CN108347670B - 信号处理方法及信号处理系统 - Google Patents

信号处理方法及信号处理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108347670B
CN108347670B CN201710058887.3A CN201710058887A CN108347670B CN 108347670 B CN108347670 B CN 108347670B CN 201710058887 A CN201710058887 A CN 201710058887A CN 108347670 B CN108347670 B CN 108347670B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
earphone
sensing
diaphragm
analog
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201710058887.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108347670A (zh
Inventor
曹洪彰
徐嘉德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sound Semiconductor Ltd By Share Ltd
Original Assignee
Sound Semiconductor Ltd By Share Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sound Semiconductor Ltd By Share Ltd filed Critical Sound Semiconductor Ltd By Share Ltd
Priority to CN201710058887.3A priority Critical patent/CN108347670B/zh
Publication of CN108347670A publication Critical patent/CN108347670A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108347670B publication Critical patent/CN108347670B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Headphones And Earphones (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

本发明提供了一种信号处理方法及信号处理系统，应用于以耳机单体振膜为感应器的信号分离应用的环境中，用以分析出使用者的耳机穿戴状态，利用本发明的信号处理系统以进行信号处理方法时，通过差分放大器而将耳机单体的振膜所产生的与耳机单体使用状态相关的感应信号获取出来，并推送回感测模拟数字转换器进行数字化处理，而为排除残留的音乐信号以利后续处理，故额外设置暂存存储器，用以调整设定暂存存储器的暂存区/先进先出深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，而在一功能区域进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体振膜位移的感应信号，并将所获取的感应信号作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。

Description

信号处理方法及信号处理系统
技术领域
本发明涉及一种信号处理系统及方法，更详而言之，涉及一种应用于以耳机单体振膜为感应器的信号分离应用的环境的信号处理系统及方法，用以分析出使用者的耳机穿戴状态，将由耳机单体振膜位移所产生出的与耳机单体使用状态相关的感应信号获取出来，并将此所获取的感应信号作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
背景技术
在目前的耳机科技上，各式耳机输出声波的单体(Driver Unit)对振膜(Diaphragm)前后腔体(Cavity)气压阻力变化，例如，戴上(donned)、脱下(doffed)、震动(例如，指尖敲击耳机壳)，会有电气输出，亦即，由于振膜受力位移，因而会有磁场变动的情况，而产生出电流信号，然而，目前只是将所产生出的电流信号视为音频播放信号之外的其他信号，而并未加以利用与应用。
就目前的耳机单体使用状态侦测而言，美国专利公开/公告号US 20150281825 A1“Headphone on-head detection using differential signal measurement”公开了如何额外使用麦克风(图1中的114/124元件)当成感测器，而并未利用与应用由于耳机单体振膜位移所产生出的电流信号。
台湾公开/公告号为I522902的“电子装置及耳机感测方法”所公开的耳机感测方法适用于具有耳机接孔的电子装置，包括：侦测耳机接孔是否插入扬声装置的传导插头；当传导插头插入耳机接孔时，对传导插头的麦克风接点进行录音以产生录音结果，并判断录音结果是否包括音源信号；以及当录音结果中包括音源信号时，判定扬声装置具有麦克风功能。
台湾公开/公告号为I316401的“耳机感测式心电信号测量系统”公开了一种耳机感测式心电信号测量系统，以提供受测者方便与舒适的非侵体心电信号测量。该心电信号测量系统包含一心电信号分析装置及一耳机感测装置。该心电信号分析装置包含：一放大器模块、一微控制器、一显示器、一无线电模块及一含导电接点的外壳。该耳机感测装置包含一耳机及一电极，该电极是配置于该耳机内，可电性连接受测者，用以收集该受测者头部微弱的心电信号，通过该含导电接点的外壳及该电极接触该受测者的体表面，构成心电信号收集的基本回路。
台湾公开/公告号为201422204的“使用位于耳朵的感测器获取生理学测量”公开了一种用于使用位于耳朵的感测器获取与一使用者关联的一个或多个生理学测量的设备及方法，一个或多个不同类型的感测器经组态以接合一使用者的耳朵；所述感测器包含于一对耳机的一者或两者中以获取生理学参数；一便携式装置经组态以与所述耳机通信来从其中的该(若干)感测器接收生理学参数且可能将控制信号提供至所述耳机中的所述感测器或其他组件；以及该便携式装置决定对应于所述接收的生理学参数的生理学测量，该便携式装置亦经组态以提供一使用者界面来关于所述生理学测量与该使用者互动。
所以，如何能以耳机单体振膜为感应器并进行信号分离应用，而判断出使用者的使用耳机穿戴状况，能利用耳机单体振膜前后腔体气压阻力变化所产生出的电气输出信号，亦即，如何能利用由于耳机单体振膜受力位移因而磁场变动而产生出的电气信号；以及如何能在不利用额外麦克风元件的情况下，在耳机单体播放声音的同时获取这些振膜被动感应所产生的感应信号，并将此所获取的感应信号作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源，均是待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种信号处理系统及其方法，在不增加耳机物料(BOM)的前提下，能以耳机单体振膜为感应器，用以分析出使用者的耳机穿戴状态，在耳机单体播放声音的同时能获取耳机单体振膜被动感应所产生的感应信号，并将此所获取的感应信号作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
本发明的又一目的在于提供一种信号处理系统及其方法，应用于以耳机单体振膜为感应器的信号分离应用的环境中，用以分析出使用者的耳机穿戴状态，通过差分放大器而将耳机单体的振膜所产生的与耳机单体使用状态相关的感应信号获取出来，并推送回感测模拟数字转换器(ADC)进行数字化处理，由于差分放大器的非理想性(CMRR并非无上限)，仍会有一定比例的残留音乐信号，而为排除残留的音乐信号以利后续处理，故额外设置暂存存储器，将原始播放信号滞留与外部信号的往返延迟(round-trip delay)匹配同步，根据音频数字模拟转换器(audio DAC)与感测模拟数字转换器(ADC)的取样时脉(sampleclock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定暂存存储器的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，而在一功能区域进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体振膜位移的感应信号，并将此所获取的感应信号作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
