具有數字噪聲消除和數字音頻路徑的電子裝置和外部設備的制作方法

專利名稱：具有數字噪聲消除和數字音頻路徑的電子裝置和外部設備的制作方法
具有數字噪聲消除和數字音頻路徑的電子裝置和外部設備本申請要求于2009年11月19日提交的美國專利申請No. 12/622, 378的優先權，其全部內容通過引用結合于此。
背景技術：
諸如計算機、媒體播放器和蜂窩電話的電子裝置通常包含音頻插孔。諸如耳機的附件具有匹配的插頭。期望與電子裝置一起使用耳機的用戶可以通過將耳機插頭插入電子裝置上的匹配的音頻插孔來將耳機連接至電子裝置。小型尺寸(3. 5mm)電話插孔和插頭普適用于諸如筆記本計算機和媒體播放器的電子裝置，因為像這樣的音頻連接器是相對緊湊的。耳機和其他附件具有能夠被用于為用戶播放音頻的揚聲器。一些附件具有麥克風。麥克風可以被用來拾取用戶語音的聲音。這使得電子裝置能夠被用于記錄語音備忘錄。具有蜂窩電話電路的電子裝置可以使用附件上的麥克風來在通話過程中收集用戶的語音。 在一些耳機中，麥克風被用來形成噪聲消除電路的一部分。當噪聲消除功能激活時，環境噪聲對音頻播放的影響可以被降低。麥克風也可以被用來實現語音麥克風噪聲消除。噪聲消除操作通常是使用模擬噪聲消除電路來實現的。模擬噪聲消除電路從音頻信號中減去麥克風信號的加權版本。盡管傳統的噪聲消除電路布置在一些情況下能夠令人滿意，但是近來在耳機質量和音頻播放保真度上的進展增加了傳統噪聲消除電路的負擔。這些負擔使得使用傳統方法難以或無法實現期望的噪聲消除性能水平。

發明內容
諸如耳機和其他附件的電子裝置和外部設備可以處理數字音頻信號。可提供具有音頻數字信號處理電路和收發器的電子裝置。開關電路可以將電子裝置中的電路耦接至諸如3. 5mm音頻插孔的音頻連接器。諸如耳機的附件可以具有帶有匹配的3. 5_音頻連接器的線纜。該附件可以具有揚聲器。語音麥克風可以設置在耳機內來收集用戶的語音。噪聲消除麥克風可以與揚聲器和語音麥克風相關聯。耳機內的數字噪聲消除電路可以通過處理來自噪聲消除麥克風的數字噪聲信號和數字音頻信號來降低噪聲。來自語音麥克風的數字語音信號和來自與語音麥克風相關聯的噪聲消除麥克風的數字語音麥克風噪聲信號可以從耳機被發送至電子裝置。該電子裝置可以通過使用音頻數字信號處理電路處理數字語音信號和數字語音麥克風噪聲信號來消除語音信號中的噪聲。本發明的其他特征、特性和各種優點將由附圖和下面優選實施例的具體描述而變
得清楚。


圖I是根據本發明的實施例的與諸如耳機之類的附件或系統中的其他外部設備通信的示例性電子裝置的示意圖。圖2是示出了根據本發明的實施例，包括音頻連接器的通信路徑可如何用來允許裝置和外部設備交互的示意圖。圖3是示出了根據本發明的實施例的可以被用在電子裝置中以與附件通信并提供音頻處理功能的示例性電路的示意圖。
圖4是根據本發明的實施例的與電子裝置中的電路(諸如圖3的電路)通信的附件中的示例性音頻和通信電路的電路圖。圖5是根據本發明的實施例的附件中的示例性通信電路的電路圖。圖6是根據本發明的實施例的示例性編碼電路的電路圖。圖7是根據本發明的實施例的可以被用于將模擬音頻信號轉換為數字音頻信號的不意性電路的電路圖。圖8是根據本發明的實施例的可以被用在附件中的示例性數字噪聲消除電路的電路圖。
具體實施例方式諸如電子裝置的電子部件和其他設備可以使用有線或無線路徑互連。例如，無線路徑可以用于將蜂窩電話與無線基站連接。有線路徑可以用于將電子裝置連接至諸如計算機外圍設備和音頻附件的設備。例如，用戶可以使用有線路徑將便攜式音頻播放器連接至耳機。可使用有線路徑連接至外部設備的電子裝置包括桌上型計算機和便攜式電子裝置。以該方式連接至外部設備的便攜式電子裝置可以包括平板計算機、膝上型計算機和有時被稱作超便攜機的類型的小型便攜式計算機。便攜式電子裝置也可以包括更小一些的便攜式電子裝置，諸如腕表裝置、掛件裝置和其他可佩帶小型裝置。使用有線路徑連接至外部設備的電子裝置還可以是手持電子裝置，例如蜂窩電話、具有無線通信功能的媒體播放器、手持計算機(有時也被稱作個人數字助理)、遙控器、全球定位系統(GPS)裝置、以及手持游戲裝置。電子裝置可以是將多個傳統裝置的功能進行結合的混合裝置。混合電子裝置的示例包括包括媒體播放器功能的蜂窩電話，包括無線通信功能的游戲裝置，包括游戲和電子郵件功能的蜂窩電話，以及接收電子郵件、支持移動電話呼叫、具有音樂播放器功能并且支持網絡瀏覽的便攜式裝置。這些僅是示意性示例。可以通過有線路徑連接至這樣的電子裝置的外部設備的示例是諸如耳機的附件。耳機通常包括一對揚聲器，用戶可以用其播放來自電子裝置的音頻。附件可以具有用戶控制接ロ，例如ー個或多個按鈕。當用戶提供輸入時，該輸入可以被傳送至電子裝置。例如，當用戶按壓附件上的按鈕時，相應的信號可以被提供至電子裝置，以指示該電子裝置采取適當的動作。因為按鈕位于耳機上而不是在電子裝置上，所以用戶可以將電子裝置放在諸如桌子上或ロ袋中的遠程位置，而使用位置很方便的耳機按鈕來控制該裝置。通過有線路徑連接的外部設備也可以包括諸如磁帶適配器的設備。磁帶適配器可以在一端具有音頻插頭而在滑入諸如汽車磁帶卡座的磁帶卡座中的另一端具有磁帶。諸如磁帶適配器的設備可以被用來通過與磁帶卡座相關聯的揚聲器播放音樂或其他音頻。諸如用戶家庭或汽車中的立體聲系統的音頻設備也可以使用有線路徑連接至電子裝置。例如，用戶可以使用三引腳或四引腳音頻連接器(例如TRS或TRRS連接器)將音樂播放器連接至汽車聲音系統。在典型的場景中，使用有線路徑連接至外部設備的電子裝置產生音頻信號。這些音頻信號可以以模擬和數字音頻的形式被發送至外部設備。外部設備可以包括語音麥克風。一種或多種噪聲消除麥克風也可以被提供。麥克風信號(例如對應于用戶語音、環境噪聲或其他聲音的模擬音頻信號)可以在附件中被本地處理。麥克風信號還可以使用有線路徑被傳送至電子裝置。除音頻信號以外，該有線路徑還可以被用于傳送諸如功率信號和控制信號的信號。如果需要，數字數據可以被傳送。數字數據可以包括例如控制信號、音頻、顯不彳目息等。如果電子裝置是媒體播放器并且正處于為用戶播放歌曲或其他媒體文件的過程中，則在用戶按壓與所附接的外部設備相關聯的按鈕時，電子裝置可以被命令暫停當前播放媒體文件。