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CN1141552A - 软件扬声器电话系统与操作扬声器电话的方法 - Google Patents

软件扬声器电话系统与操作扬声器电话的方法 Download PDF

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CN1141552A
CN1141552A CN96107919.3A CN96107919A CN1141552A CN 1141552 A CN1141552 A CN 1141552A CN 96107919 A CN96107919 A CN 96107919A CN 1141552 A CN1141552 A CN 1141552A
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CN
China
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signal
speaker
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amplifier
microphone
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Pending
Application number
CN96107919.3A
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English (en)
Inventor
M·J·卡诺斯基
F·沙卡
C·曾
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Casio Phonemate Inc
Original Assignee
Casio Phonemate Inc
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04MTELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M9/00Arrangements for interconnection not involving centralised switching
    • H04M9/08Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Telephone Function (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

在一种由软件控制下工作的扬声器电话中,发送和接收信号被进行取样和相互比较,利用滞后,激活两种扬声器操作模式之一-发送模式或接收模式。一个单一的峰值检测器被复用,检测发送和接收信号电平。取决于当前扬声器电话的操作模式,固定衰减器被转换到接收信号通路,或者被转换到发送通路。信号压缩用于在宽动态范围内提供改进的模式确定。电平检测和/或衰减可以由软件来实现。扬声器电话的功能利用标准线路接口和控制电路很容易实现。在接收模式中的自动增益控制确保无论电话线路状态如何,保证扬声器电话的扬声器中的信号电平恒定。

Description

软件扬声器电话系统与操作扬声器电话的方法
本发明涉及电话通信系统,更具体地说涉及连接到电话交换网的电话终端装置,以及扬声器电话装置与系统。
允许一个用户(本地用户)通过电话网不使用手机与另外(远端的被叫或主叫)一方交谈的“扬声器电话”,或电话终端装置在当今的市场上是常见的。电话的这种使用有时还不严格地称之为电话的“免提”操作。这种装置通常包括一个扬声器和一个麦克风,非常像“普通”电话分别包括在手机的耳承和口承中的扬声器和麦克风。但是,在扬声器电话装置中,扬声器和麦克风的放置使得它们不需要由用户手持着。在下文,为了避免混淆表示用于将电信号变换为声能的声频变换器所用的术语“扬声器”与代表正在讲话的电话用户的术语“讲话者”,声频变换器将被称为“扬声器”(loudspeaker)。另外,从麦克风通过电话器发送电信号的电话(或扬声器电话)部分被称为用于在电话网产生“发送信号”的电话的“发送方”或“发送信道”,将来自电话网的“接收信号”变换为由扬声器产生的可闻声音的电话部分被称之为电话的“接收方”或“接收信道”。