本发明的再一目的在于提供一种信号处理系统及其方法，是应用于以耳机单体振膜为感应器的信号分离应用的环境中，用以分析出使用者的耳机穿戴状态，能节省耳机感测器的使用与其额外需求的电缆，感知耳机入耳与离耳状态，例如，当耳机为取下一耳状态时，能自动暂停音乐播放以利交谈，或是当耳机为取二耳时，能让播放器/手机自动休眠，或是耳机戴上一耳，戴上后自动接听电话，或是无电话call in时戴上两耳自动播放上次停止的音乐。
本发明的另一目的在于提供一种信号处理系统及其方法，是应用于以耳机单体振膜为感应器的信号分离应用的环境中，用以分析出使用者的耳机穿戴状态，在不增加耳机物料(BOM)的前提下，可用敲击耳机机壳的方式而取代按键等人机界面的操作方式，例如，播放/暂停/接听/挂断/切歌/音量升降。
本发明的又一目的在于提供一种信号处理系统及其方法，是应用于以耳机单体振膜为感应器的信号分离应用的环境中，用以分析出使用者的耳机穿戴状态，在不增加耳机物料(BOM)的前提下，能实时侦测耳机单体振膜过驱位移所产生的逆电动势，藉以补偿单体振膜的运动失真，提高低价耳机单体的音质，在逆电动势过大时亦可降低输出以保护单体免于烧毁。
根据以上所述的目的，本发明提供一种信号处理系统，该信号处理系统至少包含功率放大器、差分放大器、音频数字模拟转换器(audio DAC)、感测模拟数字转换器(senseADC)、暂存存储器、以及一功能区域。
音频数字模拟转换器，原始音乐数字串流数据将经过该音频数字模拟转换器而转换成模拟输出。
功率放大器，当原始音乐数字串流数据经过音频数字模拟转换器转换成模拟输出后，送至该功率放大器以便将为模拟信号的原始音乐输入信号输出到耳机单体；另，当耳机单体振膜受到外力与非理想运动所造成振膜位移而产生的感应信号会被逆推回到该功率放大器的输出端。
差分放大器，该功率放大器的输出端连接至该差分放大器的一输入端，该音频数字模拟转换器的输出连接至该差分放大器的另一输入端。
感测模拟数字转换器，该感测模拟数字转换器连接至该差分放大器，通过该差分放大器而把振膜所产生的感应信号获取出来，并推送回该感测模拟数字转换器以进行数字化处理。
暂存存储器，因为该差分放大器的非理想性(CMRR并非无上限)，因而，仍会有一定比例的残留原始音乐信号，而为排除残留的原始音乐信号以利后续处理，故额外设置该暂存存储器，将原始播放信号滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器至该功率放大器至该耳机单体至该差分放大器至该感测模拟数字转换器的往返延迟(round-trip delay)匹配同步，根据该音频数字模拟转换器与该感测模拟数字转换器的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步。
一功能区域，该功能区域可为获取耳机单体振膜位移模块，是用以获取由于耳机单体振膜位移所产生出的感应信号；在调整设定该暂存存储器的暂存区/先进先出深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在该功能区域进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体振膜位移的该感应信号，并将所获取的该感应信号作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
其中，于将原始播放信号滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器至该功率放大器至该耳机单体至该差分放大器至该感测模拟数字转换器的往返延迟(round-tripdelay)匹配同步时：
1.于该音频数字模拟转换器：内部的超取样(over sample)滤波器会有与取样时脉连动的固定延迟，根据有限脉冲响应滤波器(FIR)或无限脉冲响应滤波器(IIR)的滤波器设计特性与规格不同，固定延迟一般为数十μs至数ms不等。
2.于该功率放大器至该耳机单体至该差分放大器：主要是线性放大器的寄生与补偿RC延迟，一般为数百ns不等。
3.于该感测模拟数字转换器：内部命令输入耦合器(CIC)滤波器递回运算延迟，为超取样倍率乘以超取样时脉(over sample clock)，一般为数十μs不等。
上列三项延迟皆为公式可描述行为，根据该音频数字模拟转换器与该感测模拟数字转换器的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在该功能区域进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体振膜位移的该感应信号，并将所获取的该感应信号作为后续分析与自动控制的参考源。
另，视实际需求，本发明的信号处理系统复可包含第一处理单元，该第一处理单元是用以将辨识后的信号输出至主控制器，由该功能区域所获取分离后的耳机单体振膜的该感应信号，将送至该第一处理单元进行动作信号辨识，以判断出使用者对耳机的使用状态为何，例如，耳机戴上，耳机脱下或是各耳机机壳被手指敲击的信号波形，该第一处理单元可输出经辨识后的信号给主控制器，作为人机互动功能的应用。
抑或，于实际施行时，本发明的信号处理系统复可包含第二处理单元，该第二处理单元为信号补偿之用，由该功能区域所获取分离后的耳机单体振膜的该感应信号的音乐相关感应信号亦可以送至该第二处理单元，进行低通滤波后反相加回该原始音乐数字串流数据，作为补偿单体低音失真之用。
利用本发明的信号处理系统以进行信号处理方法的过程时，首先，进行接收感应信号动作；以耳机单体振膜为感应器，当与本发明的信号处理系统连接的耳机单体振膜受到外力与非理想运动而造成振膜位移，将产生出感应信号，感应信号会被逆推回到信号处理系统的功率放大器的输出端。
接着，进行信号获取与处理动作；在耳机单体播放声音的同时能获取耳机单体振膜被动感应所产生的感应信号，并将此所获取的感应信号作为后续分析与自动控制的参考源。
在此，于进行信号获取动作时，当耳机单体振膜受到外力与非理想运动所造成振膜位移而产生的感应信号被逆推回到功率放大器的输出端后，由于功率放大器的输出端连接至该差分放大器的一输入端，音频数字模拟转换器的输出连接至差分放大器的另一输入端；感测模拟数字转换器连接至差分放大器，通过差分放大器而把振膜所产生的感应信号获取出来，并推送回感测模拟数字转换器以进行数字化处理；因为该差分放大器的非理想性(CMRR并非无上限)，因而，仍会有一定比例的残留原始音乐信号，而为排除残留的原始音乐信号以利后续处理，故额外设置该暂存存储器将原始播放信号滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器至该功率放大器至该耳机单体至该差分放大器至该感测模拟数字转换器的往返延迟(round-trip delay)匹配同步。
于此，于进行往返延迟(round-trip delay)匹配同步时，根据该音频数字模拟转换器与该感测模拟数字转换器的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步；继而。在调整设定该暂存存储器的暂存区/先进先出深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在功能区域进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体振膜位移的该感应信号，并将所获取的该感应信号作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
其中，于将原始播放信号滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器至该功率放大器至该耳机单体至该差分放大器至该感测模拟数字转换器的往返延迟(round-tripdelay)匹配同步时：
