CN108055631A - 包括放大器系统的听力设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了包括放大器系统的听力设备，放大器系统用于使因提供给放大器的电源电压的变化引起的声学信号变化最小化并包括：电池；数字信号处理器；配置成在电源电压处于偏离模式时接收使能信号的控制器单元，及控制器单元还配置成基于使能信号传输请求一时间段期间测得的电压的请求；及配置成基于请求测量该时间段期间提供给放大器的电源电压的第一模数转换器；及其中所述控制器单元配置成基于提供给放大器的电源电压的测得的电压的拟合确定电源电压的另一偏离模式，基于在另一偏离模式时电源电压的变化的估计产生补偿信号，及将补偿信号传给数字信号处理器；数字信号处理器配置成通过将补偿信号提供到声学信号内而使声学信号的变化最小化。

Description

包括放大器系统的听力设备
技术领域
本发明涉及用于使因放大器的增益变化引起的声学信号变化最小化的放大器系统，例如听力设备中的放大器系统。
背景技术
目前，已知在放大器中实施预测性反馈补偿以抑制因电源电压变化和输出振幅切换引起的失真。预测性反馈补偿中的预测步骤可包括测量电源电压的变化或交变的当前分量以基于在前的脉宽调制器(PWM)输出信号预测PWM输入信号的输出脉冲幅度误差，或者该预测步骤还可包括测量PWM输出信号的输出脉冲幅度的变化或交变的当前分量以基于在前的PWM输出信号预测PWM输入信号的输出脉冲幅度误差。
还已知响应于测得的第一和第二电压的平均值及测得的第一和第二电压之间的差应用包括补偿电路的预测性反馈系统，补偿电路用于补偿第一和第二电压的变化。测量电路测量第一和第二电压的平均值及其之间的差。
US 7,800,437 B2公开了针对脉宽调制的开关放大器的闭环反馈的方法和系统，其使用预测性反馈补偿用于抑制电源电压变化引起的失真。
WO 2004/062089 A2公开了用于驱动输出级的Δ-Σ调制器。该Δ-Σ调制器使M在第一和第二电压之间运行，并包括环路滤波器、量化器、及用于连接量化器的输出和环路滤波器的输入的反馈环路。反馈环路包括用于响应于测得的第一和第二电压的平均值和测得的第一和第二电压之间的差补偿第一和第二电压的变化的补偿电路。测量电路测量第一和第二电压的平均值及其之间的差。
发明内容
本发明的目标在于提供一种放大器系统，其改善放大器如数字放大器的因提供给放大器的电源电压的变化引起的增益变化的补偿。
本发明的目标由所附权利要求限定的及下面描述的发明实现。
本发明的目标由用于使因放大器的增益变化引起的声学信号变化最小化的放大器系统实现，其包括用于向放大器提供电源电压的电池、用于向放大器提供声学信号的数字信号处理器、当电源电压处于偏离模式时接收使能信号并基于该使能信号请求一时间段期间测得的电压的控制器单元、及配置成在接收到来自控制器单元的请求时测量提供给放大器的电源电压的第一模数转换器，或者第一模数转换器可配置成持续测量提供给放大器的电源电压，其中测得的电压的变化与该时间段期间电源电压的变化有关。此外，控制器单元可配置成基于使能信号及测得的电压的拟合预测电源电压的偏离模式(即变化)，及其中控制器单元可配置成基于所述拟合产生补偿信号及将补偿信号传给数字信号处理器，数字信号处理器则可配置成通过基于补偿信号补偿放大器增益的变化而使放大器输出处的声学信号的变化最小化。
本发明的另一目标由包括放大器系统的听力设备实现，放大器系统用于使因提供给放大器的电源电压的变化引起的声学信号变化最小化。该放大器系统可包括配置成向放大器提供电源电压的电池、配置成向放大器提供声学信号的数字信号处理器、配置成在电源电压处于偏离模式时接收使能信号的控制器单元，其中电源电压在电源电压短期压降低于或高于电源电压阈值时处于偏离模式，及控制器单元还可配置成基于使能信号传输请求一时间段期间测得的电压的请求，及配置成基于控制器单元传输的请求测得的电压的请求测量该时间段期间提供给放大器的电源电压的第一模数转换器。控制器单元可配置成基于提供给放大器的电源电压的测得的电压的拟合确定电源电压的另一偏离模式，及其中控制器单元可配置成基于在通过测得的电压的拟合提供的另一偏离模式时电源电压的变化的估计产生补偿信号。此外，控制器单元可配置成将补偿信号传给数字信号处理器，数字信号处理器可配置成通过将补偿信号提供到声学信号内而使声学信号的变化最小化，其中补偿信号提供声学信号在另一偏离模式的另一时间段期间的放大。
