專利名稱：無線助聽器中的諧振頻率偏移抵消的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請大體上涉及通信系統(tǒng)，更具體地，涉及一種用于當(dāng)如無線助聽器中使用的無線通信系統(tǒng)在發(fā)射和接收模式之間切換時(shí)抵消諧振頻率偏移的系統(tǒng)、設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
一些無線通信系統(tǒng)包括發(fā)射-接收開關(guān)(下文中稱為TR開關(guān))以利用相同天線發(fā)射和接收信號(hào)。這種無線通信的示例包括具有單個(gè)電感線圈的基于磁場的通信系統(tǒng)(這里也稱為感應(yīng)通信系統(tǒng))。在發(fā)射模式下，激勵(lì)電感線圈以通過因此產(chǎn)生的時(shí)變磁場發(fā)射信號(hào)。在接收模式下，當(dāng)存在時(shí)變磁場時(shí)電感線圈感應(yīng)出電壓，代表包含在所述場中的信號(hào)。
優(yōu)選地，針對所發(fā)射的信號(hào)的時(shí)變磁場的頻率與發(fā)射電路的諧振頻率十分一致。通過在該諧振頻率以較大電流激勵(lì)所述線圈來從天線發(fā)射強(qiáng)信號(hào)。接收電路具有與包含要被接收的信號(hào)的時(shí)變磁場的頻率相對應(yīng)的諧振頻率。
遺憾的是，TR開關(guān)通過在針對發(fā)射模式的驅(qū)動(dòng)電路和針對接收模式的接收電路之間切換天線，引起了諧振頻率偏移。此偏移可歸因于低噪聲放大器(LNA)的輸入電容，這在本文中被稱為LNA的DC阻擋電容器。DC阻擋電容器在發(fā)射模式下形成諧振頻率的部分，但在接收模式下并不形成諧振頻率的部分。此外，在發(fā)射模式下，用于驅(qū)動(dòng)線圈的較大電流以增加可歸因于DC阻擋電容器的諧振頻率偏移的方式改變了線圈電感值。由于與發(fā)射和接收設(shè)備之間的頻率失諧相關(guān)聯(lián)的動(dòng)力傳送的縮減，因此諧振頻率偏移惡化了發(fā)射器和接收器之間的范圍。
本領(lǐng)域中，存在提供改進(jìn)無線通信系統(tǒng)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上述問題，并通過閱讀和學(xué)習(xí)以下說明書得到理解。本發(fā)明的各個(gè)方案和實(shí)施例抵消或補(bǔ)償了當(dāng)助聽器在發(fā)射模式和接收模式之間切換時(shí)發(fā)生的頻率偏移。頻率偏移發(fā)生是由于LNA輸入電容(也稱為DC阻擋電容器)，在發(fā)射模式中十分有助于諧振頻率，而在接收模式中并不十分有助于諧振頻率。用于抵消諧振頻率的一個(gè)實(shí)施例涉及在接收模式中與調(diào)諧電容器并聯(lián)地增加電容器。用于抵消諧振頻率的另一實(shí)施例涉及在發(fā)射模式中串聯(lián)增加電容。用于抵消諧振頻率的另一實(shí)施例涉及將中心抽頭線圈用作天線的電感線圈，其中，在發(fā)射模式中使用部分繞組，而在接收模式中使用全部繞組。
本發(fā)明的各個(gè)方案涉及通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的各個(gè)實(shí)施例包括具有諧振電路的天線，諧振電路具有與調(diào)諧電容器相連的電感線圈。通信系統(tǒng)包括裝置，在發(fā)射模式期間，選擇性地驅(qū)動(dòng)諧振電路；以及裝置，在接收模式期間，選擇性地接收諧振電路中的感應(yīng)信號(hào)。通信系統(tǒng)還包括裝置，選擇性地將頻率偏移抵消組件包括在諧振電路中，以在發(fā)射模式下在諧振電路中提供第一諧振頻率，并在接收模式下在諧振電路中提供第二諧振頻率，從而第一諧振頻率和第二諧振頻率大致相等。
本發(fā)明的各個(gè)方案涉及助聽器。助聽器的各個(gè)實(shí)施例包括助聽接收器，用于將聲音提供給耳朵；麥克風(fēng)系統(tǒng)，用于接收聲音信號(hào)；天線元件，用于發(fā)射和接收感應(yīng)信號(hào)。天線元件包括第一端子、第二端子及節(jié)點(diǎn)，還包括諧振電路。諧振電路包括連接在第一端子和節(jié)點(diǎn)之間的電感線圈以及連接在第二端子和節(jié)點(diǎn)之間的調(diào)諧電容器。助聽器還包括與天線元件的節(jié)點(diǎn)相連的DC阻擋電容器、頻率偏移抵消組件、以及信號(hào)處理電路。信號(hào)處理電路與麥克風(fēng)系統(tǒng)相連以處理所接收的聲音信號(hào)，并將處理過的信號(hào)提供給助聽接收器，還與天線元件相連以處理所接收的感應(yīng)信號(hào)。信號(hào)處理電路包括發(fā)射-接收(TR)開關(guān)，所述TR開關(guān)響應(yīng)于控制信號(hào)，當(dāng)切換到發(fā)射和接收模式中的發(fā)射模式時(shí)，將頻率偏移抵消組件包括在諧振電路中，并當(dāng)切換到發(fā)射和接收模式中的接收模式時(shí)，在諧振電路中除去頻率偏移抵消組件。
各個(gè)方案涉及一種用于在無線通信系統(tǒng)中切換模式的方法，所述無線通信系統(tǒng)具有位于天線元件中的諧振電路。根據(jù)所述方法的各個(gè)實(shí)施例，確定是否已經(jīng)發(fā)生切換模式觸發(fā)。選擇性地將頻率偏移抵消組件包括在諧振電路中以補(bǔ)償諧振頻率偏移。在各個(gè)實(shí)施例中，將頻率偏移抵消組件包括在諧振電路中，以從發(fā)射模式切換到接收模式。在各個(gè)實(shí)施例中，不將頻率偏移抵消組件包括在諧振電路中，以從接收模式切換到發(fā)射模式。
此發(fā)明內(nèi)容是本申請的一些技術(shù)的概述，并非作為本發(fā)明的唯一或詳盡解決方案。在詳細(xì)描述和所附權(quán)利要求中，可以找到關(guān)于本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)。當(dāng)閱讀并理解了以下詳細(xì)描述并查看了構(gòu)成其部分的附圖時(shí)，其它方案對本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的，每個(gè)附圖均不用于進(jìn)行限制。由所附權(quán)利要求及其等價(jià)物來限定本發(fā)明的范圍。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的助聽器；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的助聽器；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的助聽器的部分，包括針對天線元件的TR開關(guān)；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的圖3的TR開關(guān)和天線元件；圖5A和5B是圖4的天線元件和部分TR開關(guān)的示意圖；圖6示出了圖5A和5B的天線元件在發(fā)射模式期間的簡化電路圖；圖7A和7B示出了圖5A和5B的天線元件在接收模式期間的簡化電路圖；圖8A和8B是根據(jù)本發(fā)明的并聯(lián)電容實(shí)施例的天線元件和部分TR開關(guān)的示意圖；圖9A和9B示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例、圖8A和8B的天線元件在發(fā)射模式期間的簡化電路圖；
