CN113993028B - 信号处理电路、方法及骨传导耳机 - Google Patents

Abstract

本说明书实施方式提供了一种信号处理电路、方法及骨传导耳机。信号处理电路能够与三轴振动传感器耦合；信号处理电路包括：输入模块、模数转换模块、数字信号处理模块和输出模块；输入模块，用于接收三轴振动传感器的第一轴输入、第二轴输入和第三轴输入，并相应分别转换成第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号；模数转换模块，用于分别将第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号，转换成相应的第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号；数字信号处理模块，用于比较第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号，根据比较结果控制输出模块，将第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号中的一个输出。

Description

信号处理电路、方法及骨传导耳机

技术领域

本说明书涉及电子电路技术领域，具体涉及一种信号处理电路、方法和骨传导耳机。

背景技术

人们通常运用耳机听音乐、听音频，通话等。在嘈杂环境中，普通耳机达不到人们对高音质的需求，为了解决这类需求，市场上出现了各种骨传导耳机。

但是，由于佩戴方式的不同或者设备与脸颊贴合程度不同，目前传导类穿戴产品利用音孔收音，会收入环境中杂音，影响通话的效果。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施方式提供了信号处理的电路、方法、骨传导耳机，能够一定程度上提高通话效果。

本说明书实施方式提供一种信号处理电路，能够与三轴振动传感器耦合；所述信号处理电路包括：输入模块、模数转换模块、数字信号处理模块和输出模块；其中，所述输入模块，用于接收所述三轴振动传感器的第一轴输入、第二轴输入和第三轴输入，并相应分别转换成第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号；所述模数转换模块，用于分别将所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号，转换成相应的第一数字信号、第二数字信号和所述第三数字信号；所述数字信号处理模块，用于比较所述第一数字信号、第二数字信号和所述第三数字信号，根据比较结果控制所述输出模块，将所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号中的一个输出。

本说明书实施方式提供一种信号处理方法，包括：接收三轴振动传感器输出的第一轴输入、第二轴输入和第三轴输入执行信号转换，得到与所述第一轴输入对应的第一数字信号，与所述第二轴输入对应的第二数字信号，与所述第三轴输入对应的第三数字信号；对所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号进行比较，得到比较结果；根据所述比较结果，选择所述第一轴输入、所述第二轴输入和所述第三轴输入中的一个输出。

本说明书实施方式提供一种骨传导耳机，应用有如前所述的信号处理电路。

本说明书实施方式提供的技术方案，通过电容电压转换器将三路骨振动信号转化为电压信号传送给模数转换模块，模数转换模块把模拟信号转换为数字信号，再把数字信号传送给数字信号处理模块，通过数字信号处理模块对数字信号进行检测，选择信号最大的一路信号作为输出信号，并控制开关将信号输出的技术手段，实现提高通话效果。

附图说明

附图是用来提供对说明书实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本说明书，但并不构成对本说明书实施方式的限制。在附图中：

图1是本说明书实施方式提供的一个信号处理电路图；

图2是本说明书实施方式提供的一个信号处理的流程图；

图3是本说明书实施方式提供的一个信号转换的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，本说明书实施方式提供了一种信号处理电路100，该电路能够与三轴振动传感器耦合；所述信号处理电路100包括：输入模块101、模数转换模块102、数字信号处理模块103和输出模块106。

在本实施方式中，输入的信号通过信号处理电路100，最后得到较满意的输出信号。耦合是指在电子电路中，将前级电路(或信号源)的输出信号送至后级电路(或负载)，三轴振动传感器输出连续的电容信号。

在一些实施方式中，三轴振动传感器可以是为X轴(MEMS)、Y轴(MEMS)、Z轴(MEMS)组成的三轴振动传感器，MEMS是指Micro-Electro-Mechanical System(微机电系统)。