一般,扬声器电话是由扬声器产生一个音量电平,足以使之在高扬声器电话某一距离处能被听到(用户可以听得见),而不像常规电话由在手机中的扬声器产生音量电平,仅当手机的耳承放得高用户的耳朵非常正(例如小于一英寸)时,才能听得清楚。
实际上,所有的电话都包含有“侧音”(或“混合”)网络,该网络用于防止由麦克风提供的音频信号的至少一部分(这部分信号通常被称作“侧音”信号)通过反馈进入扬声器。术语“侧音增益”表示在扬声器输出(接收的信号)中残留有多少来自麦克风的音频信号。在常规的电话手机中,因为在耳承中的扬声器产生的音频信号电平一般相当低,经常是几乎完全被用户的耳朵将其与口承中的麦克风屏蔽开来。
在包括有“扬声器电话”操作模式的电话设计中的一个最重要的问题是防止音频反馈(通常被称作蜂鸣或啸叫),这种音频反馈是由于扬声器产生的音频信号中侧音信号分量的存在导致麦克风与扬声器之间的再生耦合的结果。这种耦合导致当扬声器电话的麦克风接收由扬声器产生的声音并将其发送回电话线路时,该信号的一部分作为侧音被送回到扬声器,仅以声的形式再次耦合到麦克风。如果扬声器电话的侧音增益足够大,由扬声器产生的“再生”侧音信号的声音电平等于或大于由侧音信号产生的原始声音,则扬声器电话将鸣叫。在下文中,从麦克风通过侧音网络输出到扬声器和返回到麦克风的再生信号通路将被称为“侧音环路”,侧音环路的再生增益将称为“侧音环路增益”。
通常最可用的扬声器电话处理音频反馈问题是通过加入一个切换机构,从而使来自扬声器电话的发送方或接收方的信号被足够地衰减以防止鸣叫。对扬声器电话的哪一方将被衰减的确定是根据扬声器电话用户当前是在讲话,还是收听来进行的。电话被衰减的一方或信道(即,接收信道或发送信道)有时称为“关断”信道,因此来衰减的一方或信道称为“开通”信道。
发生在扬声器电话设计中的一个问题是当发送信号电平与接收信号电平彼此非常接近时(例如,当本地的和远端的通信方两者都不讲话时)发送模式与接收模式之间的快速振荡。这种类型的振荡会导致令人不愉快的不希望的切换噪声。
在某些扬声器电话设计中的另外一个问题涉及扬声器电话从发送模式到接收模式以及反方向切换的方式。如果切换机构在不合适的时间(例如,由于慢切换)变化,则会产生对音频信号的某种干扰性“斩波”效应,实际上暂短地中断扬声器电话信号的发送和接收。由于发送和接收信号相对较宽的动态范围(通常对于接收信号是40dB动态范围),这个问题是有些复杂的。
一般来说,通常比较发送信号与接收信号的相对电平,并利用这个信息做出切换判决,扬声器电话装置确定什么时候从发送模式(当用户正在向麦克风讲话接收信号被衰减时)切换为接收模式(当远端用户正在讲话并通过扬声器被收听,发送信号被衰减时)。
扬声器电话系统在现有技术中是公知的。在授予Nishino(下文称“NISHINO”)的美国专利4513177中描述了一种扬声器电话系统。NISHINO建议利用用于发送(TX)和接收(RX)信号的可变衰减器来解决鸣叫问题。通过在侧音环路中的各个点测量信号,NISHINO系统连续计算侧音环路增益和声音增益。一旦确定了声音增益和侧音增益,系统就调整衰减器,以便使侧音增益小于1(大于1的增益将产生鸣叫效应)。
NISHINO的技术通过利用单独的检测器确定接收信号电平和发送信号电平来决定什么时候从发送向接收转换,反之亦然,从而产生了一个本地用户和远端用户都不讲话的附加“空闲”模式。该判决的结果产生被用于控制可变衰减器的控制信号。NISHINO的可变衰减器减小了振荡的听觉效应,并部分解决了慢切换的问题,但是仅在扬声器电话处于“空闲”模式的时候(即,本地用户和远端用户都没有讲话)。当本地用户停止讲话和远端用户开始讲话之间的时间很短的时候(短“轮转周期”),NISHINO技术插入一般延时,因为NISHINO技术在从“空闲”模式切换到接收模式或发送模式比从发送模式向接收模式切换(或反之)快得多。
