消除移动通信终端中的功率噪声的耳机接口及其操作方法

摘要

一种用于移动通信终端的耳机接口以及该耳机接口的一种驱动方法，其中，该耳机接口包括：第一扬声器终端，用于当输出通话语音信号时提供正(+)的差动通话语音信号；第二扬声器终端，用于当输出所述通话语音信号时提供负(－)的差动通话语音信号；和可开关的地终端，用于当输出媒体声音源信号时保持接地状态，当输出所述通话语音信号时变成不接地状态。该方法包括以下步骤：确定当前将被输出的音频信号是媒体声音源信号(即，声音源媒体数据信号)还是通话语音信号(即，无线通话语音信号)；当输出所述媒体声音源信号时，保持接地状态并以立体声输出所述媒体声音源信号；当输出所述通话语音信号时，保持不接地状态并输出差动信号。

说明书

                        技术领域

本发明一般地涉及一种用于提高移动通信终端的通话质量的耳机接口以及该耳机接口的一种操作方法。更具体地讲，本发明涉及一种用于消除语音通话中的功率噪声干扰从而提高信噪比(SNR)的耳机接口以及该耳机接口的一种操作方法。

                        背景技术

通常，耳机是一种用于使用户听到来自媒体记录媒介、移动通信终端、无线广播等的媒体声音源信号的装置。耳机设备已经在各种产品领域诸如为使用方便涉及到头戴耳机的产品领域得到了发展，并且耳机设备正在被更进一步地发展以提供增大的使用范围。耳机被应用于移动通信终端以使用户听到来自对方的通话语音信号和媒体声音源信号。

在通常的应用中，用户用与电话相同的方式握着并使用他/她手中的移动通信终端。当用户驾车时，他/她可以连接耳机和移动通信终端，然后可以容易地与对方通信而不用将移动通信终端握在他/她的手里。因此，耳机可以容易地与诸如MPEG层-3(MP3)电话的装置连接，可以被用来使用户听到来自MP3电话的MP3数据，还可以被用来在移动通信终端中发送并接收数据。

图1是示出传统的包括在移动通信终端中的耳机接口和耳机的示图。

在图1中，耳机110与耳机接口100电地连在一起，因此耳机110通过其两个扬声器112和114输出来自移动通信终端的音频信号。通常，耳机接口100包括总共五个终端，这五个终端包括麦克风双极终端、扬声器双极终端和地单极终端。然而，为了清楚地描述图1中的耳机接口100，仅仅示出了扬声器双极终端102和106以及地单极终端104，而没有示出麦克风双极终端，这是因为扬声器双极终端102和106以及地单极终端104导致了由本发明的实施例解决的问题中的许多问题。

在图1的移动通信终端的耳机接口100中，扬声器双极终端102和106以通话模式输出通话语音信号和来自声音源记录媒体的媒体声音源信号(例如，MP3媒体声音源信号)。扬声器双极终端102和106的输出格式可包括输出到两边的扬声器终端的单音道声音格式(即，相同的通话语音信号)和输出到两边的扬声器终端的立体声声音格式(即，彼此不相同的媒体声音源信号)。

当媒体声音源信号以立体声输出时，移动通信终端输出规则的功率源电功率电平，因此可以稳定地输出媒体声音源信号而几乎不受功率噪声的任何影响。然而，当输出通话模式的通话语音信号时，缺点是：当执行语音通话时，功率噪声被产生在耳机110，因此不能输出无功率噪声的清晰的语音信号。

更具体地讲，用于在预定的时间间隔发送并接收无线信号的时间段(在下文中称为“醒时间”)对于在移动通信基站和移动通信终端之间设置连接链接或保持通话状态是必需的。在醒时间期间，电池的电功率电平对于发送并接收无线信号是必需的。例如，在时分多址(TDMA)移动通信系统，诸如移动通信全球系统(GSM)移动通信系统中，只有在移动通信终端的分配的驱动时间段(即，醒时间)期间，移动通信终端才以通话模式无线地与移动通信基站通信。因此，在醒时间期间消耗的电功率比在其他时间期间消耗的电功率多。

当电池的电功率在醒时间期间被消耗时输出的电功率波形在图2中示出。在醒时间202a、202b、202c和202d期间，电池被消耗并且其输出减小大约0.4V。例如，在移动通信终端中，电池在其他时间的输出电压为4.2V，但是在醒时间期间，电池被消耗并且其输出减小大约0.4V。这种消耗和输出减小是执行与基站的无线链接的结果。因此，电池输出电压为3.8V，比在其他时间的输出电压4.2V低0.4V。

因此，尽管单声道声音格式的通话语音信号以通话模式通过左扬声器112和右扬声器114被输出，但是由于在执行无线通信的醒时间期间消耗的电功率导致功率噪声212a、212b、212c和212d以及功率噪声222a、222b、222c和222d在相应的醒时间内分别在左扬声器终端102的语音输出波形210和右扬声器终端106的语音输出波形220中产生。

