處理音頻信號的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】提供一種音頻信號處理設(shè)備和方法。所述音頻信號處理設(shè)備包括：感測單元，感測耳機的阻抗值，并基于感測到的阻抗值調(diào)節(jié)將被施加到音頻信號的增益；放大器，通過接收與調(diào)節(jié)的增益對應(yīng)的至少一個偏置電壓并根據(jù)調(diào)節(jié)的增益放大輸入音頻信號來產(chǎn)生輸出音頻信號。所述音頻信號處理設(shè)備能夠根據(jù)耳機的產(chǎn)品規(guī)格適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)從耳機輸出的聲學(xué)信號的大小。
【專利說明】處理音頻信號的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]與示例性實施例一致的設(shè)備和方法涉及處理音頻信號，更具體地講，涉及一種可連接到耳機并經(jīng)由耳機輸出音頻信號的音頻信號處理設(shè)備以及經(jīng)由耳機輸出音頻信號的音頻信號處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]音頻設(shè)備接收音頻信號，從音頻信號產(chǎn)生用戶可聽到的聲學(xué)信號，然后輸出聲學(xué)信號。
[0003]音頻設(shè)備可連接到耳機以經(jīng)由耳機輸出聲學(xué)信號。耳機還可被稱作耳塞。
[0004]通常，音頻設(shè)備將具有固定的最大電壓的音頻信號提供給耳機，耳機從音頻信號產(chǎn)生并輸出聲學(xué)信號。
[0005]當(dāng)使用接收這種具有固定的最大電壓的音頻信號的耳機時，從耳機輸出的聲音的大小可根據(jù)(例如)耳機的制造商、型號和產(chǎn)品規(guī)格而變化。當(dāng)從耳機輸出的聲學(xué)信號的大小意外地過高時，聽到聲學(xué)信號的用戶的耳朵可能受到損傷。當(dāng)從耳機輸出的聲學(xué)信號的大小意外地過低時，用戶可能無法準(zhǔn)確地感知聲學(xué)信號，并因此可能難以使用音頻設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題
[0007]如上所述，需要開發(fā)一種根據(jù)(例如)耳機的制造商、型號和產(chǎn)品規(guī)格適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)從耳機輸出的聲學(xué)信號的大小的音頻信號處理方法和設(shè)備。
[0008]一個或更多個示例性實施例提供一種音頻信號處理方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備能夠根據(jù)耳機的產(chǎn)品規(guī)格適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)從耳機輸出的聲學(xué)信號的大小。
[0009]具體地講，一個或更多個示例性實施例提供一種音頻信號處理方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備能夠在使功耗最小化的同時根據(jù)耳機的阻抗值適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)從耳機輸出的聲學(xué)信號的大小。
[0010]一個或更多個示例性實施例還提供一種音頻信號處理方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備能夠容易地感測連接到音頻信號處理設(shè)備的耳機包括三極插頭還是四極插頭。
[0011]問題的解決方案
[0012]根據(jù)一示例性實施例的方面，提供一種音頻信號處理設(shè)備，包括:傳感器，感測耳機的阻抗值，并基于感測到的阻抗值調(diào)節(jié)將被施加到輸入音頻信號的增益；放大器，通過接收與由傳感器調(diào)節(jié)的增益對應(yīng)的至少一個偏置電壓并根據(jù)增益放大輸入音頻信號來產(chǎn)生輸出音頻信號。
[0013]所述音頻信號處理設(shè)備還可包括:供電器，其根據(jù)增益調(diào)節(jié)所述至少一個偏置電壓并且將調(diào)節(jié)的所述至少一個偏置電壓施加到所述放大器。
[0014]所述供電器可調(diào)節(jié)所述至少一個偏置電壓以防止輸出音頻信號的限幅。
[0015]所述供電器將所述至少一個偏置電壓調(diào)節(jié)為等于或大于輸出音頻信號的最大電壓。
[0016]所述供電器與增益成正比地調(diào)節(jié)所述至少一個偏置電壓。
[0017]所述傳感器可以以頻帶為單位感測阻抗值。
[0018]所述傳感器可獲得根據(jù)頻率變化的阻抗值特性曲線。
[0019]所述傳感器可檢測收斂頻帶，并獲得與收斂頻帶對應(yīng)的阻抗值，作為耳機的阻抗值，其中，所述收斂頻帶是阻抗值收斂于預(yù)定值的頻帶。
[0020]所述傳感器可獲得與收斂頻帶對應(yīng)的阻抗值的平均值，作為耳機的阻抗值。
[0021]所述傳感器可檢測與直流(DC)電壓分量所對應(yīng)的頻帶對應(yīng)的阻抗值，作為耳機的阻抗值。
[0022]所述傳感器可調(diào)節(jié)增益以將輸出音頻信號的功率維持在恒定水平。
