路还包括模数转换器，所述模数转换器被配置用于基于所述放大的麦克风信号产生数字化麦克风信号；以及
其中，所述电平检测器包括数字电平检测器，所述数字电平检测器被配置用于计算所述数字化麦克风信号的电平并且将开关控制信号供应到所述可控开关装置，所述开关控制信号是数字开关控制信号。
26.一种听力设备的麦克风组件，所述麦克风组件包括：
麦克风，其包括安装在麦克风壳体中的麦克风换能器元件，其中，所述麦克风换能器元件被配置为响应于声音的接收提供换能器信号；
麦克风放大电路，其被配置为基于所述换能器信号产生放大的麦克风信号；以及
电平检测器，其被配置为检测所述麦克风信号的电平；
其中，所述麦克风放大电路耦合到可切换电源；
其中，所述可切换电源被配置为基于检测到的所述麦克风信号的电平将具有第一DC电压电平的第一电源电压或具有第二DC电压电平的第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路，所述第二DC电压电平高于所述第一DC电压电平。
27.根据项目26所述的麦克风组件，其中所述可切换电源包括对由所述电平检测器产生的开关控制信号做出响应的可控开关装置；
其中，所述可控开关装置分别经由第一开关输入和第二开关输入连接到所述第一电源电压和所述第二电源电压；以及
其中，所述可切换电源被配置为通过所述开关控制信号将所述第一电源电压或所述第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路。
28.根据项目26所述的麦克风组件，其中所述麦克风放大电路包括：
第一前置放大器，其耦合到所述麦克风换能器元件，并且被配置为从所述第一电源电压或者具有第三DC电压电平的第三电源电压接收电力，所述第三DC电压电平低于所述第二DC电压电平；以及
第二前置放大器，其包括耦合到所述第一前置放大器的信号输出端口的信号输入端口、和耦合到所述可切换电源的电源端口。
29.根据项目27所述的麦克风组件，还包括偏置电流源，所述偏置电流源耦合在所述麦克风放大电路的输入晶体管和所述可控开关装置的输出之间。
30.根据项目29所述的麦克风组件，其中所述偏置电流源被配置为与所述麦克风信号的电平无关地提供基本上恒定的偏置电流。
31.根据项目27所述的麦克风组件，还包括：
第一偏置电流源，其耦合在所述第一电源电压和所述可控开关装置的第一开关输入之间；以及
第二偏置电流源，其耦合在所述第二电源电压和所述可控开关装置的第二开关输入之间。
32.根据项目27所述的麦克风组件，还包括时间常数电路，所述时间常数电路耦合到所述电平检测器并且被配置为设置所述开关控制信号的起音时间和释音时间；
其中，在起音时间期间，所述开关控制信号将所述麦克风放大电路与所述第一电源电压断开并且将所述麦克风放大电路经由所述可控开关装置连接到所述第二电源电压。
33.根据项目27所述的麦克风组件，其中所述可控开关装置包括：
第一半导体开关，其连接在所述第一开关输入和开关输出之间；以及
第二半导体开关，其连接在所述第二开关输入和所述开关输出之间，
所述第一半导体开关和所述第二半导体开关中的每个具有耦合到所述电平检测器的控制端子。
34.根据项目33所述的麦克风组件，其中第一偏置电流源与所述可控开关装置的第一半导体开关集成，以及第二偏置电流源与所述可控开关装置的第二半导体开关集成。
尽管已经示出和描述了特定实施例，但应该理解，实施例不旨在限制要求保护的发明，本领域的技术人员将显而易见的是，可在不脱离要求保护的发明的精神和范围的情况下进行各种变化和修改。说明书和附图因此将被视为是例证性的而非限制性的含义。要求保护的发明旨在涵盖替代形式、修改形式和等同形式。
Claims (15)
1.一种听力设备，所述听力设备包括：
麦克风，所述麦克风包括安装在麦克风壳体中的麦克风换能器元件，其中，所述麦克风换能器元件被配置为响应于声音的接收而提供换能器信号；
麦克风放大电路，所述麦克风放大电路被配置为基于所述换能器信号产生放大的麦克风信号；
控制和处理电路，所述控制和处理电路耦合到所述麦克风放大电路，以用于根据用户的听力损失接收和处理所述放大的麦克风信号；以及
电平检测器，所述电平检测器被配置为检测所述放大的麦克风信号的电平；
其中，所述麦克风放大电路耦合到可切换电源，以及其中，所述可切换电源被配置为基于检测到的所述放大的麦克风信号的电平将具有第一DC电压电平的第一电源电压或具有第二DC电压电平的第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路，所述第二DC电压电平高于所述第一DC电压电平。
2.根据权利要求1所述的听力设备，其中所述麦克风放大电路包括：
第一前置放大器，所述第一前置放大器耦合到所述麦克风换能器元件并且被配置为从所述第一电源电压或者具有第三DC电压电平的第三电源电压接收电力，所述第三DC电压电平低于所述第二DC电压电平；以及
第二前置放大器，所述第二前置放大器包括耦合到所述第一前置放大器的信号输出端口的信号输入端口、和耦合到所述可切换电源的电源端口。
