專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)增益控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及增益控制電路，尤其是電話(huà)機(jī)用的、但又不僅僅是電話(huà)機(jī)用的增益控制電路。
當(dāng)電話(huà)機(jī)用戶(hù)向微音器說(shuō)話(huà)時(shí)，微音器把聲音轉(zhuǎn)變成或者模擬的或者數(shù)字的電信號(hào)，然后在可以是有線(xiàn)或語(yǔ)音無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)上傳輸之前，對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行放大和處理。
一般語(yǔ)音信號(hào)的放大倍數(shù)是固定的或是設(shè)置在適合于正常對(duì)話(huà)的電平上。遺憾的是，若用戶(hù)，比方說(shuō)呼叫方，當(dāng)要向周?chē)娜吮Ｃ芑蛘哂脩?hù)想把對(duì)其他人的干擾減到最小時(shí)，試圖降低他們說(shuō)話(huà)的音量，被呼叫方就難以聽(tīng)清呼叫方。對(duì)這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)有一種解決方案，就是給電話(huà)機(jī)設(shè)置”耳語(yǔ)”方式，供用戶(hù)需要時(shí)選擇。在這種方式下，語(yǔ)音信號(hào)的增益增大固定的數(shù)量。這種方案使得被呼叫方能夠聽(tīng)清輕聲的談話(huà)，就好象呼叫方以正常的音量在談話(huà)。當(dāng)呼叫者輕聲談話(huà)時(shí)，這種方案工作得很好，但若呼叫者在”耳語(yǔ)”方式仍然有效時(shí)開(kāi)始以正常的音量講話(huà)，那么，被呼叫者就可能被震聾和/或在微音器和揚(yáng)聲器之間發(fā)生聲耦合。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，為電話(huà)機(jī)提供一種增益控制電路，該電路包括信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算器，用來(lái)計(jì)算信號(hào)的強(qiáng)度；增益控制器，用來(lái)根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算器算出的信號(hào)強(qiáng)度、根據(jù)預(yù)定的判據(jù)改變信號(hào)的強(qiáng)度。
在本發(fā)明中，加在所述信號(hào)上、一般是語(yǔ)音信號(hào)上的增益隨著信號(hào)強(qiáng)度減弱而增大。這自動(dòng)地補(bǔ)償輸入信號(hào)的強(qiáng)度。因此，若用戶(hù)希望降低他們說(shuō)話(huà)的音量，則被呼叫方仍舊能聽(tīng)清說(shuō)話(huà)者的聲音，而察覺(jué)不出音量有任何明顯的變化。
該電路最好還包括語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器，用來(lái)確定有無(wú)語(yǔ)音存在，其中增益控制器根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)中是否存在語(yǔ)音而把施加在信號(hào)上的增益設(shè)置在預(yù)定的電平上。
語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器最好耦合到增益控制器上。
語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器耦合到信號(hào)功率計(jì)算器上則更好。
增益控制器一般根據(jù)語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器計(jì)算的信號(hào)中的語(yǔ)音電平是否落在預(yù)定的閾值以下而把施加在信號(hào)上的增益設(shè)置在預(yù)定的電平上。
所述預(yù)定電平一般是語(yǔ)音電平降低到預(yù)定閾值之前增益控制器設(shè)置的最后的增益值。
預(yù)定的判據(jù)最好是施加在信號(hào)上的增益基本上與信號(hào)強(qiáng)度的變化成直線(xiàn)關(guān)系地變化。
按照本發(fā)明的第二方面，我們提供一種控制電話(huà)機(jī)音頻信號(hào)增益的方法，其中根據(jù)該音頻信號(hào)的強(qiáng)度按照預(yù)定的判據(jù)而改變所述音頻信號(hào)的強(qiáng)度。
當(dāng)語(yǔ)音電平降低到預(yù)定閾值以下時(shí)把音頻信號(hào)的強(qiáng)度設(shè)置在預(yù)定的電平上。
下面將參照附圖描述按照本發(fā)明的裝置和操作所述裝置的方法的實(shí)施例。附圖中

