CN115086833A

CN115086833A - 包括模块的听力设备

Info

Publication number: CN115086833A
Application number: CN202210230057.5A
Authority: CN
Inventors: H·E·格拉姆; B·阿克登尼茨; K·F·安诺生
Original assignee: Greater Nordic Hearing 2
Current assignee: Greater Nordic Hearing 2
Priority date: 2021-03-10
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2022-09-20
Also published as: EP4057639A1; US11937049B2; DK202170109A1; US20240129677A1; US20220295197A1; JP2022140385A

Abstract

提供了包括模块的听力设备。公开了布置在用户耳朵处的听力设备(2)。听力设备(2)包括基于接收的音频信号产生输入信号的输入换能器(4)；信号处理器(6)；耦合到信号处理器的输出以将来自信号处理器(6)的输出信号转换成输出信号的输出换能器(8)；耦合到信号处理器的收发器(10)，收发器(10)配置成无线数据通信，发射和接收电磁场的天线(12)，天线(12)耦合到收发器(10)，听力设备(2)包括模块(14)。模块(14)包括耦合到收发器(10)的收发器接口(11)、耦合到天线(12)的天线接口(13)、从收发器(10)向天线(12)发送信号的TX路径(16)，TX路径(16)包括TX放大器(22)、从天线(12)向收发器(10)发送信号的RX路径(18)，RX路径(18)包括RX放大器(24)、绕过TX路径(16)和RX路径来在收发器(10)和天线(12)之间发送信号的旁路路径(20)。

Description

包括模块的听力设备

技术领域

本发明涉及包括模块的听力设备。

背景技术

如今，听力设备典型地以无线方式例如经由蓝牙连接与智能手机连接。听力设备和智能手机之间的此类无线连接允许用户例如将音乐从智能手机流式传输到听力设备或者在听力设备和智能手机之间进行语音通信。然而，用户可遇到弱信号链路，例如当用户将智能手机放在包、后口袋或前口袋中时。在此类情况下，例如，可能无法将音乐从智能手机流式传输到听力设备或拨打电话。因此，用户可需要从包、后口袋或前口袋中取出智能手机，并且重启应用或连接。因此，仍然需要解决上述问题的改进的听力设备。

发明内容

根据第一方面，公开一种听力设备。听力设备配置成布置在用户耳朵处。听力设备包括输入换能器。输入换能器基于接收的音频信号产生一个或多个输入信号。听力设备包括信号处理器。听力设备包括输出换能器。输出换能器耦合到信号处理器的输出以用于将来自信号处理器的输出信号转换成输出信号。听力设备包括收发器。收发器耦合到信号处理器。收发器配置成用于无线数据通信。听力设备包括用于发射和接收电磁场的天线。天线耦合到收发器。听力设备包括模块。模块包括收发器接口。收发器接口耦合到收发器。模块包括天线接口。天线接口耦合到天线。模块包括传输(TX)路径。TX路径配置成用于从收发器向天线发送信号。TX路径包括TX放大器。模块包括接收(RX)路径。RX路径配置成用于从天线向收发器发送信号。RX路径包括RX放大器。

根据第二方面，公开一种听力设备。听力设备配置成布置在用户耳朵处。听力设备包括输入换能器。输入换能器基于接收的音频信号产生一个或多个输入信号。听力设备包括信号处理器。听力设备包括输出换能器。输出换能器耦合到信号处理器的输出以用于将来自信号处理器的输出信号转换成输出信号。听力设备包括收发器。收发器耦合到信号处理器。收发器配置成用于无线数据通信。听力设备包括用于发射和接收电磁场的天线。天线耦合到收发器。听力设备包括模块。模块包括收发器接口。收发器接口耦合到收发器。模块包括天线接口。天线接口耦合到天线。模块包括传输(TX)路径。TX路径配置成用于从收发器向天线发送信号。TX路径包括TX放大器。模块包括接收(RX)路径。RX路径配置成用于从天线向收发器发送信号。RX路径包括RX放大器。模块包括旁路路径。旁路路径配置成用于通过绕过TX路径和RX路径来在收发器和天线之间发送信号。

所公开的听力设备允许在听力设备和外部设备、电子设备、外围设备或辅助设备诸如智能手机之间发送信号。在下文中，将使用术语智能手机，然而应当理解，这可为与听力设备无线连接的任何设备。

所公开的听力设备允许经由TX路径从听力设备向智能手机发送信号。经由TX路径从听力设备向智能手机发送的信号被TX路径的TX放大器改进，诸如放大。此外，所公开的听力设备允许经由RX路径从智能手机向听力设备发送信号。经由RX路径从智能手机向听力设备发送的信号被RX路径的RX放大器改进，诸如放大。当信号链路弱时，可使用TX路径和RX路径。因此，TX路径和RX路径改进弱信号链路，例如当用户将智能手机放在包、后口袋或前口袋中时，即当智能手机不在用户的耳朵处或不靠近用户的耳朵时。因此，用户可不需要例如从包、后口袋或前口袋中取出智能手机。此外，用户可不需要重启应用或重启听力设备和智能手机之间的连接，例如蓝牙连接。因此，所公开的听力设备的TX和RX路径允许听力设备和智能手机之间的强而可靠的信号链路，即使当例如智能手机放在用户的包、后口袋或前口袋中时。