外部处理单元可配置成测量来自电池的电源电压Vcc，及基于测得的电源电压，外部处理单元可配置成产生使能信号。另外，使能信号可在测得的电源电压Vcc低于或高于给定时间段的平均电源电压即电源电压处于偏离模式时产生。
另外或者作为备选，外部处理单元可配置成传输或接收数据包或音频包，或者配置成检测数据包或音频包是否经收发器单元传输或接收。
例如，收发器单元和放大器系统可由听力设备包括。
例如，当外部处理单元检测数据包或音频包的传输或接收事件时，可产生使能信号。使能信号可被产生，因为放大器系统预期电源电压Vcc因传输事件或接收事件出现电压降。
另外或者作为备选，外部处理单元可配置成检测存储器单元的写或读事件并基于检测到的写或读事件产生使能信号。使能信号可被产生，因为放大器系统预期电源电压Vcc因写事件或读事件出现电压降。
用户可将因放大器的增益变化引起的声学信号变化体验为声学信号的声音质量的下降或者附加到声学信号的干扰/噪声(其可能与用户环境无关)。
增益变化可由提供给放大器的电源电压的变化引起，及电源电压的变化可以是电源电压的突然下降，其因电源电压的电流消耗突然增加引起。例如在包括传声器、扬声器、无线接口、处理器单元(包括放大器系统)和用于向听力设备的元件提供电源电压的电池的听力设备中，在传输或接收数据包或音频包时，无线接口可能需要更多能量，需要更多能量导致电源电压的电流消耗增大。电流消耗增大导致电源电压下降从而影响放大器的性能，因为提供给声学信号的放大器增益将减小。
用于向放大器提供声学信号的数字信号处理器可包括多个用于处理数字信号处理器接收的声学信号的元件。这些元件例如可以是涉及进入的声学信号的插值的上采样器、涉及声学信号的量化或比特深度减小的噪声整形器(目的在于增大声学信号的表观信噪比)、及脉宽调制放大器。
数字信号处理器和放大器系统可连同其它外部处理单元一起安装在印刷电路板(PCB)上，其它外部处理单元如包括无线接口的射频(RF)处理单元，如WIFI、蓝牙(蓝牙低功率)和/或拾音线圈。外部处理单元可以是用于读和写数据包或音频包的存储器单元。外部处理单元可以是适合听力设备的任何单元。
听力设备可以是助听器。
接收使能信号的控制器单元可配置成基于使能信号及听力设备内的一元件处的电压测量结果预测或估计补偿信号。电压可以是电源电压或者该特定元件的输出电压。该元件可以是放大器、RF电路或影响声学信号的其它元件。使能信号可传自外部处理单元，及使能信号指明外部处理单元处于哪一事件。外部处理单元的事件例如在外部处理单元是射频处理单元时可以是无线传输或接收事件。
控制器单元可包括一个或多个可适应听力设备内的任何元件的补偿算法。补偿算法可基于拟合方法，如线性拟合、多项式拟合或者时域或频域的数学拟合方法。另外，拟合方法可用于预测电源电压的即将发生的变化，即电源电压的下一偏离模式。使能信号可通知控制器单元关于电源电压变化的原因、变化幅度和持续时间、及电源电压出现变化的时间。例如，控制器单元可连接到配置成传输和接收数据包和/或音频包的RF处理单元，当RF处理单元经蓝牙链路接收数据包时，电源电压的变化因RF处理单元内的蓝牙元件需要更多能量引起。蓝牙元件需要更多能量影响提供给放大器的电源电压。在该具体例子中，控制器单元可连接到向控制器单元传输使能信号的其它外部处理单元。RF处理单元传输的使能信号通知控制器单元电源电压变化的幅度和持续时间及电源电压出现变化的时间。另外，使能信号通知电源电压在给定时间变化的原因。由于使能信号提供的信息，控制器单元能够在电源电压的变化之间区分，使得控制器单元能够预测因RF处理单元接收的数据包引起的电源电压变化。
