本发明涉及一种控制声音终端音量范围的电路装置。 这样一种电路装置是已知的，例如，欧洲专利公开文件No.0290，952A3（即美国专利No.4，891，837号）中所述。置于发送路径中的放大器被设计成一动态压缩/扩展器（dynamic compander），其动态压缩器部分的任务是，将由麦克风产生的信号电压压缩成一统一信号值，其扩展器部分的任务是只要这些信号电压低于一预定值，就扩展这些信号电压。因而发送路径的输出电压对麦克风的输出电压具有非线性依以性，正如上面所引用的公开出版物中示出的，它可以通过一调节装置并来变化以适应不同的服务条件。根据上述文件的图6，先前以模拟电路形式披露的电路结构也可以做成数字电路。在这种情况中，用模拟数字转换器将麦克风和扬声器连到发送路径及接收路径，并以对应的数字元件来取代各个模拟电路元件。这种以模拟或是数字形式实现的已知结构，由于其使用了相对大数量的元件而造价昂贵。
因此，本发明地目的是提供上述类型的电路结构，它具有少于已知电路结构的电路元件。
根据本发明，一种用于控制声音终端音量范围的电路装置，它具有至少一个麦克风（M）及至少一个扬声器（L），在这里麦克风及扬声器分别通过发送路径及接收路径被连到通至类似遥远终端的传输通道（üL）上，而且在这里不仅发送路径和接收路径都包括放大器（VS，VE），放大器的增益根据信号电平而变化，其特征在于：发送路径与数字信号处理器（DSP）相连，这个数字信号处理器用作增益控制电路（VFE）并被馈入从麦克风输出而导出的平均输入电平值（UM），根据作为程序或表格被存储的预置特性（KL）为每一个平均输入电平值决定一增益，并将所说增益馈入到发送路径中放大器（VS）的控制输入上。
通过使用数字信号处理器，可以大大加强用于提供压缩器或扩展器功能的分立电路（discrete circuit）。几乎每一个随机特性（random characteristic）都可存储在这个处理器中，以用于确定一适当的放大系数。如果使用该特性可以用简单的数学函数来描述，则可以根据存储程序实时地计算出所需放大系数。如果这个特性具有复杂形式，它可以以表格的形式被存储在处理器或与处理器相连的存储器中，所需放大系数可置于表中并从中被检索出来。
本发明的电路结构的其它实施例将在从属权利要求中描述。
例如，权利要求2涉及通过不带有任何模拟滤波元件的数字电路来推导平均输入电平值。
权利要求3允许使用不同时间常数来获得作为麦克风输出信号梯度的函数的输入电平。因而，可以以这样一种方式来进行动态控制，即动态控制跟随输入电平增益快于跟随于输入电平下降。
权利要求4所描述的一个实施例，提供了在放大系数控制电路中，将放大决定特性作为叠加在声音电平上的噪音电平的函数来加以转换的可能性。因而，输入电平中的噪音成分被移入特性的扩展范围，这个范围提供了动态压缩/扩展功能，在这个范围这些噪音成分被分配到低的放大系数。因而输入电平声音成分与噪音成分的某种分离是通过限制麦克风输出信号的幅度来完成的。它利用了这样一个事实，即通常声音成分是有大于噪音成分的幅度。可以通过忽略其幅度超过预定值的那些麦克风输出信号拾音值（pick-up value）来取得声音成分与噪音成分的更好分离。
权利要求5的目的是作为接收信号的函数，允许转换用作决定放大系数基础的特性。因而不利空间条件所引起的可导致正反馈的接收电平增加可被调至零。
权利要求6表示了用从转换该特性的各种电路中来的指令来控制放大系数调节电路的可能性，基于该特性决定放大系数。
权利要求7涉及人工转换作为决定放大系数基础的该特性之可能性，因而改变了声音反馈的音量（volume of audible feedback）。
最后，权利要求8的目的在于用数字信号处理器来执行发送平均输入电平值的各种电路以及比较器的功能。
参照附图，将描述本发明的电路装置的实施例并解释它的功能。
图1示意性地示出了本发明的电路装置，它具有用作动态压缩/扩展器的数字信号处理器并具有用于产生被馈入它的控制信号的分立的电路。
图2也是以示意性图示出了输入平均值电路。
图3示出了一种方法，也是通过数字信号处理器来产生用于动态压缩/扩展器的控制信号。
在图1中示意性地示出了带有发送路径及接收路径的声音终端。发送路径包括麦克风M，第一模/数转换器AD1，发送放大器VS（表示为乘法器），以及根据被存储的特性为发送路径计算放大系数的数字信号处理器DSP，放大系数是二个平均输入电平值的函数。此外，发送路径包括二个输入平均电平电路MS1，MS2，接收平均电平电路MS3，一个限制器BG，一个比较器V，通过操纵开关S可以被有效转换的手动调节装置MA（没有详细示出），用于平滑算出的放大系数的第一滤波器F1，以及其输出通至传输线üL的输出端数/模转换器DA1。接收路径具有其输入与传输线üL相连的输入端模/数转换器AD2，一个乘法器形式的接收放大器VE，在接收放大器之前的输入滤波器F2，输出滤波器F3，以及其输出与扬声器L相连的输出端数/模转换器DA2。
出现在麦克风M的输出上、通常包括有声音信号成分及噪音信号成分的模拟信号在第一模/数转换器中被变成数字信号且被馈入到发送放大器VS的输入中。在发送放大器VS（这里是乘法器）中该数字信号与放大系数Vf相乘，因而被放大，通过输出数/模转换器DA1被馈入传输线üL。在通过与传输线相连的等效端装置之后，输出信号的一部分作为反馈信号到达接收路径的输入。在这里它被数字化（在模/数转换器AD2），不带有声音频带外的噪音频率（在数字输入滤波器F2）且被放大（在接收放大器VE中）到适于扬声器工作的电平。然后通过阻尼设备谐振的输出滤波器，该放大信号被馈入输出数/模转换器DA2，转换器DA2的输出与扬声器L相连。