此外，所公开的听力设备允许经由旁路路径绕过TX路径和RX路径。当信号链路强时，可执行经由旁路路径绕过TX路径和RX路径。例如，当用户手中拿着智能手机时，选择旁路路径。因此，旁路路径允许节省听力设备的电力。当使用旁路路径时，TX放大器和/或RX可配置成断电或省电(powered down)。

总的来说，所公开的听力设备提供可靠而稳健的持续通信，例如在听力设备和智能手机之间双向(即从听力设备到智能手机并且反之亦然)的强蓝牙信号链路。因此，所公开的听力设备提供可靠、稳健、高效和用户友好的听力设备。所公开的听力设备的优点的示例是听力设备的电池可不需要像传统听力设备那样频繁地充电或更换。所公开的听力设备的优点的另一个示例是听力设备的用户可在手中没有智能手机的情况下继续使用听力设备。例如，听力设备的用户可继续听音乐，同时将智能手机放在口袋中并且运行。因此，听力设备提供改进的无线通信能力。

听力设备配置成布置在用户耳朵处。听力设备配置成佩戴在用户耳朵处。听力设备可布置在用户耳朵内。听力设备可布置在用户耳朵后面。听力设备可布置在用户耳朵中。听力设备可布置在用户耳朵附近。听力设备可具有适于布置在用户耳朵后面的部件和适于布置在用户耳朵中的部件。

听力设备包括输入换能器。输入换能器基于接收的音频信号产生一个或多个输入信号。输入换能器的示例为麦克风。

听力设备包括信号处理器。信号处理器可配置成用于处理一个或多个输入信号。信号处理器可处理信号，以便补偿用户听力损失或听力损伤，此类补偿可涉及基于用户听力损失的输入信号的频率相关放大。信号处理器可提供修改的信号。

听力设备包括输出换能器。输出换能器耦合到信号处理器的输出以用于将来自信号处理器的输出信号转换成输出信号。输出换能器的示例为用于产生音频输出信号的接收器，诸如扬声器，或者用于产生对用户的听觉神经的电刺激信号的耳蜗植入物。

听力设备包括收发器。收发器耦合到信号处理器。收发器配置成用于无线数据通信。收发器配置成用于与连接的设备例如智能手机进行通信。收发器的示例为无线电或无线通信单元和传输器/接收器对(T/R)。

听力设备包括用于发射和接收电磁场的天线。天线耦合到收发器。天线配置成用于与连接的设备例如智能手机进行通信。

听力设备可包括电源，诸如可更换电池或可充电电池。听力设备可包括电源管理单元。可提供电源管理单元，以用于控制从电源提供给信号处理器、输出换能器、输入换能器和收发器的功率。此外，听力设备可包括外壳或外罩。听力设备的电源和电源管理单元可布置在外壳中，例如在外壳中的隔间或框架中。

听力设备包括模块。模块可为前端模块。模块包括耦合到收发器的收发器接口。收发器接口可为模块的输入/输出。模块包括耦合到天线的天线接口。天线接口可为模块的输入/输出。

模块包括传输(TX)路径。TX路径配置成用于从收发器向天线发送信号。TX路径包括TX放大器。TX路径配置成向天线发送射频(RF)信号，以用于经由无线连接进行传输。TX路径可配置成阻断DC信号。RF信号的示例为音频信号，例如在打电话期间，在听力设备用作耳机并且智能手机在用户的口袋、包或手中，即不在用户的耳朵处的情况下，向智能手机发送的由输入换能器(例如听力设备中的麦克风)拾取的用户语音。

模块包括接收(RX)路径。RX路径配置成用于从天线向收发器发送信号。RX路径包括RX放大器。RX路径配置成经由无线连接向收发器发送由天线接收的RF信号。RX路径可配置成阻断DC信号。RF信号的示例为音频信号，例如在打电话期间，当听力设备用作耳机并且智能手机在用户的口袋、包或手中(而不是在用户的耳朵处)时，从智能手机向听力设备发送的远端呼叫者的语音。经由天线向听力设备发送的音频信号的另一个示例为当听力设备用作耳机时，从智能手机流式传输到听力设备的音乐。

模块包括旁路路径。旁路路径配置成用于通过绕过TX路径和RX路径来在收发器和天线之间发送信号。旁路路径配置成用于从收发器向天线以及从天线向收发器即双向发送信号。当收发器和天线之间的信号链路强时，选择旁路路径。旁路路径允许节省听力设备的电力。旁路路径提供省电模式。与TX和RX路径的12mA消耗相比，旁路路径通常消耗4μA。因此，旁路路径消耗的功率比TX和RX路径消耗的功率少约3000倍。

听力设备可连接到大量电子设备或附件，这些电子设备或附件可佩戴在身体上或放在用户附近，并且因此连接到作为所谓物联网(IoT)的一部分的互联网。2.4GHz ISM频带可为优选的，因为存在许多用于低功率通信的协调标准，诸如BLE或ZigBee，其在全球范围内可用于工业用途，以及功耗和可实现的范围之间的权衡。因此，2.4GHz频带可用于听力设备通信。

现在，1.6GHz ISM频带也可与听力设备一起使用。为了实现良好的体上性能(on-body performance)，天线可表现出最佳的辐射效率、带宽、极化和辐射模式，同时减少可用于设计的体积，因为大多数时候空间在可佩戴设备诸如助听器中特别是在ITE(入耳式)助听器中非常宝贵。