圖1是自動(dòng)增益控制裝置一個(gè)實(shí)施例的示意的方框圖；圖2是自動(dòng)增益控制裝置第二實(shí)施例的示意的方框圖；圖3舉例說(shuō)明本發(fā)明的增益控制與信號(hào)強(qiáng)度關(guān)系的實(shí)施例；圖4是自動(dòng)增益控制裝置第三實(shí)施例的示意的方框圖；圖5是自動(dòng)增益控制裝置第四實(shí)施例的示意的方框圖。
本發(fā)明對(duì)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中數(shù)字式和模擬式電話(huà)都適用。但是，這個(gè)特定的實(shí)施例是針對(duì)數(shù)字式無(wú)線(xiàn)電話(huà)的自動(dòng)增益控制電路的。
圖1舉例說(shuō)明移動(dòng)電話(huà)18發(fā)射部分中的自動(dòng)增益控制電路。微音器1耦合到帶通濾波器2，后者耦合到模數(shù)轉(zhuǎn)換器3上。模數(shù)轉(zhuǎn)換器3耦合到一般是聲音或語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器的活動(dòng)檢測(cè)器4、信號(hào)功率計(jì)算器5和增益控制器6上。語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4耦合到信號(hào)功率計(jì)算器5，后者耦合到增益控制器6。增益控制器6耦合到語(yǔ)音編碼器7，后者耦合到信道編碼器8。信道編碼器8耦合到調(diào)制器9，后者耦合到發(fā)射機(jī)10。自動(dòng)增益控制電路包括增益控制器6、信號(hào)功率檢測(cè)器5和語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4。
現(xiàn)將描述圖1所示發(fā)射部分的操作。
當(dāng)用戶(hù)向電話(huà)機(jī)微音器1說(shuō)話(huà)時(shí)，微音器1把聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。這種信號(hào)被傳送到帶通濾波器2。因?yàn)殡娫?huà)中基帶語(yǔ)音信號(hào)一般限于300Hz(赫)到3.4kHz(千赫)的帶寬，所以，一般選擇除去高于4kHz的頻率分量的帶通濾波器2，但亦可使用其他帶通濾波器。這是防止混疊問(wèn)題。這種濾波后的信號(hào)傳送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器3，后者對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣和數(shù)字化。然后該信號(hào)被傳送給語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4、信號(hào)功率計(jì)算器5和增益控制器6。
通過(guò)對(duì)數(shù)字化后信號(hào)的分析，語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4確定在信號(hào)中是否存在語(yǔ)音。這種分析的結(jié)果被傳送到信號(hào)功率計(jì)算器5。信號(hào)功率計(jì)算器5分析所接收的數(shù)字化信號(hào)，并計(jì)算該信號(hào)的功率。根據(jù)預(yù)定的判據(jù)或算法，信號(hào)功率計(jì)算器5根據(jù)信號(hào)的功率計(jì)算對(duì)該信號(hào)應(yīng)施加的增益。圖3表示典型的增益與信號(hào)功率的算法，但是，任何與信號(hào)強(qiáng)度有關(guān)地改變?cè)鲆娴乃惴ǘ伎梢赃x用。
在檢測(cè)到語(yǔ)音時(shí)，或者語(yǔ)音電平高于預(yù)定的閾值時(shí)，所算出的增益值被傳送到增益控制器6，后者相應(yīng)地修改該信號(hào)的增益。若語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4檢測(cè)不到語(yǔ)音，或者語(yǔ)音電平低于預(yù)定的閾值，則語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4通知信號(hào)功率計(jì)算器5，而信號(hào)功率計(jì)算器5則不用新的增益值更新增益控制器6?；蛘?，信號(hào)功率計(jì)算器5可以指令增益控制器6把增益改為另一個(gè)預(yù)定的數(shù)值，例如，把增益設(shè)置為0。語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4的使用并不是必須的，但是，不用該檢測(cè)器就有可能在沒(méi)有語(yǔ)音的情況下，給背景噪聲施加最大的增益。這會(huì)打攪用戶(hù)。但是，在信號(hào)中最好有一定數(shù)量的噪聲，即使沒(méi)有語(yǔ)音時(shí)亦是如此，否則電話(huà)機(jī)可能象是斷開(kāi)了，從而會(huì)使對(duì)話(huà)中斷。這種噪聲一般稱(chēng)為”舒適噪聲”，并使人感到系統(tǒng)的”存在”。