到目前为止在所描述的这个简单系统中由于许多原因清晰度（intelligiblity）是不能令人满意的。在上面讨论的现有技术中，在麦克风之后连接有动态压缩/扩展器，在其压缩范围它使得馈入其中的信号放大到统一信号电平，在其扩展范围它使得低电平如噪音电平减少。
在本发明的电路结构中，使用了数字处理器DSP，而没有使用执行压缩/扩展器功能的电路，数字处理器包括作为程序或表格被存储的特性，根据这个特性数字处理器对应馈入的输入值Um给出输出值，输出值是经滤波器F1作为放大系数被馈入发送放大器VS的。
数字信号处理器的输入值是在输出平均电平电路MS1中从数字化麦克风输出信号中产生的。
图2描述了这个电路。它包括整流器rectifier（GL），（数字化）麦克风输出信号被馈入该整流器。被整流信号现在与第一系数a在第一乘法器电路MU1中相乘且相乘结果被馈入加法器电路AD。在加法电路中要相加的量是从加法器电路的输出信号在第二乘法器电路MU2中与第二系数b相乘而导出的。最后，加法器电路所输出信号在第三乘法器电路MU3中与校正系数f再次相乘。第三乘法器电路的输出信号在数字信号处理器中用作输入值UM。
图2中示出的电路工作如下：
从麦克风来的数字化信号被取样电路以预定频率取样并被整流，这个取样电路在图中未示出。整流使得对应的取样值的大小出现在整流器的输出上。
在接下来的乘法器电路MU1中，目前的取样值与第一加权系数a相乘，相乘结果被馈入加法器电路AD。加法器电路把加法器电路输出信号在乘法器电路MU2中与第二加权系数b相乘而产生的旧值加到上述相乘结果上。因而这个结果包含了先前取样值的电平信息。加法器电路AD的输出信号在接下来的乘法器电路MU3中与固定校正系数f相乘且结果作为平均输入电平值（VE）被馈入放大系数调节电路。
因而可以认为平均输入电平值Uc（k）是二个互相邻接的取样值的函数。
Uc（k）＝a|Uc（k）|+bUc（k-1）
这里|Uc-（k）|是第k个取样值的值而Uc（k-1）是基于前一个的取样值来决定的未校正平均输入电平值。
如果这样来选择常数a和b使它们之和为常数，例如1，则通过预选这个值，可以固定电路的时间常数。如果a占主导地位，则电路对麦克风输出信号变化作出快速反应。
b的增加导致电路的较缓慢动作。
如果对a和b存储不同对值，则可以在不同时间常数之间容易地变换。可以容易地完成例如电路对升高的输入电平作出快速反应对降低的输入电平作出慢速反应。为此，需要一比较器，来分析接下来的取样值，确定发生变化的方向需要一可控制电源，它根据比较器输出信号将不同的对值a和b施加到乘法器电路MU1和MU2。
图1中示出的另一个平均值电路MS2在结构与功能上与第一平均值电路相一致。然而它具有更大的时间常数且置于限制器BG之后，限制器BG将高的麦克风输出电平如声音电平限制到较低值。
因而这个平均值电路的输出信号为低电平例如在声音间歇期间由环境噪音引起的低电平给出了一个估计电平值。
这个平均值电路的输出经开关S及比较器V被馈入放大系数调节电路，在这个电路中平均值电路的输出使用于放大系数调节的特性的转换，或者在出现两个或多个被存储特性时选择另一个特性。通过这些装置，例如在声音间歇期间转换特性的扩展范围EB是可能的，通过将到目前为止在图1中示出的特性移向右边，特性可以更好的吸收噪音电平。这些噪音电平被放大的更少。限制器BG也可以由一电路来取代，该电路估计各取样值并且不考虑那些超过预定值的取样值。
由于存储在放大系数调节电路中的特性的每个转换引起发送路径中的放大变化，这种变化可以随着接收路径中的声音反馈干扰而变得明显，所以在接收路径中提供一乘法器，它起着放大器VE的作用，平均值电路MS2的输出信号也被馈入到它的一个输入上。因而从发送路径中的放大变化而来的反馈在接收路径被补偿。
接收平均值电路MS3可以具有与平均值电路MS1和MS2一样的构造，它在用户终端装置的麦克风和扬声器不良定位的场合用来阻尼空间耦合（Spatial coupling）。比较器V进行最大值比较并且在每种场合将具有较高电平值的平均值电路输出接收放大系数调节电路。
取代输入电平平均值电路MS2的输出信号，可以象现有技术中已知的那样将手动调节信号馈入比较器V并馈入接收放大器VE。从手动调节装置MA中取得这个信号并通过推动开关S将其提供给比较器V和接收放大器VE的输入上。
图3中除模/数及数模转换器12手动调节装置（MA）以外所有的电路被数字信号处理器内的功能块（functional blocks）所取代。这些功能块与处理器的子程序相对应，它们与前面披露的处理器DSP的电路简图相一致在功能上相配合。在图1中描述的电路装置中，数字处理器内执行的功能在图3中作为放大调节电路VFE来描述。通过使用有效数字信号处理器如Motorola公司的DSP56116型处理来执行根据图1在前面描述的电路，导致除去许多电路元件。因而更大地降低了成本和对故障的敏感度。此外，由于各个子程序可以被轻易转换或可以起用特殊替代子程序，因而获得了终端装置对环境服务条件的高适应性。如果需要，通过数字信号处理器在接收路径中可以执行更多的电路功能如数字输入滤波器。