3.根据权利要求2所述的听力设备，其中所述麦克风换能器元件和所述第一前置放大器被布置在所述麦克风的所述麦克风壳体中；所述麦克风壳体包括耦合到所述第一电源电压或第三电源电压的电源端子；并且
其中，所述第二前置放大器、所述第一电源、第二电源和所述电平检测器被集成在所述听力设备的所述控制和处理电路上。
4.根据权利要求1所述的听力设备，其中所述可切换电源被配置用于：如果检测到的电平低于预定阈值电平，则将所述第一电源电压连接到所述麦克风放大电路；以及如果检测到的电平等于或高于所述预定阈值电平，则将所述第二电源电压连接到所述麦克风放大电路。
5.根据权利要求1所述的听力设备，其中所述可切换电源包括对由所述电平检测器产生的开关控制信号做出响应的可控开关装置；
其中，所述可控开关装置分别经由第一开关输入和第二开关输入耦合到所述第一电源电压和所述第二电源电压；并且
其中，所述可切换电源被配置为通过所述开关控制信号将所述第一电源电压或所述第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路。
6.根据权利要求5所述的听力设备，其中所述麦克风放大电路还包括模数转换器，所述模数转换器被配置用于基于所述放大的麦克风信号产生数字化麦克风信号；以及
其中，所述电平检测器包括数字电平检测器，所述数字电平检测器被配置用于计算所述数字化麦克风信号的电平并且将所述开关控制信号供应到所述可控开关装置，所述开关控制信号是数字开关控制信号。
7.一种用于听力设备的麦克风组件，包括：
麦克风，所述麦克风包括安装在麦克风壳体中的麦克风换能器元件，其中，所述麦克风换能器元件被配置为响应于声音的接收而提供换能器信号；
麦克风放大电路，所述麦克风放大电路被配置为基于所述换能器信号产生放大的麦克风信号；以及
电平检测器，所述电平检测器被配置为检测所述麦克风信号的电平；
其中，所述麦克风放大电路耦合到可切换电源；
其中，所述可切换电源被配置为基于检测到的所述麦克风信号的电平将具有第一DC电压电平的第一电源电压或具有第二DC电压电平的第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路，所述第二DC电压电平高于所述第一DC电压电平。
8.根据权利要求7所述的麦克风组件，其中所述可切换电源包括对由所述电平检测器产生的开关控制信号做出响应的可控开关装置；
其中，所述可控开关装置分别经由第一开关输入和第二开关输入连接到所述第一电源电压和所述第二电源电压；以及
其中，所述可切换电源被配置为通过所述开关控制信号将所述第一电源电压或所述第二电源电压选择性连接到所述麦克风放大电路。
9.根据权利要求7所述的麦克风组件，其中所述麦克风放大电路包括：
第一前置放大器，所述第一前置放大器耦合到所述麦克风换能器元件，并且被配置为从所述第一电源电压或者具有第三DC电压电平的第三电源电压接收电力，所述第三DC电压电平低于所述第二DC电压电平；以及
第二前置放大器，所述第二前置放大器包括耦合到所述第一前置放大器的信号输出端口的信号输入端口、和耦合到所述可切换电源的电源端口。
10.根据权利要求8所述的麦克风组件，还包括偏置电流源，所述偏置电流源耦合在所述麦克风放大电路的输入晶体管和所述可控开关装置的输出之间。
11.根据权利要求10所述的麦克风组件，其中所述偏置电流源被配置为与所述麦克风信号的电平无关地提供基本上恒定的偏置电流。
12.根据权利要求8所述的麦克风组件，还包括：
第一偏置电流源，所述第一偏置电流源耦合在所述第一电源电压和所述可控开关装置的第一开关输入之间；以及
第二偏置电流源，所述第二偏置电流源耦合在所述第二电源电压和所述可控开关装置的第二开关输入之间。
13.根据权利要求8所述的麦克风组件，还包括时间常数电路，所述时间常数电路耦合到所述电平检测器并且被配置为设置所述开关控制信号的起音时间和释音时间；
其中，在所述起音时间期间，所述开关控制信号将所述麦克风放大电路从所述第一电源电压断开，并且将所述麦克风放大电路经由所述可控开关装置连接到所述第二电源电压。
14.根据权利要求8所述的麦克风组件，其中所述可控开关装置包括：
第一半导体开关，所述第一半导体开关连接在所述第一开关输入和开关输出之间；以及
第二半导体开关，所述第二半导体开关连接在所述第二开关输入和所述开关输出之间；
所述第一半导体开关和所述第二半导体开关中的每个具有耦合到所述电平检测器的控制端子。
15.根据权利要求14所述的麦克风组件，其中第一偏置电流源与所述可控开关装置的第一半导体开关集成，以及第二偏置电流源与所述可控开关装置的第二半导体开关集成。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106060687A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-10-26 | 钰太芯微电子科技（上海）有限公司 | 一种多模式的麦克风供电系统 |