[0023]所述音頻信號處理設(shè)備還可包括連接到耳機的插頭的耳機連接器，其中，所述傳感器可感測耳機是否連接到耳機連接器，并且當(dāng)確定耳機連接到耳機連接器時感測耳機的阻抗值。
[0024]根據(jù)另一示例性實施例的方面，提供一種由可連接到耳機的音頻信號處理設(shè)備執(zhí)行的處理輸入音頻信號的方法，所述方法包括:感測耳機的阻抗值；基于感測到的阻抗值調(diào)節(jié)將被施加到輸入音頻信號的增益；通過接收與由感測單元調(diào)節(jié)的增益對應(yīng)的至少一個偏置電壓并根據(jù)增益放大輸入音頻信號來產(chǎn)生輸出音頻信號。
[0025]所述方法還可包括:根據(jù)增益調(diào)節(jié)將被施加到放大器的至少一個偏置電壓。
[0026]根據(jù)另一示例性實施例的方面，提供一種記錄有程序的計算機可讀記錄介質(zhì)，所述程序可由計算機運行以執(zhí)行一種由可連接到耳機的音頻信號處理設(shè)備執(zhí)行的處理音頻信號的方法，所述方法包括:進行控制以確定耳機的阻抗值；進行控制以基于確定的阻抗值調(diào)節(jié)將被施加到音頻信號的增益；進行控制以通過接收與通過所述確定步驟調(diào)節(jié)的增益對應(yīng)的至少一個偏置電壓并根據(jù)調(diào)節(jié)的增益放大音頻信號來產(chǎn)生輸出音頻信號。
[0027]根據(jù)另一示例性實施例的方面，提供一種音頻信號處理方法，包括:確定音頻信號處理設(shè)備的第三極連接端子與第四極連接端子的電壓之差；基于確定的第三極連接端子與第四極連接端子的電壓之差確定插入到所述音頻信號處理設(shè)備中的耳機的插頭是三極插頭還是四極插頭，其中，第三極連接端子可連接到耳機的第三極端子，第四極連接端子可連接到耳機的第四極端子。
[0028]發(fā)明的有益效果
[0029]一個或更多個示例性實施例可提供一種音頻信號處理方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備能夠根據(jù)耳機的產(chǎn)品規(guī)格適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)從耳機輸出的聲學(xué)信號的大小。
[0030]具體地講，一個或更多個示例性實施例可提供一種音頻信號處理方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備能夠在使功耗最小化的同時根據(jù)耳機的阻抗值適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)從耳機輸出的聲學(xué)信號的大小。
[0031]一個或更多個示例性實施例還可提供一種音頻信號處理方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備能夠容易地感測連接到音頻信號處理設(shè)備的耳機包括三極插頭還是四極插頭。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]通過參照附圖詳細描述示例性實施例，以上和其他特征和優(yōu)點將變得更明顯，其中:
[0033]圖1是根據(jù)示例性實施例的音頻信號處理設(shè)備的示意性框圖；
[0034]圖2是根據(jù)另一示例性實施例的音頻信號處理設(shè)備的示意性框圖；
[0035]圖3A和圖3B是示出根據(jù)示例性實施例的音頻信號處理設(shè)備的操作的示圖；
[0036]圖4是示出耳機的阻抗值的變化的曲線圖；
[0037]圖5是示出根據(jù)示例性實施例的音頻信號處理方法的流程圖；
[0038]圖6是示出根據(jù)另一示例性實施例的音頻信號處理方法的流程圖；
[0039]圖7是根據(jù)另一示例性實施例的音頻信號處理設(shè)備的示意性框圖；
[0040]圖8示出根據(jù)示例性實施例的諸如圖7中所示的耳機連接單元；
[0041]圖9示出根據(jù)示例性實施例的諸如圖8中所示的插頭感測單元；
[0042]圖10示出根據(jù)示例性實施例的由圖7的用戶界面單元產(chǎn)生的用戶界面(UI)屏眷;
[0043]圖11示出根據(jù)另一示例性實施例的由圖7的用戶界面單元產(chǎn)生的UI屏幕。【具體實施方式】
[0044]如本文所用，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)所列項中的一個或更多個的任何和所有組合。諸如“……中的至少一個”的表達在位于元件(元素)列表之后時修飾整個元件(元素)列表，而非修飾列表中的單個元件(元素)。
[0045]耳機的阻抗值可根據(jù)(例如)耳機的型號、制造商和產(chǎn)品規(guī)格而變化。例如，耳機可具有16歐姆、32歐姆或300歐姆的阻抗值。此外，輸出音頻信號的音頻設(shè)備被設(shè)計為基于耳機具有預(yù)定阻抗值(例如，16歐姆或32歐姆)的假設(shè)將電壓施加到耳機。以下，將要施加到耳機的電壓將被稱作“耳機供電電壓”。
[0046]例如，如果在音頻設(shè)備中，耳機供電電壓被確定為2V，并且基于耳機具有32歐姆的阻抗值的假設(shè)確定了增益，則當(dāng)具有300歐姆的阻抗值的耳機連接到音頻設(shè)備時的聲音輸出的大小比具有32歐姆的阻抗值的耳機連接到音頻設(shè)備時小約十倍。
[0047]在這種情況下，由于音量根據(jù)聲音輸出的大小的減小而減小，因此不知道耳機的阻抗值的用戶可能難以經(jīng)由耳機聽到音頻信號。