控制器单元可配置成接收多个使能信号，包括事件的信息，如每一事件的时间段、每一事件的幅度测量、事件类型和/或电源电压出现变化的时间。多个使能信号可由不同的外部处理单元传输及由控制器单元同时或顺序接收。控制器单元能够在其同时或顺序接收的使能信号之间进行区分。例如，针对第一组事件的第一组使能信号由控制器单元顺序接收，及第二组事件的第二组使能信号与第一组事件的并行或串行接收。如果控制器单元不知道使能信号的事件类型，则控制器单元将混合来自两组的事件并进行测得的电压的拟合，这将导致即将发生的电源电压偏离模式的不太精确的预测。在另一例子中，如果使能信号包括事件的信息，控制器单元知道每一使能信号属于哪一事件/组，从而，控制器单元能够进行因第一或第二组使能信号引起的电源电压变化的拟合。这样做的优点在于拟合变得更精确，从而电源电压变化的补偿将得以改善。
另外，如果第二组使能信号由控制器单元随机传输和接收，及如果使能信号不包括事件类型的信息，控制器单元则将进行第一组使能信号的拟合，该拟合的精确性将降低。
第一模数转换器可配置成测量提供给听力设备的相应元件如放大器的电源电压。第一模数转换器还可配置成检测电源电压何时处于偏离模式，即电源电压失真。例如，如果电源电压突然下降低于或者高于给定时间段的平均电源电压，则电源电压处于偏离模式。
第二模数转换器可配置成检测电源电压何时处于偏离模式及导致电源电压变化的事件的时间段。
使能信号可在电源电压处于偏离模式时由第二模数转换器产生。
控制器单元可基于测得的电压和基于使能信号提供的信息进行拟合，及控制器单元配置成基于拟合及使能信号预测电源电压即将发生的偏离模式。偏离模式的预测包括电源电压将出现偏离模式的时间、偏离模式下变化的幅度水平及偏离模式的时间段。
控制器单元基于预测的偏离模式产生补偿信号并将该补偿信号传给数字信号处理器。数字信号处理器则配置成在电源电压处于偏离模式时使放大器输出处的声学信号的变化最小化。
放大器输出处的声学信号可通过传递函数表达，及数字信号处理器可配置成修改传递函数，例如乘以基于补偿信号计算的常数。数字信号处理器可配置成经基于补偿信号的常数调整传递函数以使放大器输出处的声学信号在偏离模式期间的变化最小化。
传递函数为针对进入数字信号处理器的声学信号的每一可能的值给出例如放大器或扬声器的对应输出值的数学函数。
作为备选，传递函数为针对进入数字信号处理器的声学信号的每一可能的值给出例如放大器或扬声器的对应输入值的数学函数。
所述常数可用于所述传递函数以向由传递函数表达的声学信号提供增益。该增益可通过乘法器提供。
使能信号指明电源电压例如因功能实体如RF测量单元、存储器等的变化的电流消耗引起的可能干扰。使能信号可包括另外的信息如事件类型即导致干扰的事件、每一干扰的时间段及每一干扰的预期幅度，使得控制器单元能够知道在电源电压偏离模式期间需要怎样的补偿程度。时间段告诉控制器单元将要进行补偿的时间段。事件类型例如可以是存储器的读或写事件或者无线接口的传输或接收事件。事件类型信息帮助控制器单元区分所接收的使能信号并改善测得的电源电压变化的拟合。
由与放大器同一电池供电的外部处理单元可配置成产生给控制器单元的使能信号。外部处理单元可以是RF处理单元、存储器单元或听力设备内任何种类的处理单元。
外部处理单元可配置成在外部处理单元执行事件如无线传输或接收事件、存储器写或读事件或者引起电源电压的脉冲式电流消耗从而导致提供给放大器的电源电压变化的其它事件时提供使能信号。外部处理单元可直接或间接连接到控制器单元。
使能信号确定指明传输或接收事件的时间段或者指明存储器单元的写或读事件的时间段的时间段。所确定的时间段可基于听力设备内的任何元件的事件的时间段。
使能信号还可确定事件开始的时间。
拟合可基于测得的电源电压变化幅度作为第二参数的函数的拟合和/或相应测得的幅度的测得的时间段作为第二参数的函数的拟合，其中第二参数可以是测量电源电压的时间度量。
放大器输出处的声学信号可通过传递函数表达，及数字信号处理器可配置成修改传递函数，例如乘以基于补偿信号计算的常数，及数字信号处理器可配置成基于补偿信号改变所述常数以使放大器输出处的声学信号在预期偏离模式下的变化最小化。
第二模数转换器可配置成检测电源电压处于偏离模式时的时间段并将数字域的使能信号传给控制器单元。第二模数转换器可实施在与第一模数转换器相同的印刷电路板上。
测得的电压可在提供给放大器的电源电压上或者放大器的输出上采样。