此外，大规模生产和工业设计的需要可要求天线同样轮廓小、重量轻并且制造成本低。各种总体约束可为相关的。因为身体组织由于含水量高而在2.4GHz附近具有高损失，因此天线靠近人体头部可危及效率。考虑到效率下降的幅度以及听力设备无线电可在超低功率状态下操作的事实，这可严重影响整体性能。威胁天线效率的另一个问题为可用于设计的体积很小，因为这必然使天线在物理上接近，因此在电气上也靠近设备的其它部分，并且很可能与它们耦合。电气上的小天线由于其基本限制也很难实现大的带宽。带宽可覆盖至少整个2.4GHz ISM频带，诸如2.45GHz+/-2.5％的带宽，诸如2.45GHz+/-5％，和/或1.6GHz附近的带宽，诸如1.6GHz+/-2.5％的带宽，诸如1.6GHz+/-5％，但是更大的带宽可有助于补偿由身体引起的天线失谐，该失谐因用户而异。

收发器配置成用于无线通信。收发器可包括一个或多个无线通信单元。收发器与用于发射和接收电磁场的天线互连。无线通信单元可包括传输器、接收器、传输器/接收器对，诸如收发器、无线电、无线电电路等。无线通信单元可配置成用于使用本领域技术人员已知的任何协议进行通信，该协议包含蓝牙(包含蓝牙低能耗、蓝牙智能等)、WLAN标准、制造商专用协议，诸如定制的靠近天线协议，诸如专有协议，诸如低功率无线通信协议，诸如CSR mesh等。

天线可为在通过空间传播的无线电波和在金属导体中移动的电流之间的接口，用于通信单元，诸如传输器或接收器。在传输中，无线电传输器可向天线的终端供应电流，并且天线可将来自电流的能量作为电磁波(无线电波)辐射。在接收中，天线可截取无线电波的能量中的一些，以便在其终端产生电流，该电流被施加到接收器以被放大。

天线可为电连接到接收器或传输器的导体(元件)阵列。在传输期间，由传输器施加到天线的振荡电流可在天线元件周围产生振荡电场和磁场。这些时变场可将能量从天线辐射到空间中，作为移动的横向电磁场波，即无线电波。相反，在接收期间，传入无线电波的振荡电场和磁场可对天线元件中的电子施加作用力，使它们来回移动，从而在天线中产生振荡电流。天线可为线圈天线，诸如磁性天线。天线可为电天线。

天线可被设计成在所有水平方向上同等地传输和接收无线电波(全向天线)，或优选地在特定方向上传输和接收无线电波(定向或高增益天线)。天线可包含寄生元件，其用于将无线电波引导成波束或其它期望的辐射模式。

听力设备可为耳机、助听器、可听戴设备等。听力设备可为入耳式(ITE)听力设备、耳内接收器(RIE)听力设备、耳道内接收器(RIC)听力设备、耳内麦克风和接收器(MaRIE)听力设备、耳后(BTE)听力设备、非处方(OTC)听力设备等，通用型听力设备等。

听力设备配置成由用户佩戴。听力设备可布置在用户耳朵处、用户耳朵上、用户耳朵中、用户耳道中、用户耳朵后面等。用户可佩戴两个听力设备，每只耳朵一个听力设备。两个听力设备可连接，诸如无线连接。

听力设备可配置成用于音频通信，例如使得用户能够收听媒体，诸如音乐或无线电，和/或使得用户能够执行打电话。听力设备可配置成用于为用户执行听力补偿。听力设备可配置成用于执行噪声消除等。

听力设备可包括第一输入换能器，例如麦克风，以基于接收的音频信号产生一个或多个麦克风输出信号。音频信号可为模拟信号。麦克风输出信号可为数字信号。因此，第一输入换能器，例如麦克风，或者模数转换器可将模拟音频信号转换成数字麦克风输出信号。所有信号都可为声音信号或包括关于声音的信息的信号。听力设备可包括信号处理器。一个或多个麦克风输出信号可被提供给信号处理器，以用于处理一个或多个麦克风输出信号。可对信号进行处理，以便补偿用户听力损失或听力损伤。信号处理器可提供修改的信号。所有这些部件都可包括在ITE单元或BTE单元的外壳中。听力设备可包括接收器或输出换能器或扬声器或扩音器。接收器可连接到信号处理器的输出。接收器可将修改的信号输出到用户耳朵中。接收器或数模转换器可将来自处理器的作为数字信号的修改的信号转换成模拟信号。接收器可包括在ITE单元或听筒中，例如RIE单元或MaRIE单元。听力设备可包括一个以上的麦克风，ITE单元或BTE单元可包括至少一个麦克风，RIE单元也可包括至少一个麦克风。

听力设备信号处理器可包括诸如放大器、压缩器和/或降噪系统等的元件。信号处理器可在信号处理芯片或印刷电路板(PCB)中实施。听力设备可另外具有滤波器功能，诸如用于优化输出信号的补偿滤波器。

听力设备可另外包括无线通信单元或芯片，诸如无线通信电路或磁感应芯片，以用于与天线互连的无线数据通信，所述天线为诸如射频(RF)天线或磁感应天线，以用于电磁场的发射和接收。包含无线电或收发器的无线通信单元可连接到听力设备信号处理器和天线，以用于与一个或多个外部设备，诸如一个或多个外部电子设备，包含至少一个智能手机、至少一个平板电脑、至少一个听力附件设备，包含至少一个配偶麦克风、遥控器、音频测试设备等通信，或者在一些实施例中，与另一个听力设备，诸如位于另一个耳朵处通常在双耳听力设备系统中的另一个听力设备通信。