一旦增益控制器6設(shè)置了信號(hào)增益，該信號(hào)便被傳送給語(yǔ)言編碼器7，后者對(duì)信號(hào)進(jìn)行壓縮。然后把壓縮后的信號(hào)傳送給信道編碼器8，后者給已經(jīng)數(shù)字化了的信號(hào)加上額外的幾位，以防止在發(fā)射過(guò)程中引入差錯(cuò)。然后將該信號(hào)傳送給調(diào)制器9，后者把信號(hào)調(diào)制在載波信號(hào)上，并把該信號(hào)傳送給發(fā)射機(jī)10，以便通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。
圖2表示另一個(gè)實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4直接耦合到增益控制器6。在該實(shí)施例中，像圖1所示的前一個(gè)實(shí)施例一樣，語(yǔ)音信號(hào)從微音器1傳送給語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4、信號(hào)功率轉(zhuǎn)換器5和增益控制器6。語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4向增益控制器6指示信號(hào)中是否含有語(yǔ)音，或者語(yǔ)音電平高于還是低于某個(gè)閾值。若語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4向增益控制器6指出信號(hào)中有語(yǔ)音存在，則增益控制器6便根據(jù)從信號(hào)功率計(jì)算器5接收的指令調(diào)整信號(hào)的增益。而當(dāng)語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4向增益控制器6指出信號(hào)中沒(méi)有語(yǔ)音存在時(shí)，則增益控制器6便忽略從信號(hào)功率計(jì)算器5接收的任何增益調(diào)整指示。作為另一種方案，當(dāng)語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4指出信號(hào)中沒(méi)有語(yǔ)音存在時(shí)，增益控制器6可以把增益改變成另一個(gè)預(yù)定的值，例如，把增益設(shè)置為0。但是，”舒適噪聲”的發(fā)出不論對(duì)于這個(gè)實(shí)施例還是前一個(gè)實(shí)施例都是同樣重要的。
然后把信號(hào)傳送到語(yǔ)言編碼器7，并最終傳輸給發(fā)射機(jī)10，以便像圖1所示的上述實(shí)施例一樣，最終發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。
圖3表示一種典型的增益與信號(hào)功率的關(guān)系。當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到閾值1時(shí)，在該信號(hào)上施加其值為Δ的增益(典型值可以是6dB(分貝))。在閾值電平1與電平2之間，所施加的增益線(xiàn)性地減小，直至信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到閾值電平2，這時(shí)再不施加增益。但是，也可以選擇其他增益與信號(hào)功率的關(guān)系。
圖4以移動(dòng)電話(huà)的接收部分舉例說(shuō)明本發(fā)明的應(yīng)用。這與圖1所示的實(shí)施例基本上是相反的。接收機(jī)11耦合到解調(diào)器12，后者耦合到信道解碼器13。信道解碼器13耦合到語(yǔ)言解碼器14，后者耦合到語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4、信號(hào)功率計(jì)算器5和增益控制器6。語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4耦合到信號(hào)功率計(jì)算器5，后者耦合到增益控制器6。增益控制器6耦合到數(shù)模轉(zhuǎn)換器15，后者耦合到低通濾波器16。低通濾波器16耦合到揚(yáng)聲器17。
接收機(jī)11從遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)(未示出)接收信號(hào)，并將接收的信號(hào)傳送到解調(diào)器12，后者把語(yǔ)音信號(hào)從載波信號(hào)中解調(diào)出來(lái)。然后，解調(diào)后的信號(hào)被傳送給信道解碼器13，后者在把信號(hào)傳送給語(yǔ)言解碼器14之前對(duì)該信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)，語(yǔ)言解碼器14對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解壓。然后將該信號(hào)傳送給語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4、信號(hào)功率計(jì)算器5和增益控制器6。信號(hào)的增益由增益控制器6以與圖1中所描述的相同的方法控制。然后該信號(hào)被傳送給數(shù)模轉(zhuǎn)換器15，后者將該數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。該模擬信號(hào)被傳送到低通濾波器16，一般是4kHz。然后將濾波后的信號(hào)送到揚(yáng)聲器。
