[发明专利]确定对电气负载装置的环境影响的电路和方法

说明书

提供了确定对电气负载装置的环境影响的电路和方法。公开了一种用于减小收听耳机的用户在没有使用麦克风的情况下经历的环境噪声的改进系统和方法。获得由作用于耳机换能器的环境噪声的声压波产生的“环境噪声信号”。在一些实施例中，环境噪声信号被反相并被反馈，并且经反相的信号被添加至正发送至耳机的预期音频信号，从而消除环境噪声。在其他实施方式中，处理器接收环境噪声信号并预测针对预期音频信号的抵消环境噪声所需的修改。可以通过将跨耳机换能器的实际信号与预期音频信号进行比较，或者通过检测跨换能器的电流相对于所生成以驱动换能器的电流的变化，来获得环境噪声信号。

本申请要求于2017年9月14日提交的临时申请第62/558,545号、于2017年10月3日提交的临时申请第62/567,745号和于2017年10月4日提交的临时申请第62/568,299号的优先权，这些临时申请中的每个临时申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及电气装置，并且更具体地涉及确定和减少对电气负载装置的操作的环境影响。

背景技术

通常期望确定对电气装置的操作的环境影响，并且在一些情况下抵消这种影响。例如，有源噪声消除(ANC)是耳机中的期望功能。(如本文所用的，“耳机”包括佩戴在用户耳朵上方、佩戴在用户耳朵上或佩戴在用户耳朵内的任何声音再现装置，包括耳麦、听筒或耳塞)。噪声消除的作用是在不改变施加于耳机的音频信号的情况下抑制环境噪声，使得用户经受较低水平的环境噪声，从而改善了用户的听觉体验。在环境噪声水平很高的情况下，例如在飞机、火车和其他类似环境中，噪声消除是特别有用的。

存在三种公知的ANC类型。在“前馈”ANC中，麦克风远离耳机放置，并在用户接收之前接收环境噪声。在ANC的“反馈”实施方式中，麦克风放置在耳机附近，或者甚至放置在耳机自身中，并且因此以与用户接收基本上相同的方式来接收环境噪声。本领域技术人员将意识到前馈和反馈ANC二者以及对ANC的“混合”实施方式的使用的限制，ANC的“混合”实施方式包括前馈技术和反馈技术二者以致力于实现更好的噪声消除。

本申请涉及反馈ANC。在反馈ANC中，在耳机附近或耳机内的麦克风接收环境噪声，从而产生环境噪声信号。将作为环境噪声信号的反相副本的信号添加到预期的音频信号，使得在期望的音频节目中添加反相副本在某种程度上消除感知的环境噪声。因此，将附加噪声(即反相副本)添加到期望的音频节目以消除环境噪声，并且用户感知到环境噪声水平较低。

反相噪声消除信号的幅度和相位优选地被选择成优化这种感知的环境噪声减少。这通常通过使用某种自适应反馈环路来实现；在一些实施方式中，使用最小均方(LMS)算法来配置有限脉冲响应滤波器(FIR)以最佳地去除噪声。这样的技术在本领域中是公知的。

然而，需要麦克风来检测环境噪声导致对成功执行有源噪声消除的能力的限制。一个是麦克风和耳机驱动器的接近度对性能至关重要；空气中声音的速度意味着即使麦克风与耳机换能器之间的微小位置差异也会导致延迟，该延迟阻止噪声消除环路消除高频声音。

因此，能够在不需要麦克风检测环境噪声的情况下执行有源噪声消除将是有用的。

发明内容

公开了一种改进的系统和方法，用于在电气负载基于输入信号操作时确定表示对电气负载的环境影响的信号。