功率噪声指的是当在特定的时间段期间电池不能提供稳定的输出并且输出较低的电功率电平时通话语音信号中的噪声干扰。当电功率不被正常地提供时，功率噪声引起模拟语音信号波形中的噪声干扰。因此，缺点是：当执行语音通话时，由于通话语音信号中的功率噪声干扰导致不能为终端用户提供最佳的通话质量。

因此，存在对一种用于在执行无线通信的醒时间期间消除语音通话中的功率噪声干扰的系统和方法的需求。

                        发明内容

因此，本发明的一个目的是基本上解决上面的和其他问题，并提供一种耳机接口以及该耳机接口的一种操作方法，其中，语音信号以差动信号的格式被输出以消除移动通信终端中的功率噪声，从而提高通话质量。

本发明的另一个目的是提供一种耳机接口以及该耳机接口的一种操作方法，其中，当执行语音通话时，地终端变成不接地状态，从而消除来自地终端的功率噪声。

根据本发明的一方面，在移动通信终端中设置了一种耳机接口，该耳机接口包括：第一扬声器终端，用于当输出通话语音信号时提供正(+)的差动通话语音信号；第二扬声器终端，用于当输出所述通话语音信号时提供负(-)的差动通话语音信号；和可开关的地终端，用于当输出媒体声音源信号时保持接地状态，当输出所述通话语音信号时变成不接地状态。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于驱动移动通信终端中的耳机接口的方法，该方法包括以下步骤，确定当前将被输出的音频信号是包括声音源媒体数据信号的媒体声音源信号还是包括无线通话语音信号的通话语音信号。当确定输出所述媒体声音源信号时，该方法包括以下步骤，保持接地状态并以立体声输出所述媒体声音源信号。当确定输出所述通话语音信号时，保持不接地状态并输出差动信号。

                          附图说明

通过结合附图，从下面详细的描述中，本发明的上面和其他目的、特征和优点将会变得更清楚，其中：

图1是示出传统的耳机接口和耳机的示图；

图2是示出输出电压以及由功率噪声产生的通话语音信号干扰的波形的示图；

图3是示出根据本发明实施例的移动通信终端的方框图；

图4是示出根据本发明实施例的耳机接口的示图；

图5是示出根据本发明实施例的从耳机接口的两边的扬声器终端输出的差动通话语音信号的波形的示图；和

图6是示出根据本发明实施例的将通话语音信号输出到耳机接口的方法的流程图。

遍及本发明的附图，相同的标号被理解为表示相同的部分、部件和结构。

                        具体实施方式

下面将参照附图来详细地描述本发明的多个示例性的实施例。在附图中，即使相同的或相似的部件在不同的图中被叙述，也用相同的标号来表示它们。下面，为了清楚和简明，本发明所包含的本领域的技术人员所熟知的功能和构造的详细的描述已经被略掉。

在本发明示例性的实施例中，将要举例说明移动通信全球系统(GSM)中的用于再现MPEG层-3(MP3)声音源的移动通信终端。然而，本发明不但可以被应用于GSM移动通信终端，而且可以被应用于所有具有功率噪声干扰的移动通信终端，所述功率噪声干扰是在语音通话中电池的电功率不被正常地提供时被引起的。

图3是示出根据本发明实施例的示例性移动通信终端的方框图。图3的示例性移动通信终端包括射频(RF)单元302、数据处理器304、耳机接口306、音频处理器308、麦克风310、扬声器312、显示单元314、存储器316、键输入单元318和控制器320。

参照图3，射频(RF)单元302执行移动通信终端的无线通信功能。RF单元302可包括RF发送器(未示出)、RF接收器(未示出)等。RF发送器上变换发送的信号的频率并放大发送的信号。RF接收器低噪声地放大接收的信号并下变换接收的信号的频率。

数据处理器304可包括发送器(未示出)、接收器(未示出)等。发送器对发送的信号编码并调制，接收器对接收的信号解码并解调。也就是说，数据处理器304的发送器和接收器可包括调制器/解调器(MODEM)和编码器/解码器(CODEC)。这里，CODEC可包括用于处理包数据等的数据CODEC和用于处理诸如语音的音频信号的音频CODEC。

耳机接口306是通过其耳机(如图4中的410所示)与移动通信终端电连在一起的部分。耳机接口306包括总共五个终端，这五个终端包括麦克风双极终端、扬声器双极终端和地单极终端。耳机接口306可以通过耳机接收用户的语音并将接收的用户的语音发送到音频处理器308。耳机接口306还可以从音频处理器308接收预定的音频信号并将接收的音频信号输出到外部的耳机。

音频处理器308可以从数据处理器304的音频CODEC接收音频信号并通过扬声器312或耳机接口306输出接收的音频信号。音频处理器308还可以通过麦克风310或耳机接口306接收音频信号并将接收的音频信号发送到数据处理器304的音频CODEC。音频信号主要可以分为通话语音信号和媒体声音源信号。通话语音信号指的是当执行语音通话时通过移动通信终端发送和接收的用户的语音。媒体声音源信号指的是由对诸如MP3数据的媒体数据解码而再现的声音源信号。