另一個(gè)實(shí)施例示于圖5。在這個(gè)實(shí)施例中，各元件的標(biāo)號(hào)與圖4相同，其中的增益控制電路就是圖2所描述的。
本發(fā)明可以包括這里明顯地或暗含地公開(kāi)的新特征或特征的組合、或者對(duì)本發(fā)明的任何綜合，而不管其是否與目前作為權(quán)利要求提出的發(fā)明有關(guān)、或緩解所針對(duì)的任何一個(gè)或全部問(wèn)題。鑒于上文的描述，對(duì)于本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在本發(fā)明的范圍內(nèi)顯然可以作出各種各樣的改變。例如，應(yīng)當(dāng)指出，語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器4和語(yǔ)音功率計(jì)算器5可以結(jié)合起來(lái)變成一個(gè)噪聲抑制模塊、或者幾個(gè)分開(kāi)的模塊。
權(quán)利要求
1．一種用于電話(huà)機(jī)的增益控制電路，其特征在于該電路包括信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算器，用來(lái)計(jì)算信號(hào)的強(qiáng)度；和增益控制器，用來(lái)以信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算器所算出的該信號(hào)的強(qiáng)度為依據(jù)、根據(jù)預(yù)定的判據(jù)改變?cè)撔盘?hào)的強(qiáng)度。
2．按照權(quán)利要求1的電路，其特征在于還包括語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器，用來(lái)確定語(yǔ)音是否存在，其中該增益控制器根據(jù)檢測(cè)到信號(hào)中語(yǔ)音是否存在而把施加在該信號(hào)上的增益設(shè)置在預(yù)定的電平上。
3．按照權(quán)利要求2的電路，其特征在于所述語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器耦合到所述增益控制器。
4．按照權(quán)利要求2的電路，其特征在于所述語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器耦合到所述信號(hào)功率計(jì)算器。
5．按照權(quán)利要求2至4中任何一個(gè)的電路，其特征在于所述增益控制器根據(jù)所述語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)器所算出的信號(hào)中語(yǔ)音的電平是否落在預(yù)定的閾值以下而把施加在信號(hào)上的增益設(shè)置在預(yù)定的電平上。
6．按照權(quán)利要求5的電路，其特征在于所述預(yù)定電平是語(yǔ)音電平降低到預(yù)定閾值以下之前增益控制器所設(shè)置的最后的增益值。
7．按照前述任何一個(gè)權(quán)利要求的電路，其特征在于所述預(yù)定的判據(jù)是施加在信號(hào)上的增益基本上與該信號(hào)強(qiáng)度的變化成直線(xiàn)關(guān)系地變化。
8．一種基本上如同上文參照所附的說(shuō)明書(shū)的各個(gè)附圖所描述的電話(huà)機(jī)用的增益控制電路。
9．一種控制電話(huà)機(jī)音頻信號(hào)增益的方法，其特征在于根據(jù)預(yù)定的判據(jù)、基于所述音頻信號(hào)的強(qiáng)度而改變所述音頻信號(hào)的強(qiáng)度。
10．按照權(quán)利要求9的方法，其特征在于當(dāng)所述語(yǔ)音電平降低到預(yù)定閾值以下時(shí)，把所述音頻信號(hào)的強(qiáng)度設(shè)置在預(yù)定的電平上。
11．一種基本上如同上文參照所附的說(shuō)明書(shū)的各個(gè)附圖所描述的控制電話(huà)機(jī)音頻信號(hào)增益的方法。
全文摘要
電話(huà)機(jī)用的一種增益控制電路,該電路包括:信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算器,用來(lái)計(jì)算信號(hào)的強(qiáng)度;和增益控制器,用來(lái)以該信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算器算出的該信號(hào)的強(qiáng)度為依據(jù)、根據(jù)預(yù)定的判改變?cè)撔盘?hào)的強(qiáng)度。
文檔編號(hào)H04M1/60GK1224967SQ98123988
公開(kāi)日1999年8月4日 申請(qǐng)日期1998年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月3日
發(fā)明者J·霍羅斯 申請(qǐng)人:諾基亞流動(dòng)電話(huà)有限公司