本發(fā)明涉及通訊設(shè)備領(lǐng)域，具體地說，涉及一種免外接電源的自適應(yīng)智能電話增音器。

背景技術(shù)：

由于上世紀(jì)中、后期臨床上缺乏經(jīng)驗(yàn)，過量運(yùn)用抗生素(耳毒性依大小排列為慶大霉素，鏈霉素，新霉素...)，以及對環(huán)境噪音造成感音性耳聾的污染認(rèn)識不足，造成目前老年和非老年失聽的人數(shù)越來越多，據(jù)國家民政部門估計(jì)，截止2012年底，全國已達(dá)570萬人。社會上對電話增音器(大聲電話)有一定的需求。市場上曾出現(xiàn)過深圳產(chǎn)的電話聲音放大器(中國專利ZL200620034811)，德國和日本產(chǎn)的大聲電話，現(xiàn)都已無貨供應(yīng)，究其原因，都是因?yàn)樾Ч患?，退出了市場?/p>

將電話機(jī)里傳出的語音信號放大，技術(shù)上不是困難的事情，為什么國內(nèi)外市場卻產(chǎn)品匱乏。分析原因，主要因?yàn)殡娫挋C(jī)是雙工工作的產(chǎn)品，即發(fā)話和受話是同線、同時(shí)進(jìn)行的，一旦受話的聲音放大得很響，使耳聾的人也能聽清，則耳機(jī)里輸出的聲音又經(jīng)話筒返回對方電話，再從對方送回己方的電話進(jìn)一步放大后又傳回對方，形成一個(gè)“正反饋”的過程，引起所謂“振鳴嘯叫”。而一款美國產(chǎn)電話放大器采用一種半雙工的工作方法。用話筒信號(己方講話的聲音)來控制一只電子開關(guān)。起始的時(shí)候，己方不講話，電子開關(guān)開通受話通道，關(guān)閉送話通道，此時(shí)可以把對方的來話聲音放大所需倍數(shù)，由于送話通道關(guān)閉，受話信號不會“反 饋”回去，因此不會發(fā)生振鳴嘯叫。而己方一開始講話，送話語音信號立即控制電子開關(guān)，使其開通送話通道，關(guān)閉受話通道，此時(shí)對方的聲音并不能送過來。這種方法雖然不會發(fā)生嘯叫，但是不能在送話的同時(shí)聽取對方的講話，更為嚴(yán)重的是，如周圍有其他聲音存在，則送話通道常開，根本無法聽取對方的講話。半雙工方法與普通手持對講機(jī)是相同的，僅在于變“手動”切換送、受話通道，為“語音控制”切換送、受話通道，缺點(diǎn)是明顯的。

中國專利ZL200620034811.提供了一種電話語音放大器，其特征在于由放大器主機(jī)和專用分線盒構(gòu)成，專用分線盒有話機(jī)端、聽筒端和放大器端三個(gè)接線端，話機(jī)端與話機(jī)的聽話線路和講話線路相連，其中，聽話線路中的兩路線分別在專用分線盒中分為兩支，一支經(jīng)聽筒端與聽筒相連，另一支經(jīng)放大器端與放大器主機(jī)相連；講話線路的兩路線中，一路經(jīng)聽筒端與聽筒相連，另一路經(jīng)放大器端與放大器主機(jī)相連后，再經(jīng)放大器端回到專用分線盒，并經(jīng)聽筒端與聽筒相連。但因其無法克服“反饋嘯叫”，僅僅能對聽筒中的聲音進(jìn)行有限的放大，功能相當(dāng)有限。

中國專利ZL200520069769.5提供了一種新型手持式電話系統(tǒng)的雙向放大器，其特征在于：包括檢測控制電路單元、下行功率放大電路單元、上行低噪聲接收電路單元以及3個(gè)時(shí)分開關(guān)；其中檢測控制電路用于耦合并檢測由J端口進(jìn)入雙向放大器的基站下行信號，并形成控制電平來控制3個(gè)時(shí)分開關(guān)的導(dǎo)向以及下行功率放大電路和上行低噪聲接收電路的通斷；下行功率放大電路用于放大由J端口進(jìn)入的基站下行信號，在基站的下行工作時(shí)隙打開，而在基站的上行工作時(shí)隙關(guān)斷；上行低噪聲接收電路用于接收并放大室內(nèi)天線接收到的由T端口進(jìn)入雙向放大器的手機(jī)信號，在基站的下行工作時(shí)隙關(guān)斷，而在基站的上行工作時(shí)隙打開；時(shí)分開關(guān)1和時(shí)分開關(guān)2用于給雙向放大器提供時(shí)分雙工的通路，其通斷 導(dǎo)向由檢測電路控制；時(shí)分開關(guān)3用于提高上行、下行鏈路的隔離度；雙向放大器有J和T兩個(gè)端口，J端口通過電纜直接禍合到基站，T端口接室內(nèi)天線。其提供的是一種時(shí)分雙工模式的放大器，不適用于傳統(tǒng)電話。而且上行、下行鏈路仍然存在交越，無法完全克服“反饋嘯叫”，也不能同時(shí)發(fā)話和聽取對方的講話。