[0048]現(xiàn)在將描述根據(jù)各種示例性實施例的即使耳機的阻抗值變化，也能夠?qū)⒁纛l信號的聲音的大小維持在恒定水平的音頻信號處理設(shè)備和方法。
[0049]圖1是根據(jù)示例性實施例的音頻信號處理設(shè)備100的示意性框圖。參照圖1，音頻信號處理設(shè)備100包括感測單元110(例如，傳感器)和放大器120。音頻信號處理設(shè)備100可以是能夠接收、處理或輸出音頻信號的各種電子設(shè)備中的任一種，例如，移動終端、MP3播放器、音頻設(shè)備、視頻設(shè)備、電視(TV)、筆記本計算機、個人計算機(PC)、相機、電話等。
[0050]感測單元110感測耳機130的阻抗值Zh，并且基于阻抗值Zh調(diào)節(jié)將要施加到接收的音頻信號的增益G_h。圖1示出耳機130具有負載端Zh，并且通過與放大器120的輸出音頻信號Sout對應(yīng)的供電電壓Vh和電流Ih來驅(qū)動。以下，施加到耳機130的供電電壓Vh將被稱作“供電電壓Vh”，耳機130的阻抗值用“Zh”指示。
[0051]當(dāng)在放大器120的輸出端與耳機130之間不存在電阻器或負載時，即，當(dāng)放大器120的輸出端直接連接到耳機130時，供電電壓Vh可等于輸出音頻信號Sout的電壓。[0052]放大器120接收輸入音頻信號Sin。放大器120被施加與從感測單元110輸出的增益G_h對應(yīng)的至少一個偏置電壓Vb (圖1中未示出)，并且通過根據(jù)增益G_h放大輸入信號Sin來產(chǎn)生輸出音頻信號Sout。另外,放大器120將輸出音頻信號Sout供應(yīng)給耳機130。
[0053]例如，施加到放大器120的偏置電壓Vb可具有高供電電壓(例如，+Vdd)和低供電電壓(例如，-Vdd)當(dāng)中的至少一個值，并且可從外部被施加。放大器120產(chǎn)生輸出音頻信號Sout, Sout的電壓小于或等于偏置電壓Vb。換言之,放大器120向偏置電壓Vb偏置。將在下面參照圖3A和圖3B詳細描述偏置電壓Vb。
[0054]音頻信號處理設(shè)備100還可包括耳機連接單元140。耳機連接單元140連接到耳機130的插頭(未示出)。圖1示出耳機130和音頻信號處理設(shè)備100連接到彼此的情況。
[0055]耳機130的插頭可以是三極插頭或四極插頭。三極插頭可包括左(L)端子、右(R)端子和接地(GND)端子。四極插頭可包括左(L)端子、右(R)端子、接地(GND)端子和麥克風(fēng)(MIC)端子。耳機連接單元140可包括將連接到三極插頭和/或四極插頭的連接端口(未示出)。
[0056]感測單元110可感測耳機130是否經(jīng)由耳機連接單元140 (例如，耳機連接器)連接到音頻信號處理設(shè)備100。例如，耳機連接單元140可包括端子、插頭、插孔等。當(dāng)確定耳機130連接到音頻信號處理設(shè)備100時，可通過感測單元110感測耳機130的阻抗值。耳機130的阻抗值可在耳機連接單元140連接到耳機130的插頭時由感測單元110自動感測。
[0057]圖2是根據(jù)另一示例性實施例的音頻信號處理設(shè)備200的示意性框圖。參照圖2，音頻信號處理設(shè)備200可包括感測單元210、放大器220和供電單元250 (例如，供電器)。音頻信號處理設(shè)備200還可包括耳機連接單元240。
[0058]圖2的感測單元210、放大器220和耳機連接單元240分別對應(yīng)于圖1的感測單元110、放大器120和耳機連接單元140，因此這里將不再描述。與圖1的音頻信號處理設(shè)備100不同，音頻信號處理設(shè)備200還可包括供電單元250。
[0059]供電單元250根據(jù)從感測單元210輸出的增益G_g調(diào)節(jié)至少一個偏置電壓Vb，并且將調(diào)節(jié)的至少一個偏置電壓Vb施加到放大器220。
[0060]音頻信號處理設(shè)備200還可包括電阻器Rl以感測耳機230的阻抗值。例如，與放大器220的輸出音頻信號Sout對應(yīng)的電壓根據(jù)電阻器Rl的電阻值與阻抗值Zh之比而被分壓。如果感測供電電壓Vh，則感測單元210可基于電阻器Rl的電阻值與阻抗值Zh之比通過使用分壓器規(guī)則來計算阻抗值Zh。
[0061]圖3A和圖3B是示出根據(jù)示例性實施例的音頻信號處理設(shè)備的操作的示圖。圖3A示出根據(jù)示例性實施例的圖2的感測單元210的增益調(diào)節(jié)。圖3B示出根據(jù)示例性實施例的從圖2的供電單元250施加的偏置電壓Vb以及圖2的放大器220的輸出信號Sout。
[0062]參照圖2和圖3A，耳機230的輸出功率P與電壓V的平方成正比，與耳機230的阻抗值Z成反比。
[0063]例如，如果耳機230的阻抗值Z為32歐姆，并且施加到耳機230的供電電壓Vh為2V,則耳機230的輸出功率P為約61mW。在這種情況下，感測單元210輸出給放大器220的增益G_h為“I”。由于環(huán)境條件或者寄生電阻分量，導(dǎo)致實際輸出功率P與通過圖3A中所示的等式計算出的輸出功率P可能彼此不同。[0064]感測單元210可存儲耳機230的阻抗值以及與阻抗值對應(yīng)的增益。另外，感測單元210可存儲計算增益G_h的等式，并且利用存儲的等式來計算增益。與耳機230的阻抗值對應(yīng)的增益或者所述等式可根據(jù)耳機230的型號或產(chǎn)品規(guī)格或者音頻信號處理設(shè)備200的型號或產(chǎn)品規(guī)格而變化。
