TW399392B - Noise cancellation and noise reduction apparatus - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 i_目關申請麥 本申請案爲1 994年"月14曰提出尚待核准之美國專利 =申㈣第〇8/3 3 9’126號之部分接續中請’後者爲1992 年1〇月29日提出現在已爲月1〇日所正式發佈之 美國專利權第5,381，473號之美國專利中請案第Mm。 紅邵分接續中請，並予以列人本文以供參考。亦參考 1993年1()月5日正式發佈之美國專利權第mu。 號’列入本文以供參考。 發明背景 發明領域 本發明係關於雜音消除及雜音減低的方法及裝置，其法 爲當用於耳機或巾架耳機等時，衰減Μ要的周圍雜音， 以防抵達耳鼓，並且消除收自—吊架微音器或方向性微音 器的背景波雜音。 本發明更係關於用在耳機中.的一種有效雜音減低系統， 特別是在耳機附近，這裡此種系統均係利用一種感測微音 器，以檢測不需要的背景雜音。感測微音器0輸出之此種 雜骨#號均係由電聲裝置加以處理，以產生一反向信號， 因而，在位於輸出轉換器與耳鼓之間的一聲音波導内產生 一靜區。所以，當傳至使用人的耳機時，雜音並未干擾合 意的原來骨頻信號。聲音波導吸收自耳部回至微音器的任 何聲音（防止反饋）並衰減自微音器回至耳部的任何聲音。 本發明亦係關於用於一手持話機或一吊架微音器或方向 性微音器等之一種雜音消知裝置，這裡的此種系統均採用 -4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ίϊ裝------訂------於 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Μ 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製

五、發明説明（3 ) 一聲音信號。因此，該操作員現正與其通話的人員蛵常聽 到這種吵鬧的背景雜音。而且，當此人正在講話時，遂將 此種講話與背景雜音合併起來，因而，可能使他人難以了 解。因此，操作員可能必須在電話的微音器内大聲呼叫。 此外，亦係將代表背景雜音的信號自操作員的手持話機中 的微音器供至操作員之手持話機㈣揚聲器作爲側音。如 此一來，操作員亦經常聽到來自操作員手持話機内之揚聲 器的背景雜音，並且當他人正在講話時，就可能損害其了 解。 口、 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 舉另一實例説吧，考慮此種狀況，其中一位正在操作_ 架直升機等的飛行員想經由射頻（RF)通信與另一位人士 通話。在此種狀況中，典型者飛行員會講入一個所謂的吊 架微音器或吊架耳機中，該裝置被耦合至一種收/發報裝 置，於是，此段講話被變換爲射頻信號，該射頻信號被傳 至一第二收/發報裝置並在那裡予以變換，俾被另外人士 所聽到。就設在一處鬧區内之一架電話的上述狀況言，被 吊架微音器或耳機裝置所接收的爲來自直升機之大聲背景 雜音且被變爲一電氣信號，而後，予以供至其接收裝置。 因此，與飛行員通話的人員會聽到高聲的背景雜音。當飛 行員將無線電收/發報裝置留下在“通路，，（hot mike)位置 並同時操作直升機時，則此種狀況特別煩人。 、舉再一另外實例説吧，考慮話音驗證及/或識別系統， 一位操作員必須説服該系統，以供接達例如一項具體設施 或操作一部電腦或自動櫃員機。背景雜音可防止接達（因 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經滴部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 背景雜音而無法識別或驗證）或者可藉錯誤驗證提供錯誤 接達。 在企圖減低背景雜音俾改善設在一處吵鬧環境等中之一 部電話或一吊架微音器或耳機等之性能時，可採用聲壓梯 度微音器。基本上，一其聲壓梯度微音器會響應兩個緊密 間隔點處之壓力差。當用在那裡背景雜音之聲壓梯度爲同 向的一處環境時，聲壓梯度微音器因此類背景雜音所產生 的電氣信號會有效地爲零。可是，在大部分實際情況中， 背景雜音的聲壓梯度並非同向，因此.，在這些情沉中，才 會使聲壓梯度微音器的性能受到不利影響。此外，由於語 音或講話係以一個以上的方向傳播，故常使與其相對應之 微音器所產生的電氣信號降格。如此一來，即使將一聲壓 梯度微音器採用在一個電話耳機或一吊架微音器中，背景 雜音消除的需要量可能仍嫌不夠以及其性能可能仍不充 分〇 而且，根據前文説明，由於一聲壓梯度微音器之兩個對 立側邊均對聲波壓力響應，故實質上必須修改一部現行電 話的手持話機，俾能使微音器之兩個側面都會響應於聲波 -壓力。而且，由於將此一微音器使用在一部電話的手持話 機内的結果，故應簡化以其所產生的電氣信號。如此一 來，要用一具聲壓梯度微音器更換一架現行電話之一電話 手持話機内之傳統式微音器時，典型者，均需要以一具新 的手持話機更換該手持話機，因而，才會使成本比較筇 貴0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I裝 訂 泳 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 拿對使用聲壓梯度微音器的一項另外選擇説吧，可採 用一種聲音反饋型系統。此種系統正常者均包含被用來等 化輸出轉換器之轉移功能的補償濾波器。由於此等濾波器 嚴密控制著揚聲器的性能’故此等濾波器的成本比較高。 因此，此類聲音反饋系統典型者均比較成本高昂。 用於雜音消除及雜音減低裝置的許多微音器均爲先天的 非方向性或多向性，諸如靜電式，壓電式，磁性式及碳式 微音器。就多向小型微音器言，在低頻時，均有微音器周 圍的充分聲音繞射，因而，使膜片運動對聲音的方向不敏 感。在高頻及對應地較短波長處，此種微音器在聲音上就 成本體積較大並且對垂直於膜片的到達聲音表示偏好。如 此一來，微音器的體積愈小，其行爲保持多向的頻率愈 高。因而’與波長比較，多向微音器是微小的，以及微音 器外殼會防止膜片的後面在不同角度時接收某些聲波。因 此，將這些先前技術微音器稱之爲聲壓微音器，因爲，聲 壓爲一除垢器並非一向量數量。如此一來，就—種有效雜 音消除系統中之微音器裝置言，需要能從各種方向増加一 遠場區中的聲音靈敏度之一項方向性微音器響應。也就是 説，要達成-項方向性微音器響應，其法爲増加多向型= 及雙向或“圖8”型樣的輸出，而後，僅係調整總和輸二言 號的幅度及相位而已，以產生所需要的型樣。圖8型二 稱爲一餘弦型樣並且在極性坐標中其數學气表亦 p=cose。在方向性微音器中，距離爲— 丁馬 . ^ - 口素0此距離 因素測量以一多向型樣爲準時，相去一來源 有多遠才可使 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公瘦） (请先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 装- 五、發明説明（6 ) 用一万向性微音器，卫仍保持直接對交混拾承 (reverberant pickup)的相同比率。如此—來，先前技 術才會未能根據多向型樣及^形型樣將—方向性微音器提 供在一有效雜音減低裝置中，在這些型樣裡均係到達一預 定點處的聲音壓力才被向量地相加起來。 在設計用於包括至少兩個微音H的吊架微音器裝置或方 向性微音器裝置巾之-财效雜音消除裝置的電路時，所 已知的爲採用—種三接頭微音器結構造型。也就是説，例 如’以兩個或多個微音料接至—放大器之—種雜音消除 系統均需要具有三接頭的電路：_個電源輸入接頭，—個 音頻信號輸出接頭’及—個地線接頭。在減少用在微音器 或吊架微音H等中並可予以選擇性地與雜音減低裝置之手 持話機—錢用之雜音料裝置複雜性及成本的努力中， 2一種雙接頭微音器的結構造型。合意的作法爲_種微 :器結構造型’那裡係將自—電源所供應的直流電壓在同 —接頭上予以輸入爲自該|微音器所#出之交流音頻信 號，藉以將此交流信號重疊在直流信號上。這樣，先前技 =未能提供用於-财效雜音消除裝置巾之-雙接頭微 經濟部中央標準局員工消費合作衽印製 音器結構造型，這裡係將電源及信號重疊在第一接頭上以 及將第二接頭接地。 在再一項另外企圖減低背景雜音，俾 ㈣話機改善電聲通信的可解度時，已開：出= 術，稱爲有效雜音減低，此種技術採用安放在揚聲器與揚 聲器之聲場内的耳部之間的感測微音器，此種感測器感測

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) M規格（應297公 經濟部中央標準局員工消費合作衽印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 背景雜音及節目音頻。具有此種有效式耳機裝置時，才會 採用一負反饋環路’因而，以一種逆向相位反饋由一微音 器單元自外界雜音所變換的電氣信號，用以減少耳機附近 的雜音。採用根據先前技術所表示之一種閉環系統的反饋 電路乃係在揚聲器與耳機之間提供一 “靜區”（quiet ζ ο n e )，此舉會消除背景雜音。這是因爲在一種吵鬧環境 中，耳部不僅會發現揚聲器的輸出，而且也發現背景雜 音。 茲參照下列文件，以提供一種閉環有效雜音減低系統， 並將該等文件列入本文作爲參考： 授予Hawley及同僚之美國專利權第2,972,018號 授予Wadsworth之美國專利權第3,〇98,121號 授予0&1：11^及同僚之美國專利權第4,833,719號 授予Kimura·及同僚之美國專利權第5，138,664號 授予Saeki之日本專利權摘要第3_169199號 上述專利權例示各種雜音消除裝置。例如，Hawley及 同僚的係關於耳機用的雜音減低系統’此種耳機具有設在 揚聲器與微音器之間的塑膠外殼；Wadsworth所提供的 耳機具有設在耳機頭環頂上的微音器；Carme及同僚的係 關於以一空心環形部分設在揚聲器與微音器之間的耳機； Kimura及同僚要求一種雜音減低耳機，此種耳機以一杯 形構件設在一揚聲器與一微音器之間；以及Saeki的專利 權係關於一種雜音消除耳機，此種耳機則以一微音器設在 兩個對立面向的揚聲器之間。 I I裝 訂------冰 一褚先聞t*背面之法意事項真填寫本貰) -10-

五 、發明説明（ 然而，在這些傳統式有效雜音減 薯名·鍤& 挪3减低系統中，那裡卻存在 缺點。例如’先前有效雜音消_玄4、 關方程式所长心W斗: 統均係採用由相 7夂巧所控制的閉環式電路： p = s (i&jA)+N(—-1—) 1+BH〖H2) %+BW) 式中：p =輸出 S =標準音頻信號 Η !=高通濾波器 η2 =耳機處之揚聲器 Ν =雜音成分 Β =可變增益/相位控制 傳統式閉環雜音減低系統是不理想的，因爲，需要—項 極大直接傳輸增印+ΒΗιΗ2)，以期將輸出⑺處之雜音 成刀減低至零。此種系統受到不穩定性問題的損害。此舉 產生振邊缺點，亦即，因不穩定環路情況而起的號叫，此 類清泥係由揚聲器（轉移功能中的變化，反饋微音器以及 包含：等元件和用户頭帶耳機的聲波空穴所造成。由傳統 式閉環雜音減低裝置所產生的雜音消除程度；在任何頻率 時均係直接關於該頻率時的直接傳輸增益。可是，該項 增益愈高，此種裝置更易患不穩定。 此種傳統式有效雜音減低耳機裝置亦具有此種缺點，那 就是當將諸如撞擊，來自連接纜繩的磨擦感應震動，使用 人顎部運動感應震動等機械震動傳至雜音反饋微音器時， 此等震動雜音反而被微音器變換爲電氣信號。此等信號均 被放大及造成不穩定與其他非線性效應，例如，聲音中 -11 - 表紙呆尺度適用中國國豕標準（CNS ) Α4規格（210χ297公楚；） -(¾ — Γ請先閱磧背面之注意事項再填寫本頁j 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 '----1 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（9 斷'大聲的雜音或聲壓沖擊。 傳統式有效雜音減低耳機裝置之另一缺點爲加至該裝置 以避免消除合意音頻信號的複雜性，此種音頻信號卻係被 輸入爲t氣信ϋ傳統裝置之合意音頻信號輸入在兩個 相加點内，以產生所傳至使用人耳部的信號。第一相加點 將負反饋微音器信號加至合意輸入音頻信號。但是，在一 傳統閉環反饋裝置中，|自微音器的信號反饋卻包含合意 的曰頻信號以及需要予以消除的周圍雜音信號。將此反饋 “號從合意輸入音頻信號減去，以產生具有零合意音頻信 號内容的抗雜音信號。而後，利用一第二相加點來將合意 骨頻仏號加回在環路内，因而，可將它傳至輸出轉換器。 產生合意音頻仏號之此種方法會對傳統式雜音減低裝置增 加複雜性及成本。此種傳統裝置中的額外相加點處理亦會 增加合意音頻信號中產生失眞的機會以及增加不穩定性的 機率。 此外，並已開發出各種其他先前技術耳機結構造型，用 以產生一種有效雜音減低裝置，這裡均係以耳部爲準來放 置輸入及輸出轉換器，諸如下列三種文件的，並將該等文 件列入本文作爲參考： 授予Moseley之美國專利權第5, 134,659號。 授予Moseley之美國專利權第5, 117,461號。 '授予Moseley之美國專利權第5,001，763號。