又例如，如果電子裝置是具有媒體播放器功能的蜂窩電話并且用戶正在聆聽 歌曲時接收到呼入的電話，則用戶可以啟動附件或其他外部設備上的按鈕來命令電子裝置應答該呼入電話。例如當媒體播放器或蜂窩電話裝在用戶的ロ袋中時，可以采取諸如這樣的動作。諸如耳機的附件通常使用音頻插頭(公音頻連接器)和匹配的音頻插孔(母音頻連接器)連接至電子裝置。像這樣的音頻連接器可以以多種形狀因數提供。最通用的，音頻連接器采用3. 5mm (1/8")小型插頭和插孔的形式。其他尺寸有時也被使用，例如2. 5mm超小型連接器和1/4英寸連接器。在諸如耳機的附件的情況下，這些音頻連接器及其相關聯的線纜可以被用于承載諸如用于揚聲器和麥克風信號的音頻信號的模擬信號。數字數據流也可以被用于傳送音頻信號(例如，諸如播放媒體或電話音頻的音頻輸出信號、麥克風信號、以及噪聲消除音頻)、控制信號(例如輸入-輸出信號)、時鐘信息、以及其他信號。這些數字信號可以通過3. 5_音頻插孔或其他連接器被傳送。可以與諸如音頻插孔連接器的連接器集成的光學連接器也可以被用于在電子裝置和相關聯的附件之間傳送數據，尤其是在承載諸如視頻流量的高帶寬流量的環境中。如果愿意，諸如3. 5mm插孔和插頭的音頻連接器可以包括光通信結構來支持這種類型的流量。用于將電子裝置連接至外部設備的音頻連接器可以具有任何適當數量的觸點。立體聲音頻連接器通常具有三個觸點。音頻插頭的最外端通常被稱為尖端。插頭的最內側部分通常被稱作套管。環形觸點位于尖端和套管之間。當使用這種術語時，諸如這些的立體聲音頻連接器有時被稱作尖端-環-套管(TRS)連接器。套管可以用作地。尖端觸點可以用于與套管結合來處理左音頻聲道，環形觸點可以用于與套管結合來處理音頻的右聲道(作為例子)。在四觸點音頻連接器中，設置有另ー個環形觸點，以形成有時被稱作尖端-環-環-套管(TRRS)類型的連接器。四觸點音頻連接器可以用來處理麥克風信號、左和右音頻聲道以及地(作為例子)。電子裝置和外部設備可以以多種方式連接。例如，用戶可以將ー對立體聲耳機或包含立體聲耳機和麥克風的耳機連接至蜂窩電話音頻插孔。諸如這些的附件可以包括ー個或多個噪聲消除麥克風。例如，語音麥克風可以具有拾取語音麥克風附近的環境噪聲的相關聯的噪聲消除麥克風。附件中的耳塞或其他揚聲器也可以具有噪聲消除麥克風。例如，耳機中的每個耳塞可以在耳塞的外表面上具有外部噪聲消除麥克風。作為外部噪聲消除麥克風的附加或替代，每個耳塞可以在耳塞的內表面上(靠近耳朵)具有內部噪聲消除麥克風。在具有更多麥克風的附件中，可以使用更多的噪聲消除麥克風。例如，在包含多個驅動器的耳塞中或在環繞聲附件中可以提供額外的噪聲消除麥克風。環繞聲附件例如可以具有5個或6個揚聲器(或更多)，并且可以在每個相應的揚聲器附近具有噪聲消除麥克風。
電子裝置和外部設備可以以多種模式操作。例如，蜂窩電話可以用在音樂播放器模式下為用戶播放立體聲音頻。當在電話模式下操作時，相同的蜂窩電話可以被用于向用戶播放電話呼叫的左和右音頻信號，同時處理來自用戶的電話呼叫麥克風信號。噪聲消除特征可以根據需要被選擇性打開和關閉。例如，麥克風噪聲消除特征可被激活而耳塞噪聲消除特征被停用(作為示例)。噪聲消除功能還可以被全面停用或全面激活。電子裝置和外部設備可以設置有路徑配置電路，其允許電子裝置和外部設備以多種不同組合在多種不同操作模式下操作。例如，當用戶將ー種類型的附件連接至電子裝置時，路徑配置電路可以被調節來形成電子裝置和附件之間的第一組路徑。當用戶連接另ー類型的附件時，路徑配置電路可以被調節來形成電子裝置和附件之間的第二組路徑。第一和第二組路徑例如可以被用來根據電子裝置和附件被使用的模式，向/從音頻連接器的引腳路由電源電壓和其他信號。例如，如果期望僅為麥克風或其他吸取低功率量的部件供電，可以通過相對高阻抗麥克風偏置路徑提供功率。然而，如果期望向附件中的噪聲消除電路或其他電路提供較大功率量，則可切換到使用低阻抗電源電壓線路，來代替高阻抗麥克風偏置路徑。其他連接也可以被調節(例如，將音頻信號路由至期望位置、改變其他模擬和/或數字信號被提供的位置等)。為了提供支持噪聲消除的附件的高性能，可能期望使用數字音頻處理電路來實現噪聲消除操作。數字音頻處理在一些情況下可能比模擬處理更準確，并且可以將更少的噪聲引入到音頻信號上。在數字音頻信號從附件傳送至電子裝置的方案中，電子裝置的電路資源可以被用來幫助實現期望的功能。這可以有助于減少包括在給定附件中的電路的數量，并且可以有助于最小化附件功耗。數字音頻處理也可以使用主要或只在附件內實現的數字處理電路來執行。在使用數字通信實現電子裝置和附件之間的至少部分通信的配置中，電子裝置和附件進行通信的能力可以被增強。例如，數字通信可以允許大量聲道的音頻在電子裝置和附件之間實時傳送。控制信號和其他信號也可以被數字傳送。同時，如果愿意，電子裝置可以包括產生模擬音頻信號的模擬電路。當具有數字通信能力的附件連接至電子裝置吋，電子裝置和附件可以數字通信。當沒有數字通信功能的附件連接至電子裝置吋，電子裝置中的模擬電路可以向附件提供模擬音頻信號。例如，如果具有兩個揚聲器并且沒有麥克風或控制能力的立體聲耳機連接至電子裝置，則模擬音頻電路可以被使用以向立體聲耳機中的揚聲器提供左和右聲道模擬音頻。當更先進的附件連接至電子裝置吋，附加的特征可以變為可用(例如，用于降噪的數字音頻處理、數字控制能力、用于環繞聲揚聲器的附加音頻流、
坐坐、