[0065]現(xiàn)在將描述由于具有不同型號或產(chǎn)品規(guī)格的耳機連接到音頻信號處理設(shè)備200，阻抗值Z改變?yōu)?00歐姆的情況。
[0066]參照圖3A，如果阻抗值Z改變?yōu)?00歐姆，則感測單元210可根據(jù)改變的阻抗值Z將增益G_h調(diào)節(jié)為“3.06”。在這種情況下，放大器220按照增益G_h放大輸入音頻信號Sin,并輸出電壓為6.12V的輸入音頻信號。
[0067]如果耳機230的阻抗值為300歐姆并且供電電壓Vh為6.12V，則輸出功率P維持在約61mW。即，感測單元210可調(diào)節(jié)增益G_h，使得輸出音頻信號Sout的輸出功率可維持恒定。這里，輸出音頻信號Sout的輸出功率等于耳機230的輸出功率P。另外，耳機230的輸出功率P與從耳機230輸出的音頻信號的聲音的大小成正比。
[0068]如上所述，在根據(jù)示例性實施例的音頻信號處理設(shè)備200中，感測單元210可根據(jù)耳機230的阻抗值Z調(diào)節(jié)將被施加到放大器220的增益G_h，從而不管耳機230的阻抗值Z如何，而將從耳機230輸出的音頻信號的聲音的大小維持在恒定水平。
[0069]參照圖3B，X軸表示時間，Y軸表示電壓。曲線310表示當(dāng)偏置電壓Vb的值為“VI”時的輸出音頻信號Sout，曲線320表示當(dāng)偏置電壓Vb的值為“V2”時的輸出音頻信號Sout。
[0070]圖3B的曲線示出當(dāng)連接到音頻信號處理設(shè)備200的耳機230的阻抗值為32歐姆時(即，在時間點tl之前)以及當(dāng)連接到音頻信號處理設(shè)備200的耳機230的阻抗值改變?yōu)?00歐姆時(即，在時間點tl之后)，供電電壓Vh的變化。
[0071]參照圖3A和圖3B，在時間點tl之前，耳機230的阻抗值為32歐姆，供電電壓Vh為2V。在這種情況下，供電單元250根據(jù)由感測單元210設(shè)置的增益V_h施加值為Vl的偏置電壓Vb。
[0072]供電單元250根據(jù)增益G_h調(diào)節(jié)偏置電壓Vb。詳細地講，供電單元250可與增益G_h成正比地調(diào)節(jié)偏置電壓Vb。偏置電壓Vb可被設(shè)置為等于或大于輸出音頻信號320的最大電壓。
[0073]詳細地講，當(dāng)施加增益G_h時，偏置電壓Vb可被設(shè)置為比輸出音頻信號320的最大電壓大預(yù)定裕度(margin)。所述預(yù)定裕度可根據(jù)輸出音頻信號320的最大電壓、音頻信號處理設(shè)備200的產(chǎn)品規(guī)格等而變化。
[0074]參照圖3A和圖3B，在時間點tl之后，耳機230的阻抗值為300歐姆，并且根據(jù)調(diào)節(jié)的增益G_h，供電電壓Vh為6.12V。如果增益G_h的增大導(dǎo)致供電電壓Vh的增大，則基于等于Vl的偏置電壓Vb對輸出音頻信號320限幅，然后將其輸出(如曲線310中一樣)，以像時間點tl之前一樣將偏置電壓Vb維持為VI。換言之,在偏置電壓Vb小于或大于“VI”的時間段331、332、333和334中對輸出音頻信號320限幅。在時間段331、332、333和334中，輸出音頻信號320失真，因此使聲音質(zhì)量變差。
[0075]在耳機230的阻抗值發(fā)生改變的時間點tl之后，供電單元250將偏置電壓Vb調(diào)節(jié)為“V2”，并輸出調(diào)節(jié)的偏置電壓Vb。
[0076]換言之，音頻信號處理設(shè)備200可根據(jù)增益G_h調(diào)節(jié)偏置電壓Vb，使得可在不對輸出音頻信號320限幅的情況下將輸出音頻信號320輸出。
[0077]感測單元210可存儲與增益G_h對應(yīng)的偏置電壓Vb，并將關(guān)于對應(yīng)偏置電壓Vb的信息提供給供電單元250。因此，供電單元250可基于從感測單元210接收的關(guān)于對應(yīng)偏置電壓Vb的信息來調(diào)節(jié)并輸出偏置電壓Vb。因此，供電單元250可按照使得輸出音頻信號Sout可不被限幅的方式產(chǎn)生偏置電壓Vb，從而與無條件地產(chǎn)生高偏置電壓Vb時相比，降低更多功耗。
[0078]如上所述，在根據(jù)示例性實施例的音頻信號處理設(shè)備100和200中，根據(jù)耳機130和230的阻抗值Zh調(diào)節(jié)增益G_h和偏置電壓Vb，從而將從耳機130和230輸出的音頻信號的聲音的大小維持在恒定水平，并防止輸出音頻信號被限幅。因此，音頻信號處理設(shè)備100和200能夠根據(jù)耳機130和230的阻抗值防止音頻信號失真并將從耳機130和230輸出的音頻信號的聲音的大小維持在恒定水平。
[0079]另外，感測單元210可以以頻帶為單位感測耳機230的阻抗值。詳細地講，可以以頻帶為單位感測耳機230的阻抗值，以獲得根據(jù)頻率的變化的阻抗值特性曲線。下面將參照圖4描述阻抗值特性曲線。
[0080]圖4是示出根據(jù)示例性實施例的耳機的阻抗值的變化的曲線圖。在圖4中，X軸表示以赫茲(Hz)為單位表達的頻率，Y軸表示以歐姆為單位表達的耳機的阻抗值。