Moseley之（'65 9號）專着|滕係關於耳機用的一種雜音消 除系統，此種耳機具有一反射體，兩個揚聲器，及兩個微 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X：297公釐） ^ 1裝------訂------督· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 音器，其中此反射㈣用來阻礙雜音自—雜音源直接傳至 輸入轉換器，其法爲迫使雜音在該反射體周圍行進一段更 長距離並通過一道泡棉障礙。]^0^1”之（，461號 權係關於-項電聲功能’此種功能包含料耳機頭環的雜 音消除，此種耳機頭環並係以一微音器安裝在頭環上，以 面向耳道的同-方向。MoseleyM，763號)專利權係關於 耳機頭環用f種雜音消除系統，此種耳機頭環具有一揚 聲器，微音器，及一反射體。 廷樣，一般而言，此等Moseley專利權均係關於揚聲 器與微音器的位置，前者爲輸出轉换器，後者爲輸入轉換 器。事實上，此等專利權均要求揚聲器及微音器均應爲在 同:平面内或者大致被對準在同一平面内。此外，此等專 利權亦指示其處理信號輸出應和原來的聲波一樣大致在同 一時間領域内，亦即，此信號爲同相。 與此等Moseley專利權對照時，本發明本身並非關於 將揚聲器與微音器料關—平面内（雖然無需明白排除此 種對準）。本發明之開路有效雜音減低中所採用的輸出轉 換器及微音器均可爲垂直，切線，或者在同一平面以外的 任何其他位置中（以及同一平面内）。本發明所提供之一種 雜音減低系統具有將原來輸入音頻信號傳至揚聲器的能力 而未再加上輸入音頻信號。這是因爲係將爲開環之控制作 用的感測微骨器用音頻信號予以這樣處理，因而，使音頻 信號不會被拾取或感測微音器發現。也就是説，在本發明 <開環系統中，係將原來的合意音頻信號傳至無關被微音 -13 良紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '丨裝------訂------>N--- 五、發明説明（11 ) 器2得之周面雜音的揚聲器。此外，在本發 =波材料安放在輸出轉換器與使用人的耳鼓之間： 產生轉換器的聲音波導，其法爲將音頻信號耗合 裝 =。安放在輸出轉換器與微音器之間的聲波材心 tt聲音m ’以減低開環增益，其法爲將一種 聲波阻礙安放在拾取微音器與輸出轉換器的路徑中。此種 聲料將合意的原來輸入音頻信號與拾取微音器所檢測 及輕的雜音_起來。將拾取微音器所檢測的背景雜音 信號經由電聲處理裝置予以反向，以.產生一抗雜音信號， 此抗雜音信號被傳至聲音波導，以產生一靜區。此靜區位 於輸出轉換器與使用人的耳鼓之間。 訂 如此-來，先前技術已未能提供一種比較低成本的裝置 與:種成本效益的裝置’前者用以使背景雜音減低至用於 通信系統等的-種可接受水準，後者用以能使現行音頻通 信系統將背景雜音減低至一項可接受的水準。 發明之目的及概述 本發明之目的爲提供一種有效雜音消除裝覃及一種有效 雜音減低裝置’以產生一種雜音減低系統來克服有關先前 技術的問题。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 更具體言之，本發明之目的爲提供一種有效雜音消除装 置及有政雜音減低裝置使背景雜音減低至一可接受水準。 本發明<另一目的爲提供用於一種耳機裝置及吊架微音 器的雜音減低裝置或提供一種雜音消除微音器裝置等。 本發明之仍一另外目的爲提供雜音減低及消除装置以及 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29"7公楚：> A7 ----- - B7 五^一~ ——- 根據上文説明的一種有效雜音減低裝置，此種裝置的成本 比較低廉。 本發明之再一另外目的爲提供用於電信系統的一種比較 低成本雜音減低及消除裝置，此種裝置可用標準現成線上 電源操作。 本發明之另一目的爲藉經由特色增加對話來提供一種強 化有效雜音消除及雜音減低耳機，此種耳機能使使用者聽 到微音器的音頻信號以及周圍環境的外界聲音而未有形增 加任何其他微音器元件。本發明之目.的爲擁有一種有效雜 音消除及雜音減低耳機，此處係將來自外界區域的全部聲 έι傳至％聲器的耳機，其法爲增加側音頻道的增益。本發 明之此種有效雜音消除微音器被變換爲一標準多方向微音 器’其法爲除去來自電子電路的話語微音並增加雜音微音 放大器的增益》 本發明之仍一另外目的爲提供一種比較低成本的雜音消 除裝置’此種裝置容易適合現行通信系統的手持話機並可 用標準現成線上電源操作。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 — II n I--—^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之再一另外目的爲提供一種較低成本及用於聲音一 通信系統的雜音減低裝置，此種裝置能令使用人選擇性地 放大所接收的信號或者可予以用於具有一耳機的吊架微音 器’或者可予以用作爲一種雜音消除微音器。 、在根據本文説明之許多應用中，以具有多向特性以外之 微晋器較爲合意。此類微音器均會排拒來自某些方向的信 號，因而，產生信號雜音比的改良。根據爲本發明之相加 -15-本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（13 ) 設計的方向性微音器可視具有相位差之聲壓信號的代數組 合而定’此類相位差係因此種系統之電子電路而獨有的。 與梯度式微音器比較，此類微音器之方向性則視線性體積 與波長的比値而定。. &將兩個或多個微音器饋入同一放大器内時，可能的情 況爲來自相去該等微音器之距離處的聲音來源的信號可能 到達微音器時相位相差〗8 0。而相互抵消。所以，本發明 之目的爲確保多向及方向性微音器均被適當安排相位。 本發明之目的亦爲亦可將用本文説明之減法裝置以一i 度及/或斤安排之第一及第二微音器用在周圍雜 音消除的區域内，以供聲音監視或遙測術中的微音器或甚 至諸如具有旁瓣之方向性微音器等的方向性微音器之用。 本發明之另一目的爲根據其大小及相位波瓣結構提供有 關一種微音器之各種可控方向性型樣。 本發月之仍一另外目的爲提供一種方向性微音器，其法 爲按向量方式在一預定點處增加自全部簡單來源抵達該點 的聲壓。 本發明之再一目的爲在一處有效雜音消除環境中提供— 種雙接頭微音器系統，包含根據上文説明之方向性微音器 在内’此舉容許將音頻輸出信號重叠在同一接頭處之電壓 輸入信號上。 本發明（另—目的爲提供由於其簡單及低成本電路的緣 故而用在耳機中的一種新穎有效雜音減低裝置，其法爲將 各元件安放在一種開環系統中。 I装---^----訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（14 ) 本發月=目的爲提供_種雜音減低裝置，其中係以—種 万式衰減周圍雜音而未被機械或震動感應微音器信號 所降格。 本發明目的爲提供—種有轉音減低系統，此種 系統由具有—吊架微音器或方向性微音器等之一耳機，手 t話機等組成’此種系統並係、由於其開環結構型式而無條 件地穩定的。 本發明之另-目的在提供—種有效之雜音減低系統，包 含一耳機、聽筒或類似物，具有―吊.架微音器或方向微音 态或類似物，由於開環架構故係絕對穩固。 本發明之另一目的爲減低此雜音減低裝置所必需的功 率，其法爲耦合聲電轉換器效率。 本發m卜目的減低此種#效雜音減低電路的複雜性 ，/或成本，其法爲採用一種將合意音頻信號及抗雜音信 號合併至-簡單相加點中的輸出轉換器的方法。 本發明（另-方法爲在_種雜音減低系統中減少合意電 氣輸^信號之抗雜音信號處理感應失眞，將此種失眞轉換 局一聲晋信號並傳至一種雜音減低系統中的耳部。 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 .:1^--- fi. (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) 此種雜音減低裝置之另外目的係關於放在輸出轉換器後 方或前面以及音場與揚聲器平面以外之一感測或拾取微音 器，因而，使該微音器只藉利用聲波材料檢測背景雜音， 此舉則係完成雙重功能。 本發月之另外目的爲提供一種聲波材料作爲當放在一 微音器上面時之-聲音遽波器以及作爲當放在輸出轉換器 -17 發明説明（15 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

與使用人耳部之間的聲音波導。 擔負此種系統之控制作用的微音器則與合意輸出之輸入 音頻信號無關。最好是將一彈性聲音波導安放在揚聲器 微音器與耳部之間，以產生—靜區。此種波導最好是大過 恰好是普通的橡膠海棉，通常均係將此海棉提供在耳機 上，以達舒適目0。—種型式的此種材料稱爲“緩 （Slo_F1。）泡棉，它是此種密度及構造，俾界定—種 無雜音響應並使自餘聽者的面部及/或耳部回至微音器的 =聲音^射消聲’以充作爲_聲音似器；雖然先前技 自微音器的負反饋，但卻並未將此種反饋產 Η ,發月中。取而代之，卻係採用一種開環配置，其中 I:增二音頻信號’而係將原來的輸入音頻信號傳至揚 ，局，此信號並未受到此開環系統的干擾。 發明之_開環減低裝置與—傳統閉環減低裝置 (間的區別是重要的。 =月，環系統爲_種其中控制作用無關其輸出或合 出^ 統。—種閉環系統爲一種其中控制作用視其輸 =而=系f。此等定義中的主要名詞爲控制作用。基本 -备音如名^係指衰減此種系統之信號而言，此舉順次表 :種開产：此種系統的數量，以產生-種合意輸出。如係 ，衣充’則其輸入命令爲用以提供控制作用的唯- 應輸出之間的差控制作用係由輸入命令與對 爲完成閉料開㈣業的比較計，每種线之若干性能 丨 fy裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' *-fTI - I I— I It...... k------------ 適财國 -18- (210x297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（16 特點如下：開環系統具有兩項顯著特色，亦即，例如，完 成-項功能的能力係由校對及結構簡單所決定，因爲，= 未發生不穩定性的問題。就閉環系統言，-項顯著特色爲 二反：：有忠複製其輸入的能力’因爲，啓動信號爲輸 出偏離輸入的函數；此種控制作用迫使啓動信號幾乎處於 零値。此種反饋因素之一項主要缺點冑它係負貴使用一種 閉環系統時之最大困難中的一項，亦即，有㈣的傾向。 可將此種有效雜音減低裝置以及雜音消除裝置使用在任 何電信系統中，A等系統均被用纟飛行（例如直升機或飛 機）或其他設施中，諸如電話，或語音識別及/或驗證系 統，例如，供接達一處有形設施或一部電腦（經由直接或 間接界面或經由電話線），或者接達一自動櫃員機，或用 在其他識別及/或驗證系統中。 雜音消除裝置包括：一殼套，此殼套具有第一微音器裝 置及第二微音器裝置，前者用以接收一第一聲音以及將此 第一聲音變換爲一第一信號，該第一聲音由來自一位操作 該裝置的操作員之講話及背景雜音組成，後者被配置在關 於該第一微音器裝置的緊鄰附近之_預定角度中處，用以 接收一第二聲音，該第二聲音大致由該背景雜音组成，以 及用以將該第二聲音變換爲一第二信號；並且包括裝置， 用以自第一信號減去第二信號，俾取得眞正代表該項講話 的信號。用在此種雜音消除裝置中用以減低背景雜音的雙 接頭轉換器包括：連接至該雜音消除裝置之一放大器裝置 的多個微音器；用以自該i音器接收音頻信號的放大器装 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 丨裝 II - 訂-I I I Lw (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央裙隼局員工消費合作社印製 A7 〜_____Β7 五、發明説明（17 ) 置，该微音器具有一第一接頭及一第二接頭，其中並係將 第二接頭接地；將一直流信號在第一接頭上輸入之一電壓 裝置；連接至第一接頭之一電晶體裝置，用以自該等微音 器接收一交流信號；用以將交流信號與直流信號在第—接 頭上重疊的裝置，因而，使直流信號對放大器裝置供應電 力；以及用以將該等微音器所產生的交流信號輸出在第一 接頭處的裝置。用於講入一種有效雜音消除裝置之一吊架 微音器時取得一種遠場響應的方向性微音器乃係接收各種 方向性型樣中的聲音並包括：一殼套具有一列間隔微音器 裝置’用以接收聲音信號並輸出電氣信號，此等電氣信號 具有.微音器之間的一段間隔分離；輸入在該殼套内作爲一 正弦^波之聲音來源，其大小及相位乃係在一段預定距 離處與該等微音器相交，以形成一角度，用以計算自每個 .微!§至該聲音來源的距離之裝置；一相加頻道，用以將. 該列微音器之輸出信號相加，以取得一總和輸出信號；一 信號處理裝置，以產生一聲音信號，該聲音信號只代表來 自總和輸出信號的講話；以及用以調節該總和信號之大小 的裝置’以產生合意的響應型樣。用以減低耳鼓附近周圍 之開環有效雜音減低裝置包括：用於接收一輸入信號之殼 套；位於該套内之一輸出轉換器；一輸入轉換器，用以和 輸出轉換器一樣檢測並減低並非位於大致同—平面内之周 圍雜音；一開環信號處理裝置，以減低輸入轉換器所檢測 之周圍雜音；用以將輸入音頻信號傳至耳鼓而沒有周圍雜 音干擾的裝置；將輸出轉換器與輸入轉換器隔離的聲波裝 -20- 本紙張/度適财關家標準（c叫A4規格（21Qx297公董） ~ ---------ί-裝------訂------W (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（18 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 二二4 :表輸出轉換器與耳鼓之間的眞正講話的輸 在其中係產生一靜區，以隔離傳自輸入轉換器 =。用：一種有效雜音消除裝置中之開環雜音減低系 號。位於耳：：微音器，用以檢測雜音信號變換爲電氣信 號’位於耳機中之一揚聲器具有一聲音裝置；一音頻傳輸 ㈣；用以電氣地排拒電氣信號震動的裝置；-可變增益 &制裝置$以調印雜音信號；滤除機械震動感應的低:干擾，以防抵達揚聲器；一相加點，以合併抗雜音信號 ^雜音信號來產生聲音裝置内之—靜區；心將音頻信號 傳至掄聲器的裝置；以及用以保持揚聲器之雜音信號與抗 雜音信號之間的相位_致的裝置。 用於減低耳鼓附近之關雜音之—種開環有效雜音減低 裝置包括：用以接收—輸入音頻信號之一殼套；位於該殼 套内之.輸出轉換器；用以檢測並減低位於該殼套内之周 圍雜音之一輸入轉換器；一開環信號處理裝置，以減低輸 入轉換器所檢測之周圍雜音；用以傳輸輸入音頻信號的裝 置而沒有對耳鼓的雜音干擾；一種聲音裝置，以將輸出 換器與輸入轉換器隔離起來，用以通過輸入音頻信號， 表示輸出轉換器與耳鼓之間的眞正講話並產生一靜區來 離傳自輸入轉換器的聲音。 用在一耳機中用以傳輸來自微音器之音頻信號並接收來 自一周圍環境的外界聲音之一種有效雜音消除及雜音減低 系統包括：一第一微音器裝置及一第二微音器裝置，該 一微音器具有一種雜音消除模式及一第一亂説模式（n 轉 以 隔 第 r s t ^ —裝 訂w (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -21 本紙張尺度適用中國國家標準（CTsiS ) M規格（2丨〇><297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 五、發明説明（19 ) talk thru mode)第一微音放大器被一第二開關裝置 連接至該等微音器；一聲音微音傳輸裝置，用以當第一開 關裝置與第二開關裝置正以雜音消除模式操作時連接放大 器裝置，其中第一開關裝置及第二開關裝置係在一種亂説 模式中時將微音器傳輸裝置傍路；一傳輸閘，用以當第一 開關裝置及第二開關裝置係在雜音消除模式中時將來自兩 個微音器裝置的音頻信號傳至一缓衝放大器，其中當第二 開關裝置係在亂説模式中時使傳輸閘喪失操作能力；當第 一開關裝置與第二開關裝置正以雜音.消除模式操作時，則 緩衝放大器裝置係用以將收自傳輸閘之音頻信號傳至一種 音頻系統及至-計數放大器；當第一開關裝置及第二開關 裝置正以亂説模式操作時’緩衝放大器裝置則係用以直接 輸出微音放大II裝置所接收的音頻信號；其第三開關裝置 具有一種雜音消除模式和—種亂説模式之計數放大器乃係 當全部開關裝置均正以雜音消除模式操作時，對傳自微音 器裝置及來自外界聲音兩者之揚聲器的耳機提供—侧音作 放大器具有一種增益控制，其中當全部開關裝 均以亂捕式操作時增加其增益，以增 ===雜音減低系統均係在耳機内接收並輸出 心、至私聲器的側音信號。 當配合附圖閲讀時，根據本發明之其他目的，特色及優 點，才會從例示具體實例之下列詳細說明益趨明顯，其中 的對應成分均係由相同參考編號所識別的。..·、 舅式簡單説明 I I n I n I I l l - n n - I n τ I______I. I _ /1. 、言 |細 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -22- A7 B7 五、發明説明（2〇 話 圖1例示一部具有根據本發明 之 種雜音消除裝置的電 圖2馬圖i電話中所使用之雜音消除裝置的方塊圖。 圖3A爲圖U電話之接收器部分的前視平面圖。 部 ίά—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3B爲圖1電話之接收器部分的側面透視圖並除去頂 圖4爲圖2方塊圖之示意圖。 圖5爲圖2所示雜音消除裝置的另外示意圖。 圖6A，6BBC例示採用根據本發明之一種雜音減低裝 置之一吊架微音器裝置。 圖7A和7B爲説明本發明之操作時對其加以參考之示意 圖。 訂 圖8例示、根據本發明之一種雜音減低裝置。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 圖9A，9B，9C，9D，9E及9?例示本發明之吊架微音 器及耳機具體實例（圖9 A及9B各表示具有微音器之特別 士放位置之一具體實例；圖9C表示耳機之全景圖，該耳 機具有有效雜音減低裝置，圖9D，9E及9F表示吊架微音 器之側面圖）以及圖9F表示用在一種耳機内之有效雜音減 低裝置之一較佳具體實例。 圖10A及10B爲圖8雜音減低裝置的示意圖。 圖1 1例示一種反相電路。 '圖12例示一種反相充電微音器電路。 圖1 3 A及1 3 B例示來自本發明之具體實例的有效消除曲 線。 23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） A7 B7 五、發明説明（21 圖14爲一方向性微音器的示意圖。 圖1 5爲明本發明之一ml奋. Λ ㈣操作時應對其加以參 考 < 一列線性微音器的示意圖。 圖16Α及16Β例示一柱體内之一列 Φ „ 列微音器 < 不意圖及該 電路列t不意圖之一變換具體實例。 圖17A及17B例tfS前技術三接頭微音器結構造型以及 本發明之-種雙接頭微音器結構造型的方塊圖。 圖18爲一種簡單雙接頭微音器電路之示意圖。 圖1 9例示使用在一種有效雜音消徐裝置中之雙接頭微 音器電路的較佳具體實例。 圖20爲使用在一種有效雜音消除系統中之一雙接頭微 音器的變換具體實例。 圖2 1爲先前技術閉環有效雜音減低系統之示意圖。 圖22爲本發明之一種開環有效雜音減低系統之示意 圖。 圖2 3 Α及2 3 Β例示本發明之聲音波導的透視圖及侧視 圖。 圖24爲藉採用有效雜音減低系統所達成之靜區圖。 圖2 5例示本發明之一種有效雜音減低系統之一較佳具 體實例。 圖2 6例示本發明，之一種有效雜音減低系統之另外較佳 具體實例。 圖2 7例示本發明包含一高通濾波器之有效雜音減低系 統之變換具體實例。 -24- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） (1^. t \ (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（22 ) 圖2 8爲一耳機中所採用之有效雜音減低及雜音消除系 統的方塊圖，此種耳機具有亂説，側音及自動音頻微音器 傳輸特色。 較佳具體實例之詳細説明 圖1例示採用根據本發明之一具體實例之雜音減低裝置 的電話8。根據本文的説明，電話8一般均包含一手持話 機10及一電話單元，前者具有一揚聲器部分41及一接 收器邵分42，後者可經由一條電話纜繩3〇被耦合在它們 <間《就變換方式言，此種電話可爲一部無纜繩式電話， 因而，才會經由射頻電波將手持話機耦合至電話單元 18。接收器部分42分別包含第一及第二微音器12及 1 4 (圖2 )，一開關4 〇及一帽蓋4 8，前者用以調節供至揚聲 器部分41的大量信號，後者具有一凹口部分〇及一網柵 部分4 6。 圖2以方塊圖形式例示電話8。根據本文所示的手持話 機10均分別包含第一及第二微音器12和14，一減法裝置 16，在一較佳具體實例中，此裝置爲一運算放大器（〇卜 amp)，最好爲一運算放大器之—放大器2〇，及一揚聲器— 22 °最好是將分別爲運算放大器16及放大器2〇之第—及 第二微音器12和14包含在接收器部分42内（見圖1)。 將由講話等及背景雜音組成的聲音信號供至第一微音器 並在那裡予以變換成一對應電氣信號，而後，將此電氣信 號供至運算放大器！ 6之正接頭。將背景雜音供至第二微 骨器14並在那裡予以變爲一對應電氣信號’而後，將此 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（2丨〇'〆297公釐） w—拉衣ITJ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（23 請 k, I If I 之I 注 意 事I 項 再（ 4 ) I裝 頁 訂 電氣信號供至運算放大器的負接頭。運算放大器16適於 從來自第微θ器12的講話和雜音信號減去來自第二微 晋器14的雜音信號並.從那裡將眞正表示講話之一電氣信 號供至電話單TG18 ’於是，將講話信號從那裡經由電話 線傳至-部電話或多部電話。亦將來自運算放大器“之 輸出信號在電話單元18中與來自電話線之-接收信號合 併並供至放大器2〇。運算放大器16及17最好爲比較低功 率的積體電路(IC，S) ’諸如至補金屬氧化物半導體 (CMOS)並且可予以用—個或多個c.M〇s ic片製造。雖 然未在圖2中表示，但可藉利用開關斗^圖〗）由操作員選 擇性地設定放大器20，俾使接收信號之放大調整至一項 3意水準。將來自放大器2〇的放大信號供至揚聲器Μ， 因此，將此放大信號變爲一聲音信號，俾被操作員聽到。 w 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 圖3A及3B例示接收部分42之兩個圖形，並在其中將帽 蓋48在圖3A之圖形中除去。粮據那裡所表示 一 言，接收部分42分別包含-殼套74, 一電路板組^ 78，第一及第二微音器12和14，以及帽蓋48。分別將最 好是電子微音器或類似此類的微音器之第一及第二微音器 1 2和1 4予以配置或安放爲—如下文所説明的情形。將此 等微音器保持在適當位置中或者由一保持構件76予以固 定之，例如，此種佐龙可用一種泡棉狀材料製成，並 將此種泡棉狀材料順次固定於殼套74。將來自第—及第 二微音器1 2和1 4的個別輸出經由個別電線（未在圖中表示） 供至運算放大器16 ’該運算放大器被包含在印刷電路板 26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羡） A7 B7 經 濟 部 中 央 標 準 Μ 員 工 消 費 合 社 印 製 五、發明説明（24 ) 組合件78中，該組合件順次被連接至殼套74。根據下文 的更充分説明，印刷電路板7 8可包含額外的電路元件， 用以處理收自第一及第二微音器的信號以及將該信號放大 以供至揚聲器22(圖2)。可採用一蓋子72，並將此蓋子藉 利用粘劑等固定至殼套74或者就變換方式言可予以聲波 地焊接在一起。蓋予72和殼套74與印刷電路板組合件 78 ’保持構件76及第一和第二微音器一起形成—組合件 71。 可用諸如聚碳酸鹽之塑膠材料所製造的帽蓋48包含_ 環形側邊構件4 3及一部分4 5，該部分以其典型厚度τ輕合 至側邊構件43並予以配置，俾低於該側邊構件之頂上部 分達一最小預定量，諸如i英寸的〇〇2〇，藉以產生一凹 口邵分44。部分45包含一部分46，此部分以其厚度1，小 於厚度T並具有含在其中的多個貫穿洞口且可能類似一柵 狀邵分。在一較佳具體實例中，部分46之厚度了，所具有 的厚度小於1英寸的0.030。由於此部分46表示部分以之 一比較小的數量，故減小其中的厚度並未對帽蓋4 8之全 般結構剛性產生不利影響。就變換方式言，可用例如不錢 鋼或此種類似材料的較強材料製造此部分46並予以與部 分45合併起來。根據所應了解的，藉配置該等部分㈠及 46俾用側邊構件43之頂上部分予以製成凹口，甚至當將 接收器部分42安放在—表面上時，該側邊構件43 ^非 部分45或46接觸此表面。因此，任何負載均不對部分45 及/或部分46發生直接衝擊，但取而代之卻係送至側邊構 27 本紙張尺舰财關家標準（