1.于该音频数字模拟转换器：内部的超取样(over sample)滤波器会有与取样时脉连动的固定延迟，根据有限脉冲响应滤波器(FIR)或无限脉冲响应滤波器(IIR)的滤波器设计特性与规格不同，固定延迟一般为数十μs至数ms不等。
2.于该功率放大器至该耳机单体至该差分放大器：主要是线性放大器的寄生与补偿RC延迟，一般为数百ns不等。
3.于该感测模拟数字转换器：内部命令输入耦合器(CIC)滤波器递回运算延迟，为超取样倍率乘以超取样时脉(over sample clock)，一般为数十μs不等。
另，视实际需求，利用本发明的信号处理系统以进行信号处理方法的过程时，复可包含分析控制动作；将所获取的感应信号作为后续分析与自动控制的参考源，在此，由功能区域所获取分离后的耳机单体振膜的该感应信号，将送至该第一处理单元进行动作信号辨识，以判断出使用者对耳机的使用状态为何，例如，耳机戴上，耳机脱下或是各耳机机壳被手指敲击的信号波形，该第一处理单元可输出经辨识后的信号给主控制器，作为人机互动功能的应用；抑或，由该功能区域所获取分离后的耳机单体振膜的该感应信号的音乐相关感应信号亦可以送至该第二处理单元，进行低通滤波后反相加回该原始音乐数字串流数据，作为补偿单体低音失真之用。
附图说明
为使熟悉该项技艺人士了解本发明的目的、特征及技术效果，兹通过下述具体实施例，并配合附图，对本发明详加说明如后：
图1为一系统示意图，用以显示说明本发明的信号处理系统的系统架构、以及配合耳机单体的运行情形；
图2为一流程图，用以显示说明利用如图1中的本发明的信号处理系统以进行信号处理方法的流程步骤；
图3为一流程图，用以显示说明利用如图2中的信号处理方法的进行信号获取与处理动作步骤的更详细程序；
图4为一示意图，用以显示说明本发明的信号处理系统的一实施例的架构、以及配合耳机单体的运行情形；
图5为一流程图，用以显示说明利用如图4中的本发明的信号处理系统的一实施例以进行信号处理方法的一流程步骤；
图6为一流程图，用以显示说明利用如图5中的信号处理方法的进行信号获取与处理动作步骤的更详细程序；
图7为一示意图，用以显示说明本发明的信号处理系统的另一实施例的架构、以及配合耳机单体的运行情形；
图8为一流程图，用以显示说明利用如图7中的本发明的信号处理系统的又一实施例以进行信号处理方法的又一流程步骤；
图9为一电路图，用以显示说明于图7中的信号处理系统的包含功率放大器、差分放大器、感测模拟数字转换器、以及耳机单体的部分施行电路；
图10-1图为示意图，用以显示说明于图7中的当使用者戴上为耳罩式耳机的耳机单体振膜的感应信号的输出情况；
图10-2图为示意图，用以分别显示说明于图7中的当使用者脱下为耳罩式耳机的耳机单体振膜的感应信号的输出情况；
图10-3图为示意图，用以显示说明于图7中的当使用者入耳为耳道式耳机的耳机单体振膜的感应信号的输出情况；
图10-4图为示意图，用以显示说明于图7中的当使用者出耳为耳道式耳机的耳机单体振膜的感应信号的输出情况；
图11为一示意图，用以显示说明本发明的信号处理系统的再一实施例的架构、以及配合耳机单体的运行情形；以及
图12为一流程图，用以显示说明利用如图11中的本发明的信号处理系统的再一实施例以进行信号处理方法的再一流程步骤。
附图标记说明：
11～信号处理系统；
31、32～步骤；
41、42～步骤；
51、52、53～步骤；
61、62、63～步骤；
110～耳机单体；
111～功率放大器；
112～差分放大器；
113～音频数字模拟转换器；
114～感测模拟数字转换器；
115～音乐数字串流数据；
116～暂存存储器；
117～功能区域；
118～第一处理单元；
119～反相加回；
120～第二处理单元；
121～音乐输入信号；
123～模拟信号；
210～感应信号；
220～感应信号；
230～感应信号；
240～感应信号；
321、322～步骤；
421、422～步骤；
1131～超取样滤波器；
1132～超取样滤波器；
1133～超取样滤波器；
1141～耦合器滤波器；
1142～耦合器滤波器；
1143～耦合器滤波器。
具体实施方式
图1为一系统示意图，用以显示说明本发明的信号处理系统的系统架构、以及配合耳机单体的运行情形。如图1所示，信号处理系统11至少包含功率放大器111、差分放大器112、音频数字模拟转换器(audio DAC)113、感测模拟数字转换器(sense ADC)114、暂存存储器116、以及一功能区域117。
音频数字模拟转换器113，为数字信号的原始的音乐数字串流数据115将经过该音频数字模拟转换器113而转换成为模拟信号123的模拟输出。
功率放大器111，当原始的音乐数字串流数据115经过音频数字模拟转换器113转换成模拟信号123的模拟输出后，送至该功率放大器111以便将为模拟信号形式的原始的音乐输入信号121输出到与该功率放大器111连接的耳机单体110；另，当耳机单体110振膜(图中未示出)受到外力与非理想运动所造成振膜位移而产生的感应信号210会被逆推回到该功率放大器111的输出端。
差分放大器112，该功率放大器111的输出端连接至该差分放大器112的一输入端，该音频数字模拟转换器113的输出连接至该差分放大器112的另一输入端。
感测模拟数字转换器114，该感测模拟数字转换器114连接至该差分放大器112的输出，通过该差分放大器112而把振膜所产生的感应信号210获取出来，并推送回该感测模拟数字转换器114以进行数字化处理。
暂存存储器116，因为该差分放大器112的非理想性(CMRR并非无上限)，因而，仍会有一定比例的残留原始音乐信号，而为排除残留的原始音乐信号以利后续处理，故额外设置该暂存存储器116，将原始播放信号(音乐数字串流数据115)滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器113至该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112至该感测模拟数字转换器114的往返延迟(round-trip delay)匹配同步，根据该音频数字模拟转换器113与该感测模拟数字转换器114的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步。
一功能区域117，该功能区域117可为获取耳机单体振膜位移模块，是用以获取由于耳机单体110振膜位移所产生出的感应信号210；在调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在该功能区域117进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体110振膜位移的该感应信号210，并将所获取的该感应信号210作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
其中，于将原始播放信号滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器113至该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112至该感测模拟数字转换器114的往返延迟(round-trip delay)匹配同步时：
1.于该音频数字模拟转换器113：内部的超取样(over sample)滤波器会有与取样时脉连动的固定延迟，根据有限脉冲响应滤波器(FIR)或无限脉冲响应滤波器(IIR)的滤波器设计特性与规格不同，固定延迟一般为数十μs至数ms不等。
2.于该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112：主要是线性放大器的寄生与补偿RC延迟，一般为数百ns不等。
3.于该感测模拟数字转换器114：内部命令输入耦合器(CIC)滤波器递回运算延迟，为超取样倍率乘以超取样时脉(over sample clock)，一般为数十μs不等。
上列三项延迟皆为公式可描述行为，根据该音频数字模拟转换器113与该感测模拟数字转换器114的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在该功能区域117进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体110振膜位移的该感应信号210，并将所获取的该感应信号210作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
