CN1214163A - 具有改进助听兼容性的时间双工无线电话 - Google Patents

Abstract

一种时间双工无线电话,用于减少在无线电话与助听器之间的磁耦合,避免助听器中交流声拾取。该无线电话包括电池,无线电线路,和交流声抵销线圈。将该无线电线路连到电池,并具有一种发射发送信号的发送模式及一种接收接收信号的接收模式。无线电线路在发送模式与接收模式之间间歇性地换接。在无线电线路发射发送信号时,无线电线路产生一种传送磁场。将交流声抵销线圈连到无线电线路中,以产生一种抵销磁场,与传送磁场成正比并与传送磁场反相。抵销磁场至少部分地抵销传送磁场并减少在无线电话与同无线电话一道使用的助听器之间的磁耦合。

Description

具有改进助听兼容性的时间双工无线电话

本发明一般而言涉及一种降低无线电话与助听器之间磁耦合的时间双工无线电话。

时间双工无线电话在全世界得到采用，应用于蜂窝系统中，譬如像欧洲的GSM系统，美国的IS54系统和日本的PDC系统，时间双工无线电话是间歇性地用发射机发送语言和用接收机接收语言的无线电话，发射机在重复性的帧周期的短时隙期间工作，发送语言到基站，而接收机在不同的短时隙内工作，从基站接收语言。时间双工无线电话的优点是不需要同时发送与接收，使成本降低与电池寿命延长。

时间双工无线电话的一个问题是发射机比接收机从电池消耗更多的电流。这使得从电池吸取电流呈周期性，按帧重覆速率进行。这种周期性的电流产生交变发送的磁场，这可能引起与某些类型助听器的磁耦合。这种在无线电话与某些助听器之间可能产生的磁耦合可在助听器中产生噪声或交流声，使无线电话的使用不太理想。

需要一种无线电话，它将降低磁耦合及当带有助听器的人使用无线电话时在某些助听器中产生的交流声。不相关的技术领域已经谈到了磁耦合及已被称为“交流声抵销”的降低磁耦合的技术。例如，在由AC供电的某些类型的老式无线电机中，供电频率一倍或两倍的交流声可能来源于许多方面。

一种特定的交流声来源是使用电磁铁而不是永磁铁的扩音机，电磁铁的线圈有双重目的并且也作为主电源整流器的平滑电感。为了从电源中除去电源波纹，扩音机的电磁铁产生了波纹频率的AC场，感应出交流声分量进入扩音机衔铁线圈。为了将它除去，一种已知的实用方法是提供一个辅助绕组圈绕电磁铁的线圈，藕助于变压器的作用获得波纹信号的采样。然后将此采样反相串接到扩音机的衔铁线圈中将交流声抵消。该外加的绕组称为“交流声抵销线圈，共功能是抵销送到扩音机的内部电压。

另一种可被称为“交流声抵销“技术降低的交流声的来源是当直热式电子管联接到AC灯丝电源时产生的。如果灯丝的一端接地，另一端联接到AC灯丝电源，那末灯丝的部分，也就是阴极，将有相对于控制栅的线路频率电压，该线路频率电压产生线路频率的阳极电流起伏，因而在扩音机中产生交流声。一种避免的方法是采用一种中心抽头的灯丝变压器，灯丝的一端与另一端相比是由反相线路频率分量供电的。如果电子管灯丝是对称结构的，由此线路频率的交流声将被降低。这种方案有时可用一个可变电位器跨接在灯丝变压器绕组两端以便提供一个联地的可变中心抽头的办法加以改进。这样，此抽头位置可调节用以改善抵销作用，不仅是对灯丝感应交流声而且也有别的线路频率交流声的来源。调节抽头位置的过程称为“抵销交流声”。

近来，对某些乐器放大器提供了适合的交流声抵销措施。电吉他通常是由长导线联接到重型的高功率放大器以便给艺术家提供充分的表演机会。长的导线是一种潜在的交流声感应源。在某些结构中，该放大器可包括一种装置，引入可变数量的线路频率或波纹或其谐波，以便抵销交流声，这可在不演奏音乐时人工启动“交流声抵销”操作来实现。