NISHINO技术的一个主要缺点是它的复杂性和难以调整。要求有能够进行快速和精确的增益计算的昂贵的可变衰减器和复杂的控制电路,以便实现这种技术。另外,NISHINO对发送信号和接收信号使用单独的峰值检测器也增加了该系统的成本。
授予MONIAK的美国专利3725585(下文称为“MONIAK”)中描述了另一种先前技术的扬声器电话系统。MONIAK对用于发送(TX)和接收(RX)信号的固定衰减器采用两种状态(即,发送模式/接收模式)的方法来防止鸣叫。MONIAK技术通过发送信号与接收信号的直接比较,决定何时从发送模式向接收模式转换,或反之。取决于那个信号更大,系统切换到适当的模式。
为了防止快速振荡,MONIAK将增益引入到“开通”信道上。这个附加增益的引入要求对“关断”信道的附加衰减以保证衰减常数维持不变。因此,在“开通”和“关断”信道之间存在一个相当大的差。由于过大的侧音信号衰减,导致一种“死的”“关断”信道的感觉。
授予BLOMLEY(下文称为“BLOMLEY”)的美国专利4555596描述了一个类似于NISHINO方式的扬声器电话,它采用可变衰减器和多状态的方法。BLOMLEY将延迟引入发送方和接收方衰减器的切换,防止快速振荡。这种延迟与发送与接收信号的相对幅度无关。因此,对相对响亮(高电平)信号和相对柔和(低电平)信号进行同样的处理。
在BLOMLEY中,涉及转换和振荡的讨论仅表现在上述衰减器转换的延迟中。这种延迟可能引起音频信号的“斩波”。另外,BLOMLEY对接收和发送信号使用了单独的模数(A/D)变换器。BLOMLEY没有披露用于处理可能出现在电话线路上的宽动态范围信号的技术。以在A/D(模拟到数字)变换器中简单地增加分辨比特作为提高灵敏度的手段将是非常昂贵的,因为A/D变换器的复杂度随着每个比特的增加而显著地提高了。
显然,在扬声器电话设计中,有必要在经济和没有上述先有技术缺点的条件下,解决上述两种模式之间的高速振荡、鸣叫、和音频信号“斩波”问题。
因此,本发明总目的是提供一种改进的扬声器电话系统。
本发明的再一个目的是提供一种在扬声器电话防止鸣叫的技术。
本发明的再一个目的是提供一种在扬声器电话中防止发送模式与接收模式之间高速振荡的技术。
本发明的再一个目的是以使音频信号“斩波”最小化的方式实现上述各目的。
本发明的再一个目的是提供一种以低成本实现上述各目的的技术。
本发明的再一个目的是提供一种容易适应软件控制的技术。
本发明的再一个目的是提供一种对宽动态范围发送信号和接收信号保持灵敏度的同时实现上述各目的的技术。
按照本发明,一种扬声器电话装置(或系统)是通过连接一个数字控制器、一个发送放大器、两个可转换衰减器、一个麦克风放大器、一个扬声器放大器和一个接收放大器到与电话线路相连的常规电话线路接口上得到的。麦克风放大器提供来自麦克风的一个发送音频信号。数字控制器通过一个电平检测装置监视从电话线路输入的接收信号和通过电话线路发送的发送音频信号的相对电平。根据接收信号和发送音频信号的相对电平,选择两种扬择声器电话模式之一发送模式或者接收模式。当前所选的扬声器电话模式作用于确定过程,因此在电平比较中存在滞后作用。
可转换衰减器之一被连接到接收放大器与扬声器放大器之间。另一个可转换衰减器被连接到麦克风放大器与发送放大器之间。发送放大器接收的信号经电话线路接口通过电话线路发送出去。当该扬声器电话处于接收模式时,与发送放大器连接的可转换衰减器被激活,与扬声器放大器连接的可转换衰减器被禁止以无衰减地通过信号。相反,当扬声器电话处于发送模式时,连接到发送放大器的可转换衰减器被禁止以无衰减地通过信号。