在经典的反馈补偿放大器系统中，在电源电压上的采样速度至关重要。然而，在本发明的放大器系统中，其基于调整的前馈补偿，电源电压或者放大器输出的采样速度并不像经典反馈方案中那样重要。从而，本发明的放大器系统相较于常规反馈方案更鲁棒和稳定。
数字信号处理器包括用于在将声学信号传给放大器之前量化声学信号的噪声整形器，及其中该噪声整形器接收补偿信号。
测得的电源电压的拟合可以是线性拟合、多项式拟合或者任何数学拟合方法。
使能信号通知控制器单元使能信号的事件，控制器单元则可配置成在所接收的使能信号之间区分并执行与特定事件如传输、接收、写或读事件有关的、测得的电压的拟合。
本发明的另一目标由使因放大器增益的变化引起的声学信号变化最小化的方法实现，包括：
-向放大器提供电源电压；
-向放大器提供声学信号；
-在电源电压处于偏离模式时接收使能信号，及基于使能信号请求一时间段期间的、数字域的测得的电压；
-当接收到来自控制器单元的请求时测量提供给放大器的电源电压，其中测得的电压的变化与所述时间段期间电源电压的变化有关；
-基于所述时间段期间测得的电压变化产生补偿信号；
-将补偿信号传给数字信号处理器；及
-通过基于补偿信号补偿放大器增益的变化而使放大器输出处的声学信号在所述时间段期间的变化最小化。
使能信号的产生可由外部处理单元实现，其由与放大器相同的电池供电。
听力设备可包括如上所述的放大器系统。
附图说明
本发明的各个方面将从下面结合附图进行的详细描述得以最佳地理解。为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了对于理解本发明所必要的细节，而省略其他细节。在整个说明书中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。这些及其他方面、特征和/或技术效果将从下面的图示明显看出并结合其阐明，其中：
图1示出了放大器系统的例子。
图2示出了放大器的定时图的例子。
图3示出了定时图的例子。
图4示出了放大器系统的例子。
图5A和5B示出了拟合的例子。
图6示出了放大器系统的例子。
图7示出了放大器系统的例子。
图8示出了听力设备中的放大器系统的例子。
图9示出了方法的流程图。
附图标记列表
1 放大器系统
2 补偿信号
4 使能信号
6 声学信号
8 测得的电压
10 电池
12 数字信号处理器DSP
14 控制器单元
16 第一模数转换器
17 第二模数转换器
18 放大器
20 电源电压
22 放大器的输出
24 放大器的输入
30 外部处理单元
32 时间段
34 测得的幅度
36 时间
37 幅度水平
38 传输/接收信号
39 预测的时间
40 写/读信号
41 传声器
42 其它信号
43 扬声器
44 拟合
45A 第一组事件
45B 第二组事件
46 噪声整形器
47 上采样器
48 脉宽调制器
49 第三模数转换器
50 方法
50A 提供电源电压
50B 提供声学信号
50C 接收使能信号
50D 请求测得的电压
50E 测量放大器处的电压
50F 预测偏离模式
50G 产生补偿信号
50H 传输补偿信号
50I 使声学信号的变化最小化
50J 传输使能信号
51 多个数据/音频包
52 第一模式
53 声学信号中的干扰
具体实施方式
下面结合附图提出的具体描述用作多种不同配置的描述。具体描述包括用于提供多个不同概念的彻底理解的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，这些概念可在没有这些具体细节的情形下实施。装置和方法的几个方面通过多个不同的块、功能单元、模块、元件、电路、步骤、处理、算法等(统称为“元素”)进行描述。根据特定应用、设计限制或其他原因，这些元素可使用电子硬件、计算机程序或其任何组合实施。
听力设备可以是适于通过接收来自用户周围的声学信号，生成对应的音频信号，可能对音频信号进行修正，并且作为可听信号向用户耳朵中的至少一个提供可能修正后的音频信号，来改善或加强用户的听力能力的听力辅助设备。“听力设备”还可以是指适于电子地接收音频信号、可能对音频信号进行修正并且作为可听信号向用户耳朵中的至少一个提供可能修正后的音频信号的诸如耳机或头戴式耳机的设备。这些可听信号可以以向用户的外耳中辐射的声学信号、或者作为机械振动通过用户头部的骨结构和/或通过用户的中耳部分向用户的内耳传递的声学信号、或者直接或间接地向用户的耳蜗神经和/或听觉皮层传递的电信号的形式提供。
