[发明专利]压力自适应主动噪声消除的耳机系统和方法

说明书

本发明提供了一种耳机系统，该耳机系统基于环境条件的测量来调节主动降噪操作。在一个示例中，耳机系统包括：听筒，该听筒具有内部体积，该听筒被配置为联接到耳部并且限定包括内部体积和耳部内的体积的声学体积；扬声器，该扬声器基于所接收的驱动器信号向声学体积提供声能；反馈麦克风，该反馈麦克风检测声学体积内的至少残余噪声，并且生成指示残余噪声的反馈音频信号；以及控制电路，该控制电路包括被配置为接收大气压力信号的传感器接口，该控制电路联接到反馈麦克风，以接收反馈音频信号，并且控制电路被配置为至少部分地基于反馈音频信号和大气压力信号来调节驱动器信号。

技术领域

本公开的方面和具体实施整体涉及音频系统，并且在一些示例中，更具体地涉及用于耳机系统中的主动降噪(ANR)的系统和方法。

背景技术

主动降噪(ANR)耳机通常通过产生破坏性地干扰不期望的噪声的噪声消除信号来从听者耳部阻止不期望的噪声。通常，ANR耳机将包括测量不期望的噪声的一个或多个麦克风。基于所测量的噪声的特性，耳机将产生适当的噪声消除信号。一旦产生噪声消除信号，耳机就发出辐射，以减少听者耳道中的不期望噪声。在许多情况下，与传统音频耳机相比，ANR耳机提供了改善的收听体验。

发明内容

根据本文所讨论的各个方面和示例，提供了一种耳机系统，该耳机系统基于所检测到的耳机系统运行的环境条件来调节主动降噪(ANR)操作。例如，所检测到的环境条件可包括大气压力、高度、位置、纬度和/或经度数据、速度和/或温度。在一个示例中，耳机系统包括测量耳机系统的环境的大气压力的大气压力传感器。一旦测量，联接到大气压力传感器的控制电路可以调节与耳机系统的ANR电路相关联的反馈和/或前馈滤波器，以补偿大气压力可能对ANR性能产生的一个或多个影响。

在某些其他示例中，耳机系统还可包括辅助环境传感器，以进一步通知何时对ANR电路(例如，反馈和/或前馈滤波器)进行一个或多个调节是适当的。在一个示例中，耳机系统可包括高度传感器，该高度传感器测量耳机系统相对于地球的高度。一旦测量，耳机系统的控制电路可使用高度数据来确认对反馈和/或前馈滤波器的一个或多个调节是适当的。因此，在某些示例中，可类似地监测其他环境条件并且用于指示控制电路何时补偿大气压力可能对ANR性能产生的一个或多个影响。当包括在设计用于飞机平台的耳机系统中时，此类方面和示例是尤其有益的，其中压力的变化可对耳机性能产生显著影响。

在一个示例中，耳机系统包括：听筒，该听筒具有内部体积，该听筒被配置为联接到耳部并且限定包括内部体积和耳部内的体积的声学体积；扬声器，该扬声器在声学上联接到声学体积，以基于所接收的驱动器信号向声学体积提供声能；反馈麦克风，该反馈麦克风在声学上联接到声学体积，以检测声学体积内的至少残余噪声，并且生成指示残余噪声的反馈音频信号；以及控制电路，该控制电路包括被配置为接收大气压力信号的传感器接口，该控制电路联接到反馈麦克风，以接收反馈音频信号，并且该控制电路被配置为至少部分地基于反馈音频信号和大气压力信号来调节驱动器信号。

如本文中进一步所讨论，在一些示例中，控制电路被配置为向反馈音频信号施加反馈滤波器以提供反馈补偿信号。在此类示例中，驱动器信号包括至少反馈补偿信号和输入音频信号的组合。在某些示例中，控制电路被配置为基于大气压力信号来调节反馈滤波器的传递函数。在各种其他示例中，耳机系统还包括数据存储库，该数据存储库包括多个反馈滤波器系数集，并且控制电路被配置为基于大气压力信号从多个反馈滤波器系数集中选择第一反馈滤波器系数集。

根据各种示例，传感器接口还被配置为接收高度信号，并且控制电路还被配置为至少部分地基于高度信号来调节驱动器信号。耳机系统还可包括前馈麦克风，该前馈麦克风在声学上联接到外部环境，以检测外部噪声并且生成前馈音频信号。在此类示例中，控制电路联接到前馈麦克风，以接收前馈音频信号，并且控制电路还被配置为向前馈音频信号施加前馈滤波器，以提供前馈补偿信号。在至少该示例中，驱动器信号包括至少前馈补偿信号和输入音频信号的组合。根据各种示例，控制电路被配置为基于大气压力信号来调节前馈滤波器的传递函数。