在一些实施方式中，模拟信号指用连续变化的物理量所表达的信息，如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等等，数字信号是指在取值上是离散的、不连续的信号。模拟信号转换为数字信号需要经过信号的采样、信号的保持、信号的量化与信号的编码四个基本步骤的处理，转换成对应的二进制数码输出。采样就是利用模拟开关将连续变化的模拟量变成离散的数字量，编码就是将量化的结果(即整数倍值)用二进制数码来表示。

在一些实施方式中，集成模/数转换器种类较多，有8位、10位模/数转换器。一个n位的模数转换器表示这个模数转换器共有2的n次方个刻度。8位模数转换器，输出的是从0-255的256个数字，也就是2的8次方的一个数据刻度。

在本实施方式中，模拟信号只有通过模数转换器(ADC)，把模拟信号转换成数字信号。数字信号才能用数字信号处理模块103进行处理。

在本实施方式中，三轴振动传感器传给信号处理电路100的输入模块101输入连续电容信号，输入模块101将电容信号进行转换为电压信号，再把电压信号放大。把所述电压信号送入模数转换模块102。模数转换模块102把模拟信号转换为数字信号，再把所述数字信号传送给数字信号处理模块103。数字信号处理模块103对所述数字信号进行处理及检测后，控制输出模块106把所述电压信号输出。

本说明书实施方式提供了一种输入模块101，用于接收所述三轴振动传感器的第一轴输入、第二轴输入和第三轴输入，并相应分别转换成第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号。

在本实施方式中，输入模块101有三路电路，分别包括电容电压转换器(C/V转换器)和放大器，通过输入模块101把三轴振动传感器传送的电容信号转换成电压信号。输入模块101有分别对应三轴振动传感器的三轴的电容电压转换器，并进行信号接收。输入模块101可以同时对三路电容信号转换为相对应的三路电压信号。

在其他实施方式中，输入模块101包括电容电压转换器与放大器。在三轴振动传感器与输入模块101之间连接一个三路选择开关，通过控制选择三路开关每次选择一路信号传送给输入模块101，并将该所述选择的线路的电容信号转换为电压信号。

本说明书实施方式提供了一种模数转换模块102，用于将所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号，转换成相应的第一数字信号、第二数字信号和所述第三数字信号。

在本实施方式中，所述第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号是模拟电压信号。通过模数转换模块102将输入模块101传送的模拟信号转换为数字信号。第一电压信号转换成相对应的第一数字信号，第二电压信号转换成相对应的第二数字信号，第三电压信号转换成第三数字信号。

在其他实施方式中，采用三路选择开关对第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号进行切换检测。通过数字信号处理模块103对所述电压信号检测完后控制开关1选择第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号其中一路模拟电压信号进行转换。经过三次的转换，所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号都转换成电压数字信号。通过数字信号处理模块103控制控制开关1选择模数转换模块102的输入信号。

在其他实施方式中，模数转换模块102可以选用一个内部带三路转换开关的模数转换器，自动切换对第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号进行模数转换，转化成相对应的数字信号。

在其他实施方式中，模数转换模块102选用一个数模转换器，同时对所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号进行模数转换，同时生成相对应的数字信号。

在其他实施方式中，模数转换模块102有与第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号所对应的3个模数转换器。所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号同时传送给模数转换模块102，模数转换模块102同时对第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号进行模数转换，同时生成相对应的数字信号。

在一些实施方式中，所述数字信号处理模块103，用于比较所述第一数字信号、第二数字信号和所述第三数字信号，根据比较结果控制所述输出模块106，将所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号中的一个输出。

在本实施方式中，数字信号处理器对连续模拟信号进行测量或滤波。由大规模或超大规模集成电路芯片组成的用来完成数字信号处理任务的处理器。

在本实施方式中，通过数字信号处理模块103控制增益调节后，检测第一数字信号、第二数字信号和所述第三数字信号的信号幅度，并比较所述的第一数字信号、第二数字信号和所述第三数字信号的幅度，得出的结果是所述的第一数字信号、第二数字信号和所述第三数字信号的信号幅度排序结果。通过数字信号处理模块103控制输出模块106选择第一数字信号、第二数字信号和所述第三数字信号信号幅度最大的数字信号对应的电压信号作为输出信号。

