具有可切換電源電壓的聽力設(shè)備制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種聽力設(shè)備和一種聽力設(shè)備的麥克風(fēng)組件。所述聽力設(shè)備包括：麥克風(fēng)，其包括麥克風(fēng)換能器元件，其中，所述麥克風(fēng)換能器元件被配置為響應(yīng)于聲音的接收提供換能器信號；麥克風(fēng)放大電路，其被配置為基于所述換能器信號產(chǎn)生放大的麥克風(fēng)信號；控制和處理電路，其根據(jù)用戶的聽力損失接收和處理所述放大的麥克風(fēng)信號；電平檢測器，其被配置為檢測所述放大的麥克風(fēng)信號的電平；其中，所述麥克風(fēng)放大電路耦合到可切換電源，其中，所述可切換電源被配置為基于檢測到的所述放大的麥克風(fēng)信號的電平將具有第一DC電壓電平的第一電源電壓或具有第二DC電壓電平的第二電源電壓選擇性連接到所述麥克風(fēng)放大電路，所述第二DC電壓電平高于所述第一DC電壓電平。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本公開涉及聽力設(shè)備。
技術(shù)介紹
聽力設(shè)備或助聽器典型地包括麥克風(fēng)放大組件，該麥克風(fēng)放大組件包括用于接收諸如說話和音樂的傳入聲音的一個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)。傳入聲音被轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)電麥克風(fēng)信號，在聽力設(shè)備的控制和處理電路中按照一個(gè)或多個(gè)預(yù)設(shè)的收聽程序放大和處理這些電麥克風(fēng)信號。典型地，用例如用聽力圖表達(dá)的用戶特定聽力缺陷或聽力損失計(jì)算這些收聽程序。聽力設(shè)備的輸出放大器將處理的麥克風(fēng)信號經(jīng)由小型揚(yáng)聲器或接收器傳遞到用戶的耳道，該小型揚(yáng)聲器或接收器可與麥克風(fēng)一起被容納在聽力設(shè)備的殼體中或者被單獨(dú)容納在耳塞中。通常，麥克風(fēng)放大電路的輸入級的噪聲水平對于麥克風(fēng)中例如被表達(dá)為單位為dBSPL的等效輸入噪聲水平的助聽器中的整體本底噪聲而言至關(guān)重要。輸入級可包括帶有合適的偏置電流源的單個(gè)MOSFET或雙極性晶體管，該偏置電流源確定通過MOSFET或雙極性晶體管的偏置電流。由于輸入級的噪聲水平對偏置電流水平的依賴性強(qiáng)使得噪聲水平隨著偏置電流水平的減小而增大，因此這限制了在噪聲水平?jīng)]有變得不可接受地高的情況下偏置電流可以多么小。同時(shí)，輸入級還必須能夠操縱在沒有明顯失真的情況下麥克風(fēng)可輸出的最大音頻信號水平，這需要輸入級被供應(yīng)相對高的電源電壓以適應(yīng)在最大信號電平下的AC信號擺動(dòng)。在麥克風(fēng)包括由麥克風(fēng)放大組件傳遞的特定DC電源電壓供電的內(nèi)部前置放大器(即，安裝在麥克風(fēng)殼體內(nèi))的情況下，通常的做法是針對麥克風(fēng)放大電路的輸入級使用較高的DC電源電壓。這個(gè)較高的DC電源電壓可以比內(nèi)置的麥克風(fēng)前置放大器的電源電壓高大約2倍。同時(shí)，出于以上討論的原因，在麥克風(fēng)放大電路的輸入級中仍然需要相對大的偏置電流。這意味著，輸入級可消耗麥克風(fēng)放大電路的總電流消耗(甚至包括放大的麥克風(fēng)信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換)的多達(dá)25%。憑借典型聽力設(shè)備電池組中存儲的有限量的能量，可能理想的是，隨時(shí)隨地降低聽力設(shè)備電路和部件的功耗。因此，降低麥克風(fēng)放大電路的輸入級的功耗而不犧牲噪聲性能和操縱最大音頻信號電平的能力會(huì)是理想和有利的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