經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 A7 ____B7__ 五、發明説明（25 ) '~~~~ 件43。 將帽蓋48安放在組合件71上面，因而，將第一及第二 微音器1 2和1 4分別配置在位置比較接近部分4 6下面具有 第一微音器之部分46下方。如此一來，該項講話才會從 操作員經由部分4 6行進一段比較短的距離而至第一微音 器’該操作員正自最好是不及1英寸的距離講入接收器部 分42中。因此，才會使聲音失眞減至最小。 兹將分別以第一及第二微音器〗2和Μ配置在接收器部 分42内的情形例示在圖3Α及3Β中。.更具體言之，根據圖 3中的表示，均係這樣配置第一&第^微音器俾在它g 間_^_^一一^~度φ ’此角度取好所具有的數値係在3〇。與6 .〇_。 之間的範圍内。另外並分別配置第一及第二微音器，俾具 有一角度Θ以及平行於第一微音器12之接收或“敏感，，表面 和來自一位操作員的方向之一平面與垂直於第二微音器 14之敏感表面及講話方向之一轴線之間的[(9〇_θ) + φ]， 和圖3Β中表示的情形一樣，以及俾具有講話方向與第二 微音器之間的一角度Ψ，和圖3Α中所表示的一樣。在一 項較佳具體實例中，角度Θ的數値小於大約3 5。，以及角ψ 一 的數値爲大約180。。由於以此種方式配置第一與第二微 音器的結果’故第一微音U 2一才_倉.接此_床自操」乍員的讓 話-及其鄰近所出'現的背景聲波雜音兩者，以及第二微音器 1 4 ΐ要_只益收第一微音器所、接收之同一潰景聲波雜音。 根據前文説明，雖然角度所具有的數値爲最好是在3〇。 與6 0。之間，但即使予以配置俾具有位於此種範圍以外之 -28- 本纸張尺度適用巾關家標準（C叫Α4規格（21Qx29»楚） ~ — ----------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 p 經濟.郅中央標準局員工消費合作社印製 A7 -^----^____ B7 五、發明説明（26 ) :角度Φ，無論怎樣第—及第二微音器12及14的操作都會 ?人滿意。然而，由於角度φ成爲大致小於3〇。， 2音器才會接收講話及背景雜音兩者。因此，在自第一微 «器12〈輸出信號減去第二微音器14之輸出信號時，才 :抵消講話的—部分或全部。在另一方面’當角心大致 j於60。時，第二微音器14所接㈣背景雜音並非類似第 —微音器12所接收的背景雜音。因此，自第—微音器12 的輸出信號減去第二微音器14的輸出信號時才不可能充 分抵消第一微音器所接收的背景雜音。 以一種類似方式，雖然角度θ及ψ分別具有小於3 $。及 大約180。的數値，和前文説明的一樣，但即令予以配置 =具有此等角度的不同數値，第-及第二微音器仍可操^ 令人滿意。不過，由於角度θ&ψ成爲大致與該等個別較 =數値不同，故可能使其性能受到不利影響。也就是説， 當角度Θ成爲大致大於35。時，第二微音器14才可能接收 講話及背景雜音兩者。同樣，當角度11/爲大致小於或大約 180°時，第二微音器才可能接收講話及背景雜音兩者。 因此，在此兩情況的随意一種中，在自第一微音器丨2的 輸出信號減去第二微音器14的輸出信號時，均可能消除 該項講話的一部分或甚至全部。 根據所應了解的，藉採用接收器部分42之成分用的上 述裝置和材料時，用以製造該接收器部分的成本才會比較 低廉。而且，藉使用CM0S晶片時，和前文説明的一樣， 才會使该接收器部分的功¥消耗保持比較低小。因此，此 -29- 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1^1 I n^— ^^^1 ^^^1 H 1 ^^^1 —^^1 I 11 111— 1-ίί- 1— \OJ111- ---..一 十 /s.i--)·， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（27 ) 接收森部分才可由手持話機中現成的標準電源供應電力， 因而，無需額外電源或變壓器等。此外，雖然已就具有爲 部新型電話的電話8之手持話機〗〇的組合件説明了此種 接收器部分42，但卻仍可將此種接收器部分或其輕微變 體使用在現行電話的手持話機中。也就是説，在此種後者 情況中，僅係用此接收器部分42取代一架現行電話之手 持話機内所包含的帽蓋及微音器而已。如此一來，接收器 4刀42之此種運用才會提供—種比較容易及成本低廉的 裝置以便將部現行電話的手持話.機修改來包括現在的 雜音減低裝置。 圖4例tf圖1及2中所表示的電話8之一種電路配置的示 意圖。根據圖4中的表不，均係經由_電阻器2〇2來镇合 $ —微音器12，該電阻器適於作用爲一電流限制電阻 器俾改正自第一微音器供至—輸入功率接頭的輸出 偏壓。將第一微音器12經由一電阻器21〇進一步耦合至一 運算放大器16之正接頭及經由一電阻器212耦合至一可變 弘阻器214。將第二微音器M經由一可變電障器2〇8搞合 至:輸入接頭2〇1以及運算放大器16的負接頭，該可變電一 阻器適於作用爲-電流限制電阻器，俾改正第二微音器的 輸出偏壓。限制電阻器2G8最好爲—可變電流限制電阻 器’該電阻器能使來自第二微音器之輸出信號的位準予以 匹配在m値以内至第_微音器12之輸出信號的位 準。更具體言之，該限制電阻器208能將第二微音器14的 輸出信號施以如此權衡’因& ’才會從第一微音器12輸 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4^^ΤΤι〇Χ297公瘦了 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 五、發明説明（μ 出一類似位準，並使它們之間的差別幅度減至最小。可根 據小型化條件選擇電流限制電阻器208的數値。將一電源 接頭198連接至電阻器204及2 〇6，此兩電阻器均適於將 輸入電源接頭！ 9 8所接收以及供至運算放大器丨6之負接頭 之電壓分壓。運算放大器16之輸出被耦合至電容器22〇， 222及226和電阻器224及228，此電阻器228順次被連接 至電話單兀18之一“微音器輸入，，接頭。來自運算放大器 16的輸出經由一可變電阻器214，—電阻器216及一電容 器218進而被耦合至地線。電阻器21〇，212和216及可 變电阻器2 1 4乃係將例如2 0對1放大的可變増益提供至運 算放大器16的輸出。電容器218，22〇及222均適於除去 可能出現在來自運算放大器16的輸出信號中之殘餘直流 (DC)位準》電阻器224及228與電容器226則適於充作爲 低通/慮波器’此滤波器則以例如可爲3.7千赫之一預定 値具有一斷點（break point)。 電話單兀18更被連接至該等電話線並適於經由微音器 輸入接頭接收信號以及經由電話線將此等信雜供至合意電 話緣。電話單元18更適於經由電話線接收來自另外電話 的信號並將此等信號與經由微音器輸入接頭所接收的信號 合併，和前文説明的一樣，以及將合併信號供至一揚聲器 輸入接頭2 3 1。輸入接頭2 3 1經由一適於阻擋直流信號之 電谷器230及一電阻器232連接至一運算放大器17的負接 頭並經由一電阻器2 3 4連接至一可變電阻器2 4 0。. 一電源 接頭199被連接至運算放大器17之正接頭。來自運算放大 31 - 表纸乐尺度適用中國國家操準（CNS ) A4規格（210X297公着） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) r裝 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（29 ) 器的輸出經由電容器242及244及—電阻器被連接 至揚聲器22。來自此運算放大器的輸出經由可變電阻器 240，一電阻器23 8及_電容器236更被連接至地線。 茲將圖4中所表示的電話8之操作説明於下。 *於啓動手持話機10時，藉自開關掛鈎（未在圖中表示） 等提取手持話機1〇，才會將標準電話線電壓加至輸入接 頭198，199，200及201。將來自第一微音器12的信號 =由電阻器210供應至運算放大器16的正接頭，該第一微 音器已由電流限制電阻器202施以偏·壓校正。來自第二微 音器1 4的輸出信號則被供至運算放大器丨6之負接頭，該 第微61器已由電流限制電阻器208施以偏壓校正。運算 =大器16係從收自第一微音器12的信號減去收自第二微 骨器14的信號並輸出其合成相減信號。除去此輸出信號 中所可能出現的直流位準並放大此信號。而後，自該放大 輸出信號除去諸如3.7千赫以上的高頻信號並將此種合成 佗號供至電話單元18。如此一來，才會將一電壓信號供 至電話單元18,該電壓信號才會與由第一及第二微音器 12與14所分別產生的電壓之間的差別成正比。 將來自電話單元18的輸出信號供至放大器17的輸入接 頭，該輸出信號爲經由微音器輸入接頭及電話線所接收的 信號之組合。將來自輸入接頭23 i的信號供至電容器 23 0，俾除去可能出現的任何直流信號。將來自電容器 230之輸出經由電阻器232供至運算放大器丨了的負接頭。 運算放大器17緩衝來自電話單元18的信號並將此接收信 _ -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297 /!^訂 ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 ____________B7 五、發明説明（3〇 ) 號加上側音供至運算放大器輸入231。此種信號可經由電 阻4232，234及238與可變電阻器24〇的運用由操作員 藉利用開關40(圖丨）予以選擇性放大。而後，藉電容器 20,244及23 6除去可能出現在此放大信號中的任何直 流信號。纟自電容器244的輸出信號藉電阻器246予以電 流限制，而後，予以供至揚聲器22，俾在此處予以變成 一聲音信號。 上圖5例示用以處理分別獲自第一及第二微音器12及丨4的 信號之變換配置，俾提供供應至單話單元18用的電流輸 出，琢電流輸出與第一及第二微音器所產生之電壓差別成 正比。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 更具體言之，圖5之電路配置包含一手持話機1〇，，該 手持話機具有多個輸入接頭3〇〇，3〇1，37〇及39〇，此 等輸入接頭各適於接收標準的現成線上電源。將第一微音 器12經由一電流限制電阻器3〇2耦合至輸入電源接頭3〇二 並予以進而耦合至一種相減裝置316的正接頭，此種裝置 最好爲一CMOS運算放大器。將來自第二搿音器14的輸 出經由一可變電流限制電阻器3〇8耦合至輸入接頭3〇1並 ^進而_合至運算放大器316的負接頭。將從運算放大 器3 1 6所輸出的信號經由濾波級3 5 〇供至—種相減裝冒的 負接頭，此種相減裝置最好爲一 CM〇s運算放大琴。谏波 級3 5 0均適於提供一項預定頻率響應特性，諸如一項預定 頻率處的信號衰減。根據所應了解的，雖然圖5中所表示 的爲雙濾波級，但可採用任何數目的濾波級。輸入電源接 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（31 ) ㈣0_Μ_Ι! 3 92及3 94 ’此等電阻器均適於減 低所供至其上以及供至運算放大器351之負接頭的信號。 將來自運算放大器351的輸出信號供至—電晶體_之基 極。將輸入電源接頭391連接至—曾納二極體36〇，一電 容器3 62及一電阻器364，此電阻器順次被連接至電晶體 366之集極以及至電話單元18之微音器輸人接頭。將電晶 體3 66之射極經由電阻器3 67及3 68耦合至運算放大器 351之負接頭，俾對其提供—反饋環路。運算放大器351 及相關邵分則提供濾波級3 5 〇與電晶.體3 6 6之間的電氣隔 離。電晶體3 66適於放大供至電話單元18的信號。 來自電話單元18的輸出被耦合至輸入接頭231(圖4)， 而後，以參照圖4之手持話機1〇的前述方式予以處理，俾 提供來自揚聲器22之一聲音信號。 茲將電話8,的操作説明於下。 於將電源加至手持話機10，.時，藉自開關掛鉤(未在圖 中表示）等提取手持話機時，才會將電話線電壓之一部分 加至輸入接頭300，3〇1，37〇，39〇及39ι ?將來自第— 微音器12已被電流限制電阻器3〇2所偏壓校正之一信號供 至運算放大器3 16之正接頭。將來自第二微音器14已被電 流限制電阻器3 08所偏壓校正之一輸出信號供至運算放大 器3 16之負接頭。電阻器3〇8最好爲—可變電流限制電阻 j，孩電阻器能使來自第二微音器之輸出信號位準予以在 一預定數値以内，大致以類似電阻器2〇8的前述方式的方 式’匹配於第一微音器12的輸出信號位準。經由濾波級 -34- 本纸張尺錢丨 ( CNS ) Α4»'( 210X297^ )-~~___ ---------. I 裝------訂------v (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 -__________B7 五、發明説明~~—一-—— 35=供來自運算放大器316的輸出差別信號，該遽波級 可包含一條或多條RC網路或等値電路，俾使輸出信號之 上段頻率限制於-預定値，該狀値例如可爲3 7千赫。 將來自濾波級3 5 0的輸出信號供至運算放大器351之負接 頭以及將來自輸入電源接頭39〇已被分壓爲諸如其一半之 一預定値的電壓信號供至運算放大器351之正接頭，該放 大态則放大供至電晶體3 66之基極的對應輸出信號。將來 自輸入電源接頭的電壓經由電阻器3 64供至電晶體3 66之 集極。因此，才會將一放大信號自手持話機1〇，供至電話 單元1 8，以供自其經由電話線供至合意電話並用於以類 似關於圖4的前述方式的方式與來自電話之一接收信號合 併，用以供至輸入接頭2 3 1。 將沒有圖4及5所示參考名稱之個別電路部分連接爲圖 式表示的且不予以進一步討論，因爲，其連接及數値都是 精於本行技術者所顯而見的且爲對本發明之了解並無必 要。 圖6 A，6 B及6 C例示採用根據本發明之一種雜音消除裝 置之一吊架微音器1〇〇。更具體言之，吊架微音器1〇〇 一 -般均包含一殼套174，一電路板組合件178，分別爲第一 及弟一微音器112及114 ,以及一部分147。可用一種塑 膠狀或金屬式的材料製造的殼套174包含一環形部分 8，此環形部分具有一個貫穿其中的洞口，俾能將一心 軸106插在其中。因此，吊架微音器1〇〇才可^艮據圖6A中 的例示繞著心軸1 〇 6旋轉。 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I ^ I ^-- /3S- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