寸寸ノ ο圖I中示出了電子裝置和外部設備可以通過有線路徑通信的示例性系統。如圖I所示，系統10可以包括諸如電子裝置12的電子裝置和外部設備14。外部設備14可以是諸如具有聲音系統的汽車之類的設備、諸如電視機或具有音頻能力的音頻接收器之類的消費電子設備、對等設備(例如，諸如裝置12的另ー電子裝置)、或任何其他適當的電子設備。在典型的場景中(其在此有時被描述為示例)，外部設備14可以是包含揚聲器的附件，諸如耳機。外部14因此有時被稱作“附件14”或“耳機14”。附件14中的揚聲器可以設置作為耳塞或作為耳機的一部分，或者可以設置作為ー組獨立供電或不供電的揚聲器(例如，桌上型揚聲器)。如圖I所示，設備14可以包括I/O電路32以及存儲和處理電路26。諸如路徑16的路徑可以用來將電子裝置12和附件14進行連接。在典型的布置中，路徑16包括ー個或多個音頻連接器,例如3. 5mm插頭和插孔或其他適當尺寸的音頻連接器。路徑16中的導電線路可以用來在路徑16上傳送信號。通常，在路徑16中可以有任何適當數量的線路。例如，可以有2、3、4、5或多于5條的獨立線路。這些線路可以是ー個或多個線纜的一部分。線纜可以包括實心線、絞線、屏蔽、單接地結構、多接地結構、雙絞線結構、或任何其他適當線纜結構。如果愿意，延長線或適配器布置可以用作路徑16的一部分。在適配器布置中，附件14的一些特征，諸如用戶接口和通信功能，可以以適配器附件的形式被提供，通過該適配器附件，諸如耳機的輔助附件可以被連接至裝置12。
電子裝置12可以是桌上型計算機或便攜式計算機、具有無線功能的諸如手持電子裝置的便攜式電子裝置、諸如電視機或音頻接收器的設備、或任何其他適當電子設備。電子裝置12可以以獨立設備的形式被提供(例如裝在用戶ロ袋中的手持裝置)或可以作為嵌入式系統被提供。裝置12可以被嵌入的系統的示例包括汽車、船、飛機、家中、安全系統、用于商業和家庭應用的媒體分發系統、顯示設備(例如計算機監視器和電視機)等。裝置12可以包括輸入-輸出電路28以及存儲和處理電路30。裝置12的輸入-輸出電路28以及設備14的輸入-輸出電路32可以包括按鈕、諸如觸摸屏和觸摸板之類的觸摸敏感部件、麥克風、傳感器、以及用于收集來自用戶的輸入的其他部件。輸入-輸出電路32和28還可以包括揚聲器、諸如發光二極管的狀態指示器、顯示器和用于向用戶提供輸出的其他部件。電路32和28還可以包括數字和模擬通信電路，用于支持通過路徑16的通信，以及用于支持無線通信。存儲和處理電路26和30可以基于微處理器、專用集成電路、音頻芯片(編解碼器)、視頻集成電路、微控制器、數字信號處理器、存儲裝置(諸如固態存儲器、易失性存儲器和硬盤驅動器)等等。裝置12可以通過路徑22與諸如設備18的網絡設備通信。路徑22例如可以是蜂窩電話無線路徑。設備18例如可以是蜂窩電話網絡。裝置12和網絡設備18可以在期望將裝置12連接至蜂窩電話網絡時通過路徑22通信(例如，以便處理語音電話呼叫以通過蜂窩電話鏈路傳送數據等)。裝置12還可以通過路徑24與諸如計算設備20的設備進行通信。路徑24可以是有線或無線路徑。計算設備20可以是計算機、機頂盒、諸如接收器的音頻-視頻設備、光盤播放器或其他媒體播放器、游戲控制臺、網絡延伸器、或其他任何適當設備。在ー種典型場景中，裝置12例如可以是具有媒體播放器和蜂窩電話功能的手持裝置(有時被統稱為蜂窩電話)。附件14可以是具有麥克風和用于收集用戶輸入的諸如基于按鈕的接ロ的用戶輸入接ロ的耳機。路徑16可以是四或五導體音頻線纜，其使用3. 5mm音頻插孔和插頭(作為例子)連接至裝置12和14。計算設備20可以是裝置12與之通信(例如，以便同步聯系人列表、媒體文件等)的計算機。
盡管諸如路徑24的路徑可以基于通常可用的數字連接器，例如USB或IEEE 1394連接器，但是使用諸如3. 5_音頻連接器之類的標準音頻連接器來將裝置12連接至附件14可能是有利的。像這樣的連接器廣泛用于處理音頻信號。因此，許多用戶具有使用3. 5_音頻連接器的耳機和其他附件的收藏。因此使用諸如這樣的音頻連接器對于希望將其已有音頻設備連接至裝置12的用戶可能是有幫助的。以媒體播放器裝置的用戶為例。媒體播放器是公知的用于播放諸如包含音軌的音頻文件和視頻文件的媒體文件的裝置。媒體播放器的許多擁有者擁有具有與標準音頻插孔兼容的音頻插頭的ー個或多個耳機。因此，對于像這樣的用戶來說，為裝置12提供這樣兼容的音頻插孔是有幫助的，盡管用于與諸如計算設備20的外部裝置通信的其他端ロ，諸如USB和IEEE 1394高速數字數據端ロ，可能可用。在系統10中，電子裝置12和附件14可以包括開關電路(有時也被稱作可調節路徑配置電路)，其可以被用于選擇性地將各種電路互連至路徑16的音頻連接器中的觸點。開關電路可以被調節為支持不同的操作模式。這些不同的操作模式可以源自附件和電子裝置的不同組合、不同裝置應用被激活的場景等。開關電路可以由ー個或多個基于晶體管的開 關形成。如果愿意，開關電路可以包括能夠被選擇性切換到使用的混合電路。當混合電路沒有被激活使用時，它們所連接到的通信線路可以被用于單向通信。當混合電路被切換為激活使用時，同一通信線路可以用于支持雙向信號(例如，ー個方向上的輸出左或右音頻聲道，和相反方向上的輸入麥克風信號)。也可以使用時間復用協議來支持雙向性。圖2中示出了可以與路徑16相關聯的示例性電路。開關電路160可以設置在電子裝置12中，開關電路162可以設置在附件14或其他外部設備中。有線路徑16可以用于連接電子裝置12和附件14。路徑16可以包括諸如音頻連接器34和38的音頻連接器。路徑16的音頻連接器可以包括諸如插頭34的音頻插頭(即，公音頻連接器)。插頭34可以與諸如音頻插孔38的相應音頻插孔(即，母音頻連接器)相配。連接器34和38可以被用在路徑16中的任何適當的ー個或多個位置。例如，諸如插孔38的音頻插孔可以形成在裝置12的殼體內，而諸如插頭34的插頭可以形成在與耳機或其他附件14相關聯的諸如線纜70的線纜的一端。如圖2所示，線纜70可以通過應變消除插頭結構66連接至音頻插頭34。諸如結構66的結構可以被形成為具有諸如塑料(作為示例)的外部絕緣體。音頻插頭34是四觸點插頭的示例。四觸點插頭具有四個導電區域，與諸如插孔38的四觸點插孔中的四個對應的導電區域相匹配。如圖2所示，這些區域可以包括諸如區域48的尖端區域，諸如環形50和52的環形區域，以及諸如區域54的套管區域。這些區域環繞插頭34的柱面并且被絕緣區域56分隔開。當插頭34被插入相配的插孔38時，尖端區域48可以與插孔尖端觸點74電接觸，環形50和52可以與相應的環形區域76和78相配，以及套管54可以與套管端子80接觸。絕緣區域56可以分隔開插孔38中的各個接觸。在典型結構中，在線纜70中存在四條線88，每條與插頭34中的一個相應觸點電連接。開關電路160可以通過路徑170接收模擬信號。