听力设备适于以任意已知的方式佩戴。这可以包括i)在耳朵后面布置具有引导空气传播声学信号的管，或者具有靠近耳道布置或者布置在耳朵中的接收器/扬声器的听力设备单元，例如在耳后型助听器中或者耳内接收器式助听器中，和/或ii)将听力设备完全或者部分地布置在用户的耳廓中和/或耳道中，例如在耳内型助听器或耳道中/完全耳道中型助听器中，或者iii)布置附着到植入颅骨中的固定装置的听力设备的单元，例如在骨锚式助听器或耳蜗植入件中，或者iv)布置作为完全或部分植入的单元的听力设备的单元，例如在骨锚式助听器或耳蜗植入件中。
听力设备可以是“听力系统”的一部分，其指包括一个或两个本说明书中公开的听力设备的系统，并且“双耳听力系统”是指包括两个听力设备的系统，其中，设备适于以协作的方式向用户的两个耳朵提供音频信号。听力系统或双耳听力系统还可以包括与至少一个听力设备进行通信的辅助设备，辅助设备影响听力设备的操作和/或从听力设备的工作中受益。在至少一个听力设备和辅助设备之间建立有线或无线通信链路，使得能够在至少一个听力设备和辅助设备之间交换信息(例如控制和状态信号、可能有音频信号)。这些辅助设备可以包括遥控器、遥控麦克风、音频网关设备、移动电话、公共广播系统、汽车音频系统或音乐播放器中的至少一个或其组合。音频网关适于诸如从像电视或音乐播放器的娱乐设备、像移动电话的电话装置或者计算机、PC接收大量音频信号。音频网关还适于选择和/或组合接收到的音频信号中的合适的一个(或信号的组合)，用于传输到至少一个听力设备。遥控器适于对至少一个听力设备的功能和操作进行控制。遥控器的功能可以在智能电话或其它电子设备中实现，智能电话/电子设备可能运行对至少一个听力设备的功能进行控制的应用。
总的来说，听力设备包括i)诸如麦克风的输入单元，用于接收来自用户周围的声学信号，并且提供对应的输入音频信号，和/或ii)接收单元，用于电子地接收输入音频信号。听力设备还包括用于对输入音频信号进行处理的信号处理单元和用于依据处理后的音频信号向用户提供可听信号的输出单元。
输入单元可以包括多个输入麦克风，例如用于提供依赖于方向的音频信号处理。这种定向麦克风系统适于增强用户环境中的大量声学源中的目标声学源。在一个方面，定向系统适于检测(例如自适应地检测)麦克风信号的特定部分源自哪个方向。这可以通过使用传统上已知的方法来实现。信号处理单元可以包括放大器，放大器适于对输入音频信号施加依赖于频率的增益。信号处理单元还可以适于提供诸如压缩、噪声降低等其它相关功能。输出单元可以包括用于透皮或经皮地向颅骨提供空气传播声学信号的诸如扬声器/接收器的输出转换器，或者用于提供结构传播或液体传播的声学信号的振动器。在一些听力设备中，输出单元可以包括诸如人工耳蜗中的用于提供电信号的一个或更多个输出电极。
应当理解，在本说明书全文中对“一个实施例”或者“实施例”或者“一方面”或者作为“可以”包括的特征的称谓，意为结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。此外，特定特征、结构或特性在本发明的一个或更多个实施例中可以适当地组合。提供了前面的描述，以使得任意本领域技术人员能够实施这里描述的各个方面。对这些方面的各种变形对于本领域技术人员是显而易见的，并且这里定义的通用原理可以应用于其它方面。
权利要求不旨在局限于这里示出的各方面，而应当符合与权利要求的语言一致的完整范围，其中，除非如此具体指出，否则对元素的单数称谓不旨在意为“一个并且仅为一个”，而是意为“一个或更多个”。除非另外具体指出，否则术语“一些”是指一个或更多个。
相应地，范围应当按照所附的权利要求来判断。