听力设备可为任何听力设备，诸如补偿听力设备佩戴者的听力损失的任何听力设备，或诸如向佩戴者提供声音的任何听力设备，或诸如提供噪声消除的听力设备，或诸如提供耳鸣减轻/掩蔽的听力设备。本领域技术人员很清楚不同种类的听力设备以及用于将听力设备布置在听力设备佩戴者的耳朵中和/或处的不同选择。

例如，听力设备可为入耳式(ITE)、耳道内接收器(RIC)或入耳式接收器(RIE或RITE)或入耳式麦克风和接收器(MaRIE)型听力设备，其中接收器在使用期间位于佩戴者的耳朵中，诸如耳道中，例如作为入耳式单元的一部分，而其它听力设备部件，诸如处理器、无线通信单元、电池等，作为组件提供并且安装在耳后(BTE)单元的外壳中。插头和插座连接器可连接BTE单元和听筒，例如RIE单元或MaRIE单元。

听力设备可包括RIE单元。RIE单元通常包括听筒，诸如外壳、插头连接器和连接插头连接器和听筒的电线/管。听筒可包括入耳式外壳、接收器，诸如配置成用于提供在用户的耳朵中的接收器和/或配置成用于提供在用户的耳道中的接收器，以及开放或封闭的圆顶。圆顶可支持听筒在用户的耳朵中的正确放置。RIE单元可包括麦克风、接收器、一个或多个传感器和/或其它电子设备。一些电子部件可放置在听筒中，而其它电子部件可放置在插头连接器中。接收器可具有不同的强度，即低功率、中功率或高功率。电线/管在RIE单元的听筒中提供的电子部件和BTE单元中提供的电子部件之间提供电连接。电线/管以及RIE单元本身可具有不同的长度。

在一些实施例中，RX放大器可为低噪声放大器(LNA)。由天线接收的信号可为弱信号，即刚好高于噪声的信号。因此，天线的信号可具有低信噪比(SNR)。LNA的优点的示例为它可不添加任何噪声，或可仅向接收的信号添加少量噪声。由此，由天线接收的弱信号可被LNA放大，使得LNA本身的噪声贡献可很小。此外，与接收的信号相比，LNA具有良好的线性度。因此，不需要在LNA和收发器之间布置滤波器。这又可允许以成本有效的方式即不需要滤波器来配置RX路径。LNA通常可使用高达4-5mA。LNA可仅在由天线接收信号的时间期间使用电流。此类时间通常可少于使用听力设备时间的15％、10％、7％或4％。

在一些实施例中，TX放大器可为功率放大器(PA)。由此，PA可放大从收发器向天线发送的信号。从收发器向天线发送的信号可很强。因此，从收发器向天线发送的信号可具有高SNR。PA的优点的示例为其效率。PA通常可使用高达12-14mA。PA可仅在从收发器向天线传输信号的时间期间使用电流。此类时间通常可少于使用听力设备时间的15％、10％、7％或4％。

在一些实施例中，TX路径可包括布置在TX放大器和天线接口之间的TX路径中的滤波器。滤波器可去除由PA产生的谐波，诸如二次谐波和三次谐波。例如，在收发器经由蓝牙连接与天线连接的情况下，信号的频率为2.4GHz。在这种情况下，滤波器可例如去除频率为4.8GHz的二次谐波和频率为7.2GHz的三次谐波。滤波器可与PA串联布置。滤波器可为低通滤波器。滤波器可为谐波滤波器。滤波器可为可去除谐波的任何其它类型的滤波器。

在一些实施例中，模块可包括在收发器接口处的匹配部件。模块可包括邻近收发器接口布置的匹配部件。模块可包括连接到收发器接口的匹配部件。由此，匹配部件可将模块匹配到收发器。匹配部件可为匹配件(match)。

在一些实施例中，模块可包括第一电开关和第二电开关。第一电开关可布置在收发器接口处。第二电开关可布置在天线接口处。第一电开关和第二电开关可各自具有用于选择TX路径的设置。第一电开关和第二电开关可各自具有用于选择RX路径的设置。第一电开关和第二电开关可各自具有用于选择旁路路径的设置。由此，第一电开关和第二电开关可允许选择TX路径、RX路径或旁路路径中的任何一个。第一电开关可布置在模块的收发器侧。第一电开关可布置在与收发器的耦合处。第二电开关可布置在模块的天线侧。第二电开关可布置在与天线的耦合处。第一和第二电开关可被设置成使得它们可彼此镜像。换句话说，两个开关可选择相同的路径，例如TX路径。

在一些实施例中，第一电开关和第二电开关中的至少一个，优选两个为pin二极管开关。Pin二极管开关提供一种简单的设计解决方案，从而使电路系统的生产更容易并且更具成本效益，并且在操作期间非常稳定，从而确保可靠的操作。最后，pin二极管开关具有快速开关时间，因此能够更快地在路径之间切换。pin二极管开关每秒钟可切换60至170次。因此，当例如将智能手机放在包中并且打电话时，听力设备的用户可能不会注意到语音延迟。

在一些实施例中，模块可包括控制单元。控制单元可配置成控制第一电开关和第二电开关。控制单元可为逻辑控制单元。控制单元可耦合到听力设备的收发器。例如，控制单元可具有耦合到听力设备的收发器的控制线。控制单元可配置成基于由收发器接收的控制信号来选择适当的路径。例如，如果由收发器接收的信号很强，那么控制单元可选择旁路路径。在这种情况下，控制单元可命令第一和第二电开关切换到旁路路径。例如，如果由收发器接收的信号很弱，那么控制单元可选择TX路径和/或RX路径。在这种情况下，控制单元可命令第一和第二电开关切换到TX路径和/或RX路径。