另一种交流声抵销的类型是一种从涉及线路频率的音频系统中除去不需要的长时间项的重复组分的方法，从线路供电电压过零产生触发钟，并与进入数字信号处理器(DSP)存贮器的音频输出的采样同步。DSP从一个线路周期到下一个周期，积累同样的采样以便建立一种与线路频率有关的干扰波形的图象。其它的，需要的信号组分一般来说并不与线路频率相关，就在这个过程中被平均掉了，所以得到的只是干扰波形，然后从音频输出中减去。如果，该过程成功地除去了所有的重复组分，抵消波形中止积累并产生收敛。

本发明的无线电话是为用助听器的人设计的，该无线电话包括电池，无线电线路，和一个交流声抵销线圈，该无线电线路被联到电池上，有一个将发送信号发送的发送模式和一个接收接收信号的接收模式，该无线电线路间歇性地在该发送模式与该接收模式之间换接。当该无线电线路在传送发送信号时，无线电线路产生一种传送磁场。联到无线电线路中的交流声抵销线圈，产生与传送磁场成正比并与传送磁场反相的抵销磁场。抵销磁场至少部分地抵销传送磁场并降低在无线电话和与无线电话一同使用的助听器之间的磁耦合。

因而，本发明的一个目的是提供一种时间双工无线电话，在使用无线电话期间，能减少助听器中的交流声。

本发明的另一个目的是提供一种交流声抵销线圈，用于产生一种抵销磁场，与无线电话工作期间由无线电线路产生的磁场成正比。

图1是最佳实施方案无线电话的简化方框图。

图2是该最佳实施方案的无线电话的侧视草图，描绘出无线电话中部件的实际位置。

图3a示出了依据该最佳实施方案联接在功率放大器与电池之间的交流声抵销线圈的电气草图。

图3b是依据该最佳实施方案示出了联接在功率放大器与电池之间的交流声抵销线圈的等效电路图。

图4是另一种实施方案的无线电话的简化方框图。

参照附图，示出了一种依据本发明的时间双工无线电话，并用数字10表示。在最佳实施方案中，无线电话10是工作在TDMA蜂窝系统中的类型的电话，譬如像欧洲的GSM系统，美国的IS54系统和日本的PDC系统。无线电话10是时间双工电话，从基站接收信号并发送信号到基站是以通常的方式在不同的时隙期间进行的。本发明指向于时间双工无线电话10，适用于降低在无线电话10和助听器或其它放在靠近无线电话10的电子设备之间的磁耦合。本发明可应用于任何发送与接收在不同时间的时间双工无线电话。因此，本发明的时间双工无线电话10可应用在各种时分多址(TDMA)与码分多址蜂窝系统中。

正如图1所示，无线电话10一般包括无线电线路12，交流声抵销线圈14，电源或电池16，和各种电话部件如：耳机18，话筒20，键盘22和显示屏24，无线电线路12是一种通常的无线电线路，用于提供间歇性地接收和发送，这是通过包括控制电路的控制器28操纵发送/接收(T/R)开关26来实现的。T/R开关26交替地将天线32联到接收机32，将无线电话10换接到接收模式以及将天线32联到发射机34，将无线电话10换接到发送模式。

在无线电线路12中总的工作线路被示出，区分为间歇地工作的接收机32，间歇地工作的发射机34，以及或多或少是连续工作的控制器28。接收机32，发射机34和控制器28分别包括通常的接收机，发射机和控制线路。这种图1所示的区分并不意味着任何特定的实际上的区分，而只是一种功能上的区分。然而，通常发射机34的发送电路消耗最高的由电池(16)吸取的间歇性电流，并被包含在物理上性质不同的部件或功率放大器(PA)芯片之中。PA芯片通常被直接联接到电池16，以避免电压降落或与任何开关或调节器电路有联系的损失，发射机32设计成通常方式，当T/R开关26被换接到将天线30联接到接收机线路32时，发射机就不工作，这是通过除去偏置信号或射频驱动信号来实现的。由此，发射机中止消耗电流，虽然它仍然联接到电池16上。

发射机34，接收机32，和控制器28通过电源线36联到电池16。电源线36是由印刷电路板内的印制线形成的，从电池16的正引线16a联到无线电线路12。电池电流支路36示于图1中，包括接收机支路36a，控制器支路36b，和发射机支路36c。低电流从接收机支路36a流到接收机32，通过控制器支路36b流到控制器28。这些低电流，典型情况下并不感应可能引起与助听器有问题的耦合的磁场。