本发明采用在数字控制器中实现的一种模式确定处理,控制扬声器电话的两个状态模式转换。在两种状态转换方式中,该扬声器电话系统处在发送模式中或接收模式中。在衰减器的接通和断开之间不存在中间状态。在这样一种双稳电路中,控制模式之间的振荡是至关重要的。这种振荡通过利用一种滞后作用来防止。按照本发明的特征,滞后是以软件(即,控制器的适当编程)实现的。在本发明的一个实施例中,衰减也是以软件实现的。
按照本发明的一个方面,数字控制器包括一个微处理器。
按照本发明的另一个方面,电平检测是通过在发送音频信号和接收信号之间复用一个单一的模拟-数字(A/D)变换器实现的。在本发明的实施例中,A/D变换是在微处理器(即板内微处理器芯片)中实现的。
按照本发明的另一个方面,电平检测器包括一个硬件实现的峰值检测器。
按照本发明的另一个方面,快速模拟-数字变换用于数字化发送音频信号和接收信号并将其提供给数字控制器,该控制器通过的一个数字化音频信号与衰减常数相乘以软件方式来进行衰减。在这种情况下,电平检测(峰值检测)是由软件实现的。
按照本发明的另一个方面,电平检测处理包括信号压缩。
按照本发明的另一个方面,压缩处理包括对数变换。
按照本发明的另一个方面,对数变换是利用查表实现的(即,通过参照一个按操作数字比的查找表)。
按照本发明的另外一个方面,软件衰减(例如,相乘)可以由查表实现。
在发送和接收音频信号电平的比较中利用滞后确定扬声器电话模式,使扬声器电话回复到另一模式变得更为困难。当发送音频信号电平与接收信号电平彼此非常接近时,这种滞后的利用防止了在发送与接收模式之间的快速振荡。滞后计算是以软件执行的,一般对于系统不会显著地增加部件的成本。
按照本发明的另一个方面,一个单一的峰值检测器被复用是交替(复用)的方式从发送音频信号和接收信号中读取峰值信号值。
利用一个单一的峰值检测器与利用单独的峰值检测器技术相比大大地节约了成本。
在电平检测中利用压缩的方法(例如,利用对数放大器的对数变换),模式确定处理的灵敏度在一宽的动态范围内被扩展。
本发明的技术通过以软件实施发送/接收模式判决处理、抗鸣叫、和防止模式之间的快速振荡来实现其经济性,而先前技术通常使用成本更高的硬件技术。另外,本发明实现上述目的并未牺牲转换速度。再有,本发明利用了用于标准电话中的标准线路接口和控制电路。因此,在标准电话上追加(改型)本发明的扬声器电话技术只需要最少的附加成本,尤其是如果在该电话上已经利用了控制微处理器。
按照下面对本发明的描述,本发明的其他目的、特点和优点将变得显而易见。
下面将参考本发明的各优选实施例,这些例子是参照附图予以说明的。虽然本发明是以这些优选实施例的内容予以说明的,但应理解这并不是试图将本发明的精神和范围限制于这些特定的实施例。
图1是按照本发明的扬声器电话的示意图。
图2是按照本发明的另一个扬声器电话实施例的示意图。
图3是用于按照本发明的扬声器电话的数据取样处理的流程图。
图4是按照本发明进行判决处理的流程图。
图1是按照本发明的扬声器电话100实施例的示意图。图1使用了一种含有多数所需硬件的专用集成电路(ASIC)130,并允许利用一种简单的、低成本的4或8位微处理器160。
装置100经由一个二极管桥路104连接电话线102A和102B。它用来在其“+”输出端104A提供一个正的极性,而不管电话接点102A和102B是何种极性。占线电路(106-114)由微处理器控制,连接装置100到线路102A和102B。通常由一个工作状态设置为开关的高压晶体管、三个电阻108、110和114,和一个NPN晶体管112组成。
当占线电路(106-114)由微处理由160激活时,它连接桥路104的输出到电阻116。电阻116又连接到一个非独立电流源118,然后再到电阻120。这三个元件确定了从电话线路102A和102B看进去的直流负载。非独立电流源118的电流由电阻124和电容126的反馈网络调整,以适应线路状态的变化。来自发送放大器128的发送信号利用待发送的音频信号调制电流源118。