在本实施方式中，数字信号处理模块103通过对信号的检测及处理。数字信号处理模块103对所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号进行检测，并对第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号进行增益调节。

在本实施方式中，数字信号处理模块103检测所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号的信号幅度，并控制输出模块106输出一路与信号幅度最大的数字信号对应的电压信号。

在一些实施方式中，所述数字信号处理模块103比较得出所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号的幅度最大的数字信号，相应的，控制所述输出模块106将所述幅度最大的数字信号对应的电压信号输出。

在本实施方式中，通过数字信号处理模块103对比所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号的信号幅度，并控制输出模块106输出一路与幅度最大的数字信号对应的电压信号。

在其它实施方式中，可以通过对比所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号的信号能量，选择一路与信号能量最大的数字信号对应的电压信号输出。

在一些实施方式中，所述输入模块101包括：接收所述第一轴输入的第一输入子模块，所述第一输入子模块包括第一电容电压转换器；接收所述第二轴输入的第二输入子模块，所述第二输入子模块包括第二电容电压转换器；接收所述第三轴输入的第三输入子模块，所述第三输入子模块包括第三电容电压转换器。

在本实施方式中，通过电容电压转换器将三轴振动传感器传送的电容信号转换为电压信号。三个电容电压转换器将相对应线路上的三轴振动传感器传送的电容信号转换为相对应的电压信号。

在其它实施方式中，转换器可以是电容电流转换器，将三轴振动传感器传送的电容信号转换为电流信号，三个电容电流转换器将相对应线路上的三轴振动传感器传送的电容信号转换为电流信号。

在一些实施方式中，所述第一输入子模块还包括第一放大器，用于将所述第一电容电压转换器输出的第一电压信号放大处理；所述第二输入子模块还包括第二放大器，用于将所述第二电容电压转换器输出的第二电压信号放大处理；所述第三输入子模块还包括第三放大器，用于将所述第三电容电压转换器输出的第三电压信号放大处理。

在本实施方式中，放大器放的作用是增加电压信号幅度。通过放大器把电容电压转换器输出的电压信号进行放大，所述放大器的输出电压信号比所述放大器的输入信号大。输入模块101有3个输入子模块：第一子模块、第二子模块、第三子模块。3个输入子模块都都有一个放大器，通过放大器把所述放大器相对应的电压信号进行放大。

在其他实施方式中，所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器的放大系数可以不同。可以在三路输入信号一样大或者相差不大的情况下，通过三个放大系数不同的放大器放大后，获得三个信号幅度不同的电压信号。

在一些实施方式中，所述数字信号处理模块103根据接收的所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数据信号，控制所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器的增益幅度。

在本实施方式中，增益一般指对元器件、电路、设备或系统，其电流、电压或功率增加的程度。输入的大信号经过放大器放大后，在输出端可能会引起失真，输入的小信号为了在输出端获得比较好的信噪比，可以通过负反馈电路减弱负反馈量，使放大级的增益得到提升，从而改变了频响曲线的低端和高端下降的现象。通过增益调节，控制所述放大器的增益幅度，使输出模块106输出的电压信号保持比较平稳。

在一些实施方式中，所述模数转换模块102将所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号，分别生成相应的所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号。

在本实施方式中，所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号都是模拟信号，经过将模拟信号转换为数字信号后，数字信号处理模块103才能处理。通过模数转换模块102将所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号转换为相对应的数字信号。

在其他实施方式中，通过模数转换模块102逐一将所述的第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号转换为相对应的数字信号。

在其他实施方式中，通过模数转换模块102同时将所述的第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号转换为相对应的数字信号。