高电流流过发射机34，发射机电流在由发射机支路36c和地支路36d形成的回路中从电池16流到发射机34。地支路36d从电池16的负端16b延伸到发射机34的地端34b。

发射机电流在回路中流动，在发送期间建立了一个发送磁场。回路的面积越大，在离无线电话10给定距离处的磁场将越强。发射机电流从电池16流到发射机34的实际的物理的途径可能是相当复杂的，通常并不设计成任何特定的形式，在设计中可力图减小围绕PC板的发射机电流流过的电流回路的面积。但是，大的物理尺寸的电池可使电池场成为占支配地位。

在该最佳实施方案中，交流声抵销线圈14是联到发射机支路36c中，旁路了一部分的发射机电流并产生抵销磁场。交流声抵销线圈产生一种抵销磁场，与发射机电流成正比，与发送磁场反相。正如以下要详细讨论的那样，交流声抵销线圈14产生一种抵销磁场，至少部分地抵销传送磁场，得以减少无线电话10与其它电子设备如助听器之间的耦合。

参照图2，无线电话10以简图示出，一种可取下的，可再充电的电池16贴在无线电话10的背侧。耳机18联到前侧。电池16与耳机18电气联接到印刷电路板40。包括发射机34发送线路的发射机功率放大器42(PA)位于无线电话10的顶端，尽可能地靠近天线30以便使RP损失最小，电池端点16a与16b位于底端。因此，发射机电流必须通过一条在先前技术中在形状方面极随意的支路从无线电话10的一端到另一端。

交流声抵销支路14a将正电池端点16a从PC板40上靠近电池端点16a的一个点联到靠近发射机功率放大器的PC板上的发送支路36C中的另一个点。交流声抵销支路14a联接发送支路36C中的交流声抵销线圈14，使得在发射机34被开动时，部分发送电流将通过交流声抵销线圈14流动，交流声抵销线圈14放在无线电话中的位置将使交流声抵销线圈14邻近助听器，因为无线电话在使用期间是被握着靠近人耳。在优选实施方案中，交流声抵销线圈14是围绕着耳机18，放在无线电话10的上前部。这将使交流声抵销线圈在靠近耳机18的位置上产生抵销磁场，此处也正是无线电话被握着靠近人耳时助听器将被安放的位置。因此，交流声抵销线圈14在无线电话10使用期间，助听器将在被安放的地区中提供最大的耦合。

交流声抵销线圈14的大小，灵敏程度，方向及圈数，当然必须由实验确定，采用一种特定的无线电话10设计，以便产生一种抵销磁场，有效地抵销发送磁场。交流声抵销线圈14并不需要如图2所画的那样精确地定向或安放，图中所画的只是为了说明交流声抵销线圈14安放的原理，即一般来说，在无线电话10使用期间要靠近助听器。

图3a与3b示出了发送支路36c将电池16联到功率放大器(PA)42的简图。发送支路36c为了在电池16与功率放大器42之间电流的流动可随意地扩展，通过包括一些附加物，仔细考虑在印刷电路板40上的线条长度或者交流声抵销电阻44来实现。交流声抵销电阻44允许产生被选取的小的压降，使得一部分的发送电流通过与发送支路36c并行的交流声抵销线圈流动，这正如图3b的等效电路中所示，形成交流声抵销电阻的附加的线条长度可随意地包括可断通路的曲线，以便提供一种手段，用来调节通过交流声抵销线圈14旁路的发送电流的数量。

只旁路一部分发送电流并不意味着是本发明对这种模式的限制。确实，交流声抵销线圈14可旁路全部线路消耗的整个电池电流的一部分。为了旁路整个电池电流的一部分，交流声抵销电阻44位于电池支路的适当位置以便接收整个电池电流，并与交流声抵销线圈并联。

然而，引入交流声抵销线圈14减少被辐射的交流声磁场的发明并不限于如图2及图3a与3b所示的无源的实施方法，作为一种替代的方案，交流声抵销线圈14可这样被提供，只需要很小的驱动电流产生抵销场。低电流驱动可由一个晶体管开关提供，该开关由发送到T/R开关上的使能信号开动。例如，在一个PIN二极管开关的情况下，二极管电流本身可通过交流声抵销线圈流动，这样一来，同样的电流可双重使用以提高效率。在需要调节的情况下，这样的低电流是很便于调节的，但也需要按照与功率放大器42的电流消耗成比例地对它进行调节，以便达到抵销的目的。这可采用D/A变换器来实现，将以数字方式预存的电流值变换成与所选的发送功率电平成比例的电流，或者可由用户来调节，藉助于显示屏24和键盘22以取得最好的工作状态。