图1示出了放大器系统1的例子，包括将电源电压(Vcc)20传给放大器18的电池10。数字信号处理器(DSP)12连接到放大器18，其中DSP传送例如从传声器41(未在该图中示出)接收的声学信号6。此外，DSP可配置成从多个传声器(未在该图中示出)接收多个声学信号。放大器18在输入24处接收声学信号6并将增益应用于声学信号6。放大器18之后将放大的声学信号经放大器输出(Vout)8例如传给接收器43(如扬声器，未在该图中示出)。控制器单元14连接到DSP 12和第一模数转换器16。控制器单元14配置成接收使能信号4，然后基于使能信号请求数字域中及一时间段期间的测得的电压。第一模数转换器16从控制器单元接收请求并测量提供给放大器18的电源电压。之后，测得的电压传给控制器单元。控制器单元基于测得的电压及基于使能信号提供的信息执行拟合，之后，控制器单元基于拟合及使能信号预测即将发生的电源电压偏离模式。基于拟合的偏离模式预测包括电源电压将出现偏离模式的时间、偏离模式下的变化幅度水平及偏离模式的时间段。
补偿信号2基于拟合提供给数字信号处理器12。数字信号处理器12则配置成在电源电压20处于控制器单元14预测的偏离模式52时使放大器8的输出22处的声学信号6的变化最小化。
图2示出了没有使能信号的放大器系统1的定时图的例子。外部处理单元30的事件51可表示多个数据包或音频包51的传输或接收，具有不同幅度水平37和时间段(T1到T8)及在不同时间36。例如，在时间段T1，外部处理单元30在时间段T1期间传输数据包，具有幅度水平37和在时间36。可以看出，电源电压20的幅度水平37由于外部处理单元30中的事件下降。下降的时间段等于或者类似于外部处理单元30的事件的时间段。当电源电压短期下降到低于或者高于例如电源电压阈值时，电源电压处于偏离模式52。电源电压阈值可通过电池的平均电源电压确定，如在平均电源电压的+/-0.1％到+/-10％、+/-1％到+/-25％或者+/-0.05％到+/-5％之间。平均电源电压正比于电池的耗损变化。在该特定例子中，电源电压在T1到T8已下降到低于电源电压阈值。当电源电压20经历下降52时，放大器22的输出处的声学信号经历幅度水平37的下降53。在该特定例子中，用户将体验差的声学信号音频质量。
图3示出了包括使能信号4的放大器系统1的定时图的例子。该例子类似于图2中所示的例子，但使能信号4在表示外部处理单元30的事件51的特定时间36产生。每一使能信号4包括事件的信息，包括幅度水平34(A1或A2)、时间段(T1到T8)32及事件发生时的时间36。如之前阐述的，控制器单元14经使能信号4接收关于电源电压20的变化52的信息，及控制器单元配置成基于事件的幅度和/或时间段的拟合预测电源电压20何时将出现接下来的变化52。基于预测，控制器单元产生补偿信号2并将补偿信号2传给DSP 12。DSP 12将补偿信号2提供到声学信号6内，例如通过将取决于补偿信号2的常数乘到从放大器18出来的声学信号6的传递函数。在该例子中，补偿导致声学信号6在预测的时间39及在预测时间段(T9到T16)内放大预测的放大程度。每一预测的时间39及时间段(T9到T16)的放大不同。放大取决于处理相应的预测的事件所需要的能量的量。在预测的事件(T9到T16)时的放大的声学信号进入放大器18，及在放大器18的输出22处，放大器的声学信号输出22的变化53已被消除或减小，从而导致听起来未受电源电压20的变化53影响的声学信号6。
图4示出了放大器系统1的例子，其中使能信号4由配置成传输或接收(38)数据包或音频包或者写或读(40)存储器单元的外部处理单元30提供。外部处理单元30可针对听力设备内的任何事件42配置。在该例子中，外部处理单元30可配置成测量例子电池10的电源电压Vcc，及基于测得的电源电压，外部处理单元30配置成产生使能信号4。另外，使能信号4可在测得的电源电压Vcc低于或高于给定时间段的平均电源电压即电源电压处于偏离模式时产生。
另外或者作为备选，外部处理单元30可配置成传输或接收(38)数据包或音频包，或者配置成检测数据包或音频包是否经收发器单元(未在该图中示出)传输或接收(38)。例如，收发器单元和放大器系统1可由听力设备包括。例如，当外部处理单元30检测到数据包或音频包的传输或接收事件时，产生使能信号4。之所以产生使能信号4，是因为如果未对放大器18的增益提供补偿，将因传输事件或接收事件38引起电源电压Vcc的电压降。
