用於骨傳導裝置中的耳機的製作方法

2023-07-08 08:09:26 1

專利名稱：用於骨傳導裝置中的耳機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種耳機，尤其是一種用於骨傳導裝置中的改進式耳機。
背景技術：
目前，市面上的普通耳機戴的時間長了會使人產生疲勞感，嚴重者還會 導致聽力下降，危害使用者的身體健康，並且在嘈雜的環境中使用，由於噪 聲的影響，通信對方傳來的信號和傳給通信對方的信號都會受到噪聲的幹擾， 從而難以達到較好的視聽使用效果。
另外，雖然採用骨傳導方式的耳機目前己有應用，如助聽器、耳機、手 機電話等，但它只是將音頻信號轉變為一種振動頻率傳遞到聽骨，達到獲取 聲音的目的，從而功能比較單一。另外，由於現有的骨傳導式耳機設計結構 複雜，內部組件較多，也不利於日常的維護與清潔。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種設計結構簡單合理，能夠有效消除外界噪 音幹擾，避免空氣傳導方式給耳膜帶來的損害，並且能夠接收到周邊環境的 語音信息的一種骨傳導裝置的一種用於骨傳導裝置中的改進式耳機。
為實現上述目的，本實用新型提供一種用於骨傳導裝置中的改進式耳機， 包括殼體及與所述殼體連接的電源，所述殼體內部設有麥克風、放大器與振 蕩器，所述殼體內部還設有移頻移相器、回聲消除器與匹配器。
所述移頻移相器的內部設有頻率合成器。
所述頻率合成器包括用於對頻率控制字符進行線性累加的相位累加模 塊、相位加法模塊、波形存儲模塊、數字乘法模塊、數模轉換模塊與低通濾 波模塊。
所述匹配器內部還設有用於將低電壓信號轉換為聲音信號的聲電轉換器。
所述麥克風的體積為5立方毫米，響應頻率為5Hz—40000Hz，並且與所 述移頻移相器、所述回聲消除器、所述放大器、所述振蕩器及所述匹配器相 連接。
所述振蕩器由晶體振蕩器與壓控振蕩器構成。
所述放大器包括前置放大模塊、功率放大模塊、預放大器、移頻器與相 位探測單元。
所述相位累加模塊與所述數模轉換模塊還分別與信號參考模塊相連接。 所述晶體振蕩器與所述壓控振蕩器之間還設有功分器。 與現有技術相比，本實用新型具有以下優點
本實用新型的用於骨傳導裝置中的改進式耳機，包括殼體及與其連接的 電源，殼體內部不但設有麥克風、放大器與振蕩器，還設有移頻移相器、回 聲消除器與匹配器。該匹配器內部設有聲電轉換器；移頻移相器的內部設有 頻率合成器，頻率合成器主要由相位累加模塊與波形存儲模塊構成。麥克風 的體積為5立方毫米，響應頻率為5Hz—40000Hz，並且與移頻移相器、回聲 消除器、放大器、振蕩器及匹配器相連接。本實用新型設計結構簡單合理、 佩戴方便、使用安全，通過骨頭介質來傳導聲音，避免使人產生疲勞感，也 保護使用者的聽力，並且能夠有效消除外界噪音幹擾功能，同時解決了在使 用空氣傳導接收裝置時使用者無法接收周邊環境語音信息的弊端，還能夠接 收到周邊環境的語音信息，為聽力障礙患者提供了一種全新的語音接收方式。


圖l為本實用新型整體結構框圖2為本實用新型頻率合成器與信號參考模塊連接框圖； 圖3為本實用新型頻率實測圖4為本實用新型振動裝置與放大器連接結構框圖。
具體實施方式

圖1為本實用新型整體結構框圖，本實用新型通過與其連接的電源為其內部的部件提供電能，其內部組件包括麥克風、移頻移相器、回聲消除器、 放大器、振蕩器及匹配器，振蕩器依次與放大器、移頻移相器、匹配器、回 聲消除器與麥克風連接。該振蕩器由晶體振蕩器與壓控振蕩器構成，晶體振