在一些实施方式中，包括为所述三轴振动传感器供电的电源模块107。

在本实施方式中，电源模块107采用电压稳定性强的电源，所述电源模块107给三轴振动传感器以及输入模块101，模数转换模块102、数字信号处理模块103及其线路等供应电能。

在一些实施方式中，包括与所述数字信号处理模块103电性连接的通信接口104；其中，所述数字信号处理模块103通过所述通信接口接收/发送数据信息。

在本实施方式中，数据信息可以是控制指令，也可以是需要数字信号处理模块103处理的数据等。

在其他实施方式中，数字信号处理模块103通过所述通信接口104接收的控制指令，并对所述控制指令行进执行。所述控制指令可以是对线路选择的控制等。

在其他实施方式中，数字信号处理模块103通过通信接口104接收信号输出指令，并调节控制开关2选择一路与所述信号输出指令相对应的电压信号输出。

在其他实施方式中，测试时，测试人员可以通过通信接口104向数字信号处理模块103发出输出三路中一路电压信号的指令。数字信号处理模块103接收所述指令，并通过调节控制开关2输出测试人员所指定的一路电压信号。

在其他实施方式中，数字信号处理模块103通过所述通信接口104接收的设置指令，并对所述设置指令进行执行。所述设置指令可以是对参数的设置，例如增益幅度的设置等。

在其他实施方式中，数字信号处理模块103通过所述通信接口104发送信息。所述发送信息可以是发送处理数字信号的数据或者该数字信号等的信息。

在一些实施方式中，包括与所述数字信号处理模块103电性连接的储存模块105。

在本实施方式中，所述的储存模块105用于存储数字信号处理模块103处理数字信号的数据及该数字信号。

在一些实施方式中，所述的输出模块106，用于电压信号的输出。

在本实施方式中，由三路选择开关与信号输出线路构成。数字信号处理模块103控制所述用于输出数字信号处理模块103确定的数字信号对应的电压信号。

请参阅图2，本说明书实施方式提供了一种信号处理电路的信号处理方法，包括：

步骤S201:接收三轴振动传感器输出的第一轴输入、第二轴输入和第三轴输入。

在本实施方式中，输入模块101的第一子模块，第二子模块，第三子模块分别接收相对应的三轴振动传感器输出的第一轴输入、第二轴输入和第三轴输入电容信号。

步骤S202:执行信号转换，得到与所述第一轴输入对应的第一数字信号，与所述第二轴输入对应的第二数字信号，与所述第三轴输入对应的第三数字信号。

在本实施方式中，把输入模块101输出的电压信号转换为数字信号。

步骤S203:对所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号进行比较，得到比较结果。

在本实施方式中，通过对信号的比较，得到信号幅度最大的数字信号是属于所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号进行比较中一个数字信号。