[0081]在圖4中，曲線410、420、430和440表示與不同耳機型號對應(yīng)的阻抗值特性曲線。例如，由制造商A制造的耳機可具有曲線410中所示的阻抗值特性，由制造商B制造的耳機可具有曲線420中所示的阻抗值特性，由制造商C制造的耳機可具有曲線430中所示的阻抗值特性，由制造商D制造的耳機可具有曲線440中所示的阻抗值特性.[0082]參照圖4，耳機根據(jù)其制造商、型號或產(chǎn)品規(guī)格以頻率為單位具有不同的阻抗值特性。
[0083]另外，相同的耳機以頻帶為單位可具有不同的阻抗值。參照曲線440，制造商D的耳機以頻率為單位具有相同或相似的阻抗值。相比之下，參照曲線410，制造商A的耳機以頻帶為單位具有非常不同的阻抗值。
[0084]參照曲線410，制造商A的耳機在與直流(DC)電壓分量對應(yīng)的IOHz的低頻處具有約320歐姆的阻抗值。隨著頻率增大，耳機的阻抗值增大至約620歐姆。在頻帶f2至f4中，制造商A的耳機具有收斂于歐姆的阻抗值。
[0085]參照曲線420，制造商B的耳機在IOHz處具有約250歐姆(c歐姆)的阻抗值。隨著頻率增大，耳機的阻抗值增大至約350歐姆。從頻帶Π至f3，制造商B的耳機具有收斂于c歐姆的阻抗值。
[0086]這里，耳機的阻抗值收斂于預(yù)定值的頻帶被稱作“收斂頻帶”。感測單元210可獲得收斂頻帶內(nèi)的阻抗值，作為耳機的阻抗值。詳細地講，可獲得與收斂頻帶對應(yīng)的阻抗值的平均值作為耳機的阻抗值。根據(jù)獲得的阻抗值調(diào)節(jié)增益G_h。
[0087]例如，獲得與作為收斂頻帶的頻帶f2至f4對應(yīng)的b歐姆作為制造商A的耳機的阻抗。
[0088]另外，感測單元210可獲得與DC電壓分量所對應(yīng)的頻帶對應(yīng)的阻抗值，作為耳機的阻抗值。DC電壓分量是低頻帶中的電壓分量，與DC電壓分量對應(yīng)的頻帶是具有最小頻率的頻帶。例如，在制造商B的耳機的情況下，與具有類似于匹配阻抗值的值的DC電壓分量對應(yīng)的頻帶是小于或大于IOHz的頻帶。因此，可感測到c歐姆作為制造商B的耳機的阻抗值。
[0089]圖5是示出根據(jù)示例性實施例的音頻信號處理方法500的流程圖。參照圖5，音頻信號處理方法500是由可連接到耳機的音頻信號處理設(shè)備執(zhí)行的處理輸入音頻信號的方法。音頻信號處理方法500可由圖1或圖2的音頻信號處理設(shè)備100或200執(zhí)行?，F(xiàn)在將參照圖2和圖5描述音頻信號處理方法500。
[0090]參照圖5，在音頻信號處理方法500中，在操作510中，感測連接到音頻信號處理設(shè)備200的耳機230的阻抗值。操作510可由感測單元210執(zhí)行。
[0091]然后，在操作520中，基于在操作510中感測到的阻抗值調(diào)節(jié)將被施加到輸入音頻信號Sin的增益G_h。操作520可由感測單元210執(zhí)行。
[0092]然后，在操作530中，通過接收與在操作520中調(diào)節(jié)的增益G_h對應(yīng)的至少一個偏置電壓Vb并根據(jù)增益G_h放大輸入音頻信號Sin來產(chǎn)生輸出音頻信號Sout。操作530可由放大器220執(zhí)行。
[0093]圖5的音頻信號處理方法500的技術(shù)構(gòu)思與圖1的音頻信號處理設(shè)備100的操作相同或相似。因此，這里將不重復(fù)與音頻信號處理設(shè)備100的操作相同或相似的音頻信號處理方法500的描述。
[0094]圖6是示出根據(jù)另一示例性實施例的音頻信號處理方法600的流程圖。與圖5的音頻信號處理方法500不同，音頻信號處理方法600還可包括操作610和640當(dāng)中的至少一個。音頻信號處理方法600的操作620、630和650分別對應(yīng)于音頻信號處理方法500的操作510、520和530，因此這里將不再描述。
[0095]參照圖2和圖6，在音頻信號處理方法600中，在操作640中，感測耳機230是否連接到音頻信號處理設(shè)備200。操作610可通過使用感測單元210通過確定耳機230的插頭(未示出)是否連接到耳機連接單元240來執(zhí)行。在操作630中，如果在操作610中確定耳機230連接到音頻信號處理設(shè)備200，則可感測耳機230的阻抗值。
[0096]盡管未示出，但是操作620可包括:以頻帶為單位感測耳機230的阻抗值。
[0097]在操作630中，基于在操作620中感測到的阻抗值調(diào)節(jié)將被施加到輸入音頻信號Sin的增益G_h。
[0098]然后，在操作640中，可根據(jù)在操作630中調(diào)節(jié)的增益G_h來調(diào)節(jié)將被施加到放大器220的至少一個偏置電壓Vb。操作650可由供電單元250執(zhí)行。
[0099]盡管未示出，但是操作640可包括:調(diào)節(jié)至少一個偏置電壓Vb，使得輸出音頻信號Sout可不被限幅。
[0100]然后，在操作650中，可從在操作640中調(diào)節(jié)的至少一個偏置電壓Vb產(chǎn)生輸出音頻信號Sout。
[0101]圖6的音頻信號處理方法600的技術(shù)構(gòu)思與圖1的音頻信號處理設(shè)備100的操作相同或相似。因此，這里將不再重復(fù)與音頻信號處理設(shè)備100的操作相同或相似的音頻信號處理方法600的描述。