圖10A和10B示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例、圖8A和8B的天線元件在接收模式期間的簡化電路圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的串聯(lián)電容實(shí)施例的天線元件和部分TR開關(guān)的示意圖；圖12A和12B示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例、圖11的天線元件在發(fā)射模式期間的簡化電路圖；圖13A和13B示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例、圖11的天線元件在接收模式期間的簡化電路圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的中心抽頭電感器實(shí)施例的天線元件和部分TR開關(guān)的示意圖；圖15A和15B示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例、圖14的天線元件在發(fā)射模式期間的簡化電路圖；圖16A和16B示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例、圖14的天線元件在接收模式期間的簡單電路圖；圖17A、17B、17C和17D示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例、在無線助聽器中切換通信模式的處理。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的以下詳細(xì)描述參考了附圖，作為示例，附圖示出了其中可以實(shí)施本發(fā)明的特定方案和實(shí)施例。充分詳細(xì)地描述了這些實(shí)施例以使本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員實(shí)施本發(fā)明。可以使用其它實(shí)施例，并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)、邏輯和電學(xué)方面的改變，而不偏離本發(fā)明的范圍。在此討論中的參考“一個(gè)”或“各種”實(shí)施例不一定是相同實(shí)施例，并且這種參考預(yù)期了一個(gè)以上的實(shí)施例。因此，以下詳細(xì)描述不是用于進(jìn)行限制，并且本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求以及向其授予了這種權(quán)利要求的法律等效物的完整范圍來限定。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的助聽器。所示助聽器100是耳內(nèi)式助聽器，完全位于耳道101內(nèi)。然后，本發(fā)明并不限于這樣。除所示耳內(nèi)式之外，本發(fā)明的特征可以用于其它類型的助聽器，包括半殼式、耳道式、耳后式、耳上式、眼鏡安裝式、植入式和穿戴式助聽器，以及在噪聲防護(hù)耳機(jī)、頭戴式受話器等中使用其它助聽器。這里所使用的助聽器涉及有助于人的聽力的任意設(shè)備，例如，放大聲音的設(shè)備、削弱聲音的設(shè)備、以及將聲音傳送給特定人的設(shè)備，如便攜式音樂播放器或無線電的頭戴式耳機(jī)。
此外，本發(fā)明有利于使用單個(gè)天線元件和TR開關(guān)的其它無線通信系統(tǒng)，其中，TR開關(guān)用于配置天線發(fā)射信號(hào)或接收信號(hào)，而無需額外的、相對較大和昂貴的電子組件，如電容器。因此，本發(fā)明有助于無線通信系統(tǒng)的進(jìn)一步小型化并降低無線通信系統(tǒng)的成本。
再次參考圖1，助聽器100中的無線通信系統(tǒng)適用于與一個(gè)或多個(gè)設(shè)備通信。在各種實(shí)施例中，助聽器100使用基于磁場的無線通信系統(tǒng)來與外部編程器102通信。編程器能夠調(diào)整如模式、音量等助聽設(shè)置，下載完整的助聽程序，以及從助聽器接收診斷、報(bào)告等的數(shù)據(jù)。
根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，無線通信系統(tǒng)基于磁原理，使用載波頻率和調(diào)幅。各個(gè)實(shí)施例執(zhí)行約4MHz的載波頻率。但是，其它頻率也可以用作載波頻率。各個(gè)實(shí)施例使用ON/OFF進(jìn)行調(diào)制，其中，數(shù)字“1”，載波為ON，而數(shù)字“0”，載波為OFF。在ON/OFF鍵中，ON對應(yīng)于約100％的幅度，而OFF對應(yīng)于約0％的幅度。在另一幅度調(diào)制技術(shù)的一個(gè)示例中，數(shù)字“1”對應(yīng)于約100％的幅度，而OFF對應(yīng)于約50％的幅度?？梢允褂闷渌日{(diào)制技術(shù)來發(fā)射數(shù)字信號(hào)，因此處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，無線通信系統(tǒng)的實(shí)施例包括將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的數(shù)字系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有限制帶寬。因此，數(shù)字系統(tǒng)還對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼和壓縮，以便傳輸。
在各種實(shí)施例中，助聽器100使用基于磁場的無線通信系統(tǒng)來與感應(yīng)助聽系統(tǒng)104A通信。在各個(gè)實(shí)施例中，助聽器100使用基于磁場的無線通信系統(tǒng)來與提供編碼壓縮音頻的設(shè)備104B通信。在各個(gè)實(shí)施例中，助聽器100使用基于磁場的無線通信系統(tǒng)來與遙控設(shè)備104C通信。
在各個(gè)實(shí)施例中，助聽器100使用基于磁場的無線通信系統(tǒng)來與另一助聽器105通信。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的助聽器。佩戴者能夠?qū)⒅犉?00穿戴在身上以進(jìn)行助聽。在所示實(shí)施例中，助聽器200適用于從聲音源213接收聲音信號(hào)212(諸如講話或其它聲音)，還適用于從電話線圈發(fā)射器215接收信號(hào)。聲音源213是通常能被人耳感知的聲音的來源，諸如人的講話聲等。電話線圈發(fā)射器215的示例包括但不限于電話機(jī)和一些類型的編程器。
所示系統(tǒng)的環(huán)境包括感應(yīng)設(shè)備216。感應(yīng)設(shè)備216的示例包括助聽器的編程器和其它助聽器。本發(fā)明并不限于任意類型的感應(yīng)設(shè)備216。助聽器200和感應(yīng)設(shè)備216通過調(diào)制的磁場217A和217B彼此進(jìn)行通信。通常，感應(yīng)設(shè)備216包括用于接收信號(hào)217A和發(fā)射信號(hào)217B的天線元件218。利用放大器219放大代表所接收到的信號(hào)217A的信號(hào)，利用解調(diào)器220解調(diào)代表所接收到的信號(hào)217A的信號(hào)，并提供到信號(hào)處理器221。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，信號(hào)處理器221提供各種信號(hào)處理功能，包括降噪、放大、頻率響應(yīng)、以及/或者單調(diào)控制。從信號(hào)處理器221發(fā)射代表要被發(fā)射到助聽器200的信號(hào)的信號(hào)，利用調(diào)制器222對所述信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，并利用驅(qū)動(dòng)器223將所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)到天線元件。感應(yīng)設(shè)備還包括應(yīng)用相關(guān)電路224。