步骤S204:根据所述比较结果，选择所述第一轴输入、所述第二轴输入和所述第三轴输入中的一个输出。

在本实施方式中，依照数字信号比较的结果，输出选择所述信号幅度最大的数字信号相对应的电压信号。

通过上述信号处理的方法，通过接收输入的电信号，再将模拟信号转换为数字信号，并将数字信号进行对比，最后输出信号，得到满意的输出信号。

请参阅图3，本说明书提供的实施方式一种信号转换方法。所述信号转换方法可以包括以下步骤。

步骤S301:电容电压转换，得到与所述第一轴输入对应的第一电压信号、与所述第二轴输入对应的第二电压信号、和与所述第三轴输入对应的第三电压信号。

在本实施方式中，通过电容电压转换，把三轴振动传感器传送的电容信号转换为电压信号。

步骤S302:模数转换，得到与所述第一电压信号对应的所述第一数字信号、与所述第二电压信号对应的第二数字信号、和与所述第三电压信号对应的所述第三数字信号。

在本实施方式中，电压信号通过模数转换步骤把输入的模拟电压信号转化为数字信号，数字信号处理模块103才能进行处理。

通过上述的信号转换方法，将电容信号转换为电压信号，再将电压信号转化为数字信号。通过这一系列的信号转换，得到能通过数字信号处理模块103处理的信号。

本说明书实施方式提供了一种骨传导耳机，应用有如前所述的信号处理电路。

在本实施方式中，骨传导耳机应用了上述信号处理的方法，所述骨传导耳机可以通过上述的方法实时处理输入的信号，并输出信号。

在其他实施方式中，骨传导耳机在出厂前固定调试的时候采用三路中某一路线路，实现最佳通话效果。

在其他实施方式中，骨传导耳机在组装过程中，采用包括上述电路的器件。所述骨传导耳机可以不需要收音器件进行通话。

在其他实施方式中，所述骨传导耳机中振动敏感元件被硅盖体包裹，降低了所述骨传导耳机的噪音。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述仅为本说明书中的部分实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本说明书的公开范围之内。

Claims (10)

1.一种信号处理电路，其特征在于，能够与三轴振动传感器耦合；所述信号处理电路包括：输入模块、模数转换模块、数字信号处理模块和输出模块；其中，

所述输入模块包括接收第一轴输入的第一输入子模块，所述第一输入子模块包括第一电容电压转换器；接收第二轴输入的第二输入子模块，所述第二输入子模块包括第二电容电压转换器；接收第三轴输入的第三输入子模块，所述第三输入子模块包括第三电容电压转换器；所述输入模块用于接收所述三轴振动传感器的所述第一轴输入、所述第二轴输入和所述第三轴输入，并相应分别转换成第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号；

所述模数转换模块，用于分别将所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号，转换成相应的第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号；

所述数字信号处理模块，用于比较所述第一数字信号、第二数字信号和所述第三数字信号，根据比较结果控制所述输出模块，将所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号中的一个输出。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述数字信号处理模块比较得出所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号的幅度最大的数字信号，相应的，控制所述输出模块将所述幅度最大的数字信号对应的电压信号输出。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一输入子模块还包括第一放大器，用于将所述第一电容电压转换器输出的第一电压信号放大处理；

所述第二输入子模块还包括第二放大器，用于将所述第二电容电压转换器输出的第二电压信号放大处理；

所述第三输入子模块还包括第三放大器，用于将所述第三电容电压转换器输出的第三电压信号放大处理。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述数字信号处理模块根据接收的所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号，控制所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器的增益幅度。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述模数转换模块将所述第一电压信号、所述第二电压信号和所述第三电压信号，分别生成相应的所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括为所述三轴振动传感器供电的电源模块。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括与所述数字信号处理模块电性连接的通信接口；其中，所述数字信号处理模块通过所述通信接口接收/发送数据信息。

8.一种信号处理电路的信号处理方法，包括：

接收三轴振动传感器输出的第一轴输入、第二轴输入和第三轴输入；其中，所述第一轴输入由第一输入子模块接收，所述第一输入子模块包括第一电容电压转换器；所述第二轴输入由第二输入子模块接收，所述第二输入子模块包括第二电容电压转换器；所述第三轴输入由第三输入子模块接收，所述第三输入子模块包括第三电容电压转换器；

执行信号转换，得到与所述第一轴输入对应的第一数字信号，与所述第二轴输入对应的第二数字信号，与所述第三轴输入对应的第三数字信号；

对所述第一数字信号、所述第二数字信号和所述第三数字信号进行比较，得到比较结果；

根据所述比较结果，选择所述第一轴输入、所述第二轴输入和所述第三轴输入中的一个输出。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在执行信号转换的步骤中包括：

进行电容电压转换，得到与所述第一轴输入对应的第一电压信号、与所述第二轴输入对应的第二电压信号、和与所述第三轴输入对应的第三电压信号；

进行模数转换，得到与所述第一电压信号对应的所述第一数字信号、与所述第二电压信号对应的第二数字信号、和与所述第三电压信号对应的所述第三数字信号。

10.一种骨传导耳机，其特征在于，应用有如权利要求1至7任一所述的信号处理电路。