.1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 經濟部中央梯準局舅工消費合作社印製 五、發明説明（33 ) 第一及第二微音器H2及114由電線102及104予以分 別耦合至電路板組合件丨7 8。電路板組合件i 7 8含有類似 %路板7 8上者的電路，根據前文説明，該電路乃係分別 處理來自第一及第二微音器12及14的信號，以便供至電 話單元18，因而，爲求簡明計，將不在本文中予以另外 説明。所以，電路板組合件178適於處理來自第—微音器 112的講話及背景雜音信號以及自其減去來自第二微音器 114的背景雜音，俾取得眞正代表講話的信號。將此種信 號供至一傳輸裝置（未在圖中表示），.俾予以變爲—射頻信 號並傳至一遙遠接收裝置（未在圖中表示）。分別將第一^ 第二微音器112及114藉一保持構件176予以保持在適當 位S中，例如，此種保持構件可用一種泡棉狀材料製造: 將例如可用一種塑膠型或一種金屬材料等製造之_網狀幕 i46連接至剖視部分147 ’俾保護第—及第二微音器。柵 幕146具有一項預定厚度，該厚度例如可爲i英寸的大约 0.0 3 0或更小。 分別將可爲駐極體微音器之第一及第二微音器ιΐ2及 114以類似分別爲手持話機10之前述第—及第二微音器 12及14者的方式配置之。也就是説，分别安放;—二第 二微音器’俾具有一角度θ'以及.平行於第. Μ丁妗弟一微音器之接收 或敏感表面之一平面與來自一位操作員的夺 只的缉浩万向之間與 垄直於第二微音器之敏感表面之一轴緩盥、 丹碑話万向之間的 [9 0-θ，）+ ΦΊ ’和圖5Α中所表示的—枵。山 岐 〇 一 ^ - 樣此外，並係分 別配置第一及弟一微音森112與114，值 焊使匕們之間具有 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公;t ) -------- I--------^ 1 艮---------- 卜 /1. U3.-吞 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · _ · _ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（34 ) 一角度Φ，，此角度所具有的數値最好是在30。與6〇。之 間。分別將第一及第二微音器安放在柵幕146及殼套之剖 面部分1 47的比較緊密鄰近，俾未接收已受到不滿意失: 之聲音。 ’、興 雖然已將上述具體實例説明爲只具有—個第一微音器 12(112)及一個第二微音器14(114)，但並未將本發明予 以這樣限制以及可將任何數目的微音器用於第一微音器及 /或第二微音器。舉例説吧，可構造一接收器部分42 ,(未 在圖中表示），此部分包含操作爲一 ·第一微音器12,(未在 圖中表示）之兩個或多個微音器以及操作爲一第二微音器 14'(未在圖中表示）之兩個或多個微音器。在此種結構造 型中，當採用第一及/或第二微音器用的多個微音器時， 最好是對第一微音器12,的全部但除一個微音器外以及對 第二微音器14，.的全部微音器提供個別可變電流限制電阻 器。這樣，來自第一及第二微音器的輸出才會分別包括好 幾個此種微音器輸出電壓的權衡總和。最好是將電流限制 電阻器均設定於個別數値，俾分別使第一及第二微音器 1 2 ’及1 4 ’之差別的某些功能減至最小。可根據任何熟悉 的梯度搜索演算法選擇用以選擇每個微音器之電流限制電 阻器或等値權衡功能之數値的條件。 圖9A例示在其中配置有一第一微音器3〇〇及_第二微 音器302之一種微音器吊架320。第一微音器3〇〇包含— 聲壓敏感表面301及第二微音器302包含一聲壓敏感表面 303。根據圖9A中的表示，乃係這樣配置第一及第二微 -37- 本紙張从適财關家標準（CNS)从祕（21QX297公麓） 裝------訂------V (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（35 ) 骨器3 00及3 02，因而，使其個別聲壓敏感表面3〇1及 303均相互分開大致180。。進一步配置此等微音器3〇〇及 3 02，俾在該等微音器之間具有一結構反射面3 22。此種 結構反射面3 22可由適於提供微音器之間的一項音波分離 的結構性構件組成。就變換方式言，可利用一種聲音反射 面配置代替一結構性構件。而且，根據圖9 A中的表示， 係將第一及弟二微骨器3 〇 〇及3 〇 2，以及特別是其個別聲 壓敏感表面301及303安裝在一段距離或空間b以内。 第一微音器300適於接收諸如來自.一位使用人的講話的 聲音以及將此種接收的聲音變成對應於此種講話的信號。 此種第一微音器300亦可接收可能存在的背景雜音。根據 所應了解的’係將此種背景雜音與來自操作員的講話合 併’因而’使第一微音器所提供的信號對應於來自使用人 的講話及背景雜音。在另一方面，還係將第二微音器3〇2 配置在微音器吊架320内，俾主要只接收背景雜音。更具 體言之，最好是將第二微音器302之聲壓敏感表面3〇3與 弟一微音器300之聲歷敏感表面3〇1予以置在大致成 18〇之一角度。而且，根據前文説明，第一及第二微音器— 具有配置在它們之間的一反射面。此種反射面適於使來自 使用人的任何講話減至最小或者防止被第二微音器3 〇 2所 接收。此外，最好是將第一及第二微音器3〇〇及302配置 在相互的比較緊密鄰近，亦即，在距離b以内。舉一項實 例説吧，此段距離可能位於最好是大約i英寸之〇 2 5的 0.10至0_50之一種範園以内，或者更小。可由專精的技 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 裝------訂------V (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（36 ) 工利用此種説明而無不當實驗來決定適當的距離b，且無 必要地將本發明限制於b的一特別數値。 圖9B例示以第一及第二微音器3 00及3 02配置爲與圖 9A之微音器吊架3 20中者稍爲不同之一種微音器吊架 330。也就是説’根據圖9B中的表示，係將第一及第二 微音器300與302安放爲彼此成並排關係堆疊起來。而 且，將一反射面332提供在第一與第二微音器300與302 之間，俾以類似圖9A之反射面322所提供者的方式提供 講話的聲音分離。 圖9C例示結合有效雜音減低裝置之一種吊架耳機組合 件400。根據其中的表示，此種耳機組合件4〇〇 一般均包 含一耳機頭環401，具有一左蓋403及一左墊409之一左 盒402，具有一右蓋405及一右墊410之一右盒404，一 微音器吊架組合件413，及一微音器吊架440。此種微音 器吊架44〇包含第一及第二微音器3〇〇及302，並可以和 關於圖9A及9B的前述者一樣的方式配置該等微音器。此 外’此種微音器吊架組合件440包含一頂，部微音器盒 406，一底邵微音器407，及第一和第二微音器3〇〇和— 302，以及同向袋408。圖9C表示有效雜音減低裝置的配 置’該裝置包括以輸出轉換器460及聲音遽波器470爲準 所配置之一感測微音器4 5 0，該聲音濾波器可爲一種泡 棉，襯墊等。愛用的聲音濾波器470爲緩流（sl〇_F1〇)泡 棉’此種泡棉係用來產生揚聲器與使用人耳部之間的一項 聲音波導’和圖2 3 A及2 3 B中所將詳細説明的一樣。係部 •39- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210)^97公瘦) --—---- {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 、-0 j 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（37 ) 分蓋住感測微音器4 5 0之聲音濾波器4 7 〇的功能乃係使拾 取微音器與輸出轉換器隔離起來。拾取微音器45〇無須在 和輸出轉換器460—樣的平面内，但卻可被安放在輸出轉 換器460的上面，下面，與其平面成切線或鄰近。聲音濾 波器470未鄰接感測微音器450的部分亦係作用爲位於輸 出轉換器460與使用人耳部之間的一項聲音波導475。此 種聲音波導475係在根據圖24的表示產生靜區的地方。聲 音波導475係將使用人耳部耦合至輸出轉換器，以求增加 的揚聲器效益。此種將感測微音器450定位在揚聲器平面 以外之一平面内的工作容許有通至靜區的一段緊密距離， 以達到雜音與抗雜音信號之間的精確相位一致，此外，感 測微音器4 5 0之安放位置及定向亦係使揚聲器音場之方向 中之微音器靈敏度波瓣圖減至最少。此種有效雜音減低裝 置中所用之感測微音器就是一種多向微音器，它對來自所 有角度的雜音都是可接收的。感測微音器之此種特性容許 將微音器與耳機之耳件定位時的彈性。 圖9 D例示吊架耳機組合件4 0 0之一侧視圖。根據本文 中的表示’右盒4 0 2包含一電路卡組件4 1 2，該組件可包 含根據下文更詳細説明處理聲音信號時所採用之電路，以 及更包含一電纜組件4 1 1，用以將信號供至及來自外部或 主體設備（未在圖中表示）。圖9E例示右盒4 04之一側視 圖。 圖9F表示設在雜音減低裝置中之感測微音器450之一變 換具體實例。在圖9 F中，係將此感測微音器設於鄰近輸 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I--------裴------訂------^ V (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（38 ) 出轉換器460，但卻不一定必需在和該轉換器一樣的同一 平面内。聲音波導475並係以該波導475内所產生之靜區 面積以外之微音器450蓋住揚聲器之一很大部分。 根據前文的説明，最好是將第一及第二微音器及 302配置在一段距離b内並係進一步予以這樣配置，因而 使第一微音盗'300接收講話及背景雜音兩者，而第二微音 器卻主要僅接收背景雜音。此種背景雜音可起源爲來自位 置304之一處壓力聲音源，和圖7A及7B中例示的一樣。 那就是説’根據本文的表示’可將此.位置放在距第一與第 二微音器300與302之間的一中心位置之一段距離b處， 俾構成它們之間的一角度Θ。因此，第一微音器3〇〇與位 置3〇4之間的距離大約等於數値[r_(b/2)(sin θ)]，以及位 置304與第二微音器之間的距離大約等於數値 [r+(b/2)(sin Θ)]。 圖8例示一訊差放大器5〇〇，該放大器適於處理微音器 300及302所產生的信號。根據本文的表示，此訊差放大 器500包含一放大器310，一放大器312及一相加電路 314。將第了微音器300所產生之信號供至放大器31〇， 此放大器適於對此種信號提供主要爲一單元的增益及提供 i作爲輸出號。將此輸出信號供至相加電路314之一 輸入。並將第二微音器3 02所產生之信號.供至放大器 312，此放大器適於將此接收信號基本上反向並將它供至 相加電路314之一第二輸入。相加電路314適於將接收信 號相加在一起，俾產生一相加輸出信號ε(。^)。根據所應 -41 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS >M規格（210 X 297公资） I —^1 II —i F— 士—m m· In m ^ V - nn In i 、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _____B7 五、發明説明（39 ) ~ 了解的，此種相加輸出信號e(Qut)代表實質上只對應於來 自使用人的講話之信號。 圖10A及10B更詳細例示圖8之訊差放大器5〇〇。也就 是説’圖10A例示此種訊差放大器500之第一配置及圖 10B例示此種訊差放大器之第二配置。茲特更充分説明此 寺不意圖之每一個0 根據圖10A中的表示，係將第一微音器3〇〇所產生的信 號供至一輸入接頭600並自那裡經由一電容器ci及一電 阻器R予以供至一運算放大器（〇p_ a.m p)VlA之一反向輸 入。將第二微音器3 02所產生的信號供至—輸入接頭 602。此輸入接頭602被耦合至一電位器ra，此電位器順 次被接地。將輸入接頭602經由一電容器C2及電阻器R1 及2R予以進而耦合至運算放大器via之非反向輸入。此 種運算放大器適於以一種微分模式操作並自那裡對一接頭 606提供一輸出信號，該接頭順次被耦合至運算放大器 VIA之反向輸入。將來自運算放大器V1A的此種輸出進 一步供至一電位器6 0 8，此電位器順次以一端接地。將電 位器608經由一耦合電容器C3耦合至一運算放大器V1B — 之一非反向輸入。並將此運算放大器ViB之輸出供至一電 TO體610之基極。此電晶體61〇之射極被耦合至一接頭 6 1 2，該接頭順次經由一電容器C4被耦合至一輸出接頭 614。自接頭614供應此相加信號~。^)。將電晶體61〇之 集極耦合至一接頭6 1 6，該接頭順次被連接至將一電壓 v +供至該電路之一電源（·未在圖中表示）。接頭616被連 < . -42- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297^5^~~--- ml - I. . I I I I- - -1 IJ 1 - - I— I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 ---------B7_________ 五、發明説明（40 ) ~ ~ " 接至電阻器R3及R4，此等電阻器適於提供一直流偏壓。 未=具體説明之元件均被連接爲圖UA中所例示的情形。 藉採用圖10A中所示之上述電路，才會對稱地平衡對第 —及第二微音器300及3〇2所表示的阻抗，俾使各頻率之 間的訊差相移減至最少。而且，來自該電路的輸出信號均 具有一項比較低的阻抗。 圖10B例示圖8訊差放大器5〇〇之一第二或變換電路， 和前文説明的一樣。圖10B之電路適於接收經由來自—電 源（未在圖中表示）之一電源阻力的電.力。亦即，係從一電 源供應用以驅動圖10B之電路的電力’該電源具有—有限 輸出電阻R，不像來自一電源具有一零輸出電阻者所供應 的（諸如圖1 〇 A者）。否則，根據所應了解的，圖！ 〇 b中所 例示的電路會和圖1 〇 A中所例示的電路大致相同，因而， 將不在本文中加以進一步説明。 圖11例示一種逆向電路，此種逆向電路可被用來取代 圖1 0 A或圖1 〇 b所例示的電路。根據本文中的例示，此種 電路700 —般均包含第一及第二微音器300及302，數値 调節電位器RA’電阻器R1及R3，與電容器C，該電容器 的镇合和圖11中所例示的一樣。第一及第二微音器3〇〇及 302中的每一個均可包含一場效電晶體（Fet)，其中可將 此種場效電晶體之吸極視爲一正極（+ )以及可將其源極視 烏一負極（-）。此種吸極與源極之間的相位爲大約1 8 0。。 例如，其吸極可具有1 8 0。的相位，而其源極則具有0。的 相位。因此，每一第一及第二微音器300及302均包含兩 -43- 本紙張 (CNS) Α4 規格（210χ797公 i了 "ί丨裝 訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（41 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 個接頭，亦即，一正極⑴接頭及一負極㈠接頭。在圖 111電路中’第一及第二微音器之正⑴接頭可爲其頂部 接頭’而其負㈠接頭可爲其底部接頭。此外，還可在起 始裝^時’調整或設定其數値調節電位器RA，或就變換 万式言’ T予以修正，俾可由圖％之吊架耳機組合件 彻1操作員予以調節。當由第—及第二微音器3〇〇及 3〇2兩者接收具有相同壓力之—聲音時，輸出信 具有0的數値。 圖12例示可被用來取代圖u之逆向電路7〇〇的電路 8〇〇。在電路800中，係將微音器3〇〇及3〇2實施反相充 電因此，當將其輸出相加在一起時，由於第一及第二微 骨器均接收具有相同壓力之_種聲音，故輸出信號e(。叫 所具有的數値眞正爲零(0)。電路8〇〇的其餘部分大致均 類似圖U之電路7GG者，因而，不再在本文中加以説明。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 如此一來，才可將圖1〇A，10B，"或12中所例示的 任^電路使用在本發明中。此等電路能使校對處理在第一 及第二微音器3 00及302内完成，此等微音器可爲駐極體 型微音器。而且，還可將此等電路包含在—印刷電路板— 上，例如，可將此印刷電路板安裝在耳機組合件4〇〇内， 諸如圖9D中所表示的印刷電路板4丨2上。就變換方式 5，可將此種印刷電路板包含在耳機組合件4〇〇的其他位 置中，或者就變換方式言，可予以設置在主證設備上，此種 主體設備並係自耳機組合件4 〇 〇取下。 這樣，本發明才係提供一種组合件，特別是一種吊架耳 -44- i紙張尺度適丨巾g]國家標準（CNS ) A4規格（2iQx297公着j A7 B7 經 部 中 標 準 Λ 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明説明（42 ) 機組合件，此種組合件適於減低或消除背景雜音。該發明 裝置可採用作用爲一種雙極之第—及第二微音器，此等微 普器可由製造商予以匹配或者藉製造以後的測試爲之，其 所見有之頻率響應在預期的操作範圍内大致是平坦的。而 且，最好是將此等第一及第二微音器予以如此配置，因 而’使其個別聲壓敏感表面配置成相互爲丨8 〇機械度且係 被安放在其緊密鄰近，和前文説明的一樣。藉這樣配置第 一及第二微音器時，則源自位於眞正大於微音器間之距離 的一段距離處的一處來源的聲音（特別是背景雜音）才能使 來自該音源的聲音均同時被兩個微音器所接收。因此，在 G們之間才會眞正沒有相差發生。此外，本發明能使雜音 消除量不是在製造本案吊架耳機組合件時予調節，就是按 變換方式言，藉使用此種组合件的操作員爲之。 例如圖7Α至13Β的吊架微音器均可根據控制多向微音 器在近場及遠場内之方向裡型樣以及微音器之聲壓敏感表 面的正確安放位置的原理。根據圖中的觀察，微 音器的物理設計爲信號雜音比（S /Ν)增加時之決定因素。 查驗此等圖式時所表示的’那就是最好是將該等微音器聲 壓敏感表面安放爲相互成180機械度以及提供通至近場内 之語音微音器及雜音微音器之信號的最佳分離。此種分離 爲決定信號在信號雜音比中之一基本成分。基本上，要達 成遠場中的信號時爲在一合意點處以向量方式增加自全部 簡單來源到達該點的聲壓。此種分析的基本要素就是本文 所稱呼的雙極聲音接收器（Doublet Sound Receivei·)。 --------ί—裝-------訂------绞 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 45 A7 A7 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（43 ) 茲將其幾何圖形的狀況表示在圖7八及78中。假定與兩 個微音器（3 00，3 02)之間的分離b比較，自兩個接收微音 器（3〇0，3〇2)至其聲壓p起源之一點A的距離b爲大。自 位點A到達該接收雙極的球面聲波就微音器3 〇 〇言係以距 離（r-b/2 sin Θ)進行以及就微音器3〇2言係以等於數値 (r + b/2 sui Θ)進行。若根據圖7A和7B中的表示， r>>b，則此球面波所行進的距離爲r，以及每個接收微音 器（3 00，302)之輸出均爲相等。如果兩個微音器（3〇〇， 3 02)的相加輸出爲0，和圖8中的情.形一樣，那麼，相關 的比例因素均爲相等。如果其相關的比例因素並不相等， 聲壓的任何相位及幅度均可爲根據圖8中所表示的 houO。可以電氣地獲得並完成幅度調節，但所有頻率時 t相位調節卻不一定可行。由於複製率爲製造微音器時所 固有的以及它們提供用頻率追踪相位的輸出，故無需相位 調節的需求。此種方法被説明爲一種數量及相位微音器波 瓣結構，此種結構爲本發明之方向性微音器的基礎。此等 微音器所能在若干方向中接收的聲音則比其他方向更佳。 適才説明之微音器均爲一種雙極音源之對偶並類似雙極 的原理。此外，如係與任何距離Γ處之波長（λ)比較此等微 骨器之間的間隔b係微小時（b << λ )，則此兩微音器基本上 是合併的以及就任何頻率處之匹配比例因素（數量/相位） 言’任何角度φ處之输出均應爲零。此外，可將任何角度 Θ處之輸出予以電氣地定標並就合意之波瓣強度輸出施以 足相。如係b並非小於r很多，則此兩微音器之間對—來 --------ίί Ϊ裳------訂------^ 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -46- Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（44) 聲波的相位關係即爲： 式中b =感測微音器與雜音微音器之間的間隔 f =以赫計之頻率 v =以每秒英寸計之音速 φ = —特定頻率處之相移。 根據可自方程式（1)所得的觀察，此種相位關係就是雜音 消除微音器之近場與遠場之交叉點的理論限制。由於頻率 在一固疋b處改變’其相位改變，亦即：在+ = 90處，故可 能完全沒有消除。在缺乏聲音濾波器時，此種相位變化可 爲消除頻帶寬中之一項控制因素。 可將圖7A至13B之本發明的具體實例使用在微音器之 遠場型樣中’以供雜音消除之用。藉利用一種聲音設計來 完成b效應的減低，此種設計趨向於使圖9 a中的空間b減 至最小或減低至零，以及修正此種設計，以減小探針的厚 度’和圖9B中的一樣。兩種設計均採用b與r之間的關係 (亦即，b<<r)。 . 爲確保近場響應爲所需要的響應計，諸如根據圖14的-表示加入一低通濾波器之電氣電路濾波器時只容許語音帶 頻率6(011〇 = (11141-111丨£；2)1£/3切出現在輸出中以及將對6 及λ的限制保持在實用的束以内。 如果增加元件的數目並且根據圖1 5中的表示實施—列 微音器時，供消除/強彳匕用的波瓣圖就是側面波瓣 (θ = 90°，0 = 270。）並且增加θ = 0。及θ=180。處之波瓣 -47 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I^^...—裝 I1τI (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 _______B7 五、發明説明（45) 圖，線性列中之元件數目愈大，其9 = 〇。+ 0=18〇。的波瓣 圖愈尖。圖15表示沿著x軸均勻間隔的微音器922，以便 易於分析但間隔無需均勻一致。將中間對的元件M2&M3 隔開一段距離d。當將聲壓加至微音器並入射該列元件或 微音器時’才會產生正弦波。正弦波的傳播方向產生與X 軸所成之一角度Θ，該X軸乃係在位點9 i 8，元件M2，M3 之間的中途處與傳播方向相交叉。此正弦波的幅度（参在 圖中表示）就是該位點處之瞬間聲音幅度的測量。距離4爲 第一微音器與第η個微音器之間的線性距離。此等説明均 係根據類似微音器以及利用適當的電氣濾波器，因而，當 r並非大於b很多時，該電氣滤波器容許將微音器雙極對波 瓣結構予以數學地操縱。波瓣結構的構想對精於本行技術 者是熟悉的。 在已利用陣列來調節接收波瓣至Θ = 〇。及Θ = 1 8 0。以後， 藉根據圖1 6 A對半徑a / 2的表示將該線性陣列放入一柱體 内時，才會大爲衰減該180。波瓣，此處a爲聲音輸入並以 其180。側面用一種内部聲音吸收整905予以物理密封，以 防止任何駐波的產生。應將槽溝或隙缝增加在平行於該微― 音器列主軸的平面内，以確保對入射聲音信號的雙極作用 均係處於θ = 90ο及θ = 270ο ° 所亦應提及的，爲應將陣列之端末微音器，亦即，圖 I’6 Α之1 +η，沿著該柱體反射面9 0 5的軸線，予以位移達 —段線性距離d，該反射面作用爲一種音阻。由於此段距 離爲夠大，故微音器是獨立的並造成聲音沿著θ = 〇。軸線 -48- 本紙張尺度 巾關緖準（CNS ) Α4規格（21()>< 297公董） 一 --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（46 ) 的進-步強化，該項強化才會増加其方向性。 、圖1⑽類似圖8，因爲，訊差放大器適於一線性序列的 信號，此等信號均係自微音器9〇〇產生至^個微音器而 至一放大器910，並以其輸出輸入至—相加電路914，這 裡才將輸出信號傳至此等電路中所使用之一最後相加放大 器，和圖7A至13B中所説明的一樣。此種輸出信號只眞 正對應於來自使用人的講話。 在圖10A及10B中，該電路類似關於圖】至5之上述電 話具體實例中所採用的電路。在此種電路中，係將⑴八 用於減法’以及將U1B用於輸出界面。 茲將此種逆相電路表示在圖"中。此種電路將會提供 位點八和3處之兩個信號，如果微音器均爲匹配另件（藉製 造時）’則此兩信號與微音器丨及2中的相同聲音信號相差 相位180。。可藉有關電容器CiRA調節就一參考頻率處 之幅度匹配調節此種輸出。時的信號，當將該等微 音器安放在前述的適當機械環境中時，就是雜音被消除的 輸出。 可表示圖1 1電路的分析，以提供下列資訊。八處的輸出 .係在該微音器内所包含之内部場效電晶體的源極處（最好 是駐極體），因而，使其輸出係處於與輸入聲壓信號成零 度之一電氣角度處，而B處的輸出則係來自駐極體微音器 内所包含之内邵場效電晶體之吸極以及其輸出則係處於與 輸入聲壓信號成180度之了電氣角度處。當將此兩遠場信 號以種电壓模式予以相加在一起時，如果由電位器玟八 -49- ------IT------- ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張^度適用中國國家標準（〇阳）八4規格（21〇><297公瘦） 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 ______B7 五、發明説明（47) 以-參考頻率調節其幅度以及其數値響應在頻譜上爲平坦 時，則輸出爲零。 在圖12之電路中，此等反向充電微音器在八和6處所提 供的相同聲音信號與微音器⑻處之相同聲音信號相差 相位18〇。。此種逆相乃係利用製造駐極體微音器電容器極 板時之反向充電所達成的。 所有其他特性均和逆相電路之前文説明的一樣。圖n 及12中所發現的此型電路均會提供電氣減法而無需採用 一運算放大器。 此外，本發明之吊架微音器/系統均係藉微音器聲壓表 面I位置所最佳界定的，如係吊架微音器時最好爲 180 ，但由於圖1〇八至12中所有角度處所界定之減法式 系統，故消除卻仍會發生。事實上，當微音器聲壓表面係 處於以相至爲準的零處時，理論上均可獲得全面消除，而 不會傳輸音頻信號。本發明之系統能依賴近場及遠場内之 微音器的方向性型樣，其聲壓敏感表面之定向，以及減法 之電氣處理。 茲將可用於減法之典型電路表示在圖10A至12中。 本發明之吊架微音器耳機裝置能提供電腦語音辨認。此 種吊架微音器耳機會優異排拒不需要的背景雜音及優秀的 語音響應。可將吊架微音器耳機的結構造型製成爲可與全 4 聲“震動的音頻卡（Sound Blaster audio cards)相 容。亦係易於容納所有的其他音頻卡界面β 與最近的高品質語音辨認軟體相耦合之發明性吊架微音 -50- 本紙張尺度適财家標準（CNS ) A4規格（21GX297公釐） I- 11 ι/t) 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 --—-- —__B*7 五、發明説明" —-- 器=機（例* ’圖7AU3B)使具有語音的電腦控制推進 至等於鍵盤與老鼠（mouse)的—種可靠性及用户友誼程 ^三具有本發明時，不再使語音辨認受制於安靜的閉門辦 公室，而係可被使用在眞實世界的吵鬧環境中，諸如，旅 館的會客室，醫院急診室，製造工廠設施以及吵鬧辦公 所。如此一來，吊架微音器耳機才能與電腦，電話或眞實 世界中的其他設備成爲界面，或者可將此種吊架微音器 (無耳機）使用在各種語音辨認應用中。 將此種發明性吊架微音器耳機設計爲對來自聲音源的距 離^感。^正消除從距微t器好幾英寸達以上發出的任意 音場會高達30分貝（3200%)。 最好是將此種發明性吊架微音器耳機連接至3公尺電 纜’此種電境終止在一項3· 5公厘的小型化插頭中（未在圖 中表tf)。要將它連接至聲卡時，使用人僅係將此小型插 頭插入聲卡之微音輸入插座内而已（未在圖中表示）。而 後，將此種發明性吊架微音器安放在使用人上。此種耳機 取好是具有兩項特色，以協助將微音器定位在適當位置 中，以供可靠的語音辨認之用：⑴左右兩侧上面的可調節— 廳堂墊以及⑵一可調節彈性吊架。該彈性吊架端部處之微 音器最好是具有一白點或其他顏色編碼小點，以指示應予 以調節之微音器的語音側面，以便直接面對口部。適當接 近講入本發明時頗有助於精確的操作。最好是自口部至微 音器的距離應爲在大約1/4至大約3/4的範圍内，愛用的 方式爲大約1 / 2英寸或更小。 -51 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 X 297公着） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝

,ST 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __B7 五、發明説明（49 ) 關於用於聲音震聲器方面，丄 里要的疋在將本發明用於雜 音消除應用以前’使聲卡上的自私祕 扪目動增益控制（AGC)喪失 操作能力。如果A G C是通的，令# | 7 匕攻會摧毀微音器的雜音 消除特性’其法爲當使用人並未講話時，t自動開啓輸入 晋量。可使AGC在聲音震聲器卡片上喪失操作能力的方 法爲運轉創造力混合器並撥動“紀錄設定，，下的agc軟體 控制。利用創造力混合器程式易於將輸人音頻增益修改至 目標應用。可易於完成此種發明性微音器耳機之測試的方 法爲採用其創造力實驗室波形影棚程式之記錄及回放特 色。 圖13A及13B爲一項耳機具體實例中之吊架微音器的有 政雜音消除曲線並以圖1 3 A之頂線表示近場響應及以圖 13 A之底線表示遠場響應。在圖13B中，其頂線代表接近 講話響應及底線代表背景響應。此種發明性吊架微音器耳 機之一具體實例的典型規格包含下列項目： 頻率響應：2〇赫至10千赫 輸出阻抗：低阻抗（能驅動5 6 0歐姆） 靈敏度：-47分貝±2分貝 (〇 分貝=1 v/Pa@l 千赫，5V) 操作電壓：2V至10V 電流： <1 mA(電源5 V) ' 電氣S/N : 60分貝（最小値） 雜音消除：見圖1 3 B 電纜型式：非分離屏蔽式 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) Α4規格（210Χ297公釐） I -----ίι 裝.---------訂------V (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _ 87 —______ 太 '發明説明(50 ) 電纜長度：3000±50公厘 插頭型式：3.5公厘立體聲小型化（公的） 重量： 56公克（無電纜） 揉用講話清晰度ΑΙ及ANSI S3.5-i969之譯解，曾測 =過本發明之-吊架微音器耳機及—標準（先前技術）:能 雜骨消除微音器，其結果如下： 心 ---~~--- 13倍頻帶 率(赫） _2〇〇 發明性吊 清晰Z 信號雜音比（ 分貝）[NPR-FPR] 26.6 架微音器 1指數 重量因素’ (經過BW校正） 0.00046 ~~~----- 清晰度(1)重量 9 _25 0 24 0.0012 — --0^0288 〇 〇0 Λ _3JJ 22 0.0012 400 20.5 0.0016 -----—, 0.0378 500 17.5 0.0016 ------ v 〇^〇28 ----- 0.03 68 63 0 16 0.0023 8 00 15 0.0023 - ——--- 〇·. 0 3 4 5 _ 1 000 12 0.0028 ------- 0.0336 1250 15 0.003 5 ^----—-- 〇,〇525 1600 9.5 0.0043 1 —~—. 0.0396 2000 9 0.0044 2500 5 0.0039 __〇^〇J95 3 150 1 0.0039 0.0039 -53- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I W—裝 訂W (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（51 ) 標準（先前技術）動態雜音消除微音器 清晰度指數 1/3倍頻帶 中心頻率(赫） 信號雜音比（ 分貝)[NPR-FPR] 重量因素 (經過BW校正、 清晰度⑴重量 CW) 200 25.5 0.00046 0.01173 250 18 0.0012 0.0216 3 15 12 0.0012 0.0144 400 11 0.0016 0.0176 5 00 5.5 0.0016 0.0088 63 0 3 0.0023 0.0069 800 0 0.0023 0 1000 4 0.0028 0.0112 1250 3.5 0.0035 0.01225 1600 5 0.0043 0.0215 2000 2.2 0.0044 0.00968 2500 3 0.0039 0.0117 3 150 2 0.0039 0.0078 I 1 三 II---- ·1 --- J 1— - n Ji. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