在一些实施例中，模块可包括在收发器接口处的第一电容单元。模块可包括邻近收发器接口布置的第一电容单元。模块可包括连接到收发器接口的第一电容单元。在一些实施例中，模块可包括在天线接口处的第二电容单元。模块可包括邻近天线接口布置的第二电容单元。模块可包括连接到天线接口的第二电容单元。因此，第一和第二电容单元可防止直流电流，即DC泄漏电流离开和/或进入模块。第一电容单元可包括至少一个电容器。可替代地，第一电容单元可为DC阻断器。第二电容单元可包括至少一个电容器。可替代地，第二电容单元可为DC阻断器。

在一些实施例中，模块可包括在收发器接口处的平衡接口。模块可包括邻近收发器接口布置的平衡接口。模块可包括连接到收发器接口的平衡接口。因此，模块可包括布置在收发器接口处的平衡接口。换句话说，收发器的输入可包括平衡接口。通过在模块中包括平衡接口，可从电路系统中省略平衡-不平衡变换器(balun)部件。因此，它可允许更小和更紧凑的混合听力设备(hearing device hybrid)，因为平衡接口可包括在模块中而不是单独的平衡-不平衡变换器中。平衡接口可包括第一输入/输出和第二输入/输出。第一和第二输入/输出可相对于彼此具有不同的相位。例如，第一输入/输出可相对于第二输入/输出180°异相。

在一些实施例中，模块可为单独芯片。单独芯片可很小。单独芯片可具有1-2mm(优选约1.6mm)乘1-2mm(优选约1.2mm)的尺寸。单独芯片可具有3-4mm，优选约0.35mm的厚度。单独芯片可便于将模块集成到混合听力设备中。

在一些实施例中，模块可集成到包括印刷电路板的混合听力设备中。因此，通过例如节省用于模块的单独芯片/空间的成本，可以以较低的成本提供改进的听力设备。

在一些实施例中，TX放大器配置成用于提供5dB至15dB的放大。在一些实施例中，TX放大器配置成用于在使用TX路径传输期间使用小于20mA，优选小于15mA。在一些实施例中，RX放大器配置成用于提供8dB至18dB的放大。在一些实施例中，RX放大器配置成用于在使用RX路径接收期间使用小于10mA，优选小于5mA。在一些实施例中，模块配置成用于在使用旁路路径时使用小于5μA，优选小于3μA，更优选小于1μA。

对于携带有限电源的微型电子设备，使用TX放大器可能会付出增加功耗的沉重代价。这对于助听器来说特别重要，其对于用户与其他人交流的能力至关重要，并且因此应该能够用电源中存储的电力坚持一整天。另一方面，一些情况可能需要改进的无线链路，例如在呼叫期间使用听力设备作为输入/输出设备。因此，为听力设备提供具有上述放大与功耗比率的TX和RX放大器为有利的，因为这些使得在某些情况下可以使用TX和RX放大器，同时将功耗保持在可接受的水平。

在一些实施例中，听力设备可包括检测器单元，其配置成用于检测接收信号的信号强度，并且基于检测的信号强度提供听力设备接收信号强度指示器(RSSI)。

在一些实施例中，听力设备可在一种或多种操作模式下操作，其中操作模式包括用户定义模式、听力设备RSSI模式、外部设备RSSI模式、听力设备/外部设备RSSI模式、剩余电源阈值模式、剩余操作时间模式和/或外部设备类型模式中的一种或多种。操作模式可由用户选择，或可预设。

在用户定义模式下，根据用户的输入，分别在传输和接收时使用TX路径和RX路径，或在传输和接收时使用旁路路径。听力设备可包括第一用户界面，例如按钮或滚轮，其配置成用于基于用户和第一用户界面之间的交互来提供用户输入。外部设备可包括第二用户界面，例如APP中的GUI，其配置成用于基于用户和第二用户界面之间的交互来提供用户输入。用户输入可从外部设备无线传输到听力设备。

在听力设备RSSI模式下，当听力设备RSSI低于第一阈值时，分别在传输和接收时使用TX路径和RX路径，并且当听力设备RSSI高于第一阈值时，在传输和接收时使用旁路路径。在外部设备RSSI模式下，当外部设备RSSI低于第二阈值时，分别在传输和接收时使用TX路径和RX路径，并且当外部设备RSSI高于第二阈值时，在传输和接收时使用旁路路径。在听力设备/外部设备RSSI模式下，当外部设备RSSI低于第三阈值时，在传输时使用TX路径，并且当外部设备RSSI高于第三阈值时，在传输时使用旁路路径。在听力设备/外部设备RSSI模式下，当听力设备RSSI低于第四阈值时，在接收时使用RX路径，并且当听力设备RSSI高于第四阈值时，在接收时使用旁路路径。

在剩余电源阈值模式下，当剩余电源容量(例如，剩余电池容量)高于第五阈值时，分别在传输和接收时使用TX路径和RX路径，并且当剩余电源容量低于第五阈值时，在传输和接收时使用旁路路径。