在所示實(shí)施例中，助聽器200包括助聽接收器225(或揚(yáng)聲器)、信號(hào)處理器226、用于接收聲音信號(hào)212的麥克風(fēng)系統(tǒng)227、用于從電話線圈發(fā)射器215接收信號(hào)214的電話線圈系統(tǒng)228、以及用于發(fā)射和接收感應(yīng)信號(hào)217A和217B的天線元件234。麥克風(fēng)系統(tǒng)227能夠檢測聲音信號(hào)212，并向信號(hào)處理電路227提供代表信號(hào)。電話線圈系統(tǒng)228能夠從電話線圈發(fā)射器215接收信號(hào)214，并向信號(hào)處理器226提供代表信號(hào)。所示實(shí)施例中的助聽器200還包括調(diào)制器230和驅(qū)動(dòng)器231，與天線元件234一起用于從助聽器200向感應(yīng)設(shè)備216發(fā)射信號(hào)217A(發(fā)射數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的載波頻率處的幅度調(diào)制感應(yīng)信號(hào))。所示實(shí)施例中的助聽器200還包括放大器232和解調(diào)器233，與天線元件234一起用于接收信號(hào)217B(發(fā)射數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的載波頻率處的幅度調(diào)制感應(yīng)信號(hào))，并向信號(hào)處理器226提供代表信號(hào)。
所示助聽器能夠執(zhí)行多種功能。作為示例，這里示出了這些功能的部分。這些示例不用于作為助聽器的功能的詳盡列表。所示助聽器200的佩戴者能夠在聽人的談話和/或其它聲音信號(hào)212的同時(shí)編程音量(到接收器225的信號(hào)的幅度)。額外地，助聽器200能夠通過信號(hào)217B接收數(shù)字音頻，助聽器200的佩戴者聽到數(shù)字音頻，而不是聲音，或者可以添加代表聲音信號(hào)，從而助聽器200的佩戴者聽到聲音和數(shù)字音頻。
本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員將理解，天線元件217是具有諧振頻率的RLC電路。RLC電路包括電阻(R)、電感(L)以及電容(C)組件。每個(gè)組件能夠由一個(gè)或多個(gè)分立元件構(gòu)成。例如，電阻(R)件包括信號(hào)通路中和設(shè)備中的固有電阻，電感(L)件包括與天線元件中的電感線圈相關(guān)聯(lián)的電感，而電容件包括與調(diào)諧電容器、接收模式中的DC阻擋電容器相關(guān)聯(lián)的電容、以及各種寄生電容。
本發(fā)明消除了當(dāng)助聽器在發(fā)射和接收模式之間切換時(shí)發(fā)生的頻率偏移。如將針對圖3、4、5A、5B、6、7A和7B所示出的，由于LNA輸入電容(這里也稱為DC阻擋電容器)發(fā)生頻率偏移，極有助于發(fā)射模式下的諧振頻率，并不極有助于接收模式下的諧振頻率。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例通過在接收模式下向調(diào)諧電容器并聯(lián)添加電容來補(bǔ)償諧振頻率偏移。本發(fā)明的另一實(shí)施例通過在發(fā)射模式下串聯(lián)添加電容來補(bǔ)償諧振頻率偏移。本發(fā)明的另一實(shí)施例通過在發(fā)射模式下只使用中心抽頭線圈的部分繞組、而在接收模式下使用中心抽頭線圈的所有繞組來補(bǔ)償諧振頻率偏移。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的助聽器的部分，包括針對天線元件的TR開關(guān)。圖示包括集成電路(IC)部分329和針對IC部分的外部組件315的圖形表示。IC部分329包括信號(hào)處理電路315和TR開關(guān)331。
外部組件315包括天線元件317。天線元件包括電感線圈332，通過電感器L1和與線圈中的電阻相關(guān)聯(lián)的電阻R1串聯(lián)來表示。電阻R1還可以表示其它電阻，如線路中或限流電阻器中的電阻。天線元件317還包括與電感線圈在節(jié)點(diǎn)333(也稱為中心點(diǎn)、中心節(jié)點(diǎn)、或單個(gè)拾取節(jié)點(diǎn))處相連的調(diào)諧電容器C1。當(dāng)天線元件317從感應(yīng)源接收信號(hào)時(shí)，在節(jié)點(diǎn)333處感應(yīng)出電壓。此電壓通過DC阻擋電容器C2提供給IC部分329中的低噪聲放大器354。提供給放大器354的輸入端的所接收到的信號(hào)的電壓處于微伏到毫伏范圍內(nèi)，因此，將不會(huì)損壞IC329。然而，當(dāng)通過電感線圈332驅(qū)動(dòng)電流以從天線元件317發(fā)射信號(hào)時(shí)，節(jié)點(diǎn)333處的電壓多次高于最大IC額定電壓(根據(jù)Q因子)。正如下文中所詳細(xì)描述的，本發(fā)明的方案提供了用于保護(hù)IC使之免于此高壓的裝置。
所示IC 329包括用于從天線元件317接收感應(yīng)信號(hào)的低噪聲放大器354、以及用于驅(qū)動(dòng)電流通過天線元件317的電感線圈332并從天線元件發(fā)射感應(yīng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器352。所示IC信號(hào)處理電路315還包括處理器334，與接收器335通信以處理從放大器354接收到的信號(hào)，并與發(fā)射器336通信以向驅(qū)動(dòng)器352提供要被驅(qū)動(dòng)通過天線元件317的電感線圈332的信號(hào)。所示信號(hào)處理電路包括TR控制器337，用于激活驅(qū)動(dòng)器，并適當(dāng)?shù)夭倏vTR開關(guān)331，以在發(fā)射模式下向天線元件333發(fā)射信號(hào)，或在接收模式下從天線元件333接收信號(hào)。
所示TR開關(guān)用于在發(fā)射模式下串聯(lián)配置天線元件317以及在接收模式下并聯(lián)配置天線元件317，還用于通過分路與IC相關(guān)聯(lián)的電容C3，在發(fā)射模式期間保護(hù)IC使之免于節(jié)點(diǎn)333處產(chǎn)生的較大電壓。TR開關(guān)331的第一部分338響應(yīng)于TR控制信號(hào)，以在發(fā)射模式期間在操作上使驅(qū)動(dòng)器352與天線元件317相連，而在接收模式期間使天線元件的第一端子339與天線元件的第二端子340相連，以使調(diào)諧電容器C1與電感線圈332并聯(lián)。在各個(gè)實(shí)施例中，在接收模式期間，天線元件的第一和第二端子339和340與地相連。TR開關(guān)331的第二部分341響應(yīng)于TR控制信號(hào)以形成跨過IC電容C3的分路，以在發(fā)射模式期間保護(hù)IC。當(dāng)閱讀并理解了以下討論時(shí)，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，TR開關(guān)的額外部分用于選擇性地包括或不包括頻率抵消組件。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的圖3的TR開關(guān)和天線元件。在各個(gè)實(shí)施例中，TR開關(guān)431的第一部分438包括第一和第二旁路晶體管(pass transistor)442和443，用于在發(fā)射模式期間選擇性地使驅(qū)動(dòng)器與天線元件相連，還包括第一和第二下拉晶體管444和445，用于在接收模式期間選擇性地使天線元件的第一和第二端子439和440接地。將第一和第二通路晶體管以及第一和第二下拉晶體管的柵極適當(dāng)?shù)嘏cTR控制信號(hào)相連，以執(zhí)行希望的功能。所示的TR開關(guān)的第一部分作為實(shí)施例，但并不用于作為TR開關(guān)的唯一設(shè)計(jì)。當(dāng)閱讀并理解了此討論時(shí)，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，存在可以設(shè)計(jì)用于執(zhí)行TR開關(guān)的第一部分的功能的其它電路。其它電路能夠選擇性地使驅(qū)動(dòng)器與天線相連，從而天線的組件處于串聯(lián)，并且能夠選擇性地使驅(qū)動(dòng)器與天線斷開并在電感線圈432兩端與調(diào)諧電容器C1并聯(lián)。在各個(gè)實(shí)施例中，TR開關(guān)的第二部分441包括連接在IC電容器C3兩端的旁路晶體管446。旁路晶體管的柵極適當(dāng)?shù)剡B接到TR控制信號(hào)以執(zhí)行希望的功能。在各個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，TR開關(guān)431包括用于選擇性地包括或不包括頻率抵消組件448的第三部分447。通常示出了TR開關(guān)431的第三部分和頻率抵消組件448。頻率抵消組件448的各種實(shí)施例包括外部或非IC組件，頻率抵消組件448的各種實(shí)施例包括IC組件。