转到图4，示出了一种依据另一实施方案的无线电话10a，无线电话10a包括示于图1,2,3a和3b的无线电话10的部件。然而，在无线电话10a中，交流声抵销线圈14被联到电流驱动50，让电流通过交流声抵销线圈14产生抵销磁场。电流驱动50是可调节的，用以控制通过交流声抵销线圈14的电流，以及产生的相应的抵销磁场。电流驱动最好是D/A变换器。D/A变换器包括预存的电流值，依据所选的预存的电流值产生所选的通过交流声抵销线圈14的电流。

控制器28通过向电流驱动50输出控制信号来启动并选择在电流驱动50中的预存电流值。当发射机34通过采用，例如，发送使能信号被发送时，控制信号就启动电流驱动50。在一种实施方案中，控制信号也代表预存的电流值，相应于发射机34的电流消耗。因此，控制电流使电流驱动50按与发射机34的电流消耗成比例地被调节。在另一种实施方案中，输出到电流驱动50的预存电流值可由用户选择，采用键盘22，使无线电话10a的用户可人工调节抵销磁场。

本领域的技术人员将理解，可用其它特定的形式来实施本发明而不违背本发明的基本特性的精神。因此，现在被公开的实施方案应认为是全面的描述而不是局限性的。

Claims (31)

1．一种无线电话，包括：

a)电源；

b)联到电源的发射机装置，用于间歇性地发射发送信号，其中在

所述的发送信号传送期间产生发送磁场；

c)联到电源的接收机装置，用于在与所述的发射机装置发射发送

信号不同的时间上间歇性地接收接收信号；和

d)交流声抵销装置，用于在所述的发射机装置发射发送信号时产

生抵销磁场，以便能至少部分地抵销所述的发送磁场，并减少

所述的无线电话与靠近的电子设备之间的磁耦合。

2．根据权利要求1的无线电话，还包括一个耳机，用于将所述的接收信号变换成相应的声音信号，其中所述的交流声抵销装置被安放在邻近所述的耳机，以便在邻近所述的耳机的地区中产生所述的抵销磁场，这样一来，在所述的无线电话与邻近所述的耳机的电子设备之间的磁耦合被减少。

3．根据权利要求1的无线电话，其中所述的交流声抵销装置产生与所述的发送磁场反相的所述的抵销磁场。

4．根据权利要求1的无线电话，其中所述交流声抵销装置包括一个交流声抵销线圈。

5．根据权利要求4的无线电话，包括电源路径用于将电源电流从所述的电源传送到所述的发射机装置及接收机装置，其中所述的交流声抵销线圈被联到所述的电源路径，在所述的发送信号发射期间旁路一部分所述的电源电流。

6．根据权利要求5的无线电话，其中电源路径包括发射机路径，用于将发射机电流从所述的电源传送到所述的发射机装置，其中所述的交流声抵销线圈被联到所述的发射机路径以便通过部分所述的发射机电流，其中通过所述交流声抵销线圈的部分的发射机电流与所述的发射机电流成正比，这样一来，所述的抵销磁场就与所述的发送磁场成正比。

7．根据权利要求5的无线电话，其中交流声抵销线圈并联跨接在具有选择电阻的所述的电源路径长度上。

8．根据权利要求7的无线电话，其中在所述的电源路径中所述的路径长度的电阻是可调节的，以便调节通过交流声抵销线圈的所述的部分电源电流。

9．根据权利要求1的无线电话，还包括控制线路及T/R开关，用于间歇性地将所述的发射机与接收机联到天线上。

10．根据权利要求1的无线电话，其中所述的交流声抵销装置包括一个交流声抵销线圈和电流驱动器，用于让电流通过所述的交流声抵销线圈，以便产生所述的抵销磁场。

11．根据权利要求10的无线电话，其中所述的电流驱动器是可调节的，用以控制由所述的电流驱动器输出的电流。

12．根据权利要求11的无线电话，其中所述的交流声抵销装置包括用于调节所述的电流驱动器的装置，使得从所述的电流驱动器输出的电流与由所述的发射机装置消耗的电流成比例。