另外或者作为备选，外部处理单元30可配置成检测存储器单元的写或读事件40并产生使能信号，如果未对放大器18的增益提供补偿，将因写事件或读事件40引起电源电压Vcc的电压降。
图5A和5B示出了基于测得的电压(8A-8H)的测得的幅度34作为第二参数(在该例子中为时间36)的函数的拟合和/或基于相应的测得的幅度(8A-8H，34)的测得的时间段(T1–T8)作为第二参数的拟合预测接下来的偏离模式的控制器单元14的例子，其中第二参数可以是时间36。时间36可以是已执行测量的时间、接收到使能信号的时间或者外部处理单元30的事件已出现的时间。
图5A示出了测得的电压(8A-8H)的拟合44被分为两组，每一组表示一事件。在该例子中，第一组事件45A包括在外部处理单元30正传输数据包时测得的电压(8A、8B、8E和8F)的测得的幅度34。事件组还包括第二组事件45B，其包括外部处理单元30正接收数据包时测得的电压(8C、8D、8G和8H)的测得的幅度34。第一组事件45A可表示第一外部处理单元为进行存储器写程序的存储器单元的事件，第二组事件45B可表示第二外部处理单元为进行数据包的接收的RF处理单元的事件。
通过将测得的电压(8A-8H)分为组事件导致相应事件的拟合改善，从而控制器单元能够针对即将到来的事件更准确地预测这些事件从电池消耗的功率量，在该例子中，这导致针对预测的事件(即预测的电源电压20的偏离模式)更准确地估计应向声学信号提供多少放大。
图5B视向量与图5A中所示类似的例子，但拟合基于每一事件的测得的电压(8A-8H)的测得的时间段(T1–T8)。这些事件针对与图5A的例子类似的事件分为第一组事件45A和第二组事件45B。
通过将测得的电压(8A-8H)分为组事件导致相应事件的拟合改善，从而控制器单元能够针对即将发生的偏离模式更准确地预测每一放大(8A-8H，34)的时间段。
图6示出了放大器系统1的例子，在该例子中，使能信号4由第二模数转换器17产生。第二模数转换器17配置成检测电源电压处于偏离模式52时的时间段(T1到T8)并将数字域中的使能信号4传给控制器单元14。使能信号4由第二模数转换器17在电源电压处于偏离模式52时产生。
图7示出了放大器系统1，其中使能信号4由图4中描述的外部处理单元30或者图6中描述的第二模数转换器17提供。在该特定例子中，补偿信号2传给数字信号处理器内的乘法器然后转发给数字信号处理器12内的噪声整形器46。从而，减小执行补偿的延迟。乘法器向声学信号提供增益，其中该增益通过补偿信号2确定。再次地，控制器单元14可与多个外部处理单元连接。
图8示出了听力设备中的放大器系统1，其中使能信号4由外部处理单元30和/或第二模数转换器17产生。声学信号6由传声器41产生并传入上采样器47内。此外，数字信号处理器12包括脉宽调制器48及第三模数转换器49。放大器18的补偿后的声学信号输出22由扬声器43接收。
图1-8中描述的放大器系统1可由听力设备如助听器、头戴式耳机或耳麦包括。
图9示出了使因放大器18的增益变化引起的声学信号6的变化最小化的方法50的流程图。该方法包括：在步骤50A，向放大器提供电源电压；在步骤50B，向放大器提供声学信号；在步骤50C，在电源电压处于偏离模式时接收使能信号；在步骤50D，基于使能信号请求一时间段期间的、数字域的测得的电压；在步骤50E，当接收到来自控制器单元的请求时测量提供给放大器的电源电压，其中测得的电压的变化与所述时间段期间电源电压的变化有关；在步骤50F，基于测得的电压的拟合预测电源电压的偏离模式；在步骤50G，基于拟合产生补偿信号；在步骤50H，将补偿信号传给数字信号处理器；及在步骤50I，通过基于补偿信号补偿放大器增益的变化而使放大器输出处的声学信号在预测的偏离模式下的变化最小化。
方法50包括传输来自外部处理单元30或者第二模数转换器17的使能信号。

Claims (16)

1.一种听力设备，包括用于使因提供给放大器的电源电压的变化引起的声学信号变化最小化的放大器系统，其中所述放大器系统包括：
-配置成向放大器提供电源电压的电池；
-配置成向放大器提供声学信号的数字信号处理器；