另，视实际需求，本发明的信号处理系统1复可包含第一处理单元(图中未示出)，由该功能区域117所获取分离后的耳机单体110振膜的该感应信号210，将送至该第一处理单元进行动作信号辨识，以判断出使用者对耳机的使用状态为何，例如，耳机戴上，耳机脱下或是各耳机机壳被手指敲击的信号波形，该处理单元可输出经辨识后的信号给主控制器，作为人机互动功能的应用；抑或，于实际施行时，由该功能区域117所获取分离后的耳机单体110振膜的该感应信号210的音乐相关感应信号亦可以送至第二处理单元，进行低通滤波后反相加回该原始的音乐数字串流数据115，作为补偿单体低音失真之用。
图2为一流程图，用以显示说明利用如图1中的本发明的信号处理系统以进行信号处理方法的流程步骤。
如图2所示，首先，于步骤31，进行接收感应信号动作；以耳机单体110振膜为感应器，当与本发明的信号处理系统1连接的耳机单体110振膜受到外力与非理想运动而造成振膜位移，将产生出感应信号210，而感应信号210会被逆推回到信号处理系统1的功率放大器111的输出端，并进到步骤32。
于步骤32，进行信号获取与处理动作；在耳机单体110播放声音的同时信号处理系统1能获取耳机单体110振膜被动感应所产生的感应信号210，并将此所获取的感应信号210作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
另，视实际需求，利用本发明的信号处理系统1以进行信号处理方法的过程时，复可包含分析控制动作或信号补偿动作的步骤；将所获取的感应信号210作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
在此，于分析控制动作步骤时，由该功能区域117所获取分离后的耳机单体110振膜的该感应信号210，将送至该第一处理单元进行动作信号辨识，以判断出使用者对耳机的使用状态为何，例如，耳机戴上，耳机脱下或是各耳机机壳被手指敲击的信号波形，该第一处理单元可输出经辨识后的信号给主控制器，作为人机互动功能的应用。
抑或，于信号补偿动作，由该功能区域117所获取分离后的耳机单体110振膜的该感应信号210的音乐相关感应信号亦可以送至第二处理单元，进行低通滤波后反相加回该原始的音乐数字串流数据115，作为补偿单体低音失真之用。
图3为一流程图，用以显示说明利用如图2中的信号处理方法的进行信号获取与处理动作步骤的更详细程序。
如图3所示，首先，于步骤321，进行获取/数字化处理动作；于进行信号获取动作时，当耳机单体110振膜受到外力与非理想运动所造成振膜位移而产生的感应信号210被逆推回到功率放大器111的输出端后，由于功率放大器111的输出端连接至该差分放大器112的一输入端，音频数字模拟转换器113的输出连接至差分放大器112的另一输入端；感测模拟数字转换器114连接至差分放大器112的输出，通过差分放大器112而把振膜所产生的感应信号210获取出来，并推送回感测模拟数字转换器114以进行数字化处理，并进到步骤322。
于步骤322，进行往返延迟匹配同步动作；因为该差分放大器112的非理想性(CMRR并非无上限)，因而，仍会有一定比例的残留原始音乐信号，而为排除残留的原始音乐信号以利后续处理，故额外设置该暂存存储器116，将原始播放信号(音乐数字串流数据115)滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器113至该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112至该感测模拟数字转换器114的往返延迟(round-trip delay)匹配同步。
于此，于进行往返延迟匹配同步时，根据该音频数字模拟转换器113与该感测模拟数字转换器114的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步；继而。在调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在功能区域117进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体110振膜位移的该感应信号210，并将所获取的该感应信号210作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
其中，于将原始播放信号滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器113至该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112至该感测模拟数字转换器114的往返延迟(round-trip delay)匹配同步时：
1.于该音频数字模拟转换器113：内部的超取样(over sample)滤波器会有与取样时脉连动的固定延迟，根据有限脉冲响应滤波器(FIR)或无限脉冲响应滤波器(IIR)的滤波器设计特性与规格不同，固定延迟一般为数十μs至数ms不等。
2.于该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112：主要是线性放大器的寄生与补偿RC延迟，一般为数百ns不等。
3.于该感测模拟数字转换器114：内部命令输入耦合器(CIC)滤波器递回运算延迟，为超取样倍率乘以超取样时脉(over sample clock)，一般为数十μs不等。
上列三项延迟皆为公式可描述行为，根据该音频数字模拟转换器113与该感测模拟数字转换器114的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在该功能区域117进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体110振膜位移的该感应信号210，并将所获取的该感应信号210作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
图4为一示意图，用以显示说明本发明的信号处理系统的一实施例的架构、以及配合耳机单体的运行情形。如图4所示，信号处理系统11至少包含功率放大器111、差分放大器112、音频数字模拟转换器(audio DAC)113、感测模拟数字转换器(sense ADC)114、暂存存储器116、以及一功能区域117。
音频数字模拟转换器113，为数字信号的原始的音乐数字串流数据115将经过该音频数字模拟转换器113而转换成为模拟信号123的模拟输出。
功率放大器111，当原始的音乐数字串流数据115经过音频数字模拟转换器113转换成模拟信号123的模拟输出后，送至该功率放大器111以便将为模拟信号形式的原始的音乐输入信号121输出到与该功率放大器111连接的耳机单体110；另，当耳机单体110振膜(图未中示出)受到外力与非理想运动所造成振膜位移而产生的感应信号220会被逆推回到该功率放大器111的输出端。
差分放大器112，该功率放大器111的输出端连接至该差分放大器112的一输入端，该音频数字模拟转换器113的输出连接至该差分放大器112的另一输入端。
感测模拟数字转换器114，该感测模拟数字转换器114连接至该差分放大器112的输出，通过该差分放大器112而把振膜所产生的感应信号220获取出来，并推送回该感测模拟数字转换器114以进行数字化处理。
暂存存储器116，因为该差分放大器112的非理想性(CMRR并非无上限)，因而，仍会有一定比例的残留原始音乐信号，而为排除残留的原始音乐信号以利后续处理，故额外设置该暂存存储器116，将原始播放信号(音乐数字串流数据115)滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器113至该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112至该感测模拟数字转换器114的往返延迟(round-trip delay)匹配同步，根据该音频数字模拟转换器113与该感测模拟数字转换器114的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步。