中國專利200810202708，由本申請人等在2008年申請已獲得授權(quán)，提供了一種準(zhǔn)雙工的電話語音增音器，其特征在于控制和放大是經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，基本由軟件實(shí)現(xiàn)，因此工作時(shí)有時(shí)間延遲；其采用的關(guān)系函數(shù)y＝1/Ln x，也與實(shí)際的聲/電強(qiáng)度關(guān)系相距較大；經(jīng)多個(gè)用戶反饋，在話筒前置放大器對送話聲音放大以后，再設(shè)置送話放大器實(shí)際上是多余的，反而白占了寶貴的放大量有效范圍，用戶反映有時(shí)對方覺得聲音過響。專利200810202708是在2006年底開始研發(fā)，其時(shí)第三代微控制器還沒有為國內(nèi)技術(shù)界充分認(rèn)識，所以選用的早期單片機(jī)功能有限。申請人經(jīng)過七年運(yùn)行，積累一些經(jīng)驗(yàn)后，覺得需要重新推導(dǎo)數(shù)學(xué)模型，用功能更強(qiáng)的新器件來開發(fā)新一代電話增音器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是研制一種受話信號放大通道和送話信號衰減通道依兩種特定函數(shù)關(guān)系在總放大量50db范圍內(nèi)能相應(yīng)、連續(xù)變化的準(zhǔn)雙工電話放大技術(shù)，以提供一種受話信號可在無嘯叫狀態(tài)下放大至數(shù)百倍的電話增音器。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種受話通道和送話通道以特定函數(shù)關(guān)系變化的雙工電話增音器，包括增音器受話通道和送話通道，其特征在于：所述電話主機(jī)送話端(手柄話筒)連接送話通道衰減電路，電話主機(jī)受話端(手柄耳機(jī))連接受話通道放大電路。

另有并行的兩通路：電話主機(jī)送話端(手柄話筒)連接增音器送話電平采樣 電路，電話主機(jī)受話端連接增音器受話電平采樣電路，兩個(gè)電平采樣電路均有模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能，然后接入函數(shù)智能控制模塊，用軟件方式產(chǎn)生分別對受話通道放大電路和送話通道衰減電路的控制電壓Vs和Vo。函數(shù)智能控制模塊通過送話通道衰減電路連接電話主機(jī)送話接線端，送話通道衰減電路向送話電平采樣電路進(jìn)行反饋；函數(shù)智能控制模塊通過受話通道放大電路和受話功率放大電路連接電話機(jī)手柄的耳機(jī)，受話功率放大電路向受話電平采樣電路進(jìn)行反饋。

本發(fā)明中，所述送話電平采樣電路、受話電平采樣電路采用微控制器(MCU)中的硬布線電路。

所述受話通道放大電路和受話功率放大電路，及送話通道衰減電路也采用微控制器(MCU)中的硬布線電路。

所述放大電路和函數(shù)智能控制模塊之間設(shè)有噪聲采樣電路和信號噪聲電平比較模塊，以在接收到短促突發(fā)型和恒穩(wěn)型噪音時(shí)，可以濾除這些噪音。當(dāng)干擾噪音太響，超過了抑制電路的閾值時(shí)，使電話兩個(gè)通道處于閑置狀態(tài)，此時(shí)電話機(jī)就如同沒有接入電話增音器，回到直通狀態(tài)。

所述函數(shù)控制模塊還連接手動控制電路，以手動控制送話通道衰減系數(shù)和受話通道放大增益的函數(shù)相對關(guān)系值，手動控制優(yōu)先于自動控制。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述送話器是電話機(jī)手柄話筒，所述受話器是電話機(jī)手柄耳機(jī)。

本發(fā)明的“免外接電源的自適應(yīng)智能電話增音器”，特定控制函數(shù)型的智能準(zhǔn)雙工工作方式完全消除了通話中產(chǎn)生的“振鳴嘯叫”，有效地放大了受話音量，極大提高了通話質(zhì)量，本發(fā)明采用微控制器(MCU)，可使受話通道放大倍數(shù)從1-316倍自適應(yīng)變化，送話通道相應(yīng)地從1-(-10)倍變化，手動控制優(yōu)先于自動控制，通過內(nèi)設(shè)的跳線裝置，可以在任何型號的電話機(jī)上使用，并可手動切換電話 的正常和放大工作狀態(tài)，使用更加便捷。

本發(fā)明的“免外接電源的自適應(yīng)智能電話增音器”，直接從電話線上取電，通過內(nèi)置的電源校正電路獲得正確的電源極性方向。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電話增音器的流程圖。

