[实用新型]用于将功率递送到耳机的系统

说明书

技术领域

本实用新型一般地涉及为设备递送功率的系统和方法，并且更具体地，涉及将功率和音频信号多路复用到连接终端设备和耳机的共用导体上的系统和方法。 

背景技术

耳机经常被用于各种目的，例如为人与人交互或人机交互提供双向语音通信。例如，这些交互可能发生在语音引导或语音辅助的工作环境中。这样的环境经常使用言语识别技术来便于工作，允许工人在维持与语音引导便携式计算机设备或更大的系统通信的同时，保持其手和眼睛来自由地执行任务。用于这类应用的耳机通常包括被定位成拾取佩戴者语音的扩音器，和靠近佩戴者的耳朵定位的一个或多个扬声器-或耳机，以便佩戴者可听到与耳机的使用相关联的音频。耳机可被耦合到提供与其它移动设备或集中式系统连接的移动或便携式通信设备-或终端，允许用户在其自由地到处移动的同时维持通信。 

耳机通常包括由音频插头终止的多导线电缆，这允许通过把音频插头插入到匹配的音频插座或从匹配的音频插座中去除，而将耳机容易地连接到终端或者从终端断开。标准音频插头通常包括分部分的导电圆柱体，其中每部分与其它部分电隔离，使得插头提供了多个轴向相邻的接触。端部分通常被称为“尖”，而离尖最远的部分被称为“套”。位于尖与套之间的附加的部分被称为“环”部分。有三个接触的音频插头通常被称为TRS（尖环套）插头或插孔。标准音频插头通常也可有两个接触（尖套，或者TS）和四个接触（尖环环套，或TRRS），然而有时使用其它数量的接触。TRS型插头的标准直径包括6.35mm，3.5mm，和2.5mm，并且连接器也通常具有标准的长度和环放置，使得不同的耳机可以互换地与各种终端使用。 

随着通信系统的发展，向耳机添加有源电子器件以改善其性能并增加其功能已经是一种趋势。今天的耳机可以包括有源降噪和信号增强电路，其处理来自多个扩音器，以及其它的信号处理或调节电路和设备（例如扩音器偏置电路和音频放大器）的信号。随着更多的功能被添加到耳机中，相关的电子电路创建了对功率的需求。给耳机提供功率的一种方式是用位于耳机内的电池或类似的蓄电设备。然而，不期望的是电池增加了耳机的尺寸和重量，并且必须定期更换或再充电，增加了操作被通电耳机的成本和维护负担。这种成本和维护负担在工作环境中是特别不期望的，因为当电池耗尽其电荷时耳机可能意外地停止运行，可能停止工作一直到可以提供更换电池或耳机为止。 

为了避免将电池放置在耳机中，已经提出了可以从耳机所插进的终端给耳机供电。例如，附加的导体和连接器接触可以被添加到终端/耳机接口，以允许直接从终端获得功率。然而，这样做将需要改变耳机和终端硬件两者，并且将创建标准多接触TRS型连接器的另外的兼容性问题。出于这个原因，具有附加导体的耳机和终端可能与提供甚至原始功能水平的更旧的设备不充分兼容，从而增加了必须购买、维护和跟踪的终端和耳机总数。此外，随着单独的导体数量的增加，电缆和连接器的尺寸和成本也不期望地增加。 

已经提出了给耳机提供功率的另一方法是允许功率和音频信号通过多路复用例如DC信号或高频载波这样的带外功率信号，来与现有音频信号共用单一导体。一个这样的方法在2011年6月14日提交的、公开号2012/0321097、题为“耳机信号多路复用系统和方法”的美国专利申请中进行了描述，其公开内容通过引用被全部并入本文。然而，多路复用功率信号和音频信号到相同导体上具有其它缺点。例如，这种多路复用增加了峰值复合信号电压电平，这能够导致大多数终端音频输入/输出电路特有的限幅信道中的削波（clip）和失真。因此，为了允许音频和功率信号共用相同的限幅信道，经常将需要降低基带音频信号的功率水平，其影响耳机给佩戴者提供足够的音量的能力，或者将需要降低载波的振幅，其影响能够递送给耳机的功率量。 

已经提出的允许共用限幅信道（其避免了与音频和功率信号的多路复用相关的功率共用问题）的又一种方法是使用采用恒定包络调制（例如频率调制）的载波信号。在这种类型的系统中，功率通过恒定包络载波被提供给耳机，其中音频信息调制载波的频率或相位。然而，因为恒定包络载波方法要求音频信号在接收侧通过适当的解调过程被恢复，所以其与现有的耳机是不兼容的，并且因而由于至少所有上述与需要不兼容连接器的方法相关的原因而是不期望的。 

因此，需要一种改进的方法和系统以给耳机提供功率，并且特别地以与现有的终端和耳机兼容的方式，将功率通过现有的标准的连接器和电缆接口从终端耦合到耳机。 

实用新型内容