-配置成在电源电压处于偏离模式时接收使能信号的控制器单元，其中电源电压在电源电压短期下降低于或高于电源电压阈值时处于偏离模式，及控制器单元还配置成基于使能信号传输请求一时间段期间测得的电压的请求；及
-配置成基于控制器单元传输的请求测得的电压的请求测量该时间段期间提供给放大器的电源电压的第一模数转换器；及
其中所述控制器单元配置成基于提供给放大器的电源电压的测得的电压的拟合确定电源电压的另一偏离模式，及其中控制器单元配置成基于在通过测得的电压的拟合提供的另一偏离模式时电源电压的变化的估计产生补偿信号；及控制器单元配置成将补偿信号传给数字信号处理器，数字信号处理器配置成通过将补偿信号提供到声学信号内而使声学信号的变化最小化，其中补偿信号提供声学信号在另一偏离模式的另一时间段期间的放大。
2.根据权利要求1所述的听力设备，其中由与放大器同一电池供电的外部处理单元配置成产生给控制器单元的使能信号。
3.根据权利要求2所述的听力设备，其中所述外部处理单元配置成在外部处理单元执行事件如无线传输或接收事件或者存储器写或读事件时提供使能信号。
4.根据权利要求3所述的听力设备，其中所述时间段为传输或接收事件的时间段或者存储器写或读事件的时间段或者电源电压的测量的时间段。
5.根据前面任一权利要求所述的听力设备，其中拟合基于提供给放大器的电源电压的测得的电压的测得的幅度作为第二参数的函数的拟合和/或相应测得的幅度的测得的时间段作为第二参数的函数的拟合，其中第二参数是测量电源电压的时间。
6.根据前面任一权利要求所述的听力设备，其中放大器输出处的声学信号通过传递函数表达，及数字信号处理器配置成通过将基于补偿信号计算的常数引入到传递函数内而修改传递函数，及数字信号处理器配置成基于补偿信号改变所述常数以使放大器的增益变化引起的声学信号变化最小化。
7.根据权利要求1所述的听力设备，其中第二模数转换器配置成检测电源电压处于偏离模式时的时间段，及所述第二模数转换器配置成将数字域的使能信号传给控制器单元。
8.根据前面任一权利要求所述的听力设备，其中第一模数转换器配置成对提供给放大器的电源电压或者放大器的输出采样。
9.根据前面任一权利要求所述的听力设备，其中数字信号处理器包括配置成在将声学信号传给放大器之前量化声学信号的噪声整形器，及其中所述噪声整形器还配置成接收补偿信号。
10.根据前面任一权利要求所述的听力设备，其中测得的电源电压的拟合基于线性拟合、多项式拟合或者任何数学拟合方法。
11.根据权利要求3所述的听力设备，其中使能信号配置成通知控制器单元使能信号的事件，控制器单元配置成在所接收的使能信号之间区分并执行与特定事件有关的、测得的电压的拟合。
12.根据权利要求1-11任一所述的听力设备，其中所述听力设备为助听器。
13.使因提供给放大器的电源电压的变化引起的声学信号变化最小化的方法，包括：
-向放大器提供电源电压；
-向放大器提供声学信号；
-在电源电压处于偏离模式时接收使能信号，其中电源电压在其短期下降低于或高于电源电压阈值时处于偏离模式，及基于使能信号请求一时间段期间的测得的电压；
-当接收到来自控制器单元的请求时测量提供给放大器的电源电压，其中测得的电压的变化与所述时间段期间电源电压的变化有关；
-基于提供给放大器的电源电压的测得的电压的拟合确定电源电压处于另一偏离模式；
-基于通过测得的电压的拟合提供的处于另一偏离模式的电源电压的变化的估计产生补偿信号；
-将补偿信号传给数字信号处理器；及
-通过将补偿信号提供到声学信号内而使声学信号的变化最小化，其中所述补偿信号提供声学信号在另一偏离模式的另一时间段期间的放大。
14.根据权利要求13所述的方法，其中使能信号的产生由外部处理单元实现，其与放大器由同一电池供电。
15.根据权利要求14所述的方法，其中外部处理单元配置成在处于无线传输或接收事件或者在处于写或读事件时提供使能信号。
16.根据权利要求13-15任一所述的方法，其中所述控制器单元配置成基于测得的电源电压的测得的幅度作为接收使能信号时的时间的函数的拟合估计所述补偿信号。
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