一功能区域117，该功能区域117可为获取耳机单体振膜位移模块，是用以获取由于耳机单体110振膜位移所产生出的感应信号220；在调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在该功能区域117进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体110振膜位移的该感应信号220，并将所获取的该感应信号220作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
其中，于将原始播放信号滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器113至该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112至该感测模拟数字转换器114的往返延迟(round-trip delay)匹配同步时：
1.于该音频数字模拟转换器113：内部的超取样(over sample)滤波器1131会有与取样时脉连动的固定延迟，根据有限脉冲响应滤波器(FIR)或无限脉冲响应滤波器(IIR)的滤波器设计特性与规格不同，固定延迟一般为数十μs至数ms不等。
2.于该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112：主要是线性放大器的寄生与补偿RC延迟，一般为数百ns不等。
3.于该感测模拟数字转换器114：内部命令输入耦合器(CIC)滤波器1141递回运算延迟，为超取样倍率乘以超取样时脉(over sample clock)，一般为数十μs不等。
上列三项延迟皆为公式可描述行为，根据该音频数字模拟转换器113与该感测模拟数字转换器114的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在该功能区域117进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体110振膜位移的该感应信号220，并将所获取的该感应信号220作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
图5为一流程图，用以显示说明利用如图4中的本发明的信号处理系统的一实施例以进行信号处理方法的一流程步骤。
如图5所示，首先，于步骤41，进行接收感应信号动作；以耳机单体110振膜为感应器，当与本发明的信号处理系统1连接的耳机单体110振膜受到外力与非理想运动而造成振膜位移，将产生出感应信号220，而感应信号220会被逆推回到信号处理系统1的功率放大器111的输出端，并进到步骤42。
于步骤42，进行信号获取与处理动作；在耳机单体110播放声音的同时信号处理系统1能获取耳机单体110振膜被动感应所产生的感应信号220，并将此所获取的感应信号220作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
图6为一流程图，用以显示说明利用如图5中的信号处理方法的进行信号获取与处理动作步骤的更详细程序。
如图6所示，首先，于步骤421，进行获取/数字化处理动作；于进行信号获取动作时，当耳机单体110振膜受到外力与非理想运动所造成振膜位移而产生的感应信号220被逆推回到功率放大器111的输出端后，由于功率放大器111的输出端连接至该差分放大器112的一输入端，音频数字模拟转换器113的输出连接至差分放大器112的另一输入端；感测模拟数字转换器114连接至差分放大器112的输出，通过差分放大器112而把振膜所产生的感应信号220获取出来，并推送回感测模拟数字转换器114以进行数字化处理，并进到步骤422。
于步骤422，进行往返延迟匹配同步动作；因为该差分放大器112的非理想性(CMRR并非无上限)，因而，仍会有一定比例的残留原始音乐信号，而为排除残留的原始音乐信号以利后续处理，故额外设置该暂存存储器116，将原始播放信号(音乐数字串流数据115)滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器113至该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112至该感测模拟数字转换器114的往返延迟(round-trip delay)匹配同步。
于此，于进行往返延迟匹配同步时，根据该音频数字模拟转换器113与该感测模拟数字转换器114的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步；继而。在调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在功能区域117进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体110振膜位移的该感应信号220，并将所获取的该感应信号220作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
其中，于将原始播放信号滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器113至该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112至该感测模拟数字转换器114的往返延迟(round-trip delay)匹配同步时：
1.于该音频数字模拟转换器113：内部的超取样(over sample)滤波器1131会有与取样时脉连动的固定延迟，根据有限脉冲响应滤波器(FIR)或无限脉冲响应滤波器(IIR)的滤波器设计特性与规格不同，固定延迟一般为数十μs至数ms不等。
2.于该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112：主要是线性放大器的寄生与补偿RC延迟，一般为数百ns不等。
3.于该感测模拟数字转换器114：内部命令输入耦合器(CIC)滤波器1141递回运算延迟，为超取样倍率乘以超取样时脉(over sample clock)，一般为数十μs不等。
上列三项延迟皆为公式可描述行为，根据该音频数字模拟转换器113与该感测模拟数字转换器114的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在该功能区域117进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体110振膜位移的该感应信号210，并将所获取的该感应信号210作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
图7为一示意图，用以显示说明本发明的信号处理系统的另一实施例的架构、以及配合耳机单体的运行情形。如图7所示，信号处理系统11至少包含功率放大器111、差分放大器112、音频数字模拟转换器(audio DAC)113、感测模拟数字转换器(sense ADC)114、暂存存储器116、一功能区域117、以及第一处理单元118。
音频数字模拟转换器113，为数字信号的原始的音乐数字串流数据115将经过该音频数字模拟转换器113而转换成为模拟信号123的模拟输出。
功率放大器111，当原始的音乐数字串流数据115经过音频数字模拟转换器113转换成模拟信号123的模拟输出后，送至该功率放大器111以便将为模拟信号形式的原始的音乐输入信号121输出到与该功率放大器111连接的耳机单体110；另，当耳机单体110振膜(图中未示出)受到外力与非理想运动所造成振膜位移而产生的感应信号230会被逆推回到该功率放大器111的输出端。
差分放大器112，该功率放大器111的输出端连接至该差分放大器112的一输入端，该音频数字模拟转换器113的输出连接至该差分放大器112的另一输入端。
感测模拟数字转换器114，该感测模拟数字转换器114连接至该差分放大器112的输出，通过该差分放大器112而把振膜所产生的感应信号230获取出来，并推送回该感测模拟数字转换器114以进行数字化处理。
暂存存储器116，因为该差分放大器112的非理想性(CMRR并非无上限)，因而，仍会有一定比例的残留原始音乐信号，而为排除残留的原始音乐信号以利后续处理，故额外设置该暂存存储器116，将原始播放信号(音乐数字串流数据115)滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器113至该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112至该感测模拟数字转换器114的往返延迟(round-trip delay)匹配同步，根据该音频数字模拟转换器113与该感测模拟数字转换器114的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步。