具有TR開關(guān)的基本諧振電路的問題在于當(dāng)模式從發(fā)射變?yōu)榻邮栈驈慕邮兆優(yōu)榘l(fā)射時(shí)諧振頻率偏移。對于此偏移存在兩個(gè)影響因素(contributor)，并且這兩個(gè)影響因素相加而非彼此抵消。第一個(gè)影響因素涉及當(dāng)電流驅(qū)動(dòng)電平在發(fā)射和接收模式之間改變時(shí)鐵氧體磁心的磁導(dǎo)率改變引起的線圈的電感改變。注意，此影響因素對于空氣線圈而言不是問題，因?yàn)榇艑?dǎo)率對于空氣是恒定的，并且與驅(qū)動(dòng)電平無關(guān)。第二影響因素是作為發(fā)射模式下的諧振電路的部分的DC旁路電容器C2。然而，在接收模式下，DC旁路電容器C2幾乎能被比C2和C1小得多的寄生電容器C3排除。
圖5A和5B是圖4的天線元件和部分TR開關(guān)的示意圖。這些圖示不包括頻率抵消組件。天線元件包括電感線圈532(L1和R1)以及調(diào)諧電容器C1。天線元件的第一端子539與電感線圈相連，并且天線元件的第二端子540與調(diào)諧電容器C1相連。調(diào)諧電容器C1與電感線圈在天線元件的節(jié)點(diǎn)533處相連。節(jié)點(diǎn)533與低噪聲放大器的輸入端(LNAINPUT)通過DC阻擋電容器C2相連。放大器的輸入端與IC電容器C3相關(guān)聯(lián)。圖4中示出為441的旁路晶體管M1連接在IC電容兩端，并響應(yīng)于TR控制信號(hào)，選擇性地將放大器輸入拉到地，以保護(hù)IC使之免于當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流通過電感線圈時(shí)在天線元件的節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生的高壓。圖5B中示出的示意圖對圖5A中示意圖的組件進(jìn)行重新排列，提供了與圖6、7A和7B中用于分析電路的布局相類似的示意布局。
圖6示出了圖5A和5B的天線元件在發(fā)射模式期間的簡化電路圖。端子639和640、線圈632、節(jié)點(diǎn)633大體上對應(yīng)于圖5中的端子539和540、線圈532、節(jié)點(diǎn)533，以及對應(yīng)于圖3中的端子339和340、線圈332、節(jié)點(diǎn)333。在發(fā)射模式期間，激勵(lì)晶體管M1，以提供IC電容C3兩端的分路。所示電阻RM1表示晶體管M1的導(dǎo)通電阻。RM1的值相對較小，因此對此討論而言其可以被忽略。實(shí)際上，調(diào)諧電容器C1與DC旁路電容器C2并聯(lián)，從而C1和C2的等效電容是C1+C2。因此，在發(fā)射模式下，通過公式1提供圖5的天線元件的諧振頻率。
(1)...fTx=12πL1×(C1+C2)]]>TX模式，未抵消圖7A和7B示出了圖5A和5B的天線元件在接收模式期間的簡化電路圖。端子739和740、線圈732、節(jié)點(diǎn)733大體上對應(yīng)于圖5中的端子539和540、線圈532、節(jié)點(diǎn)533，以及對應(yīng)于圖3中的端子339和340、線圈332、節(jié)點(diǎn)333。在接收模式期間，不激勵(lì)晶體管M1，并且不將驅(qū)動(dòng)端子拉到基準(zhǔn)電位(例如，地)。如圖7A中所示，DC旁路電容器C2與IC電容C3串聯(lián)(表示為C2//C3，對應(yīng)于C2*C3/(C2+C3))。IC電容C3比DC旁路電容C2小得多。因此，C2和C3的等效電容十分小，因此對此討論而言其可以被忽略。因此，在接收模式下，可以將天線電路進(jìn)一步簡化為圖7B所示的天線電路。圖7A和7B還顯示出在接收模式下，由于通過線圈L1的電流的改變，L1的電感減小了ΔL，這改變了線圈的鐵氧體磁心的磁導(dǎo)率。當(dāng)閱讀并理解了此討論時(shí)，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員將理解，空氣線圈的磁導(dǎo)率是恒定的并與電流無關(guān)，因此將不受電感改變?chǔ)的影響。
在接收模式下，通過公式2提供圖5的天線元件的諧振頻率，其中ΔL是由于驅(qū)動(dòng)電流的存在而引起的電感改變。
(2)...fRx=12π(L1-ΔL)×C1]]>RX模式，未抵消從公式1和2中可清楚得知，在接收模式下電容和電感均減小，從而接收模式中的諧振頻率高于發(fā)射模式中的諧振頻率。本發(fā)明可選擇性地包括頻率偏移抵消組件，以補(bǔ)償當(dāng)從發(fā)射模式切換到接收模式時(shí)以及從接收模式切換到發(fā)射模式時(shí)的諧振頻率的改變。
本發(fā)明還可以抵消當(dāng)助聽器在發(fā)射和接收模式之間來回切換時(shí)發(fā)生的頻率偏移。下文中將描述的圖8A、8B、9A、9B、10A和10B示出了在圖5A和5B的電路中針對調(diào)諧電容器選擇性地并聯(lián)增加了電容的電路。下文中將描述的圖11、12A、12B、13A和13B示出了在圖5A和5B的電路中針對調(diào)諧電容器選擇性地串聯(lián)增加了電容的電路。下文中將描述的圖14、15A、15B、16A和16B示出了在圖5的電路中將中心抽頭線圈用作天線中的電感線圈的電路，并配置該電路以選擇性地在接收模式下增加電感而在發(fā)射模式下減小電感。
并聯(lián)電容器實(shí)施例圖8A和8B是根據(jù)本發(fā)明的并聯(lián)電容器實(shí)施例的天線元件和部分TR開關(guān)的示意圖。所示電路與圖5A和5B中所示的電路類似，但另外包括頻率偏移抵消組件。這些組件包括電容器C4和晶體管M2。端子839和840、線圈832、節(jié)點(diǎn)833大體上對應(yīng)于圖5中的端子539和540、線圈532、節(jié)點(diǎn)533，以及對應(yīng)于圖3中的端子339和340、線圈332、節(jié)點(diǎn)333。
電容器C4和晶體管M2從天線元件833到基準(zhǔn)電位(例如，地)串聯(lián)。當(dāng)閱讀并理解了此討論時(shí)，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人中應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)際上，當(dāng)將驅(qū)動(dòng)端子接到基準(zhǔn)電位(例如，地)時(shí)，在接收模式期間，電容器C4和晶體管M1在調(diào)諧電容器C1兩端并聯(lián)連接。晶體管M2具有寄生電容，示出為電容器C5。晶體管M2用作在TR模式信號(hào)控制下的開關(guān)。因此，可以將晶體管M2視為TR開關(guān)431的第三部分447，并且可以將電容器C4視為圖4中所示的頻率抵消組件448。在所示實(shí)施例中，在發(fā)射模式期間激勵(lì)晶體管M1，在接收模式期間激勵(lì)晶體管M2。