[0102]圖7是根據(jù)另一示例性實施例的音頻信號處理設(shè)備700的示意性框圖。參照圖7，音頻信號處理設(shè)備700包括耳機連接單元740和插頭感測單元760 (例如，插頭傳感器)。音頻信號處理設(shè)備700還包括感測單元710、放大器720和供電單元750。圖7的感測單元710、放大器720、耳機730、耳機連接單元740和供電單元750分別對應(yīng)于圖2的感測單元210、放大器220、耳機230、耳機連接單元240和供電單元250，因此這里將不再描述。
[0103]現(xiàn)在將參照圖8詳細描述耳機連接單元740。
[0104]圖8示出根據(jù)示例性實施例的諸如圖7中所示的耳機連接單元800。耳機連接單元800對應(yīng)于圖7的耳機連接單元740。
[0105]耳機連接單元800包括插頭插入單元810 (例如，插頭插入器)、第三極連接端子820和第四極連接端子830。耳機連接單元800將圖7的耳機730連接到圖7的音頻信號處理設(shè)備700。
[0106]耳機730的插頭860插入到插頭插入單元810中。
[0107]第三極連接端子820連接到耳機730的第三極端子853。
[0108]第四極連接端子830連接到耳機730的第四極端子854。
[0109]耳機730的插頭860可包括三個或四個端子。當(dāng)插頭860包括三個端子時，插頭860可被稱作三極插頭，當(dāng)插頭860包括四個端子時，插頭860可被稱作四極插頭。圖8示出插頭860為四極插頭的情況。
[0110]當(dāng)插頭860為四極插頭時，插頭860包括四個端子，即，第一極端子851、第二極端子852、第三極端子853和第四極端子854。第一至第四極端子851至854可分別為左(L)端子、右(R)端子、接地(GND)端子和麥克風(fēng)(MIC)端子。另外，當(dāng)插頭860為四極插頭時，第一至第四極端子851至854可分別為左(L)端子、右(R)端子、麥克風(fēng)(MIC)端子和接地(GND)端子。另外，在兩個相鄰端子(例如，第三極端子853和第四極端子854)之間可有絕緣環(huán)871，以將相鄰的兩個端子彼此斷開電連接。
[0111]如果插頭860是三極插頭，則插頭860僅包括左(L)端子、右(R)端子和接地(GND)端子。即，第三極端子853和第四極端子854彼此不分離，并被一起設(shè)置為一個接地(GND)端子。在這種情況下，不需要絕緣環(huán)871來將第三端子853和第四端子854彼此斷開電連接。
[0112]耳機連接單元800還包括第一極連接端子840和第二極連接端子850。第一極連接端子840和第二極連接端子850分別連接到第一極端子851和第二極端子852。
[0113]插頭感測單元760基于第三極連接端子853和第四極連接端子854的電壓之差來確定插頭860是三極插頭還是四極插頭?，F(xiàn)在將參照圖9詳細描述插頭感測單元760。
[0114]圖9示出根據(jù)示例性實施例的諸如圖8中所示的插頭感測單元960。在圖9中,插頭插入單元910、第三極連接端子920、第四極連接端子930、插頭950和插頭感測單元960分別對應(yīng)于圖8的插頭插入單元810、第三極連接端子820、第四極連接端子830、插頭860和插頭感測單元860，因此這里將不再描述。
[0115]插頭感測單元960感測施加到第三極連接端子920的電壓與施加到第四極連接端子930的電壓之差。為此，第三極連接端子920可連接到低供電電壓源，第四極連接端子930可連接到高供電電壓源。高供電電壓源可以是偏置電壓Vbias源，低供電電壓源可以是地電壓Vground源。第三極連接端子920可連接到高供電電壓源，第四極連接端子930可連接到低供電電壓源。
[0116]詳細地講，插頭感測單元960感測電壓963，電壓963是通過第三極連接端子920感測的節(jié)點N12的電壓與通過第四極連接端子930感測的節(jié)點Nll的電壓之差。如果第三極連接端子920和第四極連接端子930的電壓之差為零，則可確定插頭950為三極插頭。
[0117]當(dāng)插頭950是三極插頭時，第三極連接端子920和第四極連接端子930被一起設(shè)置為一個接地(GND)端子，并且彼此短路。因此，第三極連接端子920和第四極連接端子930的電壓之差為零或近似為零。在這種情況下，插頭感測單元960可確定插頭950為三極插頭。
[0118]當(dāng)插頭950是四極插頭時，第三極連接端子920和第四極連接端子930經(jīng)由絕緣環(huán)971分開，并因此彼此絕緣。因此，地電壓Vground被施加到第三極連接端子920，偏置電壓Vbs被施加到第四極連接端子930。因此，第三極連接端子920和第四極連接端子930的電壓之差為(偏置電壓Vbias-地電壓Vground)。因此，當(dāng)?shù)谌龢O連接端子920和第四極連接端子930的電壓之差類似于或等于高供電電壓與低供電電壓之差，即，(偏置電壓Vbias -地電壓Vground)時,插頭感測單元960可確定插頭950為四極插頭。
[0119]如上所述，當(dāng)插頭950為四極插頭時，第三極連接端子920和第四極連接端子930經(jīng)由絕緣環(huán)971分開，并因此彼此絕緣。因此，第三極連接端子920與第四極連接端子930之間的阻抗為高阻抗。換言之，第三極連接端子920和第四極連接端子930之間的連接為開路。
[0120]當(dāng)?shù)谌龢O連接端子920與第四極連接端子930之間的阻抗值高時，插頭感測單元960可確定插頭950為四極插頭。
[0121]返回參照圖7，音頻信號處理設(shè)備700包括如上所述的感測單元710、放大器720和供電單元750，并且還可包括用戶界面單元770和顯示單元780 (例如，顯示器)當(dāng)中的至少一個。
