[發明專利]一種主動降噪系統及方法

有效

• 申請號: 201410181467.0
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN105025419B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 崔天昊;程曉斌;楊軍;吳鳴;孫紅靈;安峰巖;李新;田靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: H04R3/04
• 分類號: H04R3/04
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司11318
• 代理人: 楊小蓉

技術領域

本發明涉及降噪領域，具體涉及一一種主動降噪系統及方法。

背景技術

在現實的工作、生活場所，常見各種噪聲，這些噪聲往往會對周圍人員的身心健康造成各種傷害，甚至影響、破壞現場的生產工作。因此，為了達到降噪的目的，常常采用主動降噪和被動降噪兩種方法，而主動降噪功能就是通過降噪系統產生與外界噪聲相等的反向聲波，將噪聲中和，從而實現降噪的效果。

有源噪聲控制是一種基于聲波相干疊加原理的主動噪聲控制技術，最早由P.Lueg在其專利US2043416中提出，其基本原理是在聲場中引入次級聲源并利用其發出與初始噪聲幅度相同但相位相反的“反噪聲”，使初始噪聲得到相干抵消，從而達到噪聲抑制的目的。與傳統被動降噪方法相比，有源噪聲控制技術主要優勢在于能夠以更小的體積獲得更好的低頻降噪效果。隨著人們生活水平的提高，低頻噪聲污染問題日益顯著，有源噪聲控制技術實用化的需求日益迫切。另一方面，經過近百年的發展，尤其是隨著近幾十年數字信號處理技術的飛躍，有源噪聲控制技術日益成熟，其實用化進程正逐步加快。

為了達到很好的主動降噪效果，一個優秀的主動控制系統是整個主動降噪平臺的基礎。早期的主動控制系統主要側重于采集多個測量點的噪聲與振動信息，反饋降噪系統與采集系統分離，大量的采集點傳感器需要通過較長的模擬信號線與采集設備連接，既增加了不必要的布線難度又降低了設備的可靠性，而反饋系統的分離設置更增加了整個主動降噪系統布置與實施的難度，使得整套系統顯得分散、低效以及不可靠。而縱觀主動降噪技術普遍應用的場所，通常具有場所環境復雜，監測點長線安裝困難，降噪作用點與監測點距離較近等特點，所以一個同時具有采集輸入與控制輸出、緊湊、小型化、低功耗、便于多點組網的主動控制系統成為現實的需要。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種小體積、低功耗、采集輸入與控制輸出于一體、具有組網功能的音頻主動控制器，具體涉及一種主動降噪系統及方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種主動降噪系統，所述主動降噪系統為包含：位于長方體內部平行布放的數字信號處理板、模擬信號采集與輸出板、若干電源模塊；所述長方體的左面上設置輸入接口6、輸出接口7、信號地接口9、外殼地接口10、電源插頭13、電源保險12和電源開關11；

所述模擬信號采集與輸出板包含兩路模擬AD與兩路模擬DA，并與主動降噪系統的輸入接口6和輸出接口7連接，所述輸入接口6用于輸入從聲音換能器產生的模擬電信號，所述輸出接口用于向外部電子設備輸出主動降噪系統產生的降噪模擬信號；

所述數字信號處理板與模擬信號采集與輸出板平行布放，且兩個板子的兩端通過兩個插針相連接，并通過另一個插針與網絡通信接口連接；且所述數字信號處理模塊，用于分析噪聲信號的特征，將噪聲信號劃分為主要噪聲源和次要噪聲源；所述模擬信號采集與輸出板用于對采集的聲信號進行數模轉換處理，產生數字信號；

其中，所述數字信號處理板(5)包含：數字濾波器模塊和信號補償處理模塊；

所述數字濾波器模塊包含若干數字濾波器，所有數字濾波器同時并行處理多路不同頻帶的信號，進而保留頻帶內的信號，衰減頻帶外的信號，保障整個通頻帶的頻響平穩；

所述信號補償處理模塊，用于將采集到的模擬信號進行模數變換，再基于模數變換得到的數字信號獲得信號的強度信息，最后再分析信號數值與時間的關系得到信號相位的信息；通過對多路濾波器產生的信號進行強度與相位的對比，進而得到主、次噪聲的分析結果；最后根據主要噪聲信號產生反向疊加信號，反向疊加信號用于通過D/A轉換模塊產生反向模擬電信號，反向模擬電信號在驅動外部的換能器產生反向的空氣聲信號或者反向的機械振動信號，這些反向信號疊加到主噪聲信號上，達到降噪的目的。

上述各個模塊、接口等設備均設置在一個長方體內，所述長方體的上表面為散熱外殼3，且該散熱外殼3與所述模擬信號采集與輸出板平行放置，且該散熱外殼3左半部分設置一個凸塊，所述凸塊為純鋁材料，且該凸塊與所述模擬信號采集與輸出板上表面相接觸，進而起到將機殼內部的熱量傳導到即可外部的作用；

所述長方體下表面上放置若干電源模塊；

所述信號地接口9與外殼地接口10分別用于設備間信號共地與外殼屏蔽接地；

電源插頭13連接外部電源。

可選的，上述長方體的左面上還設置電源保險12和電源開關11；

所述電源保險12用于外部電源的過流保護；所述電源開關11控制主動降噪系統的開關工作。