来自电话线路102A和102B的输入音频被提供给接收放大器136的“-”输入端136A。遗憾的是,这个信号还含有来自发送放大器128的发送音频。发送信号经由侧音网络122,被馈送到接收放大器136的“+”输入端136B。侧音网络122的用途是复制从电话线路102A和102B看进去的典型相位响应。结果,接收放大器136在其“-”输入端136A有发送和接收信号,而在“+”输入端136B只有发送信号。就侧音网络122近似于实际线路状态的程度而言,在两个输入端136A和136B上的发送信号应当是同相的。理想的情况下,这种条件下将使发送信号被抵消,留下的仅仅是输入音频信号。然而,在实际条件下,发送信号仅仅受到某种有限程度的衰减。这种衰减称为该电路的侧音抑制。
上述电路是一种用于普通电话中的典型线路接口电路。在本发明中描述的扬声器电话可以“分接”电话的线路接口,提供扬声器电话功能。因此,扬声器电话功能可以以最低附加成本追加到标准电话上,特别是如果已经利用了控制微处理器的话。
接收的音频信号被发送到可转换衰减器138。可转换衰减器138用于无变化地通过该信号(在接收模式期间),或者给它一个固定量的衰减(在发送模式期间)。接收或者发送模式是由微处理器160确定的。在通过可转换衰减器138以后,接收的音频信号通过用户控制的音量控制器140到到驱动扬声器152的扬声器放大器142。
来自麦克风150的信号由麦克风放大器132放大并送到另一个可转换衰减器134。可转换衰减器134的操作与可转换衰减器138相反。可转换衰减器134将在发送模式通过信号在接收模式衰减信号。衰减器134的输出由发送放大器128放大,并如上所述被送到电话线路102A和102B。
扬声器电话电路100的核心是确定该装置是处在发送(TX)还是处在接收(RX)的判决电路。为了做出这个判决,微处理器160必须知道来自电话线路102A和102B的信号与来自麦克风150的信号的相对电平。在这个实施例中,该任务是通过一个短期峰值检测器146和A/D变换器(模拟-数字变换器)148执行的。增加该短期峰值检测器146,以便可以利用慢速的低成本的A/D变换器148。短期峰值检测器146的工作是捕捉和保持在接收或发送信号的取样周期内输入信号的当前峰值。如果使用更快速的A/D变换器148,可以取消短期峰值检测器146。在这种情况下,整个电平检测功能将可以用软件进行。
短期峰值检测器146和A/D变换器148通过开关144耦合到麦克风放大器132的输出端,或者是接收放大器136的输出端。开关144受到微处理器160的控制,使其交替取样发送和接收信号。利用这个信息,微处理器160按照后面根据图3和图4描述更为详细的软件确定该装置处理接收还是发送模式,并相应地控制衰减器134和138。
在图1中的虚线表示包括在一个专用集成电路(ASIC)130中可选的部件。因为实现扬声器电话的功能所增加的电路数目是很少的,ASIC130的实现将仅略高于标准电话的电路成本。
可以实现这种基本概念的若干其他变形以适合于各种情况。如前所述,如果使用快速A/D变换器148,短期峰值检测器146可以取消。微处理器160可以连续监视音频信号和通过软件手段确定峰值电平。另外,如果微处理器160具有内装A/D变换器,可以用来代替外部的A/D变换器148。
本专业的技术人员将理解,通过使用一对D/A变换器加上快速A/D变换器可以进一步减少硬件。在图2中,电话接口电路的大部分与图1所示相同。但是在图2中,图1的微处理器160被具有内装A/D变换器和两个D/A变换器的微处理器260所代替。图1的短期峰值检测器146已被取消,整个电平检测处理是由微处理器260的软件执行的。微处理器260监视输入音频信号并如前所述对其进行判决。然而,衰减不是通过控制衰减器(图1中的134和138),而是通过一个固定系数除以数字化音频信号来实现的。被衰减的数字化音频信号而后经由微处理器260中各自的D/A变换器被馈送到音量控制器140或者发送放大器128输入端。