[0122]感測單元710感測耳機730的阻抗值。與圖1或圖2的感測單元110或210相比，感測單元710可感測耳機730的阻抗值，并且可不調(diào)節(jié)將被施加到輸入音頻信號的增益G_h0
[0123]用戶界面單元770(例如，用戶界面產(chǎn)生器)產(chǎn)生用戶界面(UI)屏幕，該Π屏幕用于選擇是否將根據(jù)感測到的阻抗值將增益G_h施加到輸入音頻信號?，F(xiàn)在將參照圖10和圖11詳細描述Π屏幕。
[0124]顯示單元780顯示UI屏幕。顯示單元780的示例包括液晶顯示器(IXD)面板、有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器、陰極射線管(CRT)顯示器、等離子體顯示器、發(fā)光二極管顯示
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[0125]圖10示出根據(jù)示例性實施例的由圖7的用戶界面單元770產(chǎn)生的Π屏幕。
[0126]如上面參照圖7所述，感測單元710可感測耳機730的阻抗值，并且根據(jù)感測到的阻抗值調(diào)節(jié)將被施加到輸入音頻信號的增益G_h。
[0127]參照圖10，用戶界面單元770可產(chǎn)生用于選擇是否將根據(jù)感測到的阻抗值將增益G_h施加到輸入音頻信號的UI屏幕1010。
[0128]當(dāng)用戶點擊在圖7的顯示單元780顯示上的UI屏幕1010上的“是”鍵1011，以調(diào)節(jié)增益G_h時，用戶界面單元770可輸出UI屏幕1020，UI屏幕1020用于選擇將增益G_h調(diào)節(jié)為與耳機730的阻抗值對應(yīng)的推薦增益還是用戶想要的期望值。如果用戶選擇“推薦增益”鍵1021，則增益G_h被調(diào)節(jié)為推薦增益，該推薦增益是與感測到的阻抗值對應(yīng)的最佳增益。[0129]當(dāng)增益G_h改變時，用戶界面單元770可產(chǎn)生用于允許用戶識別出改變的增益G_h的UI屏幕1030。
[0130]圖11示出根據(jù)示例性實施例的由圖7的用戶界面單元770產(chǎn)生的Π屏幕。參照圖11，用戶界面單元770可產(chǎn)生Π屏幕1110，Π屏幕1110用于根據(jù)感測到的耳機的阻抗值調(diào)節(jié)將被施加到輸入音頻信號的增益。
[0131]UI屏幕1110可包括菜單1120，菜單1120用于顯示感測到的阻抗值、施加到圖7的音頻信號處理設(shè)備700的當(dāng)前增益、以及根據(jù)感測到的阻抗值優(yōu)化的推薦增益。
[0132]UI屏幕1110還可包括用于調(diào)節(jié)增益的“增益調(diào)節(jié)”菜單1130。
[0133]增益調(diào)節(jié)菜單1130可包括用于將施加到輸入音頻信號的增益設(shè)置為推薦增益的“推薦值”鍵1111、用于調(diào)節(jié)增益的增益增加/減小鍵1113以及用于維持現(xiàn)有增益的“維持”鍵1115。增益增加/減小鍵1113可包括用于顯示調(diào)節(jié)的增益的窗口 1114。
[0134]當(dāng)調(diào)節(jié)增益時，用戶界面單元770還可產(chǎn)生用于根據(jù)調(diào)節(jié)的增益來調(diào)節(jié)上面參照圖2或圖3描述的偏置電壓Vb的UI屏幕(未示出)。用于調(diào)節(jié)偏置電壓Vb的UI屏幕被顯示在顯示單元780上，并且用戶可利用顯示的Π屏幕來調(diào)節(jié)或維持偏置電壓Vb。
[0135]此外，感測單元700可控制用戶界面單元770不產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)偏置電壓Vb的UI屏幕，而是允許根據(jù)調(diào)節(jié)的增益自動控制偏置電壓Vb。
[0136]如上面參照圖10和圖11所述，可允許用戶利用用戶界面單元770根據(jù)感測到的耳機的阻抗值控制增益，從而根據(jù)用戶請求來設(shè)置期望的增益。
[0137]盡管示例性實施例可被實施為計算機可讀記錄介質(zhì)上的計算機可讀代碼，但是不限于此。計算機可讀記錄介質(zhì)是能夠存儲隨后可由計算機系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲裝置。計算機可讀記錄介質(zhì)的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、CD-R0M、磁帶、軟盤和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置。計算機可讀記錄介質(zhì)還可分布于聯(lián)網(wǎng)的計算機系統(tǒng)中，使得計算機可讀代碼以分布式方式被存儲和執(zhí)行。另外，示例性實施例可被編寫為計算機程序，所述計算機程序經(jīng)計算機可讀傳輸介質(zhì)(例如，載波)發(fā)送，并且在執(zhí)行程序的通用或?qū)Ｓ脭?shù)字計算機中被接收和實現(xiàn)。此外，應(yīng)該理解，在示例性實施例中，上述設(shè)備的一個或更多個單元可包括電路、處理器、微處理器等，并且可執(zhí)行存儲在計算機可讀介質(zhì)中的計算機程序。