一功能区域117，该功能区域117可为获取耳机单体振膜位移模块，是用以获取由于耳机单体110振膜位移所产生出的感应信号230；在调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在该功能区域117进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体110振膜位移的该感应信号230，并将所获取的该感应信号230作为后续分析与自动控制的参考源。
其中，于将原始播放信号滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器113至该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112至该感测模拟数字转换器114的往返延迟(round-trip delay)匹配同步时：
1.于该音频数字模拟转换器113：内部的超取样(over sample)滤波器1132会有与取样时脉连动的固定延迟，根据有限脉冲响应滤波器(FIR)或无限脉冲响应滤波器(IIR)的滤波器设计特性与规格不同，固定延迟一般为数十μs至数ms不等。
2.于该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112：主要是线性放大器的寄生与补偿RC延迟，一般为数百ns不等。
3.于该感测模拟数字转换器114：内部命令输入耦合器(CIC)滤波器1142递回运算延迟，为超取样倍率乘以超取样时脉(over sample clock)，一般为数十μs不等。
上列三项延迟皆为公式可描述行为，根据该音频数字模拟转换器113 与该感测模拟数字转换器114的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在该功能区域117进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体110振膜位移的该感应信号230，并将所获取的该感应信号230作为后续分析与自动控制的参考源。
第一处理单元118，该第一处理单元118是用以将辨识后的信号输出至主控制器，由该功能区域117所获取分离后的耳机单体110振膜的该感应信号230，将送至该第一处理单元118进行动作信号辨识，以判断出使用者对耳机的使用状态为何，例如，耳机戴上，耳机脱下或是各耳机机壳被手指敲击的信号波形，该处理单元118可输出经辨识后的信号给主控制器，作为人机互动功能的应用。
图8为一流程图，用以显示说明利用如图7中的本发明的信号处理系统的又一实施例以进行信号处理方法的又一流程步骤。
如图8所示，首先，于步骤51，进行接收感应信号动作；以耳机单体110振膜为感应器，当与本发明的信号处理系统1连接的耳机单体110振膜受到外力与非理想运动而造成振膜位移，将产生出感应信号230，而感应信号230会被逆推回到信号处理系统1的功率放大器111的输出端，并进到步骤52。
于步骤52，进行信号获取与处理动作；在耳机单体110播放声音的同时信号处理系统1能获取耳机单体110振膜被动感应所产生的感应信号230，并将此所获取的感应信号230作为后续分析与自动控制的参考源，并进到步骤53。
于步骤53，进行分析控制动作；由该功能区域117所获取分离后的耳机单体110振膜的该感应信号230，将送至该第一处理单元进行动作信号辨识，以判断出使用者对耳机的使用状态为何，例如，耳机戴上，耳机脱下或是各耳机机壳被手指敲击的信号波形，该第一处理单元可输出经辨识后的信号给主控制器，作为人机互动功能的应用。
图9为一电路图，用以显示说明于图7中的信号处理系统的包含功率放大器、差分放大器、感测模拟数字转换器、以及耳机单体的部分施行电路。
如图9所示，耳机单体110SPKR1阻抗值为15或250Ω，AV1放大器+/-3.3V，电压信号源APx555balance output Sine 440Hz，Amplitude为100mv，R1为1.5KΩ，R2为750Ω，R3为1.5KΩ，R4为750Ω，而R5为100Ω；于R1与R2连接点、R5与耳机单体110，APx555balanceinput Highpass:AC(<10Hz)，Lowpass:800Hz。
图9的实施电路亦可施行于其他实施例中，其理相同、类似于图7的实施例。
第10-1图为示意图，用以显示说明于图7中的当使用者戴上为耳罩式耳机的耳机单体振膜的感应信号的输出情况。
如第10-1图所示，为耳罩式耳机的耳机单体110的感应信号的输出情况，可得出于2-3秒内当使用者戴上耳机所产生出的感应信号的瞬时电平(instantaneous level)变化情形。
第10-2图为示意图，用以分别显示说明于图7中的当使用者脱下为耳罩式耳机的耳机单体振膜的感应信号的输出情况。
如第10-2图所示，为耳罩式耳机的耳机单体110的感应信号的输出情况，可得出当使用者脱下耳机所产生出的感应信号的瞬时电平变化情形。
第10-3图为示意图，用以显示说明于图7中的当使用者入耳为耳道式耳机的耳机单体振膜的感应信号的输出情况。
如第10-3图所示，为耳道式耳机的耳机单体110的感应信号的输出情况，可得出于1-2秒内当使用者入耳耳道式耳机所产生出的感应信号的瞬时电平变化情形。
第10-4图为示意图，用以显示说明于图7中的当使用者出耳为耳道式耳机的耳机单体振膜的感应信号的输出情况。
如第10-4图所示，为耳道式耳机的耳机单体110的感应信号的输出情况，可得出当使用者出耳耳道式耳机所产生出的感应信号的瞬时电平变化情形。
图11为一示意图，用以显示说明本发明的信号处理系统的再一实施例的架构、以及配合耳机单体的运行情形。如图11所示，信号处理系统11至少包含功率放大器111、差分放大器112、音频数字模拟转换器(audio DAC)113、感测模拟数字转换器(sense ADC)114、暂存存储器116、一功能区域117、以及第二处理单元120。
音频数字模拟转换器113，为数字信号的原始的音乐数字串流数据115将经过该音频数字模拟转换器113而转换成为模拟信号123的模拟输出。
功率放大器111，当原始的音乐数字串流数据115经过音频数字模拟转换器113转换成模拟信号123的模拟输出后，送至该功率放大器111以便将为模拟信号形式的原始的音乐输入信号121输出到与该功率放大器111连接的耳机单体110；另，当耳机单体110振膜(图中未示出)受到外力与非理想运动所造成振膜位移而产生的感应信号240会被逆推回到该功率放大器111的输出端。
差分放大器112，该功率放大器111的输出端连接至该差分放大器112的一输入端，该音频数字模拟转换器113的输出连接至该差分放大器112的另一输入端。
感测模拟数字转换器114，该感测模拟数字转换器114连接至该差分放大器112的输出，通过该差分放大器112而把振膜所产生的感应信号240获取出来，并推送回该感测模拟数字转换器114以进行数字化处理。
暂存存储器116，因为该差分放大器112的非理想性(CMRR并非无上限)，因而，仍会有一定比例的残留原始音乐信号，而为排除残留的原始音乐信号以利后续处理，故额外设置该暂存存储器116，将原始播放信号(音乐数字串流数据115)滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器113至该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112至该感测模拟数字转换器114的往返延迟(round-trip delay)匹配同步，根据该音频数字模拟转换器113与该感测模拟数字转换器114的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步。
一功能区域117，该功能区域117可为获取耳机单体振膜位移模块，是用以获取由于耳机单体110振膜位移所产生出的感应信号240；在调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在该功能区域117进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体110振膜位移的该感应信号240，并将所获取的该感应信号240作为信号补偿之用的参考源。