在剩余操作时间模式下，当估计的剩余操作时间高于第六阈值时，分别在传输和接收时使用TX路径和RX路径，并且当估计的剩余操作时间低于第六阈值时，在传输和接收时使用旁路路径。在一些实施例中，信号处理器可配置成基于以下中的一种或多种提供估计的剩余操作时间：剩余电池容量、当前功耗、当前时间间隔(例如前三十分钟)中的功耗和/或历史数据，即用户在一天的特定时间、特定地理位置等使用听力设备的数据。

在一些实施例中，听力设备包括存储器，该存储器包括需要改进的无线链路的外部设备列表和不需要改进的无线链路的外部设备列表。在外部设备类型模式下，基于外部设备是属于需要改进的无线链路的外部设备列表中的类型还是属于不需要改进的无线链路的外部设备列表中的类型来选择在传输或接收时使用的路径。

应注意，术语“第一”、“第二”、“第三”等用于标记，并不暗示任何特定的顺序、依赖性或重要性。因此，配置成用于在剩余操作时间模式下操作的听力设备将包括第六阈值，但是根据听力设备配置成在其中操作的操作模式，可包括或可不包括第一至第五阈值中的任何一个。

本发明涉及上文和下文描述的听力设备以及对应的设备零件，每一个都产生结合所提及的听力设备描述的益处和优点中的一个或多个，并且每一个都具有对应于结合所附权利要求中公开的听力设备描述的实施例的一个或多个实施例。

附图说明

通过下面参考附图对示例性实施例的详细描述，上述和其它特征和优点对于本领域技术人员来说将变得显而易见，其中：

图1示意性说明示例性听力设备。

图2示意性说明示例性听力设备的框图。

图3示意性说明示例性模块。

图4示意性说明包括平衡接口的示例性模块。

附图标记列表

2 听力设备

4 输入换能器

6 信号处理器

8 输出换能器

10 收发器

11 收发器接口

12 天线

13 天线接口

14 模块

16 传输路径

18 接收路径

20 旁路路径

22 TX放大器

24 RX放大器

26 低噪声放大器

28 滤波器

30 第一电开关

30’ 第二电开关

32 控制单元

34 第一电容单元

34’ 第二电容单元

36 平衡接口

具体实施方式

下文参考附图描述各种实施例。类似的附图标记始终指代类似的元件。因此，关于每个附图的描述，将不详细描述类似的元件。还应该注意的是，附图仅仅是为了便于说明实施例。它们不旨在作为对所要求保护的发明的详尽描述或者作为对所要求保护的发明的范围的限制。此外，所说明的实施例不需要具有所示的所有方面或优点。结合特定实施例描述的方面或优点不一定限于该实施例，并且可在任何其它实施例中实践，即使没有如此说明，或者没有如此明确描述。贯穿全文，相同的附图标记用于相同或对应的部分。

图1示意性说明示例性听力设备2。听力设备2包括输入换能器4。输入换能器4基于接收的音频信号产生一个或多个输入信号。听力设备2包括信号处理器6。信号处理器6可配置成用于处理一个或多个输入信号。听力设备2包括输出换能器8。输出换能器8耦合到信号处理器6的输出以用于将来自信号处理器的输出信号转换成输出信号，例如音频输出信号。听力设备包括收发器10。收发器10耦合到信号处理器6。收发器10配置成用于无线数据通信。听力设备2包括模块14。模块14耦合到收发器10。听力设备2包括用于发射和接收电磁场的天线12。天线12耦合到模块14。模块14将在下面结合图3进行描述。

图2示意性说明听力设备2的框图的示例。图2所示的听力设备2包括图1所示的听力设备2的所有部件。图2所示的输入换能器4呈麦克风的形式。图2所示的输出换能器8呈扬声器的形式。此外，听力设备2可包括电源，诸如电池或可充电电池。听力设备2可另外包括电源管理单元。可提供电源管理单元，以用于控制从电源提供给信号处理器6、输出换能器8、输入换能器4和收发器10的功率。

图3示意性示出示例性模块14。听力设备2包括模块14，如图3所示。模块14包括耦合到收发器10的收发器接口11。模块14包括耦合到天线12的天线接口13。模块14包括传输(TX)路径16。TX路径16配置成用于从收发器10向天线12发送信号。TX路径16在图3中用箭头示出，指示信号从收发器10到天线12的方向。TX路径16包括TX放大器22。TX放大器22可为功率放大器。此外，TX路径16可包括滤波器28。图3示出滤波器28布置在TX路径16中。图3示出滤波器28布置在TX放大器22和天线接口13之间。

图3示出模块14包括接收(RX)路径18。RX路径18配置成用于从天线12向收发器10发送信号。RX路径18在图3中用箭头示出，指示信号从天线12到收发器10的方向。RX路径18包括RX放大器24。RX放大器24可为低噪声放大器26。

另外，模块14包括旁路路径20。旁路路径20配置成用于通过绕过TX路径16和RX路径18在收发器10和天线12之间发送信号。旁路路径20在图3中用双箭头示出，指示信号从收发器10到天线12并且反之亦然的方向。

图3示出模块14包括第一电开关30和第二电开关30’。图3示出第一电开关30可布置在收发器接口11处。图3示出第二电开关30’布置在天线接口13处。第一电开关30和第二电开关30’可各自具有用于选择TX路径16的设置。第一电开关30和第二电开关30’可各自具有用于选择RX路径18的设置。第一电开关30和第二电开关30’可各自具有用于选择旁路路径20的设置。第一电开关30和第二电开关30’中的至少一个，优选两个可为pin二极管开关。