,1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 採用AI及ANSI S3.5- 1 969之講話清晰度的譯解表示 本發明之9 3 %精確度對標準動態雜音消除微音器之只有 4 5 %精確度。比較此種資料時顯示本發明之誤差比的減低 爲大約8 2 1 (亦即，AI 4 5 %爲標準動態微音器雜音消除， 1 AI 93 %爲本發明的）。而且，當將各常數校正爲有效降 至5 0週及以下時，還預斯額外的清晰度指數（AI)。此種 AI計算的嚴格鑑定説明，就每講過的1 0 0個字言，本發明 -54- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ----- A7 r~--——^_ 五、發明説明（52 ) 會犯下7項誤差，而標準動態微音器會犯下5 5項誤差。曾 在Andrea電子公司收集並完成全部資料及計算。並係在 相同條件下在Andrea電子公司測試兩種微音器系統。 圖71A表tf—先前技術放大器加一微音器的方塊圖，該 微音器具有三接頭電路的結構造型，用以輸出信號或來自 任何型式的微音器裝置中所使用的標準線上電源的電源， 此種微音器裝置包含電話耳機等中所連接之一放大器 1 004。此種三接頭結構造型包括一電源輸入接頭1〇〇1， 一電壓輸出接頭1 0 0 5及一地線接頭i 〇 〇 3。在減少簡化一 仏號處理電路之努力中，圖17B之方塊圖乃係表示具有— 雙接頭微音器之本發明的一微音器加放大器結構造型。接 頭1005適於接收電源輸入1〇〇丨，此輸入爲經由一電阻器 1006收自一電源的直流信號及將音頻信號（―交流信號） 在同一接頭（亦即1 005)上傳輸，同時將接頭1〇〇3接地。 這樣，才會在接頭1 005處對本文所説明之有效雜音消除 系統供應直流電源，以及微音器1〇〇4所產生之音頻信號 均爲同時發生的。此點1015爲圖is中所表示之電晶體 1 0 50集極。 經濟部中夬標準局員工消費合作杜印製 圖18例示用以處理分別自第一及第二微音器^及“取 得之信號的基本電路，俾提供由微音器1〇6〇所產生之一 音頻信號輸出1015及一直流電源，前者自運算放大器 Γ070輸出，後者經由一電阻器1〇〇5在接頭1〇2〇處輸 入，該信號及電源均係在同一接頭上同時發生。也就是 説，在同一接頭上輸出音頻信號以及供應直流電源。需要 -55- 本紙張尺度適用中國围家標隼（( 2丨〇>< 297公整）---------- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ______B7 五、發明説明（53 ) ~~ 在位點1 0 3 5處將直流及交流分離的方法，此種方法最好 是將電阻器1030與電容器1〇4〇耦合。利用位點1〇35處 所取得之直流來供應運算放大器i 0 7 〇及微音器丨〇 6 〇的電 源以及利用位點1 0 1 5處之接頭來輸出音頻信號。在位點 1 〇 1 5處，係自一電晶體1 〇 5 〇之集極傳輸此音頻信號，以 及由與電容器（C)1040耦合之電阻器（R)1〇3〇將交流信號 與直流仏號分離。與電容器镇合之此電阻器乃係產生一低 通遽波器’此濾波器提供此交流（音頻）及直流（電源分 離）’以便自直流將交流濾波。將位點i 〇丨5處之交流及直 流信號在位點1 03 5處予以分離，這裡只容許直流存在係 由於電阻器1 〇 3 0的濾波作用加上電容器〗〇 4 〇配置的緣 故。位點1 0 1 5處之音頻輸出係由微音器丨〇 6 〇之交流信號 所產生。由於需要微音器減法’故此種分離爲本發明作業 用的較佳裝置。在位點丨〇丨5處，來自其輸入之交流信號 及直流電源均被傳至電阻器丨〇 3 〇。而後，才由與電容器 1 0 4 0搞合之電阻器1 〇 3 〇濾除交流信號，以及利用直流來 提供電路1 0 7 0的電源。並將爲一交流信號的音頻信號傳 輸爲位點1015處之一輸出信號。 圖1 9例示雙線微音器之一不同具體實例，這裡乃係通 過電阻器2 0 〇 5輸入電源2 〇 2 0以及所產生之直流信號被傳 輸在同一電線引線2〇15上。是故，將電晶體2050之集極 \ 所輸出之音頻交流信號重疊在位點2 〇〗5處之同一接頭處 的直流信號上，此種合併信號被供至電阻器2 〇 3 〇 ^然 後才由與電容器電路2040耦合之電阻器2030濾除此交 _______ -56- 丨 〇x 赠)-^— —-------—裝— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（54 ) 流成份’並以餘下的直流信號用來提供205 5所示的電 路’包含運算放大器2070在内。藉由兩個微音器2〇6〇所 輸出之交流信號來產生位點1 0 1 5處所傳輸的音頻輸出信 號，以及經由電路205 5及運算放大器2070來處理此信號 並在位點2015處之同一接頭處輸出之，此種了解對精於 本行技術者是顯而見的。此種雙線微音器電路比根據圖 17A的表示涉及一輸入接頭，電壓輸出接頭，及地線接頭 之先前三線微音器電路更爲簡單。此種雙線微音器電路被 採用在圖4至5，1 0至1 2中所述電路之任意一種中，這裡 均係由至少兩個微音器產生其信號的。此外，亦係將此種 雙線微音器電路運用在圖14至16中所表示的遠場方向性 微音器中。 圖20爲圖19採用一種雙線微音器電路之一變換具體實 例，蒽雙線微音器電路係以音頻輸出信號及電源輸入在同 一引線接頭3 0 1 5處傳輸。電晶體3 〇 5 0之集極所產生的交 流#號乃係在同一引線接頭3 0 1 5處被輸出爲直流電源信 號，此電源信號係由通過電阻器3 〇 〇 5所饋電之電源3 〇 2 〇 所產生。所以，才將此交流信號重疊在位點3〇15處之輸 入直流信號上，此種合併（交流加直流）信號被傳至電阻器 3 0 3 0。就是這裡將此種合併交流加直流信號的交流成份 被與电阻备3030核合之電谷益·電路3〇4〇所遽除，並以其 普的直流信號用來驅動其餘電路3055及運算放大 3070，該電路3055之了，解對精於本行技術者是顯而見 的。由微音器電路3055及3070所輸出之交流音頻信號均 57- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公羞）—~~----- VI,' I裝 訂 Μ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（55 ) 處之同—接頭處被傳爲對本文所説明之有 政雜音消除系統所供應之直流。 =9及20中沒有參考名稱的個別電路部分均被連接爲 中所表^不予作進—步討論，因爲，該等連接及數 値均爲精於本行技術者顯而易見的且無發明之了 解。 圖21例示被加入先前技術之有效雜音減低中之閉環系 統。其控制方程式爲： p = s( ttiik) 式中ρ表示檢查聲壓，s爲音頻信號，^爲高通濾波器， H2爲耳機處之揚聲器，B爲可變増益/相位控制，及^^爲 拾取微骨器處之雜音。由於極大的傳輸增益 (1+BH) ’故N雜音成分1210在p聲壓輸出1200處爲 零。爲求得不致消除被輸入爲一電氣信號之合意S音頻信 號1 2 2 0計，特增加兩個相加點（1 2 3 0，1 2 4 0 )。將音頻信 號1 2 2 0輸入在兩個相加點（1 2 3 0，1 2 4 0 )中，以產生傳至 使用人耳部的信號。第一相如點1230將此真反饋信號增 加至合意輸入音頻信號。但是，取自微音器的反饋信號卻 包含合意的音頻信號及周圍雜音信號，該雜音信號就是要 予以消除的合意信號。自合意輸入音頻信號1 2 2 0減去此 尽饋信號，以產生未包含音頻信號的抗雜音信號1 2 5 0。 一第二相加點1 2 4 0將音頻信號1 2 2 0增加在此環路内，以 傳至揚聲器。 - 圖2 2係關於本發明之有效雜音減低系統，該系統被下 58- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I- n n I I n - ) i I I I n Ji n T _ n n n _ I ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 經濟中央標準局員工消費合作衽印製 A7 B7 五、發明説明（56 列方程式所控制：P = AH2-(N + D)BH1H2 + N1。在此方 程式中，P表示聲壓1330 ; A表示標準音頻傳輸13 40 ; H2表示耳機1 3 70處之揚聲器；n爲拾取微音器1315處之 雜音；D表示極低頻干擾132〇 ; B爲可變增益/相位控制 器或校正壺1350 ; 表示高通濾波器1380以及％爲使 用人耳部處之靜區處的雜音1390。此種雜音減低系統由 一開環電路組成，該電路具有下列成分；一音頻信號 1 3 4 0 ;能檢測並消除雜音〗3〗5之一感測微音器丨3丨〇 ; 位於使用人耳部除近之一輸出轉換^^70 ;調節抗雜音 1315之幅度之一可變增益/相位控制器1350 ;將抗雜音 #號與青頻信號1 3 4 0相加之一相加點1 3 6 0 ;防止機械震 動感應之頻率干擾成分1320抵達輸出轉換器之一高通遽 波器1 3 8 0。此種系統藉感測或拾取微音器檢測周圍雜音 1 3 1 5並應用聲電處理，以產生一聲音信號，用以消除周 圍雜音。可利用此種系統來消除所有雜音，俾取得表示講 話的仏號’該信號就是經由使用人耳部所聽見的合意信 號。 . 圖2 2中之有效雜音減低系統乃係消除空間中之一特定 -位點處的雜音，其法爲用一感測微音器丨3丨〇感測雜音 1315並產生一抗雜音信號，該信號爲同一信號但卻與輸 入雜晋N i信號1 3 1 5相差相位1 8 0。。藉調節可變増益/相 位控制器1350，以產生同一幅度但卻與雜音信號1315相 差相位180。之一抗雜音信號，並且將輸入音頻信號〇〇〇 與一個相加點1 3 6 0處之抗雜音信號相加，以產生一抗雜 -59- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） I--------ί —裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ i^l

A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 五、發明説明（57 ) — 音加上音頻信號時，就會衰減其周固雜音而沒有被機械或 震動感應的微音器信號將輸入音頻降格。 本發明之可變増显/相位控制器或校正壺丨3 5 〇乃係將感 測微骨器遙遠地調諧或平衡至耳機或任何其他通信裝置中 之輸出揚聲器，以傳輸清晰講話，此種裝置具有一耳機及 -微音器裝置。該控制器或校正壺平衡檢自拾取微音器 1310之雜音信號的頻率響應之增益和相位，以匹配空間 中之一預定位點處之雜音成分信號的增益和相位。空二中 之此一位點係在位於耳機中之輸出轉換器的附近。由於微 音益緊鄰輸出轉換器，故雜音信號之相位<分常常是比較 平坦的，以及頻率響應對輸出轉換器是線性的。藉獨立校 正有效雜音減低裝置中之耳機輸出轉換器中的信號與增益 及相位微音器，以匹配耳機中的增益及相位時，才會在空 間中之一位點或一靜區處產生一理論性零。基本上，係將 周圍雜音信號反向爲一抗雜音信號，其法爲調節其增益及 相位，以便用位於空間中之一預定位點或靜區處之二雜音 成分予以抵消。本發明之增益/相位控制器或校正壺乃係 提供將耳機用於任何通信系統時之彈性，亦即，飛行控制 系統，電腦界面，電話網路等，因爲，該等耳機易於適於 用在任何通信系統中。 所以，才會將合意音頻輸入信號134〇傳至耳機中之輸 i轉換器而沒有背景雜音的干擾。到達用户耳部的輸出音 頻信號爲公式P = AH2，咚公式就是原來輸入至耳機等的 合意音頻傳輸。此種開環設計之減少複雜性容許所有型式 -60- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） --------------ΐτ------V (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 --------_B7 五、發明説明（58 ) 的雜音均得以消除，亦即，併發症，重複，與暫態等。 圖22中所説明之雜音消m3GG，其特點可爲一種 沒有閉環電氣反饋補償的開環系統。圖22中之系統能藉 採用由感測微音器之可變増益/相位控制器1 3 50及/或正 確聲音過遽來調節此種開環系統之參數的方法來驅動一揚 聲器。較佳之聲音過濾爲採用特別選擇的泡棉，最愛用則 爲根據圖2 3 B中表TF的緩泥（s 1 〇 - F1 〇 )泡棉。根據圖2 3 A 中所表示的，拾取微音器131〇以揚聲器及泡棉爲準之定 位才會產生耳機揚聲器1370或任何其他適當揚聲器與使 用人耳部之間的聲音波導14〇〇。此種微音器定位會使合 意音頻信號通至使用人的耳道以及隔離來自由拾取二音器 13 10所檢測之雜音所產生的任何音頻信號。最好是將拾 取微音器1310安放在揚聲器的平面以外以及聲音波導的 外面，但卻係通至使用人耳道的接近距離内，這裡才會產 生根據圖24中所表示的靜區場。圖24中的靜區乃係^持 微音器所拾取之雜音信號與位於聲音波導内而在揚聲器後 方=虹雜音信號之間的相位一致，本發明並非關於微音器 及揚聲器眞正係在同一平面内。它們可能係在同一平面 内；但它們卻無需在同一平面内。説得更恰當—點，本發 明之雜音減低裝置係關於利用裝設揚聲器與使用人耳部之 間的聲晋過濾器來產生一聲音波道，用以使音頻輸入信號 邊至使用人的耳道而沒有來自拾取微音器131〇所檢測之 任何雜音的干擾，此種干擾均已被消除了。當相位差爲 90°或1/4波長時，沒有雜音消除可能發生以及強化只會 -61 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------(1¾------、玎------V (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 -------__________ B7 五、發明説明（59 ) ' —---- 發生在180度或1/2波長。控制此段距離的方程