例如，開關電路160可以接收路徑170上的模擬音頻輸出信號，并可以在模擬輸出模式下操作以支持傳統的模擬附件時將這些信號切換至線路168上。開關電路160可以使用路徑172處理數字信號。例如，當在數字音頻模式下操作以支持數字就緒耳機時，開關電路160可以將在路徑172上接收的數字音頻流切換至線路168上。附件可以具有固定的操作模式或可調節的操作模式。例如，傳統模擬耳機可能僅在模擬音頻模式下操作。又例如，有數字能力的耳機可以在模擬模式和數字模式下操作。這種多模式操作的類型可以允許有數字能力的耳機在與傳統音樂播放器一起使用時返回到模擬音頻模式。為了適應多種操作模式，附件14可以控制開關電路164中的開關的配置。當在模擬音頻模式下操作時，在裝置12和附件14之間傳送的模擬信號可以通過模擬線路174被路由。當在數字音頻模式下操作時，開關電路164可以被配置為將數字路徑176連接就位。這些開關 配置不必是互斥的。例如，如果愿意，開關電路160和164可以被置于模擬和數字信號的混合信號通過路徑16被傳送的配置中。路徑16上的典型混合信號可以包括功率信號、控制信號、以及音頻信號。如果愿意，開關電路164可以被用于將超聲音調產生電路切換為使用(例如，將對應于按鈕按壓事件或其他用戶輸入的超聲音調代碼從附件14發送至裝置12)。用在路徑16的音頻連接器中的信號分配取決于被使用的電子裝置和附件的類型以及系統的活動操作模式。例如，當在傳統模擬模式下操作時，環形觸點52可以用作地(因此有時可被稱作插頭34的G觸點)，尖端48可以與左聲道音頻相關聯(因此有時可被稱作插頭34的L觸點)，環形50可以與右聲道音頻相關聯(因此有時可被稱作插頭34的R觸點)，而套管54可以與麥克風信號相關聯(因此有時可被稱作插頭34的M觸點)。插孔38的匹配觸點可以具有對應的信號分配。如圖3所示，電子裝置12可以包含音頻、通信和控制電路180。電路180可以包括諸如電路182的音頻電路。音頻電路182有時被稱作編解碼器或音頻編解碼器，可以包括模數(A/D)轉換器電路184和數模(D/A)轉換器電路186。裝置12中的模數轉換器電路12可以用于數字化諸如模擬音頻信號的模擬信號。例如，模數轉換器電路184可以用于數字化一個或多個模擬麥克風信號。這些麥克風信號可以通過路徑16從附件14接收，或者從裝置12中的麥克風設備接收。數模轉換器電路186可以用于產生模擬輸出信號。例如，數模轉換器電路186可以接收對應于媒體播放事件的音頻部分的數字信號、電話呼叫的音頻、噪聲消除信號、警報音或信號(例如嗶嗶聲或響鈴聲)、或任何其他數字信息。基于該數字信息，數模轉換器電路186可以產生對應的模擬信號(例如模擬音頻)。音頻數字信號處理器188可以用于對數字化的音頻信號執行數字信號處理。例如，如果以語音麥克風噪聲消除模式操作附件14，來自附件14中的語音麥克風噪聲消除麥克風的數字噪聲消除信號可以通過路徑16被傳送至音頻數字信號處理器188。音頻數字信號處理器188還可以從附件14中的語音麥克風接收數字音頻語音信號。使用音頻數字信號處理器188的處理能力，來自附件14的數字噪聲消除麥克風信號可以從數字音頻語音信號中被數字化地去除。以該方式使用裝置12的處理能力可以有助于減少附件14上的處理負擔。這可以使得附件14能由更少成本和更不復雜的電路構成。功耗效率和音頻性能也可以被提高。如果愿意，附件14中的數字音頻處理電路可以被用于補充或代替音頻數字信號處理器188的音頻處理功能。例如，附件14中的數字噪聲消除電路可以用于為附件14的揚聲器消除噪聲。收發器190可以用于支持通過路徑16與附件14中的對應收發器的單向或雙向數字通信。任何適當的通信協議可以被使用。例如，包括諸如糾錯功能之類的功能的協議可以被使用。數據可以以包或其他適當數據結構被發送。由圖3的電路180(例如，由收發器190中的電路)產生的時鐘可以與數據一起被發送。例如，收發器190可以在所發送的數字數據流中嵌入可變時鐘。該時鐘有時被稱作數據時鐘，可以具有在IMHz至32MHz范圍內的頻率(作為例子)。諸如圖2的開關電路160的開關電路可以用于選擇性地將音頻連接器38的觸點連接至音頻、通信和控制電路180的電路。例如，當希望從編解碼器182向連接器38提供模擬音頻輸出信號吋，開關電路可以被裝置12的控制和處理電路相應地調節。當希望將數字信號路由至音頻連接器38的音頻觸點時，開關電路可以用于將收發器190連接至音頻連接器38。功率信號和其他信號也可以選擇性地通過開關電路160被路由至連接器38。圖4中示出了可以用于處理用于附件14的數字音頻信號處理任務的示例性電路。如圖4所示，附件14可以包括控制電路192。控制電路192可以包括模數和數模轉換器電路。數據接ロ電路194可以包括用干與裝置12的收發器190 (圖3)通信的收發器電路。數據接ロ電路194還可以包括用于從通過路徑16從裝置12發送的數字信號中提取嵌入的時鐘(數據時鐘)的電路。連接器34中的觸點(M、L、R和G)可以通過諸如圖2的開關電路164的開關電路選擇性地連接至附件14中的電路。例如，L和R觸點可以連接至數據接ロ194，而M和G觸點可以分別連接至附件14的正電源端子和地端子(例如，用于將來自裝置12的功率輸送至附件14的電路)。在圖4的示例中，附件14具有四個麥克風。語音麥克風196可以用于在通話過程中收集來自用戶語音的音頻，或可以用于記錄聲音片段(作為例子)。麥克風198可以用作語音麥克風196的噪聲消除麥克風。揚聲器204和206可以用于向用戶播放音頻。例如，當向用戶呈現立體聲音頻時，揚聲器204可以用于播放左聲道音頻，而揚聲器206可以用于播放右聲道音頻。麥克風200可以用作揚聲器204的噪聲消除麥克風。麥克風202可以用作揚聲器206的噪聲消除麥克風。當為用戶播放音頻時，可以從裝置12接收數字音頻信號。例如，數據接ロ 194可以接收數字數據流(例如，使用連接器34中的L和R觸點)。數字音頻信號可以分別通過路徑210和208從接ロ 194被路由至編碼器電路214和212 (例如，Σ-Λ編碼器)。編碼器214和212的編碼數字輸出可以分別被提供給相應的數字噪聲消除電路216和218。