存储器316可包括程序存储器和数据存储器。程序存储器具有用于控制移动通信终端的一般操作的引导和操作系统(OS)。数据存储器存储当移动通信终端操作时产生的多种数据。显示单元314是用于显示视频信号的显示窗。显示单元314可包括诸如液晶显示器(LCD)等的发光装置。显示单元314还显示从控制器320输出的用户数据。

键输入单元318可包括多个用于输入数字和字符信息的键以及用于设置多种功能的功能键。控制器320控制移动通信终端的一般操作。控制器320还控制终端以执行语音通话以及再现诸如MP3数据的媒体声音源数据。

图4示出了根据本发明实施例的与外部耳机410连接的图3的音频处理器308和耳机接口306。如上所述，耳机接口306包括五个终端。然而，为了描述方便，图4仅示出了扬声器双极终端和地单极终端。然而，显而易见的是本发明还可以应用于包括剩下的未示出的麦克风双极终端的耳机接口。

如图4所示，耳机接口306包括第一扬声器终端402、第二扬声器终端404、地终端406和开关单元408。音频处理器308在控制器320的控制下接收通话语音信号或媒体声音源信号，并将接收的通话语音信号和媒体声音源信号发送到耳机接口306的第一扬声器终端402和第二扬声器终端404。耳机接口306包括在移动通信终端中，并且是用于与移动通信终端的耳机410电连在一起的部分。

耳机接口306包括第一扬声器终端402、第二扬声器终端404和地终端406，耳机410包括左扬声器412和右扬声器414。第一扬声器终端402和第二扬声器终端404分别与耳机410的左扬声器412和右扬声器414连接，并输出差动信号。更具体地讲，当安装耳机410时，左扬声器412和右扬声器414电地在第一扬声器终端402和第二扬声器终端404之间串联连接。此外，地终端406电地与左扬声器412和右扬声器414之间的串联连接连在一起。

上面建造的移动通信终端和耳机接口与传统的耳机接口相比，具有至少两个主要的操作上和结构上的区别。

第一，示例性移动通信终端和耳机接口306包括与地终端406线串联的开关单元408。因此，当诸如MP3信号的媒体声音源信号输出到第一扬声器终端402和第二扬声器终端404时，开关单元408将地终端406保持在闭合状态(即，连接地)，从而得以输出正常的立体声。当通话语音信号输出到第一扬声器终端402和第二扬声器终端404时，开关单元408使地终端406处于断开状态(即，从地断开)，从而得以在第一扬声器终端402处和第二扬声器终端404处输出差动信号。

第二，示例性移动通信终端和耳机接口306被这样构造，从而当通话语音信号通过第一扬声器终端402和第二扬声器终端404输出时具有差动信号的格式。如图5所示，差动信号以这样的格式被输出：在第一扬声器终端402处具有正(+)的差动通话语音信号502，在第二扬声器终端404处具有负(-)的差动通话语音信号504。正(+)的差动通话语音信号502和负(-)的差动通话语音信号504具有相同的波形，但是在极性上被互相颠倒。即，当第一扬声器终端402以正(+)的差动通话语音信号502的格式输出具有单声道声音格式的通话语音信号时，第二扬声器终端404可以以负(-)的差动通话语音信号504的格式输出通话语音信号，所述负(-)的差动通话语音信号504是通过颠倒正(+)的差动通话语音信号502的极性来获得的。通过这样做，第一扬声器终端402和第二扬声器终端404可以以差动信号格式输出通话语音信号。因此，当第一扬声器终端402和第二扬声器终端404以差动信号格式输出通话语音信号时，相同格式的功率噪声在状态上被颠倒并且干扰正(+)的差动通话语音信号和负(-)的差动通话语音信号，如图5所示。当仅仅在极性上相互不同的具有功率噪声干扰的通话语音信号在两边的扬声器被再现时，具有不同极性的功率噪声干扰被相互地补偿并被消除。因此，提高了通话语音的信噪比(SNR)，从而提高了通话质量。

在上面参照图5的描述中，正(+)的通话语音信号在第一扬声器终端402输出，负(-)的通话语音信号在第二扬声器终端404输出。然而，在本发明的其他实施例中，负(-)的通话语音信号可以在第一扬声器终端402输出，正(+)的通话语音信号可以在第二扬声器终端404输出。

图6是示出根据本发明实施例的将通话语音信号输出到耳机接口的方法的流程图。

在步骤(S602)中，控制器320首先确定将被通过耳机接口输出的音频信号是通话语音信号还是媒体声音源信号。如果确定该音频信号为媒体声音源信号，那么在步骤(S606)中保持接地状态并以立体声输出媒体声音源信号。如果确定该音频信号为通话语音信号，那么在步骤(S604)中开关单元408在地终端线上被断开，两边的扬声器变成不接地状态。在步骤(S608)中，如图5所示的相互关联的具有相反极性的差动通话语音信号502和504接着通过第一扬声器终端402和第二扬声器终端404被输出。在差动通话语音信号502和504中，功率噪声被补偿并被消除，从而提高了SNR并提高了耳机的通话质量。

虽然本发明是参照其某些示例性的实施例被示出和描述的，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由附加的权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。