V 式中，φ=特定頻率時之相位 / =距離 f=頻率 v =音速（每秒英寸） 根據：22中的表示，此種開環方程式之仏轉移功能138〇 爲一高通濾波器。在此頻率範圍内，高通濾波器在1 = 1 處有效而在Ηι = 〇處無效。高通濾波器之目的爲以一種規 則方式排拒低頻機械感應的暫態，因而，以—種規則方式 持續著有效雜音減低性能，但卻並非予以用作爲標準閉環 反饋系統中之引先穩定化網路。在此種環路中，控制圖 22中之本發明的方程式爲斷點（breakp〇int)之安放，此 舉才會提供裝置的最佳性能。此斷點就是其幅度自零（〇 ) 通至通頻帶之前緣的地方。在此斷點以下的頻率範圍内， HfO及其乘積（0X110 = 0。因此，調節步驟如下： 如係藉B調節P = AH2使NBH1H2 = N1 則 P = AH2_(N + D)BH1H2+N1 成爲 Ρ=ΑΗ2-ΝΒΗ1Π2+Ν1 該Ρ = ΑΗ2就是合意音頻信號 ，在此斷點上面，Hl = l及D = 0。其乘積hid = 0並藉相同 推理，P = A X Η 2就是合意的音頻信號。此項斷點過渡之 正確位置及坡度才會提供最愛用的有效雜音減低及最佳干 擾性能。由於一種開環系統的固有穩定性，故可電氣地濾 -62- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） --------Τ I 裝--' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 五、發明説明（6〇 ) A7 B7 掉機械及震動低頻信號而沒有對電路增加顯著複雜性且無 需應付閉環穩定性的需求。 圖22之轉移功能的測量所已顯示的，那就是開環構相 係在本發明之具體實例中。自咖的轉移功能已表示： 於1的數量，以及如果此種系統爲採用G=i，h=i系統之 閉環，其最大消除爲5 0 % ^ ' CLTF= 1 + GH 或e 〇 if GH(1 G<1 -e,· 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 e„ 1 + 1 2 - 2 事實上，在這些條件下’ -種開環系統會達到1〇〇%的 消除。 根據圖22中的表示，沒有需要增加本發明中之一第二 相加點。但是，先前技術的閉環雜音消除系統卻係雙倍增 加音頻，以減少拾取微音器減法的影響，和圖21中所^ 細表示的一樣。此種現在系統表示只有圖2 2中的單獨一 個音頻相加點1 3 60而無音頻減小，因爲，本發明係關於 /、消除微音器1 3 1 0所檢測的雜音並且此微音器無關傳 用以取得合意音頻信號1340之揚聲器的音頻信號。 灶將本發明之有效式雜音消除装置之—機械圖式表示 圖23A及UB中。圖23B中所表示的聲音波導14()〇可 成下列功能中之任何一項：1 )溝通揚聲器丨4 i 〇與使用 耳部1 43 0之間的聲音，以及2)隔離自使用人耳部143〇處 之揚聲器/靜區1440發至揚聲器邊緣處之雜音拾取微音 1 4 2 0的聲音。現在裝置之機械設計的要件可爲下列項 至 在完 人 器 目 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.

-IT -63 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公座） 五、發明説明（61 ) 中之任何項目：1 )雜音拾取微音器與抗雜音信號之間的接 近距離，2)微音器之安放位置，定向與隔離，以使揚聲器 音場方向中之微音器靈敏度波瓣圖減至最小，3)採用一種 聲音濾波器或反射體1440，諸如愛用的緩流（Slo-Flo)泡 棉’但亦可採用其他適當材料，以產生聲音波導。此種聲 音波導乃係根據圖23A中的表示將雜音拾取微音器與揚聲 器隔離起來，以產生圖23A中所示使用人耳部前面的靜區 1440，以供增加的揚聲器效率之用。此種聲音波導作用 爲一接收器，以供用來自微音器之電氣信號的信號處理装 置所產生之抗雜音信號之用。此種抗雜音信號產生聲音波 導的靜區。可將具有聲音波導的裝置加至所有型式包含開 口背面在内之耳機，亦即，沒有耳部被動式耳機，或封閉 背面式耳機，也就是説，具有被動雜音衰減耳機或採用一 接收器及轉換器之任何其他適當耳機。 圖24爲空間中之一靜區的鐘定，因而，第_向量爲雜 音向量及第二向量爲本發明之有效雜音減低系統所產生之 抗雜音向量1501。此兩向量產生一角度θ，其相位及數値 均係被可變增益/相位控制器所衰減，因而，藉以減少合 意電氣輸入信號之抗雜音處理所感應的失眞；此輸入信號 被變換爲一聲音信號並傳至使用人的耳部。 圖2 5例示具體實施圖22中所説明之有效雜音減低系統 的示意圖。此示意圖包括一拾取微音器16〇〇，一揚聲器 1 6 5 0，一可變增益/相位控制器1 6〗〇，_信號轉換器 1620，一相加放大器163〇，一功率放大器164〇，及一 -64- 本紙張Λ度通用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇χ297公董） 五、發明説明（62 ) 杬雜a輸出信號166〇 ^將—標準音頻信號16〇5輸入至耳 機的使用人。感測拾取微音器1 6 0 0檢測周圍雜音並產生 :電氣信號。此信號被輸入在一電音處理單元中，該處理 單元由可變增益/相位控制器161〇，信號轉換器及 相加放大器1 63 0組成，以產生一聲音信號，用以消除周 圍雜音，此舉稱爲1600處所輸出之一抗雜音信號。將抗 雜音信號安放在空間中之某位點處之揚聲器前面，以完成 圖24中所表不之—靜區。將此種合意輸入音頻信號施以 與微音器隔離或者予以配置爲产之分離，因而，此輸入音 頻仏號無關拾取微音器16〇〇所檢測之周園雜音。原來的 輸入音頻信號能經由揚聲器傳入靜區内而無雜音干擾。所 以，在本發明之開環系統中，有效雜音減低系統中所產生 的音頻輸入信號未被周圍雜音所干擾，此種雜音均係被感 測拾取微音器電路所檢測並減輕的；此種電路包括：可變 增益調節器1610，通信音頻162〇，相加放大器163〇及 =率放大器1 640 »因此，音頻輸入信號16〇5無需根據閉 環系統中的要求予以雙倍增加。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 圖26例示圖25之一不同具體實例，該具體實例包含供 有效雜音減低用之一開環系統，其法爲利用—感測拾取微 音器1 700，一可變增益/相位控制器或校正壺ΐ7ι〇，通 信音頻信號1 720，一相加放大器173〇和—功率放大器 1 740，與揚聲器175G。自將此種電路的操作說明在圖22 及25中。 圖27爲圖25之一愛用具體實例，並係將—高通濾波器 -65- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公楚） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（63 ) 電路1 8 4 0增加至有效雜音消除系統，以根據一種規則原 則排拒低微的機械感應暫態，俾未干擾有效雜音減低的性 能。並未將此種高通濾波器電路184〇用作爲和標準反饋 系統中一樣之一領先穩定化網路。圖，2 7亦包含限幅二極 體用之飽和減輕。圖27中之限幅二極體的功能爲防止輸 出轉換器到達其物理限制。也就是説，它限制被輸入至轉 換器的信號幅度，以防止揚聲器或輸出轉換器超過其物理 衝程。 將沒有圖25至27中之參考名稱的個別電路部分連接爲 圖中所表示的且將不予進一步討論，因爲，其連接及數値 對精於本行技術者均一目瞭然並無需本發明之了解。 圖2 8爲用在一耳機中之有效雜音消除及雜音減低系統 的加強型，此種系統具有一種“亂説，，（talk thru)能力。 圖2 8中之強化，其達成的方法則包含下列特色：有效 雜音消除系統中感測講話（“ V 〇 X電路，，）〗9 5 〇之一種自動 音頻微音器傳輸，將接收微音器信號之一部分傳至揚聲器 (側音電路”）之耳機196〇，19〇7，1970.及1930的能 力，藉自該電路除去語音微音器將一有效雜音消除微音器 變爲一標準多向微音器的能力，以及增加雜音微音放大器 (亂講”）1 9 3 0之增益。具有此種“亂講，，特色時，則來自 外邵區域的全部音頻（1 990)均被一増加增益測音頻道 1907傳至耳機揚聲器。圖28中之強化有效雜音消除及雜 音減低耳機則包括：只檢丨則音頻信號之有效雜音消除微音 益1 9 0 〇以及檢測音頻信號及背景雜音之有效雜音消除微 -66-

本紙張尺度適_國家辟（CNS (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝.

、1T A7 B7 五、發明説明（64 ) 音f 1901 ;具有—種雜音消除模式及礼講模式或位置之 第匕1 A開關1 9 1 〇 ;具有一雜音消除模式及一亂講模 式 < 第一 S1B開關1 925具有—雜音消除模式及一亂講 模式之-第三S1C開關；具有—處主送話器(H〇t以㈣ 位置及模擬講話#號模式之一種推按式講話（ρττ)開關 192〇，有效雜音消除微音放大器1940 ; VOX電路 1 9 5 0，講話仏號丨9 5 5 ;傳輸閘工9 * 5 ;緩衝放大器 1 93 5，音頻系統1915 ;具有—項增益控制功能19〇7的 计數放大器1 970，1 906處所輸入之—側音信號196〇 ; 耳機揚聲器1 980 ;外部音頻系統199〇 ;以及最好是根據 關於圖21至24中所説明之一種有效雜音減低系統。圖28 足此種耳機係以一種雜音消除模式或一種亂説模式操作。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在雜音消除模式中，開關S 1係處於“ N，，位置i 9 1 〇中， 以及有效雜音消除微音器Βοο*”"均係根據本文中之 前面説明操作。其ΡΤΤ開關（推按式講話）並非以雜音消除 模式被啓動。被連接至Α 1 945處之微音放大器194〇的微 音器輸出之VOX電路1950乃係監聽放大器194〇之微音器 輸出信號。此vox電路包括一建立時間（音頻之“接通時 間平均電路）及一釋放時間（音頻之“截斷時間，，平均電 路）’此釋放時間被調節來對混附信號的響應減至最少並 使微音器的“接通時間，，以雜音消除模式保持最小値。此舉 實際上會增加此種系統的講話至“S/N”的雜音比。當 VOX電路已決定該微音碍輸出處之信號爲可用音頻時， 它才會啓動位點C 1 9 5 5處的“講話信號，，，此舉才使傳輸 67 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 ___B7 五、發明説明（65 ) 閘1945具有操作能力並容許從有效雜音消除微音放大器 裝置1940所輸出之微音器音頻進入緩衝放大器1935内， 而後，才通至E 1 9 1 5處之音頻系統。此外，並係將此種 音頻1915傳至W 1906處之計數放大器1970，以便當第 三開關S 1 C 1 9 6 0係在N處時，以雜音消除模式對耳機揚 聲器1 9 8 0提供一侧音信號。計數放大器1 9 7 0亦能同時接 收來自一外部音頻系統1990的輸入，亦即，來自周圍的. 顯著聲音，諸如警報，局外人的聲音，或者非微音器 1900及1901所傳輸的其他外界聲音。耳機揚聲器198〇 處之複合"is说均爲侧音1 9 6 0與外界音頻1 9 9 0的線性相 加0 在亂講模式中，係將開關S 1放在亂講模式中或一如 1930就第一，第二及第三開關（1910，1925，1930)所 表示的位置中。令微音器1900喪失操作能力。A 19〇5處 之微音器放大器1940輸出就是雜音多向微音器1901的輸 出。在亂講模式中，VOX電路1950被放在亂講位置中之 第二S1B開關1925所傍路，此舉容許將雜音多向微音器 信號1901直接輸出至D 1903處之緩衝放大器1935，以 — 輸出至E處之音頻系統1 9 1 5。因此，未將講話信號輸入至 B 1 904處之傳輸閘1 945，因爲，已使此閘1 945喪失操 作能力。藉亂講位置1930處之開關S1C 1960的作用在w 1906處，增加計數放大器1970之增益控制功能1907。 如此’才會在揚聲器1 9 8 0處增加來自有效雜音減低系統 所輸出之侧音信號（圖2 1至2 7中的説明）。 -68- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------Γ —神衣------ix------k (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 I----— _ B7 五、發明説明（66 ) 由於圖28所説明之配置結果，在未有形增加任何其他 微音器疋件時’均已將—項亂講特色增加至關於圖9至27 中所表不及説明的耳機。此舉容許在耳機揚聲器内聽到聲 音的音頻傳輸而未取下耳機。此種強化提供耳機使用人持 續帶著耳機的機會，以接收來自微音器信號所傳輸的音頻 以及周圍環境内之任何其他顯著外界雜音。此種外界雜音 可爲諸如爆炸，緊急警報或對耳機使用人之局外人講話等 任何聲音。此種強化乃係避免在整天經常取下耳機以聽取 未在耳機中内部講通信號的外界雜音時所遭受的困難及不 便處境。現在使用人均能聽取來自周園環境的外界音頻及 内部音頻信號，同時帶著關於圖28所説明及表示的有效 雜音減低及雜音消除裝置。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 此外，雖然已就用於電話耳機及吊架微音器等説明了本 發明之上述具體實例，但並非將本發明予以這樣的限制而 係可予以用於許多其他裝置，諸如内部通話系統。遙測 術，聲音監視微音器，方向性微音器等等。而且，還可將 本發明運用在聲音識別及/或驗證系統中，諸如供接達物 理設施，電腦程式，電腦或自動榧員機等用的系統。此 外，並可將本發明用於根據預定處理演算法操作之處理装 置，和美國專利權第5,251，263號中所說明的一樣，該項 專利權與本申請案均具有一共用財產保管人，故將該專利 權列入本文以供參考；但不相信此舉對本發明是必要的。 而且，雖然已在本文詳，細説明了本發明之愛用具體實例 以及其變體，但應知本發明並非以那些恰好的具體實例及 ___ -69- 本紙張尺度適用中關家標準（〔叫八4胁（2獻297公釐) ' --- A7 B7 五、發明説明（67 ) 變體爲限，以及精於本行技術者均可能假冒其他變體和變 化而不脱離本發明之精神及範圍，和所附申請專利範圍所 界定的情形一樣。 —裝 訂 踩 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 70- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐）

Claims (1)