图3示出模块包括控制单元32。控制单元32可配置成控制第一电开关30和第二电开关30’。模块14可包括在收发器接口11处的第一电容单元34。模块14可包括邻近收发器接口11布置的第一电容单元34。模块14可包括连接到收发器接口11的第一电容单元34。模块14可包括在天线接口13处的第二电容单元34’。模块14可包括邻近天线接口13布置的第二电容单元34’。模块14可包括连接到天线接口13的第二电容单元34’。图3示出第一电容单元34包括电容器。图3示出第二电容单元34’包括电容器。

控制单元32可耦合到收发器10和/或信号处理器6，其可向控制单元32提供控制信号，该控制信号包括用于设置第一电开关30和第二电开关30’的指令。指令取决于听力设备2在哪种操作模式下操作。

操作模式可选自以下中的一种或多种：

-用户定义模式，其中用户决定是使用TX路径16和RX路径18还是使用旁路路径20。用户由此决定是具有到外部设备的更强的无线链路还是具有更低的功耗；

-听力设备RSSI模式，其中如果接收的信号的信号质量下降到预设阈值以下，那么听力设备2切换到TX路径16和RX路径18；

-外部设备RSSI模式，其中如果由外部设备接收的信号的信号质量下降到预设阈值以下，那么听力设备2切换到TX路径16和RX路径18，在这种情况下外部设备可向听力设备2发送请求以增强无线链路；

-听力设备/外部设备RSSI模式，其为上述两种模式的混合，其中听力设备2在由听力设备2接收的信号的质量下降到可接受水平以下时使用RX路径18，并且在当外部设备请求时使用TX路径16；

-剩余电源阈值模式，其中当电源具有足够的剩余容量，诸如超过50％、30％或20％的剩余容量时，听力设备2切换到TX路径16和RX路径18；

-剩余操作时间模式，其中当估计的剩余操作时间高于预设时间，诸如10小时、5小时、2小时、1小时或30分钟时，听力设备2切换到TX路径16和RX路径18；和/或

-外部设备类型模式，其中听力设备2根据其连接的外部设备的类型切换到TX路径16和RX路径18。诸如膝上型电脑或台式电脑的外部设备通常将具有良好的天线系统并且发送强信号，因此与此类设备的无线通信可使用较少的功率，即通过使用旁路路径20来完成，而其它外部设备，例如智能手机或智能手表，可能需要改进的无线链路来获得可接受的链路质量。

用户可选择听力设备2在哪个操作模式下操作，或者可预设操作模式，这可为在其中只有一个提及的模式可用或其中听力设备2被预设为在制造商或验配师的模式下操作的实施例中的情况。

模块14可为单独芯片。模块14可集成到包括印刷电路板的混合听力设备中。

图4示出示例性模块14。听力设备2包括模块14，如图4所示。模块14包括耦合到收发器10的收发器接口11。模块14包括耦合到天线12的天线接口13。模块14包括传输(TX)路径16。TX路径16配置成用于从收发器10向天线12发送信号。TX路径16在图4中用箭头示出，指示信号从收发器10到天线12的方向。TX路径16包括TX放大器22。TX放大器22可为功率放大器。此外，TX路径16可包括滤波器28。图4示出滤波器28布置在TX路径16中。图4示出滤波器28布置在TX放大器22和天线接口13之间。

图4示出模块14包括接收(RX)路径18。RX路径18配置成用于从天线12向收发器10发送信号。RX路径18在图4中用箭头示出，指示信号从天线12到收发器10的方向。RX路径18包括RX放大器24。RX放大器24可为低噪声放大器26。

另外，模块14包括旁路路径20。旁路路径20配置成用于通过绕过TX路径16和RX路径18在收发器10和天线12之间发送信号。旁路路径20在图4中用双箭头示出，指示信号从收发器10到天线12并且反之亦然的方向。

图4示出模块14包括第一电开关30和第二电开关30’。图4示出第一电开关30可布置在收发器接口11处。图4示出第二电开关30’布置在天线接口13处。第一电开关30和第二电开关30’可各自具有用于选择TX路径16的设置。第一电开关30和第二电开关30’可各自具有用于选择RX路径18的设置。第一电开关30和第二电开关30’可各自具有用于选择旁路路径20的设置。第一电开关30和第二电开关30’中的至少一个，优选两个可为pin二极管开关。

图4示出模块包括控制单元32。控制单元32可配置成控制第一电开关30和第二电开关30’。模块14可包括在收发器接口11处的第一电容单元34。模块14可包括邻近收发器接口11布置的第一电容单元34。模块14可包括连接到收发器接口11的第一电容单元34。模块14可包括在天线接口13处的第二电容单元34’。模块14可包括邻近天线接口13布置的第二电容单元34’。模块14可包括连接到天线接口13的第二电容单元34’。图4示出第一电容单元34包括电容器。图4示出第二电容单元34’包括电容器。

图4所示的模块14包括在收发器接口11处的平衡接口36。模块14可包括邻近收发器接口11布置的平衡接口36。图4示出模块14包括连接到收发器接口11的平衡接口36。图4所示的平衡接口36包括第一输入/输出和第二输入/输出。平衡接口可包括更多数量的输入/输出。模块14可为单独芯片。模块14可集成到包括印刷电路板的混合听力设备中。

尽管已经示出和描述特定的特征，但是应当理解，它们并不旨在限制所要求保护的发明，并且对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离所要求保护的发明的范围的情况下可以进行各种改变和修改。因此，说明书和附图被认为是说明性的，而不是限制性意义的。所要求保护的发明旨在覆盖所有的替代、修改和等同物。