在一個(gè)實(shí)施例中，一種聽力設(shè)備包括:麥克風(fēng)，其包括安裝在麥克風(fēng)殼體中的麥克風(fēng)換能器元件，所述麥克風(fēng)換能器元件響應(yīng)于聲音的接收產(chǎn)生換能器信號；麥克風(fēng)放大電路，其被配置為從所述換能器信號產(chǎn)生放大的麥克風(fēng)信號。所述聽力設(shè)備的控制和處理電路耦合到所述麥克風(fēng)放大電路，以根據(jù)用戶的聽力損失接收和處理所述放大的麥克風(fēng)信號。所述麥克風(fēng)放大電路具有耦合到可切換電源的電源端口，所述可切換電源將具有第一DC電壓電平的第一電源電壓或具有第二 DC電壓電平的第二電源電壓選擇性連接到所述麥克風(fēng)放大電路的電源端口。所述第二 DC電壓電平高于所述第一 DC電壓電平。電平檢測器被配置為檢測麥克風(fēng)信號的電平并且基于檢測到的所述麥克風(fēng)信號的電平將所述第一電源電壓或所述第二電源電壓連接到所述電源端口。第一方面涉及一種聽力設(shè)備，所述聽力設(shè)備包括:麥克風(fēng)，其包括安裝在麥克風(fēng)殼體中的麥克風(fēng)換能器元件，所述麥克風(fēng)換能器元件響應(yīng)于聲音的接收產(chǎn)生換能器信號；麥克風(fēng)放大電路，其被配置為從所述換能器信號產(chǎn)生放大的麥克風(fēng)信號。所述聽力設(shè)備的控制和處理電路耦合到所述麥克風(fēng)放大電路，以根據(jù)用戶的聽力損失接收和處理所述放大的麥克風(fēng)信號。所述麥克風(fēng)放大電路具有耦合到可切換電源的電源端口，所述可切換電源將具有第一 DC電壓電平的第一電源電壓或具有第二 DC電壓電平的第二電源電壓選擇性連接到所述麥克風(fēng)放大電路的電源端口。所述第二 DC電壓電平高于所述第一 DC電壓電平。電平檢測器被配置為檢測麥克風(fēng)信號的電平并且基于檢測到的所述麥克風(fēng)信號的電平將所述第一電源電壓或所述第二電源電壓連接到所述電源端口。技術(shù)人員應(yīng)該理解，可用麥克風(fēng)放大電路中存在的各種類型的麥克風(fēng)信號(諸如，麥克風(fēng)放大電路的輸出處的放大的麥克風(fēng)信號或麥克風(fēng)放大電路的麥克風(fēng)輸入信號或甚至直接從麥克風(fēng)換能器元件分接出的麥克風(fēng)信號)檢測麥克風(fēng)信號的電平。電平檢測器可被配置為以間接方式從與麥克風(fēng)信號的電平成比例的另一個(gè)信號檢測麥克風(fēng)信號的電平。電平檢測器可例如形成麥克風(fēng)放大電路的自動(dòng)增益控制電路(AGC)的部分。在后一種情況下，AGC電路可基于麥克風(fēng)信號的電平獲得可變增益麥克風(fēng)前置放大器的增益控制信號。因此，可用AGC電路的增益控制信號計(jì)算麥克風(fēng)信號的電平，因?yàn)楹笳呤腔邴溈孙L(fēng)信號的電平和增益控制信號之間的已知關(guān)系。聽力設(shè)備的控制和處理電路可包括處理麥克風(fēng)信號的數(shù)字化形式的軟件可編程微處理器核和/或DPS核。控制和處理電路可替代地包括通過適當(dāng)?shù)嘏渲玫臄?shù)字時(shí)序和組合邏輯電路的組件而實(shí)現(xiàn)的硬連線DSP。麥克風(fēng)信號的數(shù)字化形式在這兩種情形下可由如下討論的模數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生。第一 DC電壓電平和第二 DC電壓電平之間的DC電壓電平的切換是有利的，因?yàn)檫@個(gè)特征允許第一低DC電壓電平用麥克風(fēng)信號的相對低且正常的電平為麥克風(fēng)放大電路供電。這些麥克風(fēng)信號的相對低且正常的電平可例如對應(yīng)于麥克風(fēng)換能器元件上的高達(dá)90dBSPL或10dB SP的聲壓水平。對于較高的聲壓水平，電平檢測器可將第二 DC電壓電平連接到麥克風(fēng)放大電路的電源端口。