電路216和218可以使用來自噪聲消除麥克風200和202的關于環境噪聲的信息來減少所播放的音頻信號中的噪聲(即，實現揚聲器204和206的噪聲消除)。數字噪聲消除電路216和218的輸出可以被提供至數模轉換器電路，諸如Σ-Λ 數模轉換器220和222。來自電路220和222的對應的模擬音頻輸出信號可以使用揚聲器驅動器(放大器)224和226來進行放大。放大器224的輸出可以被提供至揚聲器204。放大器226的輸出可以被提供至揚聲器206。麥克風196、198、200和202可以產生模擬麥克風信號，這些模擬麥克風信號分別使用相應的Σ-Λ模數轉換器228、230、232和240而被數字化。轉換器228、230、232和240的輸出可以被數字濾波(例如，分別使用諸如濾波器234、236、238和192的相應的抽選濾波器)。用于語音麥克風196的噪聲消除操作可以在裝置12中被執行。例如，來自語音麥克風196和對應的噪聲消除麥克風198的數字音頻流可以被發送至音頻數字信號處理器188 (圖3)，用于噪聲消除處理。用于揚聲器200和202的噪聲消除操作可以使用電路192在附件14中本地執行。例如，來自噪聲消除麥克風200的噪聲消除麥克風信號可以使用路徑244被路由至數字噪聲消除電路216。類似地，來自噪聲消除麥克風202的噪聲消除麥克風信號可以使用路徑246被路由至數字噪聲消除電路218。圖5中示出了可以用于實現數據接ロ 194的示例性電路。如圖5所示，連接器34的L和R觸點可以耦接至輸入放大器254的輸入端252和250 (例如，使用串聯端接電阻)。放大器254可以是差分放大器，其將線路252和250上的差分數據轉換為輸出端256上的單端數據(即，以地為參考的數據信號)。在放大器254的輸入處接收到的信號例如可以是具有1-32MHZ頻率(比特率)和2-400mV電壓的低電壓差分信號(作為例子)。信號被發送的速率可以選自一組預定速率(例如，基于6MHz、12MHz和24MHz的可變時鐘)。當期望高數據傳輸能力時可以使用高時鐘速率，而在不需要高數據傳輸能力時(例如，當希望降低時鐘速率以最小化輻射發射以及節約能耗吋)，可以使用低時鐘速率。為路徑16使用低電壓差分信號傳送機制可以有助于最小化干擾并降低來自線纜70 (圖2)的不希望的輻射。對稱或不對稱的雙向通信可以通過路徑16來支持。例如，從裝置12至附件14的上行數據傳輸可以以高達12Mbps執行(例如，以分別高達96kHz傳送高達24位的高達5個音頻輸出聲道)，以及從附件14至裝置12的下行數據傳輸可以以高達4Mbps執行(例如，以分別高達48kHz 傳送高達16位的高達5個麥克風信號聲道)。從輸入放大器(緩沖器)254的輸出端接收到的數據可以被提供至收發器模塊266。收發器模塊266可以將所接收的數據提供至輸入-輸出先進先出(FIFO)緩沖器274。在數據傳輸操作過程中，數據可以從緩沖器274提供至收發器模塊266，并且可以使用輸出線路258、差分輸出放大器260以及差分輸出262和264被驅動到L和R觸點上。被收發器模塊266接收的數字數據流可以具有相關聯的(例如嵌入的)時鐘。該時鐘可以使用電路194中的時鐘和數據恢復電路(例如收發器模塊266中的電路)從到來的數據流中提取。收發器266可以將所提取的時鐘作為數據時鐘信號輸出，或可以使用所提取的時鐘信息來調節由數據時鐘270產生的數據時鐘信號。數據時鐘信號DCLK在緩沖器274的時鐘輸入端272被接收，并且在操作過程中，使數據按時鐘進入和離開緩沖器274的寄存器。當從路徑16接收數據時，數據按時鐘從收發器266使用路徑288進入緩沖器274。對應的數字音頻信號可以在輸出端278和280處被提供。例如，用于左音頻聲道的數字音頻數據流DL可以在路徑278處被提供，而用于右音頻聲道的數字音頻數據流DR可以在路徑280處被提供。當通過路徑16向裝置12發送數字數據時，數字數據可以在緩沖器274的輸入端276被接收。在流過緩沖器274之后，該數據可以通過路徑288被提供至收發器模塊266。路徑276例如可以是連接至抽選濾波器234、236、238和192 (圖4)的輸出端的16位或32位總線。音頻時鐘信號ACLK可以基于所接收的時鐘產生。音頻時鐘信號ACLK可以在音頻時鐘電路284的輸出端286處產生。圖3的收發器電路190可以從裝置12向附件14發送周期性時間戳。控制電路282可以從收發器266和緩沖器274接收該周期性時間戳，并可以調節音頻時鐘電路284來保證音頻時鐘信號ACLK是準確的。分頻器290可以通過路徑294接收音頻時鐘信號ACLK，并且可以將ACLK分頻(例如，除以64或其他適當數字)，以在輸出線路292上產生對應的較低頻率采樣時鐘信號SCLK。采樣時鐘SCLK和音頻時鐘ACLK可以被用在電路192中的音頻信號處理操作中。
如圖6所示，例如，音頻時鐘ACLK可以被提供至Σ-Λ編碼器302的時鐘輸入端296，而采樣時鐘SCLK可以被提供至Σ-Λ編碼器302的采樣時鐘輸入端298。圖6中示出的類型的電路可以被用于諸如圖4的編碼器214和212之類的Σ-Λ編碼器。來自收發器266 (圖4)的數字數據可以被提供至輸入端300，而對應的Σ-Λ編碼數字輸出數據(其寬度η對應于編碼器302的寬度)可以在編碼器輸出端304處被提供。路徑300上的數據可以使用時鐘SLCK按時鐘進入編碼器302。路徑304上的數據可以使用時鐘ACLK按時鐘從編碼器302輸出。如圖4中所示，可以被用于處理左聲道數字音頻的Σ-Λ編碼器214的輸出可以被提供至數字噪聲消除電路216。可以被用于處理右聲道數字音頻的Σ-Λ編碼器212的輸出可以被提供至數字噪聲消除電路218。圖7示出了可以用于處理電路192中的模數轉換操作的示例性電路。音頻時鐘電路284 (圖5)可以將音頻時鐘信號ACLK提供至Σ - Λ模數轉換器310的音頻時鐘輸入312。轉換器310 (B卩，圖4的轉換器228、230、232和240之一)可以 在輸入端308處接收模擬輸入(即來自圖4中的麥克風196、198、200和202之一的模擬輸入)。Σ-Δ模數轉換器310可以數字化在輸入端308上的模擬輸入，并在輸出端314上提供對應的數字輸出。