本发明图1和图2实施例的微处理器(160、260)的控制软件表示在图3和图4。开始,微处理器(在图1中的160、在图2中的260)必须对接收和发送的数据取样。图3是表示所有模式(即,发送/接收)判决处理的流程图。在第一步310,设置开关144将麦克风放大器132的输出连接到峰值检测器(例如,图1和146)。这就允许微处理器(160、260)估计发送信号。在第二步320,微处理器(160、260)对峰值检测器(例如,146)等待足够时间以获得发送信号的峰值。因为感兴趣的最低频率是300Hz,微处理器(160、260)应当等待大约3.3ms(300Hz信号的周期)以确保看到信号的峰值。在第三步330,启动A/D变换器(例如,在图1的148),读取它的输出,结果存储在变量TX中。
继续参照图3,以相同方式从接收放大器136的输出端读取接收信号。在第四步340,设置开关144将接收放大器136的输出连接到峰值检测器(例如,146)。这就允许微处理器(160、260)估计接收信号。在第五步350,微处理器等待3.3ms(由于与前不相同的原因)。在第六步360,从A/D变换器(例如,148)获得接收信号的峰值。检查这个值,其结果存储在变量RX中。已经获得接收和发送信号两者的峰值,在第七步370执行扬声器电话模式选择处理。
图4是表示扬声器电话模式选择处理的流程图。在第一步420,估算接收峰值(RX)和发送峰值(TX),以表示信号中的任何相对失衡。如果典型信号被馈送给电话线路(102A、102B)和扬声器150,这个估算的结果应当提供相等的RX和TX值。在第二步404,RX和TX值被对数压缩。这样做减小了由于电话线路或声音条件对信号电平变化的影响。对数压缩可以利用查表处理简单地实现。然后接收峰值(RX)在步骤406的处理中与以前接收的峰值(RXOLD)进行比较。RXOLD值是在前一次执行该程序时确定的,它代表电平检测器的输出(即,确定信号的长期包络的峰值检测器)。在图1和图2中,电平检测是在微处理器(160,260)的软件中进行的。
如果,RX值大于RXOLD值,则建立了一个新的峰值,步骤410存储该新的峰值(RX)作为前一峰值(RXOLD)。如果RX值小于RXOLD值,则步骤408使RXOLD按指数规律衰减。第一阶指数衰减是利用一个差分方程实现的:
y(n)=Ay(n-1)其中A=e-T/RC,T等于各样值之间的时间间隔,RC等于所期望的时间常数。在图1所示实施例中,T是16ms,RC是1s,产生的A值为0.98。在图2所示实施例中,T是0.125ms,RC是1s,产生的A值为0.9999。
对于新的发送峰值(TX)和前一发送峰值(TXOLD)在步骤412、414和416进行类似的处理。通过一个电平检测器以与接收峰值相同的方式处理发送峰值(TX)。微处理器(160,260)采用TXOLD作为电平检测器的输出。在图1和2所示的实施例中,时间常数(RC)对于发送和接收信号都是相同的。
在下一个处理步骤418,检查当前扬声器电话模式。在步骤420和422中比较RXOLD和TXOLD值,以确定该单元是否应当改变模式。如果接收和发送电平彼此非常接近,采用滞后来避免振荡问题。在步骤418,微处理器(160,260)检查RXMODE标志。这个标志用于指示该装置的当前状态,以便与滞后进行比较。如果扬声器电话当前处于接收模式,下一个处理步骤422确定是否新存储的前一发送峰值(TXOLD)比新存储的接收峰值(RXOLD)大1.25倍,如果大于,则转到步骤426,如果不大于,则转到步骤424。如果当前扬声器电话模式不是接收模式,则下一个处理步骤420确定是否新存储的前一接收峰值(RXOLD)比新存储的发送峰值(TXOLD)大1.25倍,如果大于则转到步骤424,如果不大于,则转到步骤426。步骤424把扬声器电话设置在接收模式,激活发送衰减禁止接收衰减。步骤426把扬声器电话设置在发送模式,激活接收衰减,禁止发送衰减。
步骤418、420、422、424和426的最终效果是根据接收和发送信号电平,在模式选择处理中施行一有效的(可选择的滞后量。
处理完成后,图4所示的确定处理返回到重复执行的图3的主模式确定环路中。
虽然在附图和前面描述中已经对本发明做了详细的说明与描述,但是从性质上说,这些说明与描述应被认为是说明性而不是限制性的,应当懂得所表示和描述的仅是一些优选实施例,在所附权利要求书所限定的本发明的精神与范围之内作的所有变化与修改属于被保护之列。