因此，由于在許多典型的聲音環(huán)境下聲壓水平處于90dBSPL或10dB SP之下，因此第一電源電壓耦合到麥克風(fēng)放大電路的總操作時(shí)間可比麥克風(fēng)放大電路耦合到第二電源電壓的總操作時(shí)間長得多。因此，麥克風(fēng)放大電路一方面能夠在大部分時(shí)間內(nèi)以低功耗操作而沒有犧牲噪聲性能(其中，聲壓水平低或正常)，另一方面仍然能夠通過切換至第二電源電壓操縱大得多的聲壓水平而沒有明顯的失真，其中，較高的DC電壓電平允許麥克風(fēng)放大電路中的AC信號擺動(dòng)較大。技術(shù)人員應(yīng)該理解，電平檢測器可包括預(yù)定閾值電平并且被配置為比較檢測到的麥克風(fēng)信號的電平與這個(gè)閾值電平。隨后，電平檢測器如果檢測到的麥克風(fēng)信號電平低于預(yù)定閾值電平則可將第一電源電壓連接到麥克風(fēng)放大電路的電源端口并且如果檢測到的麥克風(fēng)信號電平高于預(yù)定閾值電平則可將第二電源電壓連接到電源端口。麥克風(fēng)信號的預(yù)定閾值電平可例如對應(yīng)于以上討論的麥克風(fēng)換能器元件上的90dB SPL或10dB SPL的聲壓水平。麥克風(fēng)放大電路可包括單級前置放大器或多個(gè)串聯(lián)耦合的前置放大器。在這兩個(gè)實(shí)施例中，麥克風(fēng)放大電路和麥克風(fēng)換能器元件可布置在麥克風(fēng)殼體內(nèi)部。麥克風(fēng)放大電路可被完全包含在麥克風(fēng)殼體中，分布在麥克風(fēng)殼體和控制和處理電路之間或者被完全包含在控制和處理電路中。控制和處理電路可在后兩個(gè)實(shí)施例中包括混合信號ASIC。在第一種情況下，控制和處理電路可以只是ASIC型的數(shù)字邏輯。麥克風(fēng)放大電路的多級實(shí)施例包括級聯(lián)或串聯(lián)耦合的第一前置放大器和第二前置放大器。第一前置放大器直接耦合到麥克風(fēng)換能器元件的換能器信號并且被供應(yīng)來自所述第一電源電壓或者具有第三DC電壓電平的第三電源電壓的電力，第三DC電壓電平低于第二 DC電壓電平。此外，第二前置放大器包括耦合到第一前置放大器的信號輸出端口的信號輸入端口、和耦合到可切換電源的電源端口。在這個(gè)實(shí)施例中，第一前置放大器可以是單位增益緩沖器，例如，單個(gè)MOSFET或JFET源跟隨器，因?yàn)槭菃挝浑妷涸鲆妫詫ζ湫盘柌倏v能力的要求有限。因此，第一前置放大器耦合到第一低電源電壓或類似的低DC電源電壓電平。第本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種聽力設(shè)備，所述聽力設(shè)備包括：麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)包括安裝在麥克風(fēng)殼體中的麥克風(fēng)換能器元件，其中，所述麥克風(fēng)換能器元件被配置為響應(yīng)于聲音的接收而提供換能器信號；麥克風(fēng)放大電路，所述麥克風(fēng)放大電路被配置為基于所述換能器信號產(chǎn)生放大的麥克風(fēng)信號；控制和處理電路，所述控制和處理電路耦合到所述麥克風(fēng)放大電路，以用于根據(jù)用戶的聽力損失接收和處理所述放大的麥克風(fēng)信號；以及電平檢測器，所述電平檢測器被配置為檢測所述放大的麥克風(fēng)信號的電平；其中，所述麥克風(fēng)放大電路耦合到可切換電源，以及其中，所述可切換電源被配置為基于檢測到的所述放大的麥克風(fēng)信號的電平將具有第一DC電壓電平的第一電源電壓或具有第二DC電壓電平的第二電源電壓選擇性連接到所述麥克風(fēng)放大電路，所述第二DC電壓電平高于所述第一DC電壓電平。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬丁·溫特爾，
申請(專利權(quán))人：GN瑞聲達(dá)AS，
類型：發(fā)明
國別省市：丹麥;DK