其中，于将原始播放信号滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器113至该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112至该感测模拟数字转换器114的往返延迟(round-trip delay)匹配同步时：
1.于该音频数字模拟转换器113：内部的超取样(over sample)滤波器1133会有与取样时脉连动的固定延迟，根据有限脉冲响应滤波器(FIR)或无限脉冲响应滤波器(IIR)的滤波器设计特性与规格不同，固定延迟一般为数十μs至数ms不等。
2.于该功率放大器111至该耳机单体110至该差分放大器112：主要是线性放大器的寄生与补偿RC延迟，一般为数百ns不等。
3.于该感测模拟数字转换器114：内部命令输入耦合器(CIC)滤波器1143递回运算延迟，为超取样倍率乘以超取样时脉(over sample clock)，一般为数十μs不等。
上列三项延迟皆为公式可描述行为，根据该音频数字模拟转换器113与该感测模拟数字转换器114的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器116的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，在该功能区域117进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体110振膜位移的该感应信号240，并将所获取的该感应信号240作为信号补偿之用的参考源。
第二处理单元120，该第二处理单元120是用以补偿信号，由该功能区域117所获取分离后的耳机单体110振膜的该感应信号240的音乐相关感应信号亦可以送至该处理单元120，进行低通滤波后反相加回119该原始的音乐数字串流数据115，作为补偿单体低音失真之用。
图12为一流程图，用以显示说明利用如图11中的本发明的信号处理系统的再一实施例以进行信号处理方法的再一流程步骤。
如图12所示，首先，于步骤61，进行接收感应信号动作；以耳机单体110振膜为感应器，当与本发明的信号处理系统1连接的耳机单体110振膜受到外力与非理想运动而造成振膜位移，将产生出感应信号240，而感应信号240会被逆推回到信号处理系统1的功率放大器111的输出端，并进到步骤62。
于步骤62，进行信号获取与处理动作；在耳机单体110播放声音的同时信号处理系统1能获取耳机单体110振膜被动感应所产生的感应信号240，并将此所获取的感应信号240作为信号补偿之用的参考源，并进到步骤63。
于步骤63，进行信号补偿动作；由该功能区域117所获取分离后的耳机单体110振膜的该感应信号240的音乐相关感应信号亦可以送至第二处理单元120，进行低通滤波后反相加回119该原始的音乐数字串流数据115，作为补偿单体低音失真之用。
综合以上的所述实施例，我们可以得到本发明的一种信号处理系统及其方法，是应用于以耳机单体振膜为感应器的信号分离应用的环境中，利用本发明的信号处理系统以进行信号处理方法时，通过差分放大器而将耳机单体的振膜所产生的与耳机单体使用状态相关的感应信号获取出来，并推送回感测模拟数字转换器(sense ADC)进行数字化处理，由于差分放大器的非理想性(CMRR并非无上限)，仍会有一定比例的残留音乐信号，而为排除残留的音乐信号以利后续处理，故额外设置暂存存储器，将原始播放信号滞留与外部信号的往返延迟(round-trip delay)匹配同步，根据音频数字模拟转换器(audio DAC)与感测模拟数字转换器(ADC)的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定暂存存储器的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，而在一功能区域进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体振膜位移的感应信号，并将所获取的感应信号作为后续分析与自动控制及/或信号补偿的参考源。本发明的信号处理系统及方法包含以下优点：
在不增加耳机物料(BOM)的前提下，能以耳机单体振膜为感应器，在耳机单体播放声音的同时能获取耳机单体振膜被动感应所产生的感应信号，并将此所获取的感应信号作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
以耳机单体振膜为感应器的信号分离应用的环境中，通过差分放大器而将耳机单体的振膜所产生的与耳机单体使用状态相关的感应信号获取出来，并推送回感测模拟数字转换器(ADC)进行数字化处理，由于差分放大器的非理想性(CMRR并非无上限)，仍会有一定比例的残留音乐信号，而为排除残留的音乐信号以利后续处理，故额外设置暂存存储器，将原始播放信号滞留与外部信号的往返延迟(round-trip delay)匹配同步，根据音频数字模拟转换器(audio DAC)与感测模拟数字转换器(ADC)的取样时脉(sample clock)频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定暂存存储器的暂存区/先进先出(buffer/FIFO)深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步后，而在一功能区域进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出耳机单体振膜位移的感应信号，并将此所获取的感应信号作为后续分析与自动控制及/或信号补偿之用的参考源。
以耳机单体振膜为感应器的信号分离应用的环境中，能节省耳机感测器的使用与其额外需求的电缆，感知耳机入耳与离耳状态，例如，当耳机为取下一耳状态时，能自动暂停音乐播放以利交谈，或是当耳机为取二耳时，能让播放器/手机自动休眠，或是耳机戴上一耳，戴上后自动接听电话，或是无电话call in时戴上两耳自动播放上次停止的音乐。
在不增加耳机物料(BOM)的前提下，可用敲击耳机机壳的方式而取代按键等人机界面的操作方式，例如，播放/暂停/接听/挂断/切歌/音量升降。
在不增加耳机物料(BOM)的前提下，能实时侦测耳机单体振膜过驱位移所产生的逆电动势，藉以补偿单体振膜的运动失真，提高低价耳机单体的音质，在逆电动势过大时亦可降低输出以保护单体免于烧毁。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的范围；凡其它未脱离本发明所公开的精神下所完成的均等改变或修饰，均应包含在后附的权利要求内。

Claims (5)

1.一种信号处理系统，应用于以耳机的单体振膜为感应器的信号分离应用的环境中，至少包含：
功率放大器，该功率放大器接收感应信号，该感应信号来自该耳机，其中，以该耳机的该单体振膜为感应器，当受到外力与非理想运动而造成该单体振膜的位移，将产生出该感应信号，而该感应信号会被逆推回到与该耳机连接的该信号处理系统的该功率放大器的输出端；
音频数字模拟转换器，为数字信号的原始的音乐数字串流数据将经过该音频数字模拟转换器而转换成为模拟信号的模拟输出；当原始的该音乐数字串流数据经过该音频数字模拟转换器转换成模拟信号的该模拟输出后，送至该功率放大器以便将为模拟信号形式的原始的音乐输入信号输出到与该功率放大器连接的该耳机；
差分放大器，该功率放大器的输出端连接至该差分放大器的一输入端，该音频数字模拟转换器的输出连接至该差分放大器的另一输入端；
感测模拟数字转换器，该感测模拟数字转换器连接至该差分放大器的输出，通过该差分放大器而把该单体振膜所产生的该感应信号获取出来，并推送回该感测模拟数字转换器以进行数字化处理；
暂存存储器，将该音乐数字串流数据滞留与外部信号的由该音频数字模拟转换器至该功率放大器至该耳机至该差分放大器至该感测模拟数字转换器的往返延迟匹配同步，根据该音频数字模拟转换器与该感测模拟数字转换器的取样时脉频率与滤波器的种类选用计算出往返延迟，用以调整设定该暂存存储器的暂存区/先进先出深度与时脉速度使其与外部传递总延迟同步；以及