Claims (37)

1.一种扬声器电话,包括:
提供来自电话线路的接收信号的接收放大器;
提供来自麦克风的发送音频信号的麦克风放大器;
具有一个信号输入端、一个信号输出端和一个控制输入端的第一可转换衰减器,该信号输入端与接收信号耦合,根据第一可转换衰减器控制输入端上的第一控制信号状态,有选择地衰减或通过该接收信号;
具有一个信号输入端、一个信号输出端和一个控制输入端的第二可转换衰减器,该信号输入端与发送音频信号耦合,根据第二可转换衰减器控制输入端上的第二控制信号状态,有选择地衰减或通过该信号;
一个复用的检测器,用于交替地检测接收信号电平和发送音频信号电平;
耦合到该检测器输出端的数字控制器,它根据接收信号和发送音频信号的电平,提供第一和第二控制信号到所述第一和第二可转换衰减器的所述控制输入端。
2.如权利要求1的扬声器电话,其中所述数字控制器包括一个微处理器。
3.如权利要求1的扬声器电话,还包括:
连接在检测器与数字控制器控制器之间的模数变换器。
4.一种扬声器电话系统,包括:
提供来自电话线路的接收信号的接收放大器;
提供来自麦克风的发送音频信号的麦克风放大器;
一个数字控制器;
连接到所述数字控制器的第一数模变换器,用于提供扬声器信号到扬声器放大器;
第二数模变换器,耦合以提供发送音频信号到电话线路接口;
复用的模数变换器,用于检测发送音频信号和接收信号,并提供变换后的信号到数字控制器。
5.如权利要求4的扬声器电话系统,其中所述数字控制器包括一个微处理器。
6.如权利要求4的扬声器电话,还包括:
提供发送音频信号和接收信号到模数变换器的复用器;
其中:
所述数字控制器控制以快速交替序列复用器和模数变换器的操作,以从发送音频信号和接收信号中交替提取数据样值。
7.控制扬声器电话在发送模式操作和接收模式操作的软件方法,该方法包括:
对由麦克风放大器提供的发送音频信号数字化取样;
数字化取样由接收放大器提供的接收信号;
在软件的控制下,选择性地激活第一可转换衰减器,衰减在发送操作模式下的接收信号;
在软件的控制下,选择性地激活第二可转换衰减器,衰减在接收操作模式下的发送信号。
8.权利要求7的方法,还包括:
在确定扬声器电话操作模式中施加滞后。
9.如权利要求7的方法,还包括:
在可转换衰减器中施行一个固定程度的衰减。
10.如权利要求7的方法,还包括:
数字化压缩发送语音信号和接收信号。
11.如权利要求7的方法,还包括:
对接收信号提供自动增益控制。
12.一种扬声器电话系统,包括:
一个接收放大器,用于放大从电话线路接收的信号、并把从电话线路接收的信号提供给扬声器;
一个麦克风放大器,用于放大来自麦克风的信号、并把来自麦克风的信号提供给电话线路;
连接到接收放大器的输出端的第一可转换衰减器,用于根据第一控制输入衰减接收放大器的输出;
连接到麦克风放大器的输出端的第二可转换衰减器,用于根据第二控制输入衰减接收放大器的输入;
至少一个检测器,用于检测在麦克风放大器输出端和接收放大器输出端的信号电平;
一个控制器,接收至少一个检测器的输出并根据对至少一个检测器提供的信号电平的比较,选择性激活第一和第二可转换衰减器。
13.如权利要求12的扬声器电话,其中所述控制器包括一个微处理器。
14.如权利要求12的扬声器电话,其中至少一个检测器包括:
一个单一峰值检测器;
一个开关,响应于控制器的输出,选择性地提供麦克风放大器的输出,或者接收放大器的输出到该单一峰值检测器;
一个连接到该单一峰值检测器输出端的模数变换器。
15.如权利要求13的扬声器电话系统,其中所述至少一个检测器还包括:
一个单一峰值检测器;
一个开关,响应于微处理器的输出,提供麦克风放大器的输出或者接收放大器的输出到该单一峰值检测器;和
一个连接到该单一峰值检测器输出端的模数变换器。
16.如权利要求12的扬声器电话,其中该至少一个检测器包括:
两个峰值检测器;和
两个模数变换器,每个连接到这两个峰值检测器之一的一个相应的输出端。