项目：

1.一种配置成佩戴在用户耳朵处的听力设备(2)，所述听力设备(2)包括：

-用于基于接收的音频信号产生一个或多个输入信号的输入换能器(4)；

-信号处理器(6)；

-耦合到所述信号处理器的输出以用于将来自所述信号处理器(6)的输出信号转换成输出信号的输出换能器(8)；

-耦合到所述信号处理器的收发器(10)，所述收发器(10)配置成用于无线数据通信，

-用于发射和接收电磁场的天线(12)，所述天线(12)耦合到所述收发器(10)，

其特征在于，所述听力设备(2)包括模块(14)，所述模块(14)包括：

-耦合到所述收发器(10)的收发器接口(11)，

-耦合到所述天线(12)的天线接口(13)，

-配置成用于从所述收发器(10)向所述天线(12)发送信号的传输TX路径(16)，所述TX路径(16)包括TX放大器(22)，

-配置成用于从所述天线(12)向所述收发器(10)发送信号的接收RX路径(18)，所述RX路径(18)包括RX放大器(24)，以及

-配置成用于通过绕过所述TX路径(16)和RX路径来在所述收发器(10)和天线(12)之间发送信号的旁路路径(20)。

2.根据项目1所述的听力设备(2)，其中所述RX放大器(24)为低噪声放大器LNA(26)。

3.根据项目1或2所述的听力设备(2)，其中所述TX放大器(22)为功率放大器PA。

4.根据前述项目中任一项所述的听力设备(2)，其中所述TX路径(16)包括布置在所述TX放大器(22)和所述天线接口(13)之间的所述TX路径(16)中的滤波器(28)。

5.根据前述项目中任一项所述的听力设备(2)，其中所述模块(14)包括在所述收发器接口(11)处的匹配部件。

6.根据前述项目中任一项所述的听力设备(2)，其中所述模块(14)包括第一电开关(30)和第二电开关(30’)，其中所述第一电开关(30)布置在所述收发器接口(11)处，其中所述第二电开关(30’)布置在所述天线接口(13)处，并且其中所述第一电开关(30)和所述第二电开关(30’)各自具有用于选择所述TX路径(16)的设置、用于选择所述RX路径(18)的设置和用于选择所述旁路路径(20)的设置。

7.根据前述项目中任一项所述的听力设备(2)，其中所述第一电开关(30)和所述第二电开关(30’)中的至少一个，优选两个为pin二极管开关。

8.根据前述项目中任一项所述的听力设备(2)，其中所述模块(14)包括控制单元(32)，所述控制单元(32)配置成控制所述第一电开关(30)和所述第二电开关(30’)。

9.根据前述项目中任一项所述的听力设备(2)，其中模块(14)包括在所述收发器接口(11)处的第一电容单元(34)，和/或所述模块(14)包括在所述天线接口(13)处的第二电容单元(34’)。

10.根据前述项目中任一项所述的听力设备(2)，其中所述模块(14)包括在所述收发器接口(11)处的平衡接口(36)。

11.根据前述项目中任一项所述的听力设备(2)，其中所述模块(14)为单独芯片。

12.根据前述项目中任一项所述的听力设备(2)，其中所述模块(14)被集成到包括印刷电路板的混合听力设备中。

Claims

1.一种听力设备(2)，配置成佩戴在用户的耳朵处，所述听力设备(2)包括：

-输入换能器(4)，用于基于接收的音频信号产生一个或多个输入信号；

-信号处理器(6)；

-输出换能器(8)，耦合到所述信号处理器的输出以用于将来自所述信号处理器(6)的输出信号转换成输出信号；

-耦合到所述收发器(10)的收发器接口(11)，

-耦合到所述天线(12)的天线接口(13)，

-配置成用于通过绕过所述TX路径(16)和RX路径(18)来在所述收发器(10)和天线(12)之间发送信号的旁路路径(20)。

2.根据权利要求1所述的听力设备(2)，其中所述RX放大器(24)为低噪声放大器LNA(26)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备(2)，其中所述TX路径(16)包括布置在所述TX放大器(22)和所述天线接口(13)之间的所述TX路径(16)中的滤波器(28)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备(2)，其中所述模块(14)包括在所述收发器接口(11)处的匹配部件。

5.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备(2)，其中所述模块(14)包括第一电开关(30)和第二电开关(30’)，其中所述第一电开关(30)布置在所述收发器接口(11)处，其中所述第二电开关(30’)布置在所述天线接口(13)处，并且其中所述第一电开关(30)和所述第二电开关(30’)各自具有用于选择所述TX路径(16)的设置、用于选择所述RX路径(18)的设置和用于选择所述旁路路径(20)的设置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备(2)，其中所述第一电开关(30)和所述第二电开关(30’)中的至少一个，优选两个，为pin二极管开关。

7.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备(2)，其中所述模块(14)包括控制单元(32)，所述控制单元(32)配置成控制所述第一电开关(30)和所述第二电开关(30’)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备(2)，其中所述模块(14)包括在所述收发器接口(11)处的第一电容单元(34)，和/或其中所述模块(14)包括在所述天线接口(13)处的第二电容单元(34’)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备(2)，其中所述模块(14)包括在所述收发器接口(11)处的平衡接口(36)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的听力设备(2)，其中所述模块(14)为单独芯片，或其中所述模块(14)被集成到包括印刷电路板的混合听力设备中。