蕩器與壓控振蕩器之間還設有功分器；放大器包括前置放大模塊、功率放大 模塊、移頻器與相位探測模塊；移頻移相器的移相範圍為0—2tt，移相步進值 小於且等於0.1°，頻率轉換時間小於且等於lps，雜散值大於且等於75dB。 移頻移相器內部還設有頻率合成器，頻率合成器包括用於對頻率控制字符進 行線性累加的相位累加模塊、相位加法模塊、波形存儲模塊、數字乘法模塊、 數模轉換模塊與低通濾波模塊。匹配器的內部設有聲電轉換器，匹配器用於 的高電壓信號轉換為低電壓信號，然後低電壓信號輸入其內部的聲電轉換器 中，該聲電轉換器用於將低電壓信號轉換為聲音信號，然後將傳輸至回聲清 除器內部。聲學回聲消除器是對揚聲器信號與由它產生的多路徑回聲的相關 性為基礎，建立遠端信號的語音模型，利用它對回聲進行估計，並不斷地修 改濾波器的係數，使得估計值更加逼近真實的回聲。然後，將回聲估計值從 話筒的輸入信號中減去，從而達到消除回聲的目的。聲學回聲消除器還將話 筒的輸入與揚聲器過去的值相比較，從而消除延長延遲的多次反射的聲學回 聲。根椐存儲器存放的過去的揚聲器輸出值的多少，聲學回聲消除器可以消 除各種延遲的回聲；該麥克風利用矽晶片製造工藝首先在矽表面之下蝕刻出 一個極其微小的孔狀空間，然後在其上覆蓋一層厚度僅為500納米的薄膜。 當聲波傳至孔穴中的時候，其表面的這層薄膜將振動並產生電子信號。該信 號經由其它電子器件等經過進一步處理後，就可以達到麥克風的錄音以及擴 音效果。該麥克風的外形為傳統的晶片狀，響應頻率為5Hz—40000Hz，其體 積僅為約5立方毫米，是目前普通微型麥克風的約十分之一。
圖2為本實用新型頻率合成器與信號參考模塊連接框圖。頻率合成器包 括用於對頻率控制字符進行線性累加的相位累加模塊、相位加法模塊、波形 存儲模塊、數字乘法模塊、數模轉換模塊與低通濾波模塊，相位累加模塊與 所述數模轉換模塊還分別與信號參考模塊相連接。其中，參考信號單元為高 穩晶振，其輸出信號用於提供DDS頻率合成器各種部件的同步工作；相位累 加器是DDS頻率合成器的核心，它由一個N位字長的二進位加法器和一個由 時鐘fc取樣的N位寄存器組成，作用是對頻率控制字K進行線性累加；波形 存儲器中所存儲的是一張函數波形查詢表，對應不同的相位碼址輸出不同的幅度編碼。當相位控制字為0，幅度控制字為l時，相位累加器輸出的相位序 列對波形存儲器尋址，得到一系列離散的幅度編碼。該幅度編碼經D/A轉換 後得到對應的階梯波，最後經低通濾波器平滑後可得到所需的模擬波形。設 相位累加器字長為N，則DDS頻率合成器輸出頻率fo和頻率解析度Afmin
厶fmin豕
通過改變相位控制字P可以控制輸出信號的相位參數，令相位加法器的 字長為M，當相位控制字由O躍變到P (P#0)時，波形存儲器的輸入為相位 累加器的輸出與相位控制字P之和，因而其輸出的幅度編碼相位會增加 2兀p/2M，使最後輸出的模擬信號產生相移。相移最小步進主要取決於相位加 法器的字長，相移解析度則取決於相位累加器的字長N，如以下兩個公式所 示
n 2 it 2 b
DDS頻率合成器輸出信號的幅度可通過在波形存儲器之後插入一個數字 相乘器來實現，幅度控制字A起到對波形存儲器的輸出幅度編碼進行加權的 作用。
由以上分析可知，當DDS頻率合成器的相位累加器字長和相位加法器字 長固定後，通過改變K、 P、 A可有效地控制DDS頻率合成器輸出模擬信號 的頻率、相位和幅度。
圖3為本實用新型頻率實測圖。由圖3可知，DDS頻率合成器是一個全 數字結構的開環系統，無反饋環節，因此其速度極快， 一般都在毫微秒量級。
由於全數字結構，導致DDS頻率合成器的致命缺陷即雜波分布廣泛，當 落入輸出頻帶內，則無法濾除。雜散主要是由於數字器件的非理想特性而帶 來的幅度量化誤差、相位截斷誤差等因素所致。
其主要雜波分量遵循Nyquist抽樣定理，雜波分量出現在參考頻率與輸出 頻率的組合處，艮P-
nfc±fo(n=0， ±1， ±2，...)處。在fo處的信號最強，距輸出頻率最近的雜波分量為fc-fo。