一功能区域，该功能区域可为获取耳机单体振膜位移模块，用以获取由于该耳机的该单体振膜所产生出的该感应信号；在调整设定该暂存存储器的该暂存区/先进先出深度与该时脉速度使其与该外部传递总延迟同步后，在该功能区域进行剔除残留音乐信号的处理，以便分离出该耳机的该单体振膜所产生出的该感应信号，并将此所获取的该感应信号作为后续分析与自动控制、及信号补偿的其中之一为用的参考源。
2.如权利要求1所述的信号处理系统，其中，所获取的该感应信号作为该后续分析与自动控制的该参考源，复包含：
第一处理单元，由该功能区域所获取分离后的该耳机的该单体振膜的该感应信号，将送至该第一处理单元进行动作信号辨识，以判断出使用者对耳机的使用状态为何，该处理单元可输出经辨识后的信号给主控制器，作为人机互动功能的应用。
3.如权利要求1所述的信号处理系统，其中，所获取的该感应信号作为该信号补偿的该参考源，复包含：
第二处理单元，由该功能区域所获取分离后的该耳机的该单体振膜的该感应信号的音乐相关感应信号可以送至该第二处理单元，进行低通滤波后反相加回原始的该音乐数字串流数据，作为补偿该耳机的该单体低音失真之用。
4.如权利要求1所述的信号处理系统，其中，于该音频数字模拟转换器内部的超取样滤波器会有与取样时脉连动的固定延迟。
5.如权利要求1所述的信号处理系统，其中，于该感测模拟数字转换器内部命令输入耦合器滤波器递回运算延迟。
CN201710058887.3A 2017-01-23 2017-01-23 信号处理方法及信号处理系统 Expired - Fee Related CN108347670B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710058887.3A CN108347670B (zh) 2017-01-23 2017-01-23 信号处理方法及信号处理系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710058887.3A CN108347670B (zh) 2017-01-23 2017-01-23 信号处理方法及信号处理系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108347670A CN108347670A (zh) 2018-07-31
CN108347670B true CN108347670B (zh) 2020-03-20

Family

ID=62962161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710058887.3A Expired - Fee Related CN108347670B (zh) 2017-01-23 2017-01-23 信号处理方法及信号处理系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108347670B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111131606A (zh) * 2019-12-05 2020-05-08 维沃移动通信有限公司 一种状态控制方法、电子设备
CN111008002B (zh) * 2019-12-06 2022-04-08 苏州盛科通信股份有限公司 自动计算并更新fifo深度的装置和方法
CN210274516U (zh) * 2019-12-25 2020-04-07 锐迪科微电子（上海）有限公司 声频放大电路和播放设备
CN113099344A (zh) * 2021-03-31 2021-07-09 头领科技（昆山）有限公司 一种音频驱动系统芯片及耳机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200721876A (en) * 2005-11-16 2007-06-01 Univ Nat Chiao Tung Sensor-free bass compensation system
TW201214954A (en) * 2010-07-15 2012-04-01 Conexant Systems Inc Audio driver system and method
TW201615031A (en) * 2014-10-08 2016-04-16 Giga Byte Tech Co Ltd Sound output control circuit

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9124219B2 (en) * 2010-07-01 2015-09-01 Conexant Systems, Inc. Audio driver system and method
JP6299363B2 (ja) * 2014-04-16 2018-03-28 ヤマハ株式会社 駆動装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200721876A (en) * 2005-11-16 2007-06-01 Univ Nat Chiao Tung Sensor-free bass compensation system
TW201214954A (en) * 2010-07-15 2012-04-01 Conexant Systems Inc Audio driver system and method
TW201615031A (en) * 2014-10-08 2016-04-16 Giga Byte Tech Co Ltd Sound output control circuit

Also Published As

Publication number Publication date
CN108347670A (zh) 2018-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108347670B (zh) 信号处理方法及信号处理系统
JP6096993B1 (ja) イヤホンのサウンドエフェクト補償方法、装置及びイヤホン
CN105338447B (zh) 耳机控制电路及方法、耳机以及音频输出装置及方法
CN103297889B (zh) 入耳式耳机
WO2014064924A1 (ja) 振動ピックアップ装置、振動測定装置、測定システム及び測定方法
EP2461553B1 (en) Apparatus, systems and methods for controlling an electronic device using an accessory
CN102986246A (zh) 输入装置
US10070221B1 (en) Signal processing system and a method
WO2006075275A1 (en) Audio entertainment system, method, computer program product
CN104581519A (zh) 降噪耳机及其降噪方法
WO2012151997A1 (zh) 用于移动终端的通话语音记录方法、装置及移动终端
CN108235215B (zh) 一种线控耳机测试装置及其测试电路
CN108955758B (zh) 可穿戴式设备的佩戴检测方法及相关产品
CN103813228A (zh) 一种耳机及其激活方法
CN114567849B (zh) 一种检测方法及装置、无线耳机、存储介质
JP5645393B2 (ja) 音声信号処理装置
CN208316971U (zh) 耳机和通讯系统
CN106507242A (zh) 一种音频装置及终端
KR20170086015A (ko) 주변 소음 제거 메커니즘을 구현하는 디바이스의 자율 구성
TW202010316A (zh) 一種訊號處理系統及其方法
CN105657598B (zh) 一种适用于用户终端的耳机控制装置
KR20170073637A (ko) 츄잉 검출장치
CN213186560U (zh) 音频测试系统
CN213403428U (zh) 一种基于手机与耳机的降噪系统
CN111093134B (zh) 耳机控制装置、耳机控制方法以及耳机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200320

Termination date: 20220123