圖9A和9B示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例、圖8A和8B的天線元件在發(fā)射模式期間的簡化電路圖。端子939和940、線圈932、節(jié)點(diǎn)933大體上對應(yīng)于圖5中的端子539和540、線圈532、節(jié)點(diǎn)533，以及對應(yīng)于圖3中的端子339和340、線圈332、節(jié)點(diǎn)333。在發(fā)射模式中，激勵(lì)晶體管M1，并不激勵(lì)晶體管M2。圖9A示出了具有電阻RM1的晶體管M1，電阻RM1代表晶體管M1的導(dǎo)通電阻，還示出了具有其寄生電容C5的晶體管M2。寄生電容C5與電容器C4串聯(lián)(表示為C4∥C5，對應(yīng)于C4*C5/(C4+C5))。將電容C4選擇為遠(yuǎn)大于寄生電容C5。因此，如圖9B的簡圖所示，針對C4和C5的組合的等效電容十分小，從而針對此討論其可以被忽略。此外，對于此討論，還可以忽略晶體管M1的相對較小的導(dǎo)通電阻(RM1)。圖9B示出了圖8A和8B的天線元件在發(fā)射模式期間的簡化示意圖。
根據(jù)圖9B，用公式3表示在發(fā)射模式下的諧振頻率。
(3)...fTx=12πL1×(C1+C2)]]>TX模式，并聯(lián)因此，從公式3中顯而易見，針對所示并聯(lián)電容器實(shí)施例，調(diào)諧電容器C1和DC旁路電容器C2是實(shí)質(zhì)元件，用于在發(fā)射模式下確定諧振頻率。
圖10A和10B示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例、圖8A和8B的天線元件在接收模式下的簡化電路圖。在接收模式期間，不激勵(lì)晶體管M1，激勵(lì)晶體管M2，并且將驅(qū)動(dòng)端子拉到基準(zhǔn)電位(例如，地)。圖10A示出了具有其寄生電容C3(還代表IC電容)的晶體管M1、以及具有導(dǎo)通電阻RM2的晶體管M2。IC電容C3與DC旁路電容器C2串聯(lián)(表示為C2//C3，對應(yīng)于C2*C3/(C2+C3))。將電容C2選擇為遠(yuǎn)大于寄生電容C3。因此，圖10B的圖中示出，C2和C3的等效電容十分小，從而對此討論而言其可以被忽略。此外，對于此討論，還可以忽略晶體管M2的相對較小的導(dǎo)通電阻(RM2)。圖10B示出了圖8A和8B的天線元件在接收模式期間的簡化示意圖。在接收模式中，由于通過線圈L1的電流的改變，L1的電感減小了ΔL，這改變了線圈的鐵氧體磁心的磁導(dǎo)率。
根據(jù)圖10B，用公式4表示接收模式下的諧振頻率。
(4)...fRx=12π(L1-ΔL)×(C1+C4)]]>RX模式，并聯(lián)因此，從公式4中顯而易見，針對所示并聯(lián)電容器實(shí)施例，調(diào)諧電容器C1和額外的電容器C4是實(shí)質(zhì)元件，用于確定接收模式下的諧振頻率。C4選擇用于補(bǔ)償DC旁路電容器C2引起的損失電容以及由于傳輸驅(qū)動(dòng)電流的存在引起的電感降低ΔL。C4大于C2以抵消C2和L1引起的頻率偏移。此解決方案利用一個(gè)額外的電容器消除了頻率偏移。
串聯(lián)電容器實(shí)施例圖11是根據(jù)本發(fā)明的串聯(lián)電容器實(shí)施例的天線元件和部分TR開關(guān)的示意圖。所示電路與圖5A和5B中所示的電路類似，但另外包括頻率偏移抵消組件。這些組件包括電容器C6和晶體管M3。端子1139和1140、線圈1132、節(jié)點(diǎn)1133大體上對應(yīng)于圖5中的端子539和540、線圈532、節(jié)點(diǎn)533，以及對應(yīng)于圖3中的端子339和340、線圈332、節(jié)點(diǎn)333。
電容器C6與線圈和調(diào)諧電容器C1串聯(lián)。在接收模式期間，將晶體管M3與拉節(jié)點(diǎn)1149相連以拉到基準(zhǔn)電位(例如，地)。當(dāng)閱讀并理解了此討論時(shí)，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人中應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)際上，在發(fā)射模式期間，電容器C6針對調(diào)諧電容器C1串聯(lián)連接。晶體管M3具有寄生電容，示出為電容器C7。晶體管M3用作在TR模式信號(hào)控制下的開關(guān)。因此，可以將晶體管M3視為TR開關(guān)431的第三部分447，并且可以將電容器C6視為圖4中所示的頻率抵消組件448。在所示實(shí)施例中，在發(fā)射模式期間激勵(lì)晶體管M1，在接收模式期間激勵(lì)晶體管M3。
圖12A和12B示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例、圖11的天線元件在發(fā)射模式期間的簡化電路圖。端子1239和1240、線圈1232、節(jié)點(diǎn)1233大體上對應(yīng)于圖5中的端子539和540、線圈532、節(jié)點(diǎn)533，以及對應(yīng)于圖3中的端子339和340、線圈332、節(jié)點(diǎn)333。在發(fā)射模式中，激勵(lì)晶體管M1，并不激勵(lì)晶體管M3。圖12A示出了具有電阻RM1的晶體管M1，電阻RM1代表晶體管M1的導(dǎo)通電阻，還示出了具有其寄生電容C7的晶體管M3。對于此討論，寄生電容C7是可忽略的。因此，如圖10B的簡圖所示，示出為將電容器與調(diào)諧電容器C1和DC旁路電容器的并聯(lián)組合串聯(lián)連接。此外，對于此討論，還可以忽略晶體管M1的相對較小的導(dǎo)通電阻(RM1)。圖12B示出了圖11的天線元件在發(fā)射模式期間的簡化示意圖。
根據(jù)圖12B，用公式5和6表示在發(fā)射模式下的諧振頻率。
(5)...fTx=12πL1×((C1+C2)//C6;]]>或者(6)...fTx=12πL1×(C1+C2)×C6C1+C2+C6]]>TX模式，串聯(lián)因此，從公式5和6中顯而易見，針對所示串聯(lián)電容器實(shí)施例，調(diào)諧電容器C1、DC旁路電容器C2和電容器C6是實(shí)質(zhì)元件，用于確定發(fā)射模式下的諧振頻率。
圖13A和13B示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例、圖11的天線元件在接收模式下的簡化電路圖。端子1339和1340、線圈1332、節(jié)點(diǎn)1333大體上對應(yīng)于圖5中的端子539和540、線圈532、節(jié)點(diǎn)533，以及對應(yīng)于圖3中的端子339和340、線圈332、節(jié)點(diǎn)333。在接收模式期間，不激勵(lì)晶體管M1，激勵(lì)晶體管M3，并且將驅(qū)動(dòng)端子拉到基準(zhǔn)電位(例如，地)。圖13A示出了具有其寄生電容C3(還代表IC電容)的晶體管M1、以及具有導(dǎo)通電阻RM3的晶體管M3。IC電容C3與DC旁路電容器C2串聯(lián)(表示為C2//C3，對應(yīng)于C2*C3/(C2+C3))。將電容C2選擇為遠(yuǎn)大于寄生電容C3。因此，如圖13B的圖中示出，C2和C3的等效電容十分小，從而對此討論而言其可以被忽略。晶體管M3的導(dǎo)通電阻(RM3)將線圈的節(jié)點(diǎn)接到基準(zhǔn)電位(例如，地)。對于此討論，RM3的值十分小，可以被忽略。圖13B示出了圖11的天線元件在接收模式期間的簡化示意圖。在接收模式中，由于通過線圈L1的電流的改變，L1的電感減小了ΔL，這改變了線圈的鐵氧體磁心的磁導(dǎo)率。
根據(jù)圖13B，用公式7表示接收模式下的諧振頻率。
(4)...fRx=12π(L1-ΔL)×C1]]>RX模式，串聯(lián)因此，從公式7中顯而易見，針對所示串聯(lián)電容器實(shí)施例，調(diào)諧電容器C1是實(shí)質(zhì)元件，用于確定接收模式下的諧振頻率。C6選擇用于補(bǔ)償DC旁路電容器C2引起的損失電容以及由于傳輸驅(qū)動(dòng)電流的存在引起的電感降低ΔL。此解決方案利用一個(gè)額外的電容器消除了頻率偏移。
中心抽頭線圈實(shí)施例圖14是根據(jù)本發(fā)明的中心抽頭電感器實(shí)施例的天線元件和部分TR開關(guān)的示意圖。所示電路與圖5A和5B中所示的電路類似，但另外包括頻率偏移抵消組件。這些組件包括中心抽頭線圈L1、L2和晶體管M4。端子1439和1440、線圈1432、節(jié)點(diǎn)1433大體上對應(yīng)于圖5中的端子539和540、線圈532、節(jié)點(diǎn)533，以及對應(yīng)于圖3中的端子339和340、線圈332、節(jié)點(diǎn)333。