抽選濾波器316 (即圖4的抽選濾波器234、236、238和242之一)可以對路徑314上的數字信號進行濾波，并且可以在路徑318上產生對應的濾波輸出。抽選濾波器316可以使用采樣時鐘SCLK來定時。音頻時鐘284可以產生音頻時鐘信號ACLK。分頻器290 (例如，64分頻的分頻器電路)可以對路徑294的時鐘ACLK分頻，以產生路徑292上的采樣時鐘SCLK。采樣時鐘SCLk可以在抽選濾波器316的時鐘輸入端320處被接收。來自麥克風196的數字化的語音麥克風信號和來自語音噪聲消除麥克風198的數字化的噪聲消除麥克風信號可以從抽選濾波器234和236的輸出端被提供，以用于通過路徑16由收發器266發送至裝置12。裝置12可以使用音頻數字信號處理器188來處理這些信號。例如，音頻數字信號處理器188可以使用來自麥克風198的噪聲消除麥克風信號從語音麥克風信號中去除噪聲。如果希望，收發器266還可以將噪聲消除麥克風信號從噪聲消除麥克風220和202發送至裝置12。音頻數字信號處理器188還可以處理來自揚聲器噪聲消除麥克風200和202的噪聲消除信號。然而，可能存在與使信號通過抽選濾波器相關聯的等待時間(latency)。為了最小化延遲從而確保揚聲器204和206的噪聲消除令人滿意，可優選地使用諸如圖4的數字噪聲消除電路216和218之類的電路來執行用于揚聲器噪聲消除的數字音頻處理功能。圖8中示出了可以用于實現噪聲消除電路216和218的示例性電路322。如圖8所示，數字噪聲消除電路322可以接收路徑326上的數字音頻。例如，電路322可以接收圖4的編碼器214或212的輸出。數字音頻可以對應于裝置12的左或右聲道音頻輸出(作為例子)。路徑332可以用于將數字音頻從路徑326路由至數字組合器電路328。數字組合器電路328還可以接收來自路徑330的數字輸入。路徑330接收來自可調節增益級334的麥克風噪聲消除信號。可調節增益級334還將麥克風噪聲消除信號提供至路徑324。路徑324可以用于將麥克風噪聲消除信號提供至諸如圖4的濾波器238或242之類的抽選濾波器。在典型的操作過程中，路徑332上的數字音頻信號對應于未修改的音頻輸出，路徑330上的信號包括從適當噪聲消除麥克風收集的環境噪聲。噪聲消除信號可以在路徑340上被接收(B卩，從圖4的麥克風200或202)。Σ-Λ模數轉換器336將路徑340上的模擬麥克風信號轉換為路徑338上的對應的數字麥克風信號(數字噪聲信號)。可選的可調節增益級334可以被包括在麥克風輸入340與數字組合器電路328的輸入端330之間的路徑上。可調節增益級334可以被用于在Σ-Λ模數轉換器336的輸出端處的路徑338與路徑324和330之間施加頻率相關的增益特性。增益級334的頻率相關増益可以在電路322的操作期間被調節。例如，附件14的用戶可以調節增益級334的増益特性來改變當前播放的音頻信號的頻率分量(例如，加重信號的低音部分或加重信號的高音部分)。以該方式，可調節增益級334可以用于使得電路322能夠用作均衡電路(例如，以適應用戶音頻偏好、實現頻率相關的加權機制(其建立噪聲在用戶耳朵處被感知的方式的模型)等)。可調節增益級334數字地執行頻率相關的加權操作(即，通過對模數轉換器336的數字輸出進行加權)。
電路322可以使用前饋和反饋信號貢獻來實現噪聲消除。路徑326上的信號可以被Σ-Λ數模轉換器350轉換為模擬信號。這些信號表示對路徑352上的模擬輸出音頻信號(模擬揚聲器信號)的“前饋”貢獻。麥克風反饋可以使用路徑340從噪聲消除麥克風接收。提供信號至路徑340的噪聲消除麥克風(即，圖4的噪聲消除麥克風200和202)可以位于耳塞內揚聲器附近(B卩，揚聲器204或206附近)。在這種結構中，噪聲消除麥克風將拾取音頻輸出(反饋)和環境噪聲兩者。電路322可以通過使用數字組合器電路328將路徑330上的信號與路徑332上的信號進行數字組合(例如，通過從組合的音頻和麥克風信號中減去音頻輸出信號)，來分離噪聲消除麥克風信號的噪聲分量。路徑354上得到的數字音頻信號表不將被消除的環境噪聲。電路328的輸出354上的信號可以使用濾波器342被濾波，并且可以使用Σ-Λ數模轉換器344從數字轉換為模擬。數模轉換器344的模擬輸出可以使用積分器346來積分并提供給組合器348以從出去的音頻信號中消除噪聲。組合器348可以從音頻前饋路徑(B卩，數模轉換器350的輸出)接收出去的音頻信號，并且可以在 路徑352上產生已經從中消除了噪聲的對應的音頻輸出信號。如果希望，噪聲消除可以使用其他機制來實現。例如，噪聲消除可以使用沒有反饋的前饋機制來實現。在這種類型的機制中，用于每個揚聲器的噪聲消除麥克風可以被安裝在揚聲器殼體的外部部分上(例如，在耳塞的外側上)。建模電路可以用來對耳塞的傳輸函數建模(例如，以考慮耳塞材料引起的高頻噪聲的衰減)。被外部噪聲消除麥克風拾取的噪聲可以傳送通過建模電路，并從音頻輸出(例如，從裝置12接收的音頻的左或右聲道)中將其減去。建模電路和用于從輸出中減去噪聲的組合電路可以使用模擬電路或使用數字噪聲消除電路來實現。根據ー個實施例，提供ー種通過有線通信路徑與電子裝置通信的附件，包括音頻連接器，該音頻連接器從所述有線通信路徑接收數字音頻信號；噪聲消除電路，該噪聲消除 電路包括將所述數字音頻信號轉換為模擬音頻信號的數模轉換器電路；以及至少ー個揚聲器，該至少ー個揚聲器從所述模擬音頻信號產生聲音。根據另ー實施例，提供ー種附件，其中所述音頻連接器包括3. 5_音頻連接器。根據另ー實施例，提供ー種附件，其中所述音頻連接器包括四觸點音頻插頭。根據另ー實施例，提供ー種附件，其中所述附件包括耳機，并且所述至少ー個揚聲器包括一對揚聲器。根據另ー實施例，提供ー種附件，所述附件還包括收發器，其中所述音頻連接器包括四個觸點，并且所述數字音頻信號包括通過所述觸點中的一對觸點由所述收發器接收的
差分信號。根據另ー實施例，提供ー種附件，所述附件還包括與所述揚聲器相關聯的至少ー個揚聲器噪聲消除麥克風。根據另ー實施例，提供ー種附件，所述附件還包括噪聲消除麥克風；以及所述噪聲消除電路中的數字噪聲消除電路，該數字噪聲消除電路接收所述數字音頻信號并且接收來自所述噪聲消除麥克風的麥克風信號。