1. X經濟部中央揉準局負工消费合作社印製 第85106794號專利申請案 鉍 中文申請專利範固修正本(86年ό月） g88 申請專利範圍 1· 一種雙接頭轉換器，用在雜音消除裝置中用以減低背景 .雜音，包括： —殼套’該套具有第一微音器裝置及第二微音器裝 置’前者用以接收由來自操作該裝置之操作員的講話和 背景雜音組成之一第一聲音並將該第—聲音變爲—第一 信號，後者則被配置在以該第一微音器裝置爲準之緊鄰 附近中之一預定角度中處，用以接收大致由背景雜音組 成之一第二聲音並將該聲音變爲一第二信號； 至少第一及第二微音器裝置之一包括複數個微音器； 被連接至該雜音消除裝置之一放大器裝置之多個微音 器； 用以接收來自該微音器之音頻信號的放大器裝置具有 一第一接頭及一第二接頭，其中係將第二接頭接地； 在第一接頭上輸入一直流信號之一電壓裝置； 被連接至第一接頭之一電晶體裝置，用以接收來自該 等微音器之一交流信號； 用以將該交流信號重疊在第一接頭上之直流信號的裝 置； 用以將來自直流信號之交流信號濾波的裝置，因而， 使此直流信號對放大器裝置提供電源；以及 用以自該第一信號減去該第二信號的裝置，俾取得眞 正代該項講話的信號。 2.根據申請專利範圍第1項之雙接頭轉換器，其中該放大 器裝置爲一運算放大器。 本紙張尺度逋用中國國家搞準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I— II 裝 I —訂 線 {請先聞讀背面之注意事項一^寫本頁) X經濟部中央揉準局負工消费合作社印製 第85106794號專利申請案 鉍 中文申請專利範固修正本(86年ό月） g88 申請專利範圍 1· 一種雙接頭轉換器，用在雜音消除裝置中用以減低背景 .雜音，包括： —殼套’該套具有第一微音器裝置及第二微音器裝 置’前者用以接收由來自操作該裝置之操作員的講話和 背景雜音組成之一第一聲音並將該第—聲音變爲—第一 信號，後者則被配置在以該第一微音器裝置爲準之緊鄰 附近中之一預定角度中處，用以接收大致由背景雜音組 成之一第二聲音並將該聲音變爲一第二信號； 至少第一及第二微音器裝置之一包括複數個微音器； 被連接至該雜音消除裝置之一放大器裝置之多個微音 器； 用以接收來自該微音器之音頻信號的放大器裝置具有 一第一接頭及一第二接頭，其中係將第二接頭接地； 在第一接頭上輸入一直流信號之一電壓裝置； 被連接至第一接頭之一電晶體裝置，用以接收來自該 等微音器之一交流信號； 用以將該交流信號重疊在第一接頭上之直流信號的裝 置； 用以將來自直流信號之交流信號濾波的裝置，因而， 使此直流信號對放大器裝置提供電源；以及 用以自該第一信號減去該第二信號的裝置，俾取得眞 正代該項講話的信號。 2.根據申請專利範圍第1項之雙接頭轉換器，其中該放大 器裝置爲一運算放大器。 本紙張尺度逋用中國國家搞準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I— II 裝 I —訂 線 {請先聞讀背面之注意事項一^寫本頁) 經濟部中央橾牟局員工消費合作社印«. A8 B8 C8 ____ D8___ 六、申請專利範圍 3.根據申請專利範圍第1項之雙接頭轉換器，其中用以將 來自直流信號之交流信號濾波的裝置爲與一電容器電路 搞合之一電阻器。 4，一種方向性微音器，用在當講入一有效雜音消除裝置之 一吊架微音器内時取得一遠場響應，該微音器接收各種 方向性波瓣圖中的聲音，該微音器包括： a) 提供一列相間微音器裝置之殼套，用以接收聲音信 號並輸出電氣信號，該等信號具有微音器之間的一間隔 分離； b) 被輸入在該殼套内作爲一正弦音波之一聲壓來源， 該正弦音波之大小及相位均係在一段預定距離處與該等 微音器相交，以形成一角度； c) 用以計算自每一微音器至聲音來源之距離的裝置； d) —種相加頻道裝置，用以將該列微音器之輸出信號 相加，以取得一總和輸出信號； e) —種信號處理裝置，以產生只代表來自該總和輸出 信號的講話之一聲音信號；以及 f) 用以调節該總和信號之大小的装置，以產生一種合 意響應波瓣圖。 5.根據申請專利範圍第4項之方向性微音器，其中該微音 器裝置包括一第一微音器及_第二微音器。 6·根據申請專利範圍第4項之方向性微音器系統，其中自 每個微音器至聲音來源的距離均大於該等微音器之間的 間隔分離。 本紙張从通用中國國家揉準（CNS )_Α· ( 21()><297公翁了 (請先聞讀背面之注意Ϋ項本頁) 裝· 線 A8 BE C8 D8 經濟部中央橾準局Λ工消费合作社印tL 申請專利範圍 根，申叫專利範圍第4项之方向性微音器，其中用以計 算第微曰器與聲音來源的間隔分離之裝置均等於[r- (b/2)(sin Θ)]。 8. 根據申請專利範圍第4或5項之方向性微音器，其中用以 计算第—微音器與聲音來源的距離之裝置均等於 [r+(b/2)(sin Θ)]。 9. 根據申βΒ專利範圍第4項之方向性微音器，其中信號處 理裝置爲-訊差放大器，該放大器具有—運算放大器， 供該列微音器中之每一微音器之用。 10·根據申請專利範圍第9項之方向性微音器，其中運算放 大器適於對第-微音器所產生之信號提供—單位增益以 及提供同一信號作爲一輸出信號。 11·根據中請專利範園第9項之方向性微音器，其中運算放 大器適於對第二微音器所產生之信號主要是予以反向並 提供同一信號作爲一輸出信號。 12.根據申請專利範圍第4項之方向性微音器，其中相加頻 道，置爲-相加電路，此電路適於接收來自該隔開的微 曰器裝置之運算放大器的輸出信號。 13·根據申請專利範園第4項之方向性微音器，其中用以調 節球面音波大小的裝置，當總和輸出信號非零時，乃係 包括一電氣電路。 ' 14·根_申凊專利範圍第4項之方向性微音器，其中+相位 角爲零度時，與球面音波之波長比較，會減小微音器之 間的間隔分離。 均 本紙張xjtit财 ( CNS ) (210X297公釐 ---------^------1T------^ (請先閲讀背面之注^^項\^^%?本頁) 請專利㈣第14項之方向性微U «遽波器減少其間隔分離。 、中係由♦ 16·根據切專利第15項之方向性微音器， 音濾波器均爲反射體》 17.—種用以減低耳鼓附近之周固雜音之開.迴路有 低裝置，包括： 申請專利範圍 其中該等聲 源雜音減 —殼套，用以接收一輸入音頻信號； 位於該殼套内之一輸出轉換器； 一輸入轉換器，用以檢測及減低並非位於和輸出轉換 器一樣之大致在同一平面内的周固雜音； 一種開環信號處理裝置，以減低輸入轉換器所檢測之 周圍雜音；· 用以將輸入音頻信號傳至耳鼓而沒有周圍雜音的干擾 的裝置；以及 具有於期望的頻帶中零相位轉移的低通濾波器隔離輸 出轉換器與輸入轉換器’用以使表示輸出轉換器與耳鼓 之間的眞正講話之輸入音頻信號以頻道溝通，其中並係 產生一靜區，以隔離傳自輸入轉換器的聲音。 18. 根據申請專利範圍第1 7項之有源雜音減低裝置，其中該 聲音裝置乃係當設在輸入轉換器的附近時爲一聲音渡波 器以及當設在輸出轉換器與耳鼓之間時則爲一聲音波 導。 19. 一種開迴路有源雜音減低裝置，包括： 具有一耳機之殼套； 本紙3L尺度適用中國國家橾率（CNS > Α4規格（210X297公釐） I ^ I I I 裝 ϋ!——— 訂 ~—線 {請先聞讀背面之注$項ί寫本頁) 經濟部中央揉導局貝工消费合作社印*. A8 B8 C8 D8

   申請專利範圍 經濟部中央揉準局及工消费合作社印¾ 士裝在耳機内之微音器裝置，用以檢測不需要的周圍 雜音； 將此種雜音變爲電氣信號的裝置； 連接至微音器的相移及衰減裝置，以提供一反向抗雜 音信號； 大致在與微音器裝置成平面以外之一輸出轉換器，用 以將音頻信號傳至使用人的耳部； 用以防止機械震動感應之低頻干擾傳至輸出轉換器的 裝置；以及 用以將一寂靜區產生在輸出轉換器之緊鄰附近的聲音 波導，用以隔離該微音器裝置與輸出轉換器，藉此避免 不需要的周遭雜音進入使用人的耳部。 20. —種開迴路有源雜音減低裝置，與一吊架微音器一起用 在一具耳機内，以減少周圍雜音到達使用人的耳部而未 干擾輸出至聆聽耳部的合意音頻信號，此種裝置包括： 設在耳機内部之一耳機； 一拾取微音器，用以檢測面對該耳朵之耳機内之雜音 信號； 開迴路裝置，用以將雜音信號變爲電氣信號； 用以將電氣信號加至耳機的聲電裝置，以產生與周圍 雜音的相位相差1 8 0。的聲音信號；以及 安裝在耳機内之一輸出轉換器裝置，該裝置具有一聲 音濾波器，用以將講話耦合至使用人的耳部並防止震動 感應之低頻干擾到達使用人的耳部。 ---------^------tr------漆 (請先閎讀背面之注意事項本頁} 經濟部中央梂率局貞工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 21. —種用於一有源雜音消除裝置之開迴路雜音減低系統， 包括： 一拾取微音器，用以檢測雜音信號並予以變爲電氣信 號； 設在耳機内之一揚聲器，該耳機具有一種聲音裝置， 此裝置具有低通濾部器特性； 一音頻傳輸信號； 用以電氣地排拒電氣信號之震動的裝置； 一可變増益/控制裝置，用以將雜音信號反向，以產 生一抗雜音信號； 用以濾除機械震動感應之低頻干擾以防到達揚聲器的 裝置； 將抗雜音信號與雜音信號合併之一相加點，以產生聲 音裝置中之一靜區； 用以將音頻信號傳至揚聲器的裝置；以及 用以保持雜音信號與揚聲器之抗雜音信號之間的相位 一致之裝置。 22. 根據申請專利範圍第2 1項之開迴路雜音減低系統，其中 用以排拒低頻響應的裝置爲一高通濾波器。 23. 根據申請專利範圍第22項之開環雜音減低系統，其中該 寂靜區裝置爲一聲音滤波器。 24. 根據申請專利範圍第2 1項之雜音減低系統，其中該有源 雜音消除裝置包括： 一殼套，該殼套具有第.一微音器裝置及以一預定角度 本纸張尺度逋用中國國家揉率（CNS ) A4规格（210X297公釐） ---------------^-1.-----^ (請先聞讀背面之注$項本頁) 經濟部中央標率局員工消费合作社印«. A8 B8 C8 ------_______ 、申請專利範圍 0而配置在以該第一微音器裝置爲準之緊鄰處之第二微 音器裝置，前者用以接收由來自操作該裝置之操作員的 講話及背景雜音所組成之一第一聲音並將此第一聲音變 爲一第一信號，後者用以接收大致由該背景雜音所組成 之一第二聲音並將此第二聲音變爲一第二信號；以及 用以自第一信號減去第二信號的裝置，以取得眞正代 表該項講話的信號。 25. —種用以減少耳鼓附近的周圍雜音之開迴路有源雜音減 低裝置，包括： 用以接收一輸入音頻信號之一殼套； 設在該殼套内之一輸出轉換器； 一輸入轉換器，用以檢測並減低位於該殼套内之周圍 雜音； 一開迴路信號處理装置，以減少輸入轉換器所檢測的 周園雜音； 一種將輸出轉換器與輸入轉換器隔離起來的聲音裝 置’用於以頻道溝通代表輸出轉換器與耳鼓之間的眞正 講話之輸入音頻信號；以及一聲波導裝置，用以傳送輸 入音頻信號而沒有對耳鼓造成干擾並產生一寂靜區，以 隔離傳自輸入轉換器的聲音》 26. 根據申請專利範圍第21項之雜音減低系統，其中可變增 益/控制裝置乃係自動調節，用以與一種通信系統完成界 面。 27· —種用在耳機中之有源雜音消除及雜音減低系統，用以 本纸法尺度逋用中國國家椹準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ---------^------iT------0 (請先閲讀背面之注$項f寫本頁) 經濟部中央標率局貝工消費合作社印装 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 傳輸來自微音器的音頻信號以及接收來自一周圍環境的 外部音頻，此種系統包括： 一第一微音器裝置及一第二微音器裝置，該第一裝置 具有一第一開關裝置，該開關裝置具有一種雜音消除模 式及一亂講模式； 被一第二開關裝置連接至該等微音器之一微音放大 器，該第二開關裝置具有一種雜音消除模式及一亂講模 式； 一音頻微音器傳輸裝置，用以當第一開關裝置及第二 開關裝置均以雜音消除模式操作時連接該放大器裝置， 其中當第一開關裝置及第二開關裝置係以亂講模式操作 時將該微音器傳輸裝置傍路； —傳輸閘，用以當第一開關裝置及第二開關裝置係以 雜音消除模式操作時，將來自兩個微音器裝置的音頻信 號傳至一緩衝放大器，其中當第二開關裝置係在亂講模 式中時，使傳輸閘喪失操作能力； 該緩衝放大器裝置係用以當第一開關裝置及第二開關 裝置均以雜音消除模式操作時，將收自傳輸閘的音頻信 號傳至一音頻系統及至一計數放大器； 該緩衝放大器裝置係用以當第一開關裝置及第二開關 裝置均以亂講模式操作時，直接輸出該微音放大器裝置 所接收之音頻信號； 具有一第三開關裝置且此開關裝置具有一種雜音消除 模式及一亂講模式之計數放大器乃係對一揚聲器之耳機 本紙张尺度逋用中國两家梂準（CNS ) A4規格（210X297公兼） ---------秀-- (請先Η讀背面之注意事項ί寫本頁) L Γ 經濟部中央榡牟局員工消資合作社ip» A8 B8 C8 〜^ _____ _D8 申請專利範圍 提供一侧音信號，該側音信號則係當全部開關裝置均以 雜音消除模式操作時，自微音器裝置及外界音頻兩者所 傳輸的； 該計數放大器具有一增益控制，其中當全部開關裝置 均以亂講模式操作時，增加此增益控制，以增加對—揚 聲器之側音信號；以及 一種有效雜音減低系統乃係對耳機中之揚聲器接收並 輸出側音信號。 28.根據申請專利範園第27項之雜音減低裝者·，其中第—微 均器裝置爲只由講話所組成之—多向微音器。 29·根據申請專利範圍第27項之雜音減低Μ ,其中第二微 音器裝置爲由眞正講話及背景雜音所組成之一多向微音 器。 30. 一種獨立地校正在一耳機組合體中之有源雜音消除系統 之方法，包括： 接收第一聲音及第二聲音，該第一聲音由第一微音器 裝置之語音及背景雜音所組成，而第二聲音由第二微音 器裝置來的背景雜音所組成； 輸入該第一聲音至第一電路以產生第一電子信號； 用第二電路裝置來反置第二聲音，以產生第二電子信 號； 藉由放大器調整裝置來平衡第二電子信號以減少與第 一電子信號的差異增益轉移；以及 加總該兩個電子信號，以產生一個實質爲零値的輸出 本紙張尺度逋用中Β两家樑準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） II I I I 裳— I I I I I 訂 I I I I 線 (請先聞讀背面之注意事項ί寫本頁} A8 08 C8 D8 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印装 六、申請專利範圍 信號。 31.根據申請專利範圍第3〇項之方法，其中該第—電路裝置 包括： 提供一與電阻耦合的電容器，此電阻與一運算放大器 連接。 32·根據申請專利範圍第30項之方法，其中該第二電路裝置 包括： 提供一與多個電阻相耦合的電容器，此等電阻與一運 算放大器連接。 33. 根據申請專利範圍第30項之方法，其中該振幅調整装置 是一個可調的電位計。 34. —種獨立地校正如申請專利範圍第I?項之開迴路有源雜 音減低裝置之方法，該裝置可與一標準的頭具組合體共 同運作，此組合體包括：一耳機及一標準的電子組合 體，其中該頭具組合體及電子組合體是可分離的，該方 法包括： 產生一外部雜音彳s號，此信號具有一由該頭具組合體 中之拾取微音器測得的增益及相位反應； 輸人經由在該標準電子組合體中之電-音處理裝置被 該微音器所接收的外部雜音信號，以產生一電_音反雜 音信號，此信號具有反應於外部雜音信號的均等增益及 相反相位；以及 藉由振幅調整裝置來平衡該反雜音信號的増益及相位 反應，以匹配該外部雜音信號的增益及相位反應，進而 -10 t紙張尺度逋用中國國家揉率（CNS )八4規*格（21〇X297公釐） ---------1------1T------I (請先聞讀背面之注項tW寫本頁) 經濟部中央揉率局*C工消费合作社印装 A8 B8 C8 __—___D8 六、申請專利範圍 在預定點處產生一理論零値。 35. 根據申請專利範圍第3 4項之方法，其中該振幅調整裝置 是一校正瓶。 36. —種用於頭具中之有源雜音消除系統，包括： 一殼套，具有一耳機； 一安置在該外殼的微音器裝置，以便偵測音頻信號； 轉換該音頻信號成爲對應的電子信號之裝置； 放大器裝置’用以碉整該電子信號的放大，此電子 信號具有增益及相位特性； 一開關裝置，用以控制該放大器裝置輸出的信號，以 傳送至該耳機後來轉換成輸入音頻信號；以及 一電位計裝置，連接至該開關裝置以調整從該放大器 裝置所收到之電子信號的增益特性，以便在增益値增加 時偵測遠場反應並在該轉換前増益値降低時偵測近場反 應。 37. 根據申請專利範圍第3 6項之系統，其中該微音器裝置是 一壓力梯度微音器。 38. 根據申請專利範圍第3 6項之系統，其中該壓力梯度微音 器在該電子信號的增益增加時，作爲一方向性微音器 用0 39. 根據申請專利範圍第36項之系統，其中該壓力梯度微音 器在該電子信號的增益減少時’作爲一雜音消除微音 器。 40. 根據申請專利範圍第3 6項之系統，其中該電位計裝置是 -11- ( CNS ) A4«Uft· ( 210X 297^ ) '--；--- ---------疼------ΐτ-------0 (請先閲讀背面之注$項f寫本頁) 申請專利範圍 校正瓶 A8 B8 C8 D8 ---------裝— {請先閲讀背面之注意事項*|^寫本頁) 訂 線 經濟部中央揉率局員工消费合作社印*. 本紙張尺度逋用中困國家揉準（CNS > A4规格（210X297公釐）