當(dāng)閱讀并理解了此討論時(shí)，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人中應(yīng)當(dāng)理解，可以使用兩個(gè)分離的線圈來替代中心抽頭線圈。另外，當(dāng)閱讀并理解了此討論時(shí)，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，線圈的第一線圈部分L1和第二線圈部分L2不需要具有相同數(shù)目的匝數(shù)或相同的電感。術(shù)語中心抽頭線圈意欲包括具有抽頭的線圈，無論在何處，沿著其長度形成第一線圈部分L1和第二線圈部分L2。各個(gè)實(shí)施例在相同磁心上纏繞第一線圈部分L1和第二線圈部分L2。將一個(gè)驅(qū)動(dòng)端子與第一線圈部分L1和第二線圈部分L2之間的節(jié)點(diǎn)1450相連。
晶體管M4配置用于在接收模式期間將第二線圈部分L2拉到基準(zhǔn)電位(例如，地)。晶體管M4具有寄生電容，示出為電容器C8。晶體管M4用作在TR模式信號(hào)控制下的開關(guān)。因此，可以將晶體管M4視為TR開關(guān)431的第三部分447，并且可以將第二線圈部分L2視為圖4中所示的頻率抵消組件448。在所示實(shí)施例中，在發(fā)射模式期間激勵(lì)晶體管M1，在接收模式期間激勵(lì)晶體管M4。
圖15A和15B示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例、圖14的天線元件在發(fā)射模式期間的簡化電路圖。端子1539和1540、線圈1532、節(jié)點(diǎn)1533大體上對應(yīng)于圖5中的端子539和540、線圈532、節(jié)點(diǎn)533，以及對應(yīng)于圖3中的端子339和340、線圈332、節(jié)點(diǎn)333。
在發(fā)射模式中，激勵(lì)晶體管M1，并不激勵(lì)晶體管M4。圖15A示出了具有電阻RM1的晶體管M1，電阻RM1代表晶體管M1的導(dǎo)通電阻，還示出了具有其寄生電容C8的晶體管M4。對于此討論，也可以忽略晶體管M1的相對較小的導(dǎo)通電阻(RM1)。在發(fā)射模式中，兩個(gè)LC電路同時(shí)存在。主LC(L1和C1+C2)和寄生LC(L2和作為襯墊電容(padcapacitance)的C)。為了避免磁心中的磁場抵消，寄生諧振頻率大于高于驅(qū)動(dòng)頻率的十倍(decade)。此外，在L2和C8之間的節(jié)點(diǎn)處的電壓不高于驅(qū)動(dòng)電壓。圖15B示出了圖14的天線元件在發(fā)射模式期間的簡化示意圖。
根據(jù)圖15B，用公式8表示在發(fā)射模式下的諧振頻率。
(8)...fTx=12πL1×(C1+C2)]]>TX模式，中心抽頭因此，從公式8中顯而易見，針對所示中心抽頭電感器實(shí)施例，調(diào)諧電容器C1、DC旁路電容器C2和第一線圈部分L1是實(shí)質(zhì)組件，用于確定發(fā)射模式下的諧振頻率。
圖16A和16B示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例、圖14的天線元件在接收模式下的簡化電路圖。端子1639和1640、線圈1632、節(jié)點(diǎn)1633大體上對應(yīng)于圖5中的端子539和540、線圈532、節(jié)點(diǎn)533，以及對應(yīng)于圖3中的端子339和340、線圈332、節(jié)點(diǎn)333。
在發(fā)射模式期間，不激勵(lì)晶體管M1，激勵(lì)晶體管M4。圖16A示出了具有電阻RM4(RM4代表晶體管M4的導(dǎo)通電阻)的晶體管M4、以及具有其寄生電容C8(還代表IC電容)的晶體管M1。對此討論而言，可以忽略晶體管M4的相對較小的導(dǎo)通電阻(RM4)。在接收模式中，第一電感部分L1和第二電感部分L2之間的驅(qū)動(dòng)器變成三態(tài)的。寄生電容C9應(yīng)當(dāng)十分小，對接收電路的影響是可忽略的。
根據(jù)圖16B，用公式9表示接收模式下的諧振頻率。
(9)...fRx=12π(L1-ΔL+L2)×C1]]>RX模式，中心抽頭因此，從公式9中顯而易見，第一和第二電感部分L1+L2和調(diào)諧電容器C1是實(shí)質(zhì)組件，用于確定接收模式下的諧振頻率。L2足夠大補(bǔ)償L1改變和L2。此實(shí)施例僅涉及現(xiàn)有磁心上很少的額外匝數(shù)。這還適合于具有最少數(shù)目的外部件的IC實(shí)現(xiàn)方式。這些外部件是L1、L2、R1、C1和C2。此外，IC襯墊處的電壓將不高于驅(qū)動(dòng)電壓，因此，消除了產(chǎn)生高于最大額定值的電壓的風(fēng)險(xiǎn)。
圖17A、17B、17C和17D示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例、用于在無線助聽器中切換通信模式的處理。參考圖17A，提供切換模式的觸發(fā)信號(hào)，包括從接收模式切換到發(fā)射模式、以及從發(fā)射模式切換到接收模式。在1760，確定是否發(fā)生了切換模式觸發(fā)。當(dāng)切換模式觸發(fā)發(fā)生，處理前進(jìn)到1761，其中，根據(jù)電路配置和所需模式，針對所需模式適當(dāng)?shù)匕ɑ虿话l率偏移抵消組件。頻率偏移抵消組件用于補(bǔ)償由于電流驅(qū)動(dòng)電平在發(fā)射和接收模式之間改變時(shí)鐵氧體磁心的磁導(dǎo)率的改變以及接收模式中幾乎消除了DC旁路電容器C2引起的線圈的改變電感。
圖17B示出了根據(jù)本發(fā)明的并聯(lián)電容器實(shí)施例、用于在無線助聽器中切換通信模式的處理。在此實(shí)施例中，頻率偏移抵消組件包括針對調(diào)諧電容器的并聯(lián)電容。在1760，確定是否發(fā)生切換模式觸發(fā)。當(dāng)切換模式觸發(fā)發(fā)生時(shí)，處理前進(jìn)到1762，此時(shí)確定是否正將模式切換到發(fā)射模式(以1763表示)，或者正切換到接收模式(以1764表示)。當(dāng)正將模式切換到發(fā)射模式1763時(shí)，處理前進(jìn)到1765，其中，消除針對調(diào)諧電容器的并聯(lián)電容，以抵消與從接收模式切換到發(fā)射模式相關(guān)聯(lián)的頻率偏移。當(dāng)正將模式切換到接收模式1764時(shí)，處理前進(jìn)到1766，其中，增加針對調(diào)諧電容器的并聯(lián)電容，以抵消與從發(fā)射模式切換到接收模式相關(guān)聯(lián)的頻率偏移。
圖17C示出了根據(jù)本發(fā)明的串聯(lián)電容器實(shí)施例、用于在無線助聽器中切換通信模式的處理。在此實(shí)施例中，頻率偏移抵消組件包括針對調(diào)諧電容器的串聯(lián)電容。在1760，確定是否發(fā)生切換模式觸發(fā)。當(dāng)切換模式觸發(fā)發(fā)生時(shí)，處理前進(jìn)到1762，此時(shí)確定是否正將模式切換到發(fā)射模式(以1763表示)，或者正切換到接收模式(以1764表示)。當(dāng)正將模式切換到發(fā)射模式1763時(shí)，處理前進(jìn)到1767，其中，增加針對調(diào)諧電容器的串聯(lián)電容，以抵消與從接收模式切換到發(fā)射模式相關(guān)聯(lián)的頻率偏移。當(dāng)正將模式切換到接收模式1764時(shí)，處理前進(jìn)到1768，其中，消除針對調(diào)諧電容器的串聯(lián)電容，以抵消與從發(fā)射模式切換到接收模式相關(guān)聯(lián)的頻率偏移。