根據另ー實施例，提供ー種附件，其中所述數字噪聲消除電路包括模數轉換器，該模數轉換器數字化所述麥克風信號以產生數字麥克風信號；以及至少部分基于該數字麥克風信號和所述數字音頻信號產生模擬音頻信號的電路。根據另ー實施例，提供ー種附件，所述附件還包括收發器，該收發器接收所述數字音頻信號；語音麥克風；與所述語音麥克風相關聯的噪聲消除麥克風；以及所述噪聲消除電路中的模數轉換器電路，該模數轉換器電路數字化來自所述語音麥克風和所述噪聲消除麥克風的信號以產生數字數據，其中所述收發器被配置為在所述有線通信路徑上發送所述數字數據。根據另ー實施例，提供ー種附件，其中所述模數轉換器電路包括ー對Σ-Λ模數轉換器，并且所述附件還包括接收所述數字音頻數據的Σ-Λ編碼器。根據ー個實施例，提供ー種通過有線通信路徑與電子裝置通信的耳機，包括耦接至所述有線通信路徑的3. 5mm音頻連接器；通過所述3. 5mm音頻連接器從所述電子裝置接收數字音頻信號的數據接ロ ；一對揚聲器；與所述ー對揚聲器相關聯并收集噪聲信號的一對噪聲消除麥克風；以及數字噪聲消除電路，該數字噪聲消除電路數字化所述噪聲信號以產生數字噪聲信號，并從所述數據接ロ接收所述數字音頻信號，其中所述數字噪聲消除電路被配置為基于所述數字音頻信號和所述數字噪聲信號產生用于所述揚聲器的模擬揚聲器信號。根據另ー實施例，提供ー種附件，所述附件還包括語音麥克風。根據另ー實施例，提供ー種附件，其中，所述數字噪聲消除電路包括接收所述數字音頻信號的Σ-Λ數模轉換器。根據另ー實施例，提供ー種附件，所述附件還包括與所述語音麥克風相關聯的語音噪聲消除麥克風。根據另ー實施例，提供ー種附件，所述附件還包括模數轉換器電路，該模數轉換器電路數字化來自所述語音麥克風的語音麥克風信號以產生數字語音麥克風信號，并且數字化來自所述語音噪聲消除麥克風的語音麥克風噪聲信號以產生數字語音噪聲消除麥克風信號，其中所述數據接ロ被配置為通過所述通信路徑發送所述數字語音麥克風信號和所述數字語音噪聲消除麥克風信號至所述電子裝置。根據另ー實施例，提供ー種附件，其中所述數據接ロ包括從所述3. 5mm音頻連接器中的一對觸點接收所述數字音頻信號的差分輸入緩沖器。根據另ー實施例，提供ー種附件，其中所述數據接ロ還包括接收所述數字音頻信號的先入先出緩沖器。根據另ー實施例，提供ー種附件，其中所述耳機包括時鐘電路，該時鐘電路產生第一時鐘信號；分頻器，該分頻器將第一時鐘信號分頻以產生第二時鐘信號；以及Σ-Λ編碼器，該Σ-Λ編碼器接收第一和第二時鐘信號并接收所述數字音頻信號。根據ー個實施例，提供ー種耳機，包括音頻連接器；連接至所述音頻連接器的數據接ロ，該數據接ロ接收來自所述音頻連接器的數字音頻數據；語音麥克風；噪聲消除電路，該噪聲消除電路包括至少部分基于所述數字音頻數據產生模擬揚聲器信號的數模轉換器電路；以及接收所述模擬揚聲器信號的一
根據另ー實施例，提供ー種耳機，所述耳機還包括所述噪聲消除電路中的模數轉換器電路，該模數轉換器電路接收來自所述語音麥克風的模擬麥克風信號，并產生對應的數字語音麥克風信號。根據另ー實施例，提供ー種耳機，其中所述數據接ロ電路被配置為接收所述數字語音麥克風信號，并且被配置為通過所述音頻連接器發送所述數字語音麥克風信號作為差分輸出信號。根據另ー實施例，提供ー種耳機，所述耳機還包括與所述語音麥克風相關聯的噪聲消除麥克風，其中所述模數轉換器電路接收來自與所述語音麥克風相關聯的所述噪聲消除麥克風的模擬噪聲信號并產生對應的數字麥克風噪聲信號，并且所述數據接ロ電路被配置為通過所述音頻連接器發送所述數字麥克風噪聲信號。根據ー個實施例，提供ー種耳機，包括音頻連接器；數據接ロ，該數據接ロ通過所述音頻連接器中的一對連接器接收數字音頻信號；至少第一和第二噪聲消除麥克風；數字噪聲消除電路，該數字噪聲消除電路至少部分基于來自第一和第二噪聲消除麥克風的信息并且至少部分基于所述數字音頻信號來消除噪聲；以及至少第一和第二揚聲器，與第一和第二噪聲消除麥克風相關聯并且播放從所述數字噪聲消除電路接收的模擬音頻信號。根據另ー實施例，提供ー種耳機，所述耳機還包括語音麥克風和第三噪聲消除麥克風，其中第三噪聲消除麥克風收集與所述語音麥克風相關聯的語音麥克風噪聲信號；以及模數轉換器電路，該模數轉換器電路數字化來自所述語音麥克風和第三噪聲消除麥克風的信號。根據另ー實施例，提供ー種耳機，其中所述數據接ロ包括接收來自所述模數轉換器電路的數據的先入先出緩沖器；以及通過所述音頻連接器發送數據的收發器。根據ー個實施例，提供ー種通過有線通信路徑耦接至耳機的電子裝置，包括耦接至所述有線通信路徑的音頻連接器；以及音頻數字信號處理器，該音頻數字信號處理器通過所述音頻連接器接收來自所述耳機的數字語音麥克風信號。根據另ー實施例，提供一種電子裝置，其中所述音頻數字信號處理器被配置為至少部分基于所述數字語音麥克風信號來執行噪聲消除操作。根據另ー實施例，提供一種電子裝置，其中所述電子裝置還包括數模轉換器，該數模轉換器產生通過所述音頻連接器發送的模擬輸出信號。上面所述僅示意了本發明的原理，本領域技術人員在不背離本發明的范圍和精神的情況下可以進行各種修改。上述實施例可以單獨地或以任意組合實現。
權利要求
1.ー種通過有線通信路徑與電子裝置通信的附件，包括 音頻連接器，該音頻連接器從所述有線通信路徑接收數字音頻信號； 噪聲消除電路，該噪聲消除電路包括將所述數字音頻信號轉換為模擬音頻信號的數模轉換器電路；以及 至少ー個揚聲器，該至少ー個揚聲器從所述模擬音頻信號產生聲音。
2.根據權利要求I所述的附件，其中所述音頻連接器包括3.5mm音頻連接器。
3.根據權利要求2所述的附件，其中所述音頻連接器包括四觸點音頻插頭。
4.根據權利要求3所述的附件，其中所述附件包括耳機，并且所述至少一個揚聲器包括一對揚聲器。
5.根據權利要求2所述的附件，還包括收發器，其中所述音頻連接器包括四個觸點，并且所述數字音頻信號包括通過所述觸點中的一對觸點由所述收發器接收的差分信號。
6.根據權利要求I所述的附件，還包括與所述揚聲器相關聯的至少ー個揚聲器噪聲消除麥克風。