[0138]盡管上面已具體示出和描述了示例性實施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的情況下，可進行形式和細節(jié)上的各種改變。
【權(quán)利要求】
1.一種音頻信號處理設(shè)備，包括: 傳感器，確定耳機的阻抗值，并基于確定的阻抗值調(diào)節(jié)將被施加到音頻信號的增益； 放大器，通過接收與調(diào)節(jié)的增益對應(yīng)的至少一個偏置電壓來產(chǎn)生輸出音頻信號，并根據(jù)調(diào)節(jié)的增益放大音頻信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理設(shè)備，還包括:供電器，其根據(jù)調(diào)節(jié)的增益調(diào)節(jié)所述至少一個偏置電壓并且將調(diào)節(jié)的所述至少一個偏置電壓施加到所述放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻信號處理設(shè)備，其中，所述供電器調(diào)節(jié)所述至少一個偏置電壓以防止輸出音頻信號的限幅。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻信號處理設(shè)備，其中，所述供電器將所述至少一個偏置電壓調(diào)節(jié)為等于或大于輸出音頻信號的最大電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻信號處理設(shè)備，其中，所述供電器與調(diào)節(jié)的增益成正比地調(diào)節(jié)所述至少一個偏置電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理設(shè)備，其中，所述傳感器以頻帶為單位感測阻抗值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻信號處理設(shè)備，其中，所述傳感器獲得根據(jù)頻率變化的耳機的阻抗值特性曲線。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻信號處理設(shè)備， 其中，所述傳感器檢測收斂頻帶，并獲得與收斂頻帶對應(yīng)的阻抗值，作為耳機的阻抗值，所述收斂頻帶是阻抗值收斂于預(yù)定值的頻帶， 其中，所述傳感器獲得與收斂頻帶對應(yīng)的阻抗值的平均值，作為耳機的阻抗值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理設(shè)備，還包括連接到耳機的插頭的耳機連接器， 其中，所述傳感器感測耳機是否連接到耳機連接器，并且響應(yīng)于感測到耳機連接到耳機連接器而感測耳機的阻抗值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的音頻信號處理設(shè)備，其中，所述耳機連接器包括: 插頭插入器，耳機的插頭被插入所述插頭插入器中； 第三極連接端子，連接到耳機的第三極端子； 第四極連接端子，連接到耳機的第四極端子， 所述音頻信號處理設(shè)備還包括:插頭傳感器，其基于第三極連接端子與第四極連接端子的電壓之差來確定插頭是三極插頭還是四極插頭。
11.一種由可連接到耳機的音頻信號處理設(shè)備執(zhí)行的處理音頻信號的方法，所述方法包括: 確定耳機的阻抗值； 基于確定的阻抗值調(diào)節(jié)將被施加到音頻信號的增益； 通過接收與通過所述確定步驟調(diào)節(jié)的增益對應(yīng)的至少一個偏置電壓并根據(jù)調(diào)節(jié)的增益放大音頻信號來產(chǎn)生輸出音頻信號。
12.—種音頻信號處理設(shè)備，包括: 插頭插入器，耳機的插頭被插入所述插頭插入器中； 第三極連接端子，連接到耳機的第三極端子；第四極連接端子，連接到耳機的第四極端子； 插頭傳感器，基于第三極連接端子與第四極連接端子的電壓之差來確定插頭是三極插頭還是四極插頭。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的音頻信號處理設(shè)備，其中: 第三極連接端子連接到低供電電壓源； 第四極連接端子連接到高供電電壓源； 響應(yīng)于第三極連接端子與第四極連接端子的電壓之差為零，插頭傳感器確定插頭是三極插頭， 其中，響應(yīng)于第三極連接端子與第四極連接端子的電壓之差等于高供電電壓與低供電電壓之差，插頭傳感器確定插頭是四極插頭。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的音頻信號處理設(shè)備，其中: 第三極連接端子連接到高供電電壓源； 第四極連接端子連接到低供電電壓源； 響應(yīng)于第三極連接端子與第四極連接端子的電壓之差為零，插頭傳感器確定插頭是三極插頭。
15.—種音頻信號處理設(shè)備,包括: 傳感器，感測耳機的阻抗值； 用戶界面產(chǎn)生器，產(chǎn)生用于選擇是否將基于感測到的阻抗值調(diào)節(jié)施加到音頻信號的增益的用戶界面屏幕； 顯示器，顯示用戶界面屏幕。
【文檔編號】H04R3/00GK103918282SQ201280054356
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月6日
【發(fā)明者】金漢起, 樸海光, 林東賢 申請人:三星電子株式會社