[發明專利]用于有源噪聲消除的電路裝置和方法

有效

• 申請號: 201180056750.5
• 申請日: 2011-11-09
• 公開（公告）號: CN103262153A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 赫爾穆特·泰勒
• 申請（專利權）人: ams股份有限公司
• 主分類號: G10K11/178
• 分類號: G10K11/178
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 許偉群;俞波

本發明屬于用于有源噪聲消除的電路裝置和方法。

有源噪聲消除也被稱作為有源噪聲減小并且用于例如頭戴式聽筒、耳機或電話中，以抑制不希望的和令人煩惱的環境噪聲，并且以更加可識別的方式來再現有用的聲音。這通過用安裝的麥克風測量環境噪聲來實現。為了消除這種環境噪聲，產生所述環境噪聲的反相信號并且將反相信號增加到有用聲音中。因此，在用戶的耳朵處，環境噪聲在聽覺上消除。

在這種有源噪聲消除系統中，有用信號和為了消除環境噪聲而處理的麥克風信號在電路的一個點上求和。在這方面，在兩種選擇——即有源求和和無源求和——之間區分出一種。在有源求和中，有源元件諸如運算放大器被沿著因而獲得的求和信號的路徑額外地提供給揚聲器。在無源方法中情況不是這樣。

本發明基于無源求和并且從將求和信號饋送到揚聲器的端子的電路出發，揚聲器的另一個端子稱作為參考電位端子。借助于反相放大器，從麥克風的噪聲信號產生補償信號。將這種補償信號和有用信號求和，并且將求和信號饋送到揚聲器。在所描述的已知電路中，不需要額外的開關來將有源噪聲消除去激活。另外，由于將有源噪聲消除激活和去激活，所以在信號中不產生間斷。由于不將有用信號經由有源元件饋送到揚聲器的事實，所以優化了能量損耗。然而，有源噪聲減小的校準由于受到有用信號源的阻抗的影響而復雜。

因此，在公開用于有源噪聲消除的電路裝置和方法中可以看出目的：相比之下，所述用于有源噪聲消除的電路裝置和方法具有加強的屬性，例如，在對有用信號源的阻抗的敏感度方面。

這個目的用獨立權利要求的主題來獲得。加強例和實施例分別形成從屬權利要求的主題。

在一個實施例中，用于有源噪聲消除的電路裝置的特征在于：第一輸入端，所述第一輸入端用于供應重放信號；第二輸入端，所述第二輸入端用于供應傳感器信號；輸出端的第一端子和第二端子，所述輸出端的第一端子和第二端子被設計用于與揚聲器連接；以及補償器件。補償器件被配置成用于根據傳感器信號而分別產生第一噪聲信號和第二噪聲信號。第一輸入端和第二輸入端借助于補償器件與輸出端的第一端子和第二端子耦接，使得在輸出端的第一端子處提供虛擬重放信號，并且在輸出端的第二端子處提供疊加信號，使得虛擬重放信號與疊加信號之間的差分信號可以被饋送到揚聲器。

重放信號和傳感器信號被饋送到電路裝置。補償器件從傳感器信號產生第一噪聲信號和第二噪聲信號。由于補償器件和補償器件與電路裝置的輸入端和輸出端的端子的耦接，所以虛擬重放信號與補償信號之間的差分信號被饋送到可連接的揚聲器。

由于補償器件和補償器件與電路裝置的輸入端和輸出端的耦接，所以一方面，空間中的環境噪聲在揚聲器的上游被抑制。另一方面，重放信號的音頻源的阻抗對電路裝置的影響減少。這明顯地降低了對電路裝置的第一輸入端處的阻抗的敏感度。

通過諸如例如音頻播放器的音頻源，可獲得重放信號。重放信號因而表示有用信號。傳感器信號通過麥克風來記錄，并且與環境噪聲相對應，所述環境噪聲借助于有源噪聲消除而在揚聲器的上游被消除。

在另一個實施例中，在與電路裝置的第一輸入端耦接的輸出端的第一端子處形成針對傳感器信號的虛擬零點。

因此，輸出端的第一端子不被傳感器信號調制。由于第一噪聲信號和第二噪聲信號的電流在電路節點處彼此消除，所以形成針對傳感器信號的虛擬零點。

由于這種措施，所以有利地，重放信號源的阻抗的影響不影響噪聲消除。

通過補償器件以這樣的方式使得第二噪聲信號可利用：借助于揚聲器，在再現信號與第一和第二噪聲信號的無源求和的求和點處、即在電路裝置的輸出端的第一端子處，形成針對傳感器信號的虛擬零點。

虛擬零點與到參考電位端子的連接相對應，而在這種情況下參考電位端子實際不存在。

在一個加強例中，第二噪聲信號的與傳感器信號相關的部分在其值方面適配于疊加信號的與傳感器信號相關的部分，并且相對于其是反相的。

關于其值，第二噪聲信號的源自傳感器信號的電流部分在其值方面與疊加信號的源自傳感器信號的電流部分相對應，但是相對于彼此是反相的。第二噪聲信號的電流和疊加信號的電流因此在電路裝置的輸出端的第一端子處互相補償。在此輸出端處僅保留虛擬重放信號的電壓部分。

在另一個實施例中，根據第二噪聲信號和重放信號可獲得虛擬再現信號。根據第一噪聲信號和重放信號可獲得疊加信號。

虛擬重放信號與疊加信號之間的差被饋送到可與電路裝置的輸出端連接的揚聲器。因此，分別從重放信號與噪聲信號或反相噪聲信號的疊加中產生的信號，被饋送到揚聲器的每個端子。