13．根据权利要求11的无线电话，其中所述的电流驱动器可依据由所述的无线电话的键盘输入进行调节。

14．一种无线电话包括：

a)电源；

b)联接到所述的电源的无线电线路，有一种发送模式，其中由发

射机发射发送信号，有一种接收模式，其中由接收线路接收接

收信号，所述的无线电线路间歇性地在所述的发送模式与接收

模式之间换接，其中所述的无线电线路在所述的无线电线路正

在发射发送信号时产生发送磁场；和

c)联到所述的无线电线路中的交流声抵销线圈，用于产生与发送

磁场成正比的抵销磁场，以便能至少部分地抵销所述的发送磁

场并减少在无线电话与邻近的电子设备之间的磁耦合。

15．根据权利要求14的无线电话，还包括一个耳机，用于将所述的接收信号变换成相应的声音信号，其中所述的交流声抵销线圈被放置在靠近耳机的地方，以便在靠近耳机的地区中产生所述的抵销磁场，这样，在所述的无线电话与邻近耳机的电子设备之间的磁耦合被减少。

16．根据权利要求14的无线电话，其中所述的交流声抵销线圈产生与所述的发送磁场反相的所述的抵销磁场。

17．根据权利要求14的无线电话，包括电源路径，让电源电流从所述的电源传送到所述的发射机与接收机，其中所述的交流声抵销线圈被联到所述的电源路径，以便在发送信号发射期间旁路一部分所述的电源电流。

18．根据权利要求14的无线电话，其中电源路径包括发射机路径，用于让发射机电流从所述的电源通到所述的发射机，其中所述的交流声抵销线圈被联到所述的发射机路径，以便通过一部分发射机电流，其中通过所述的交流声抵销线圈的部分发射机电流与发射机电流成正比，因而，所述的抵销磁场与所述的发送磁场成正比。

19．根据权利要求17的无线电话，其中交流声抵销线圈被并联跨接在具有选择电阻的所述的电源路径的长度上。

20．根据权利要求19的无线电话，其中在所述的电源路径中所述路径长度的电阻是可调节的，以便调节通过所述的交流声抵销线圈的部分电源电流。

21．根据权利要求14的无线电话，还包括将所述的交流声抵销线圈联到所述的无线电线路的电流驱动器，所述的电流驱动器让电流通过所述的交流声抵销线圈，以便产生所述的抵销磁场。

22．根据权利要求21的无线电话，其中所述的电流驱动器是可调节的，用以控制由所述的电流驱动器输出的电流。

23．根据权利要求22的无线电话，还包括调节所述的电流驱动器的装置，以便让从所述的电流驱动器输出的电流与所述的发射机装置消耗的电流成比例。

24．根据权利要求22的无线电话，其中所述的电流驱动器可依据从所述的无线电话的键盘输入进行调节。

25．一种无线电话，包括：

a)电源；

b)用于发送与接收的无线电线路，其中所述的无线电线路开动

时，由所述的无线电线路产生第一磁场；和

c)耦合到所述的无线电线路的交流声抵销线圈，用以产生第二磁

场，至少部分地抵销所述的第一磁场并减少在所述的无线电话

与邻近的电子设备之间的磁耦合。

26．根据权利要求25的无线电话，其中所述的交流声抵销线圈被耦合到所述的无线电线路中，使所述的第二磁场与由所述的无线电线路消耗的电流成正比。

27．根据权利要求25的无线电话，还包括一种发射机，用于发射发送信号并由发射机路径联到所述的电源，其中所述的交流声抵销线圈被联到所述的发射机路径，用以旁路来自所述的发射机路径的电流，并产生所述的第二磁场。

28．根据权利要求25的无线电话，还包括电流驱动器，将所述的交流声抵销线圈联到所述的无线电线路，所述的电流驱动器让电流通过交流声抵销线圈，以便产生所述的抵销磁场。

29．根据权利要求28的无线电话，其中所述的电流驱动器是可调节的，用以控制由所述的电流驱动器输出的电流。

30．根据权利要求29的无线电话，其中还包括调节电流驱动器的装置，使由电流驱动器输出的电流与由所述的发射机装置消耗的电流成正比。

31．根据权利要求29的无线电话，其中所述的电流驱动器可依据由所述的无线电话的键盘输入进行调节。

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