| CN106549644A (zh) * | 2015-09-17 | 2017-03-29 | 恩智浦有限公司 | 放大器系统 |
| CN107071640A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-08-18 | 建荣半导体（深圳）有限公司 | 一种双电压域驱动运算电路 |
| CN108028630A (zh) * | 2015-09-07 | 2018-05-11 | Tdk株式会社 | 集成电路，电路组件和用于其操作的方法 |
| CN108055631A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-18 | 奥迪康有限公司 | 包括放大器系统的听力设备 |
| WO2018094910A1 (zh) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | 华为技术有限公司 | 一种供电电路及音频播放设备 |
| CN110049405A (zh) * | 2018-01-15 | 2019-07-23 | 厦门雅迅网络股份有限公司 | 一种兼容式车载麦克风电路 |
| CN114040301A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-11 | 歌尔微电子股份有限公司 | 麦克风快速启动电路、麦克风芯片及麦克风 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3319215B1 (en) * | 2016-11-03 | 2020-12-23 | GN Hearing A/S | Hearing instrument comprising switched capacitor dc-dc power converter |
| CN107864435B (zh) * | 2017-11-09 | 2024-03-15 | 广州艾美网络科技有限公司 | 音频功率的控制方法、控制电路和音频设备 |
| JP7149180B2 (ja) * | 2018-12-21 | 2022-10-06 | 日清紡マイクロデバイス株式会社 | マイクアンプ |
| DK180998B1 (en) * | 2021-02-16 | 2022-09-13 | Gn Hearing As | WIRELESS BINAURAL HEARING DEVICE SYSTEM WITH ADAPTIVE CONTROL OF TRANSMISSION VOLTAGE |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4115739A (en) * | 1976-04-28 | 1978-09-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Power amplifier |
| US5796848A (en) * | 1995-12-07 | 1998-08-18 | Siemens Audiologische Technik Gmbh | Digital hearing aid |
| CN1305324A (zh) * | 1999-12-02 | 2001-07-25 | 三星电子株式会社 | 无线电话机中呼叫处理期间电池更换方法 |
| CN101465432A (zh) * | 2007-12-17 | 2009-06-24 | 思柏科技股份有限公司 | 具燃料电池输出控制的混合电力装置 |
| CN201274568Y (zh) * | 2008-10-14 | 2009-07-15 | 韦景新 | 一种助听器 |
| CN201425841Y (zh) * | 2009-05-04 | 2010-03-17 | 北京爱国者存储科技有限责任公司 | 一种电源无缝切换的录音笔 |
| US20110068872A1 (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | Yamaha Corporation | Amplifying apparatus |
-
2014
- 2014-12-19 JP JP2014257875A patent/JP5749391B1/ja active Active
- 2014-12-26 CN CN201410828479.8A patent/CN104754484B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4115739A (en) * | 1976-04-28 | 1978-09-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Power amplifier |