圖2為本發(fā)明電話增音器的原理圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

正常的入耳能分辨出細(xì)小的聲音，同時(shí)也不會被自己的大聲喊叫震聾。這主要得益于耳朵里三塊聽小骨的可分可合的功能。平時(shí)三塊骨頭處于正常位置，因此能正常傳導(dǎo)外界的聲波，振動鼓膜；當(dāng)自己大喊大叫時(shí)，耳內(nèi)室會充氣，使三塊聽小骨脹開，自己說話的聲音越響，三塊聽小骨分得越開，傳導(dǎo)的聲波就越少。因此，人耳收聽自己說話的聲音不是雙工的方式，而是一種反比例準(zhǔn)雙工方式。反比例準(zhǔn)雙工方式對近距離受話和送話有較好的調(diào)節(jié)作用，本發(fā)明得益于上述啟發(fā)，應(yīng)用仿真技術(shù)的理念，開發(fā)了本發(fā)明。但是在研制過程中，發(fā)現(xiàn)人耳對聲音的敏感度在進(jìn)入強(qiáng)響度段時(shí)，呈一種對數(shù)函數(shù)關(guān)系，即此時(shí)入耳對聲音的變化，越響越不敏感。因此，本發(fā)明對受話通道增益的函數(shù)不采用的反比例關(guān)系。經(jīng)過正交試驗(yàn)取得一批樣本，擬合后得到近似的函數(shù)曲線，送話通道衰減函數(shù)為式中：為受話通道增益，為送話通道衰減系數(shù)，e為自然指數(shù)底數(shù)。所以，本發(fā)明對受話通道增益和送話通道衰減的相互關(guān)系，即函數(shù)智能控制模塊的設(shè)計(jì)，選用上述函數(shù)公式。

參見圖1、圖2，本發(fā)明的免外接電源的自適應(yīng)智能電話增音器，電話機(jī)手柄話筒連接增音器話筒前置放大電路、送話電平采樣電路，并連接送話通道衰減電路；電話座機(jī)手柄耳機(jī)連接增音器受話電平采樣電路，并連接受話通道放大電路；送話電平采樣電路和受話電平采樣電路連接送話受話電平比較模塊，對輸入的送話和受話電平進(jìn)行比較，再連接函數(shù)智能控制模塊，智能控制模塊輸出的信號對送話通道的衰減和受話通道的增益進(jìn)行調(diào)節(jié)，但送話通道和受話通道的總增益(+衰減)保持不變。為了使本發(fā)明適合各種通話場合的差異和不同要求，函數(shù)控制模塊還連接有手動控制電路。函數(shù)控制模塊電路通過送話通道衰減電路連接電話座機(jī)送話接線端、送話通道衰減電路向送話電平檢測電路進(jìn)行反饋；函數(shù)控制模塊通過受話通道放大電路和受話功率放大電路連接電話機(jī)的受話接線端，向受話電平檢測電路進(jìn)行反饋。

因?yàn)楫?dāng)人們面對面講話、或通過電話講話時(shí)，如果聽不清楚，必定會提高自己的嗓門，增加送話的音量，所謂耳背者往往說話“聲如洪鐘”。如果還聽不清楚，甚至?xí)捌料⒓?xì)聽”，完全沒有了送話音量，形成兩個(gè)極端情況。而聽得清楚時(shí)，一般人都會說話音量趨于適度平緩，這就使我們可以測度人的對話習(xí)慣，根據(jù)送話信號強(qiáng)度的變化，利用微控制器的高速、大容量特性，可以進(jìn)行反復(fù)判斷比較，實(shí)現(xiàn)所謂“自適應(yīng)”的仿真理念和設(shè)計(jì)電路及程序代碼。

這樣本發(fā)明即是主要采用二個(gè)硬布線放大(衰減)器，各有獨(dú)立的、受控的放大和衰減增益，成函數(shù)和關(guān)系，被送話、受話信號電平比較模塊和函數(shù)智能控制模塊控制。當(dāng)受話信號很弱，而送話信號很強(qiáng)時(shí)，通道放大器(衰減器)的增益(衰減)處于一對函數(shù)值，使受話通道增益很大，送話通道衰減也較大，不至于引起嘯叫；當(dāng)受話信號強(qiáng)度較強(qiáng)，而送話信號很很弱時(shí)，兩個(gè)通道放大器(衰減器)處于另一對函數(shù)值，使受話通道增益較小，而送話通道 衰減也較小，不致引起振鳴嘯叫。如上所述，兩個(gè)通道成串聯(lián)狀態(tài)，它們的增益和衰減是相加的，只要保持總增益在50db范圍內(nèi)，就可以保證不引起振鳴嘯叫，而又使受話通道盡可能達(dá)到最佳的增益，設(shè)計(jì)上盡量偏向受話通道增益較大。極端的情況下，全無送話，則受話通道增益最大，電話增音器變成半雙工方式。

如果周圍有短促突發(fā)型或恒穩(wěn)型噪音(即時(shí)間常數(shù)可以辨別的噪音)，噪聲采樣電路和信號噪聲電平比較模塊能夠識別和抑制這些噪音。如噪音強(qiáng)度過大，則使兩個(gè)通道處于閑置狀態(tài)，此時(shí)電話機(jī)就如同沒有接入電話增音器，回到直通狀態(tài)。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中的描述只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。