圖17D示出了根據(jù)本發(fā)明的中心抽頭電感器實(shí)施例、用于在無線助聽器中切換通信模式的處理。在此實(shí)施例中，頻率偏移抵消組件包括可消除電感。在1760，確定是否發(fā)生切換模式觸發(fā)。當(dāng)切換模式觸發(fā)發(fā)生時(shí)，處理前進(jìn)到1762，此時(shí)確定是否正將模式切換到發(fā)射模式(以1763表示)，或者正切換到接收模式(以1764表示)。當(dāng)正將模式切換到發(fā)射模式1763時(shí)，處理前進(jìn)到1769，其中，消除電感以抵消與從接收模式切換到發(fā)射模式相關(guān)聯(lián)的頻率偏移。當(dāng)正將模式切換到接收模式1764時(shí)，處理前進(jìn)到1770，其中，增加電感以抵消與從發(fā)射模式切換到接收模式相關(guān)聯(lián)的頻率偏移。在使用具有第一電感部分和第二電感部分的中心抽頭線圈的各個(gè)實(shí)施例中，頻率偏移抵消組件包括第二電感部分，在發(fā)射模式期間從諧振電路消除第二電感部分，并在接收模式期間將第二電感部分包括在諧振電路中。
當(dāng)閱讀并理解了此討論時(shí)，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，能夠?qū)⒈景l(fā)明包括在多種近場通信系統(tǒng)和使用這種近場通信系統(tǒng)的技術(shù)(如助聽器)中。例如，本發(fā)明能夠用于助聽器中，諸如耳內(nèi)式、半殼式、耳道式助聽器，以及耳后式助聽器。此外，當(dāng)閱讀并理解了此討論時(shí)，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員將理解，本發(fā)明的方法方案使用了所提出的并在上文中詳細(xì)描述的特征。
盡管這里已經(jīng)示出并描述了特定實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，所設(shè)計(jì)的用于實(shí)現(xiàn)相同目的的任意結(jié)構(gòu)可以適合于所示特定實(shí)施例。此申請意欲覆蓋本發(fā)明的修改或變更。應(yīng)當(dāng)理解，以上描述是說明性的，而非限制性的。當(dāng)閱讀了以上描述時(shí)，上述實(shí)施例的各種組合及其它實(shí)施例對本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。應(yīng)當(dāng)參考所附權(quán)利要求以及授權(quán)了此權(quán)利的等價(jià)物的完整范圍，確定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)，包括具有諧振電路的天線，諧振電路包括與調(diào)諧電容器相連的電感線圈；裝置，在發(fā)射模式期間，選擇性地驅(qū)動(dòng)諧振電路；裝置，在接收模式期間，選擇性地接收諧振電路中的感應(yīng)信號(hào)；以及裝置，選擇性地將頻率偏移抵消組件包括在諧振電路中，以在發(fā)射模式下在諧振電路中提供第一諧振頻率，并在接收模式下在諧振電路中提供第二諧振頻率，從而使第一諧振頻率和第二諧振頻率大致相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中，選擇性地將頻率偏移抵消組件包括在諧振電路中的裝置包括裝置，用于當(dāng)從接收模式切換到發(fā)射模式時(shí)選擇性地除去針對調(diào)諧電容器的預(yù)定并聯(lián)電容，并當(dāng)從發(fā)射模式切換到接收模式時(shí)選擇性地包括針對調(diào)諧電容器的預(yù)定并聯(lián)電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中，選擇性地將頻率偏移抵消組件包括在諧振電路中的裝置包括裝置，用于當(dāng)從接收模式切換到發(fā)射模式時(shí)選擇性地包括針對調(diào)諧電容器的預(yù)定串聯(lián)電容，并當(dāng)從發(fā)射模式切換到接收模式時(shí)選擇性地除去針對調(diào)諧電容器的預(yù)定串聯(lián)電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中，選擇性地將頻率偏移抵消組件包括在諧振電路中的裝置包括裝置，用于當(dāng)從接收模式切換到發(fā)射模式時(shí)選擇性地從天線的諧振電路除去預(yù)定電感，并當(dāng)從發(fā)射模式切換到接收模式時(shí)選擇性地將預(yù)定電感包括在天線的諧振電路中。
5.一種通信系統(tǒng)，包括具有第一端子、第二端子及節(jié)點(diǎn)的天線元件，所述天線元件包括諧振電路，所述諧振電路包括連接在第一端子和節(jié)點(diǎn)之間的電感線圈、以及連接在第二端子和節(jié)點(diǎn)之間的調(diào)諧電容器；DC阻擋電容器，與天線元件的節(jié)點(diǎn)相連；放大器，要在接收模式期間通過DC阻擋電容器與天線的節(jié)點(diǎn)相連，以接收在諧振電路的電感線圈中感應(yīng)出的第一通信信號(hào)；驅(qū)動(dòng)器，要在發(fā)射模式期間與天線元件的第一端子和第二端子中的至少一個(gè)相連，以利用第二通信信號(hào)激勵(lì)諧振電路的電感線圈；頻率偏移抵消組件，要選擇性地被包括在天線元件的諧振電路中，所述頻率偏移抵消組件具有預(yù)定值；以及發(fā)射-接收(TR)開關(guān)，響應(yīng)于控制信號(hào)，當(dāng)切換到發(fā)射模式時(shí)將頻率偏移抵消組件包括在諧振電路中，并當(dāng)切換到接收模式時(shí)在諧振電路中除去頻率偏移抵消組件，從而使在接收模式期間諧振電路的第一諧振頻率與在發(fā)射模式期間諧振電路的第二諧振頻率大致相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其中，頻率偏移抵消組件包括補(bǔ)償電容器，所述補(bǔ)償電容器在接收模式中選擇性地相對于調(diào)諧電容器并聯(lián)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其中補(bǔ)償電容器與天線元件的節(jié)點(diǎn)相連；以及TR開關(guān)包括裝置，在接收模式期間，將天線元件的第一和第二端子拉到基準(zhǔn)電位；以及晶體管，連接在補(bǔ)償電容器和基準(zhǔn)電位之間，所述晶體管響應(yīng)于控制信號(hào)，在接收模式期間將補(bǔ)償電容器拉到基準(zhǔn)電位。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其中，頻率偏移抵消組件包括補(bǔ)償電容器，所述補(bǔ)償電容器在發(fā)射模式期間選擇性地相對于調(diào)諧電容器串聯(lián)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的通信系統(tǒng)，其中補(bǔ)償電容器與天線元件的第一和第二端子中的第一端子相連，并與電感線圈和調(diào)諧電容器串聯(lián)；以及TR開關(guān)包括裝置，在接收模式期間，將天線元件的第一和第二端子中的第二端子拉到基準(zhǔn)電位；以及晶體管，連接在基準(zhǔn)地位、和補(bǔ)償電容器與電感線圈和調(diào)諧電容器中的一個(gè)之間的節(jié)點(diǎn)之間，其中，補(bǔ)償電容器連接在晶體管、與天線元件的第一和第二端子中的第一端子之間，所述晶體管響應(yīng)于控制信號(hào)，在接收模式期間將所述節(jié)點(diǎn)拉到基準(zhǔn)電位，從而在接收模式期間從諧振電路移除補(bǔ)償電容器。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其中，頻率偏移抵消組件包括補(bǔ)償電感器，在接收模式中，選擇性地相對于電感線圈和調(diào)諧電容器串聯(lián)連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的通信系統(tǒng)，其中，補(bǔ)償電感器和電感線圈形成在單個(gè)磁心上。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其中電感線圈包括具有被抽頭節(jié)點(diǎn)分離的第一線圈部分和第二線圈部分的中心抽頭線圈，天線元件的第一和第二端子中的第一端子與抽頭節(jié)點(diǎn)相連，從而在發(fā)射模式期間使驅(qū)動(dòng)電流流經(jīng)第一線圈部分；TR開關(guān)包括裝置，在接收模式期間，將天線元件的第一和第二端子中的第二端子拉到基準(zhǔn)電位；以及晶體管，連接在第二線圈部分和基準(zhǔn)地位之間，所述晶體管響應(yīng)于控制信號(hào)，在接收模式期間，將第二線圈部分拉到基準(zhǔn)地位，從而在接收模式期間，將第一線圈部分和第二線圈部分包括在天線元件的諧振電路中。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其中通信系統(tǒng)包括在無線助聽器中并用于與感應(yīng)設(shè)備進(jìn)行感應(yīng)通信。