| US5796848A (en) * | 1995-12-07 | 1998-08-18 | Siemens Audiologische Technik Gmbh | Digital hearing aid |
| CN1305324A (zh) * | 1999-12-02 | 2001-07-25 | 三星电子株式会社 | 无线电话机中呼叫处理期间电池更换方法 |
| CN101465432A (zh) * | 2007-12-17 | 2009-06-24 | 思柏科技股份有限公司 | 具燃料电池输出控制的混合电力装置 |
| CN201274568Y (zh) * | 2008-10-14 | 2009-07-15 | 韦景新 | 一种助听器 |
| CN201425841Y (zh) * | 2009-05-04 | 2010-03-17 | 北京爱国者存储科技有限责任公司 | 一种电源无缝切换的录音笔 |
| US20110068872A1 (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | Yamaha Corporation | Amplifying apparatus |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108028630A (zh) * | 2015-09-07 | 2018-05-11 | Tdk株式会社 | 集成电路，电路组件和用于其操作的方法 |
| CN109245738A (zh) * | 2015-09-07 | 2019-01-18 | Tdk株式会社 | 集成电路，电路组件和用于其操作的方法 |
| CN106549644A (zh) * | 2015-09-17 | 2017-03-29 | 恩智浦有限公司 | 放大器系统 |
| CN106060687B (zh) * | 2016-06-08 | 2024-05-17 | 钰太芯微电子科技（上海）有限公司 | 一种多模式的麦克风供电系统 |
| CN106060687A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-10-26 | 钰太芯微电子科技（上海）有限公司 | 一种多模式的麦克风供电系统 |
| CN108055631A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-18 | 奥迪康有限公司 | 包括放大器系统的听力设备 |
| CN108055631B (zh) * | 2016-10-31 | 2021-12-28 | 奥迪康有限公司 | 包括放大器系统的听力设备 |
| WO2018094910A1 (zh) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | 华为技术有限公司 | 一种供电电路及音频播放设备 |
| CN109565261A (zh) * | 2016-11-22 | 2019-04-02 | 华为技术有限公司 | 一种供电电路及音频播放设备 |
| US10998858B2 (en) | 2016-11-22 | 2021-05-04 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Power supply circuit and audio play device |
| CN107071640A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-08-18 | 建荣半导体（深圳）有限公司 | 一种双电压域驱动运算电路 |
| CN107071640B (zh) * | 2017-03-28 | 2020-01-03 | 建荣半导体（深圳）有限公司 | 一种双电压域驱动运算电路 |
| CN110049405A (zh) * | 2018-01-15 | 2019-07-23 | 厦门雅迅网络股份有限公司 | 一种兼容式车载麦克风电路 |
| CN110049405B (zh) * | 2018-01-15 | 2022-02-18 | 厦门雅迅网络股份有限公司 | 一种兼容式车载麦克风电路 |
| CN114040301B (zh) * | 2021-11-15 | 2024-02-27 | 歌尔微电子股份有限公司 | 麦克风快速启动电路、麦克风芯片及麦克风 |
| CN114040301A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-11 | 歌尔微电子股份有限公司 | 麦克风快速启动电路、麦克风芯片及麦克风 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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