7.根據權利要求I所述的附件，還包括 噪聲消除麥克風；以及 所述噪聲消除電路中的數字噪聲消除電路，該數字噪聲消除電路接收所述數字音頻信號并且接收來自所述噪聲消除麥克風的麥克風信號。
8.根據權利要求7所述的附件，其中所述數字噪聲消除電路包括模數轉換器，該模數轉換器數字化所述麥克風信號以產生數字麥克風信號；以及至少部分基于該數字麥克風信號和所述數字音頻信號產生模擬音頻信號的電路。
9.根據權利要求I所述的附件，還包括 收發器，該收發器接收所述數字音頻信號； 語音麥克風； 與所述語音麥克風相關聯的噪聲消除麥克風；以及 所述噪聲消除電路中的模數轉換器電路，該模數轉換器電路數字化來自所述語音麥克風和所述噪聲消除麥克風的信號以產生數字數據，其中所述收發器被配置為在所述有線通信路徑上發送所述數字數據。
10.根據權利要求9所述的附件，其中所述模數轉換器電路包括ー對Σ-Λ模數轉換器，并且所述附件還包括接收所述數字音頻數據的Σ-Λ編碼器。
11.ー種通過有線通信路徑與電子裝置通信的耳機，包括 耦接至所述有線通信路徑的3. 5mm音頻連接器； 通過所述3. 5_音頻連接器從所述電子裝置接收數字音頻信號的數據接ロ ； 一對揚聲器; 與所述ー對揚聲器相關聯并收集噪聲信號的一對噪聲消除麥克風；以及數字噪聲消除電路，該數字噪聲消除電路數字化所述噪聲信號以產生數字噪聲信號，并從所述數據接ロ接收所述數字音頻信號，其中所述數字噪聲消除電路被配置為基于所述數字音頻信號和所述數字噪聲信號產生用于所述揚聲器的模擬揚聲器信號。
12.根據權利要求11所述的耳機，還包括語音麥克風。
13.根據權利要求12所述的耳機，其中，所述數字噪聲消除電路包括接收所述數字音頻信號的Σ-Λ數模轉換器。
14.根據權利要求12所述的耳機，還包括與所述語音麥克風相關聯的語音噪聲消除麥克風。
15.根據權利要求14所述的耳機，還包括模數轉換器電路，該模數轉換器電路數字化來自所述語音麥克風的語音麥克風信號以產生數字語音麥克風信號，并且數字化來自所述語音噪聲消除麥克風的語音麥克風噪聲信號以產生數字語音噪聲消除麥克風信號，其中所述數據接ロ被配置為通過所述通信路徑發送所述數字語音麥克風信號和所述數字語音噪聲消除麥克風信號至所述電子裝置。
16.根據權利要求12所述的耳機，其中所述數據接ロ包括從所述3.5mm音頻連接器中的一對觸點接收所述數字音頻信號的差分輸入緩沖器。
17.根據權利要求12所述的耳機，其中所述數據接ロ還包括接收所述數字音頻信號的先入先出緩沖器。
18.根據權利要求11所述的耳機，其中所述耳機包括 時鐘電路，該時鐘電路產生第一時鐘信號； 分頻器，該分頻器將第一時鐘信號分頻以產生第二時鐘信號；以及 Σ-Δ編碼器，該Σ-Λ編碼器接收第一和第二時鐘信號并接收所述數字音頻信號。
19.一種耳機,包括 音頻連接器； 連接至所述音頻連接器的數據接ロ，該數據接ロ接收來自所述音頻連接器的數字音頻數據； 語音麥克風； 噪聲消除電路，該噪聲消除電路包括至少部分基于所述數字音頻數據產生模擬揚聲器信號的數模轉換器電路；以及 接收所述模擬揚聲器信號的一對揚聲器。
20.根據權利要求19所述的耳機，還包括所述噪聲消除電路中的模數轉換器電路，該模數轉換器電路接收來自所述語音麥克風的模擬麥克風信號，并產生對應的數字語音麥克風信號。
21.根據權利要求20所述的耳機，其中所述數據接ロ電路被配置為接收所述數字語音麥克風信號，并且被配置為通過所述音頻連接器發送所述數字語音麥克風信號作為差分輸出信號。
22.根據權利要求21所述的耳機，還包括 與所述語音麥克風相關聯的噪聲消除麥克風，其中所述模數轉換器電路接收來自與所述語音麥克風相關聯的所述噪聲消除麥克風的模擬噪聲信號并產生對應的數字麥克風噪聲信號，并且所述數據接ロ電路被配置為通過所述音頻連接器發送所述數字麥克風噪聲信號。
23.—種耳機,包括 音頻連接器； 數據接ロ，該數據接ロ通過所述音頻連接器中的一對連接器接收數字音頻信號； 至少第一和第二噪聲消除麥克風；數字噪聲消除電路，該數字噪聲消除電路至少部分基于來自第一和第二噪聲消除麥克風的信息并且至少部分基于所述數字音頻信號來消除噪聲；以及 至少第一和第二揚聲器，與第一和第二噪聲消除麥克風相關聯并且播放從所述數字噪聲消除電路接收的模擬音頻信號。
24.根據權利要求23所述 的耳機，還包括 語音麥克風和第三噪聲消除麥克風，其中第三噪聲消除麥克風收集與所述語音麥克風相關聯的語音麥克風噪聲信號；以及 模數轉換器電路，該模數轉換器電路數字化來自所述語音麥克風和第三噪聲消除麥克風的信號。
25.根據權利要求24所述的耳機，其中所述數據接ロ包括 接收來自所述模數轉換器電路的數據的先入先出緩沖器；以及 通過所述音頻連接器發送數據的收發器。
26.—種通過有線通信路徑耦接至耳機的電子裝置，包括 耦接至所述有線通信路徑的音頻連接器；以及 音頻數字信號處理器，該音頻數字信號處理器通過所述音頻連接器接收來自所述耳機的數字語音麥克風信號。
27.根據權利要求26所述的電子裝置，其中所述音頻數字信號處理器被配置為至少部分基于所述數字語音麥克風信號來執行噪聲消除操作。
28.根據權利要求27所述的電子裝置，還包括數模轉換器，該數模轉換器產生通過所述音頻連接器發送的模擬輸出信號。
全文摘要
提供了可以通過有線通信路徑進行通信的電子裝置和附件。電子裝置可以是諸如蜂窩電話或媒體播放器的便攜式電子裝置，并且可以具有諸如3.5mm音頻插孔的音頻連接器。附件可以是具有匹配的3.5mm音頻插頭和用于播放音頻的揚聲器的耳機或其他設備。麥克風可以被包括在附件中以收集語音信號和噪聲消除信號。附件中的模數轉換器電路可以數字化麥克風信號。數字語音信號和語音噪聲消除信號可以通過通信路徑發送，并被電子裝置中的音頻數字信號處理器電路處理。附件中的數模轉換器電路可以將數字音頻信號轉換為模擬揚聲器信號。數字噪聲消除信號可以使用數字噪聲信號來從已經從電子裝置接收到的數字音頻信號中消除噪聲。
文檔編號H04R5/033GK102726061SQ201080059644
公開日2012年10月10日 申請日期2010年11月4日 優先權日2009年11月19日
發明者B·桑德, B·科爾萊特, D·塔普曼, J·J·特利茲, W·B·桑德 申請人:蘋果公司