[发明专利]用于移动传声器的自动增益控制

说明书

技术领域

本发明涉及传声器，特别涉及控制传声器增益的方法，适合用于移动电话的传声器。

背景技术

在通讯系统中，回波是这样一种现象，其中初始信号的延迟和失真形式被反射回信号源。在电话系统中，回波导致语音信号保真度的损害，且常常对使用者是有害的。为此，电话系统通常提供回波消除器，试图消除回波。为了这样做，回波消除器基于回波信号路径的估计而产生回波复制，并将其从输入信号中减去。在图1中，接收的信号r(n)作为参考信号。这个信号由扬声器发出，由传声器拾取，作为与期望信号一道的回波信号。该回波发生器产生这个信号e(n)的估计，其被从输入信号Sin(n)中减去，来产生输出信号Sout(n)，这是大部分回波成分被消除的输入信号。

在移动电话系统中，由于移动环境和较高的说话声音，背景噪声和回波经常很高，尤其是在车里。由此，传声器很容易饱和，特别是当驾驶员在高速公路上驾车时打开窗户的时候。这就是所谓的“风隙噪声”。

如果不管因为什么原因导致传声器饱和，那么语音将会失真，并且将不再能够消除回波。AGC(自动增益控制)的功能就是：如果出现饱和就减小传声器信号电平，在导致饱和的条件改善的时候，比如移动电话移到另一个安静的房间里或驾驶员关上了窗户，增大信号电平。

AGC控制的重要问题在于增益变化不应当连续变化，因为有两个限制：连续的信号电平变化可导致语音声音的变化，且远端的接听者将感觉非常不舒服。传声器路径上的连续的增益变化将会冒充对回声消除器的路径变化。如果回波路径保持变化的话，回波消除器将不会好好工作。

发明内容

本发明涉及一种自动增益控制设计，用于传声器信号，允许调整增益，而不影响回波消除和语音质量。

本发明的实施例允许传声器增益的自动控制，使得当背景噪声太高的时候，该传声器可减小其增益来防止饱和，可控制众所周知的“风隙噪声”。传声器增益回复是一个缓慢的过程。为了保持语音质量和回波消除性能，引入了增益死区，使得在外部环境保持稳定的时候传声器相对稳定。本发明的实施例通过结合控制ADC模拟增益和数字增益两者来将信号动态范围最大化。

根据本发明，提供一种自动增益控制单元，控制赋给输入信号的增益，该输入信号是由处于环境噪声条件下的传声器产生的。自动增益控制电路持续的监控所述输入信号的信号电平，包括第一增益控制电路和第二增益控制电路，第一增益控制电路在输入信号超出第一预定电平的时候，以第一增量大小减小赋给所述输入信号的增益。第二增益控制电路在输入信号降到第二预定电平以下且存在语音信号的时候，以第二增量大小增大赋给所述输入信号的增益，所述第二预定电平小于所述第一预定电平，其中所述第二增量大小小于所述第一增量大小。在一个实施例中，在计数器到达该预定门限值的时候周期性的触发监控。可以理解，这里的持续这个词并不意味着增益控制是连续的，且包括以一定间隔反复发生的监控。

在优选实施例中，所述第一增益控制电路产生用于控制赋给所述输入信号的模拟增益的信号，而所述第二增益控制电路产生用于控制接收所述输入信号的编解码器的数字增益的信号。可以以比模拟增益更小的增量来改变编解码器的数字增益，其最小的步幅通常为6dB。

本发明的另一个方面提供一种传声器系统，用在移动电话中，包括：第一自动增益控制单元，用于控制由传声器产生的信号的增益，其中该增益在信号电平超过第一预定电平的时候以第一步幅减小，在输入信号降到第二预定电平以下且存在语音信号的时候以更小的步幅增大，所述第二预定电平小于所述第一预定电平；回波消除器和降噪电路，用于消除第一自动增益控制单元的信号输出中的回波和降低该信号输出中噪声；以及逆向增益控制单元，用于在回波消除和噪声降低之后抵偿由所述第一自动增益控制单元提供的增益。

本发明的另一个方面提供一种控制赋给输入信号的增益的方法，该输入信号是由处于环境噪声条件下的传声器产生的，包括：持续监控输入信号；在所述输入信号超出第一预定电平的时候，以第一增量大小减小赋给所述输入信号的增益；以及在所述输入信号降到第二预定电平以下且存在语音信号的时候，以小于所述第一增量大小的第二增量大小增大赋给所述输入信号的增益，所述第二预定电平小于所述第一预定电平。

附图说明

以下将参考附图，仅仅作为实施例来详细说明本发明，其中：

图1为现有的回波消除器的方块图；

图2为根据本发明实施例的自动增益控制电路的方块图；

图3为根据本发明实施例的自动增益控制电路的操作流程图；

图4为免提听筒回波消除和噪声控制电路的方块图。