17.如权利要求13的扬声器电话,其中该至少一个检测器包括:
两个峰值检测器;
两个模数变换器,每个连接到这两个峰值检测器之一的一个相应的输出端。
18.如权利要求12的扬声器电话,其中该至少一个检测器包括:
一个复用器,具有耦合到麦克风放大器输出端和接收放大器的输出端的各输入端。
耦合到所述复用器输出端的模数变换器;
一个数字峰值检测器;
因此,所述控制器使所述复用器每次选择一个输入,从而允许所述控制器顺序地确定所述麦克风和所述电话线路信号的电平。
19.如权利要求13的扬声器电话系统,其中该至少一个检测器包括:
一个复用器,具有连接到麦克风放大器输出端和接收放大器输出端的各输入端;
耦合到所述复用器输出端的模数变换器;
一个数字峰值检测器;
因此,所述微处理器使所述复用器每次选择一个输入,从而允许所述微处理器顺序地确定所述麦克风和所述电话线路的信号电平。
20.如权利要求18的扬声器电话系统,其中:
所述第一和第二可转换衰减器的各输入端被耦合到所述模数变换器的输出端;及
每个所述可转换衰减器包括;
一个数字计算(scaling)电路;和
连接到该数字计算电路上的数模变换器。
21.如权利要求19的扬声器电话系统,其中:
所述第一和第二可转换衰减器的各输入端被耦合到所述模数变换器的各输出端;以及
每个所述可转换衰减器装置包括:
一个数字计算电路;和
连接到该计算电路的数模变换器。
22.如权利要求12的扬声器电话系统,其中:
所述至少一个检测器包括两个检测器,所述两个检测器具有根据所述控制器的一个当前输出状态对其进行比较的各输出端。
23.如权利要求13的扬声器电话系统,其中:
所述至少一个检测器包括两个检测器,所述两个检测器具有根据所述控制器的一个当前输出状态对其进行比较的各输出端。
24.如权利要求12的扬声器电话系统,其中:
接收放大器、麦克风放大器、第一和第二可转换衰减器、和至少一个检测器在一单片集成电路上实现。
25.如权利要求13的扬声器电话系统,其中:
接收放大器、麦克风放大器、第一和第二可转换衰减器、和至少一个检测器在一个单片集成电路上实现。
26.如权利要求12的扬声器电话系统,还包括:
一个第一压缩单元,用于压缩接收信号的动态范围;
一个第二压缩单元,用于压缩来自所述麦克风放大器的信号的动态范围。
27.如权利要求13的扬声器电话系统,还包括:
一个第一压缩单元,用于压缩接收信号的动态范围;
一个第二压缩单元,用于压缩来自所述麦克风放大器的信号的动态范围。
28.如权利要求26的扬声器电话系统,其中:
所述第一和第二压缩单元都使用对数压缩函数。
29.如权利要求27的扬声器电话系统,其中:
所述第一和第二压缩单元都使用对数压缩函数。
30.如权利要求26的扬声器电话系统,其中:
所述第一和第二压缩单元都使用查找表。
31.如权利要求27的扬声器电话系统,其中:
所述第一和第二压缩单元都使用查找表。
32.如权利要求12的扬声器电话系统,还包括:
一个线路驱动器;以及
连接在所述线路驱动器与所述接收放大器之间的抵消装置,用于抵消经由所述电话线路来自所述线路驱动器的侧音信号。
33.如权利要求13的扬声器电话系统,还包括:
一个线路驱动器;以及
连接在所述线路驱动器与所述接收放大器之间的抵消装置,用于抵消经由所述电话线路来自所述线路驱动器的侧音信号。
34.如权利要求32的扬声器电话系统,其中:
所述第一可转换衰减器的最大衰减减少了与所述抵消装置的侧音抑制数量相对应的量。
35.如权利要求33的扬声器电话系统,其中:
所述第一可转换衰减器的最大衰减减少了与所述抵消装置的侧音抑制数量相对应的量。
36.如权利要求12的扬声器电话系统,还包括:
一种用在接收模式中的自动增益控制电路,无论电话线路的状态如何,都保持一种基本恒定的信号电平。
37.如权利要求13的扬声器电话系统,还包括:
一种用在接收模式中的自动增益控制电路,无论电话线路的状态如何,都保持一种基本恒定的信号电平。
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