DDS頻率合成器原理上是一個分頻器，因此理論上DDS輸出信號的相位 噪聲較時鐘信號更好，但是由於數字器件本身噪聲基底的限制以及其他一些 不可預知的因素，因而DDS頻率合成器輸出信號的相噪都不及時鐘信號。
圖4本實用新型振動裝置與放大器連接結構框圖，該振蕩器由晶體振蕩 器與兩個壓控振動器構成，晶體振蕩器與兩個壓控振蕩器之間還設有功分器。 該放大器分別由兩個前置放大模塊與功率放大模塊構成，兩個功率放大模塊 通過線路分別與相位探測模塊連接，該相位探測模塊分別與兩個移頻器及其 中一個壓控振蕩器連接。
該放大器內部採用雙積分電子電路，不同於傳統的低通濾波器原理。所 謂積分電路是由一個串接在反饋環路內的電容器和一個運算放大器等構成的 一個電子電路，與電容器並聯的電阻用來阻此積分器對過低頻率的積分引起 的運算放大器直流電聲失調而造成過載，這一電路頻率回應隨頻率的降低而 斜率上升，頻率每降低一個倍頻程而頻率回應則以6dB的斜率上升。
以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是，本實用新型並非 局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護 範圍。
權利要求1、一種用於骨傳導裝置中的改進式耳機，包括殼體及與所述殼體連接的電源，所述殼體內部設有麥克風、放大器與振蕩器，其特徵在於，所述殼體內部還設有移頻移相器、回聲消除器與匹配器。
2、 如權利要求l所述的用於骨傳導裝置中的改進式耳機，其特徵在於， 所述移頻移相器的內部設有頻率合成器。
3、 如權利要求2所述的用於骨傳導裝置中的改進式耳機，其特徵在於， 所述頻率合成器包括用於對頻率控制字符進行線性累加的相位累加模塊、相 位加法模塊、波形存儲模塊、數字乘法模塊、數模轉換模塊與低通濾波模塊。
4、 如權利要求l所述的用於骨傳導裝置中的改進式耳機，其特徵在於， 所述匹配器內部還設有用於將低電壓信號轉換為聲音信號的聲電轉換器。
5、 如權利要求l所述的用於骨傳導裝置中的改進式耳機，其特徵在於， 所述麥克風的體積為5立方毫米，響應頻率為5Hz—40000Hz，並且與所述移 頻移相器、所述回聲消除器、所述放大器、所述振蕩器及所述匹配器相連接。
6、 如權利要求l所述的用於骨傳導裝置中的改進式耳機，其特徵在於， 所述振蕩器由晶體振蕩器與壓控振蕩器構成。
7、 如權利要求l所述的用於骨傳導裝置中的改進式耳機，其特徵在於， 所述放大器包括前置放大模塊、功率放大模塊、預放大器、移頻器與相位探 測單元。
8、 如權利要求3所述的用於骨傳導裝置中的改進式耳機，其特徵在於， 所述相位累加模塊與所述數模轉換模塊還分別與信號參考模塊相連接。
9、 如權利要求6所述的用於骨傳導裝置中的改進式耳機，其特徵在於， 所述晶體振蕩器與所述壓控振蕩器之間還設有功分器。
專利摘要本實用新型涉及一種用於骨傳導裝置中的改進式耳機，包括殼體及與其連接的電源，殼體內部不但設有麥克風、放大器與振蕩器，還設有移頻移相器、回聲消除器與匹配器。該匹配器內部設有聲電轉換器；移頻移相器的內部設有頻率合成器，頻率合成器主要由相位累加模塊與波形存儲模塊構成。麥克風的體積為5立方毫米，響應頻率為5Hz-40000Hz，並且與移頻移相器、回聲消除器、放大器、振蕩器及匹配器相連接。本實用新型設計結構簡單合理，通過骨頭介質來傳導聲音，避免使人產生疲勞感，也保護使用者的聽力，並且能夠有效消除外界噪音幹擾功能，還能夠接收到周邊環境的語音信息，為聽力障礙患者提供了一種全新的語音接收方式。
文檔編號H04R1/10GK201222804SQ20082012805
公開日2009年4月15日 申請日期2008年7月15日 優先權日2008年7月15日
發明者維 方, 畢軍生, 王娟娟 申請人:龍天運通(北京)科技發展有限公司