14.一種助聽器，包括助聽接收器，用于將聲音提供給耳朵；麥克風(fēng)系統(tǒng)，用于接收聲音信號(hào)；天線元件，用于發(fā)射和接收感應(yīng)信號(hào)，所述天線元件包括第一端子、第二端子及節(jié)點(diǎn)；以及諧振電路，包括連接在第一端子和節(jié)點(diǎn)之間的電感線圈、以及連接在第二端子和節(jié)點(diǎn)之間的調(diào)諧電容器；DC阻擋電容器，與天線元件的節(jié)點(diǎn)相連；頻率偏移抵消組件；以及信號(hào)處理電路，與麥克風(fēng)系統(tǒng)相連以處理所接收的聲音信號(hào)，并將處理過的信號(hào)提供給助聽接收器，還與天線元件相連以處理所接收的感應(yīng)信號(hào)，所述信號(hào)處理電路包括發(fā)射-接收(TR)開關(guān)，所述TR開關(guān)響應(yīng)于控制信號(hào)，當(dāng)切換到發(fā)射和接收模式中的發(fā)射模式時(shí)，將頻率偏移抵消組件包括在諧振電路中，并當(dāng)切換到發(fā)射和接收模式中的接收模式時(shí)，在諧振電路中除去頻率偏移抵消組件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的助聽器，其中TR開關(guān)還包括第一部分，選擇性地將至少一個(gè)天線端子在發(fā)射模式期間與驅(qū)動(dòng)器輸出端相連，并在接收模式期間與基準(zhǔn)電位相連；第二部分，選擇性地在接收模式期間通過DC阻擋電容器將放大器輸入端與天線的節(jié)點(diǎn)相連，并在發(fā)射模式期間將DC阻擋電容器和放大器輸入端之間的節(jié)點(diǎn)拉到基準(zhǔn)電位。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的助聽器，其中頻率偏移抵消組件具有預(yù)定值，所述預(yù)定值設(shè)計(jì)用于在確定諧振電路中的諧振頻率時(shí)替代DC阻擋電容器值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的助聽器，其中頻率偏移抵消組件的預(yù)定值還設(shè)計(jì)用于補(bǔ)償由于在發(fā)射模式下通過電感線圈的第一電流、和在接收模式下通過電感線圈的第二電流的差值引起的電感改變。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的助聽器，其中頻率偏移抵消組件包括預(yù)定電容；以及TR開關(guān)包括晶體管，當(dāng)從接收模式切換到發(fā)射模式時(shí)，所述晶體管選擇性地從天線的諧振電路除去預(yù)定電容，并當(dāng)從發(fā)射模式切換到接收模式時(shí)，所述晶體管選擇性地將預(yù)定電容與天線的調(diào)諧電容器串聯(lián)連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的助聽器，其中頻率偏移抵消組件包括預(yù)定電容；以及TR開關(guān)包括晶體管，當(dāng)從接收模式切換到發(fā)射模式時(shí)，所述晶體管選擇性地相對于天線的調(diào)諧電容器串聯(lián)連接預(yù)定電容，并當(dāng)從發(fā)射模式切換到接收模式時(shí)，所述晶體管選擇性地從天線的調(diào)諧電路中除去預(yù)定電容。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的助聽器，其中頻率偏移抵消組件包括預(yù)定補(bǔ)償電感器；以及TR開關(guān)包括晶體管，當(dāng)從接收模式切換到發(fā)射模式時(shí)，所述晶體管選擇性地從天線的諧振電路除去預(yù)定補(bǔ)償電感，并當(dāng)從發(fā)射模式切換到接收模式時(shí)，所述晶體管選擇性地將預(yù)定補(bǔ)償電感包括在天線的諧振電路中。
21.一種用于在無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行模式切換的方法，所述無線通信系統(tǒng)具有位于天線元件中的諧振電路，所述方法包括確定是否已經(jīng)發(fā)生切換模式觸發(fā)；以及針對從發(fā)射模式切換到接收模式或從接收模式切換到發(fā)射模式中的一個(gè)，選擇性地包括頻率偏移抵消組件以補(bǔ)償諧振電路中的諧振頻率偏移。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇性地包括頻率偏移抵消組件以補(bǔ)償諧振電路中的諧振頻率偏移包括補(bǔ)償DC旁路電容器，所述DC旁路電容器在發(fā)射模式中作為確定諧振頻率的實(shí)質(zhì)組件而在接收模式中作為確定諧振頻率的相對非實(shí)質(zhì)組件。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中選擇性地包括頻率偏移抵消組件以補(bǔ)償諧振電路中的諧振頻率偏移包括補(bǔ)償由通過電感線圈的電流改變引起的電感改變。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇性地包括頻率偏移抵消組件以補(bǔ)償諧振電路中的諧振頻率偏移包括當(dāng)從發(fā)射模式切換到接收模式時(shí)，相對于天線的調(diào)諧電容器并聯(lián)連接預(yù)定電容。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇性地包括頻率偏移抵消組件以補(bǔ)償諧振電路中的諧振頻率偏移包括當(dāng)從接收模式切換到發(fā)射模式時(shí)，相對于天線的調(diào)諧電容器串聯(lián)連接預(yù)定電容。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中選擇性地包括頻率偏移抵消組件以補(bǔ)償諧振電路中的諧振頻率偏移包括當(dāng)從發(fā)射模式切換到接收模式時(shí)，將預(yù)定電感與調(diào)諧電容器和電感線圈串聯(lián)。
全文摘要
提供了在無線助聽器中在發(fā)射和接收模式之間進(jìn)行切換的系統(tǒng)、設(shè)備及方法。本發(fā)明的各個(gè)方案涉及通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的各個(gè)實(shí)施例包括具有諧振電路的天線，諧振電路具有與調(diào)諧電容器相連的電感線圈。通信系統(tǒng)包括裝置，在發(fā)射模式期間，選擇性地驅(qū)動(dòng)諧振電路；裝置，在接收模式期間，選擇性地接收諧振電路中的感應(yīng)信號(hào)。通信系統(tǒng)還包括裝置，選擇性地將頻率偏移抵消組件包括在諧振電路中，以在發(fā)射模式下在諧振電路中提供第一諧振頻率，并在接收模式下在諧振電路中提供第二諧振頻率，從而第一諧振頻率和第二諧振頻率大致相等。這里提供了其它方案。
文檔編號(hào)H04B5/06GK1906863SQ200480040905
公開日2007年1月31日 申請日期2004年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月26日
發(fā)明者穆罕默德·伊沙巴 申請人:斯達(dá)克實(shí)驗(yàn)室公司, 奧帝康公司