[實用新型]一種用于耳機的主動噪音消除電路

有效

• 申請號: 201420216523.5
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN203840514U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 甘國華
• 申請（專利權）人: 安百特半導體有限公司
• 主分類號: H04R3/04
• 分類號: H04R3/04;H04R1/10
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防

技術領域

本實用新型涉及一種用于耳機的主動噪音消除電路，屬于音頻設備降噪技術領域。

背景技術

噪音消除是用來防止不必要的聲波到達聽者的耳膜。主動噪音消除(Active?Noise?Cancellation,ANC)技術采用電子手段產生與環境噪聲振幅相同但相位相差180度的聲波，通過相消干涉(destructive?interference)，以消除環境噪聲。一般使用前饋式、反饋式或混合式(前饋式+反饋式)電路實現。

圖16是主動噪音消除技術應用在前饋式或反饋式耳機上的典型電路。每一個聲道的環境噪聲信號由麥克風收集后，經過1個麥克風放大濾波電路處理，處理后的噪聲信號與音頻信號一起進入混頻器進行混合，再經過放大器放大后傳入揚聲器；該麥克風放大濾波電路包括可變增益麥克風放大器和濾波器。其噪音消除效果是非常依賴于耳機的聲學響應的，特別是如果耳機在某些頻率范圍的聲壓水平(sound?pressure?level)比較低，那么由它產生的反相位的聲波僅可以消除該頻率范圍的部分環境噪聲，從而影響了噪音消除效果。如圖17所示，耳機在50Hz頻率處與500Hz頻率處的聲壓水平相差6dB。如圖18所示，50Hz頻率處產生的反相位聲波波幅是環境噪聲的100％，因此能消除全部的噪聲；如圖19所示，500Hz頻率處產生的反相位聲波波幅是環境噪聲的50％，因此僅能消除部分噪聲。由此可見，總體噪音消除效果可能會在某些頻率范圍高，但在某些頻率范圍低。

此外，典型的前饋式或反饋式耳機，一般只能產生最大約20分貝的噪音消除效果(如圖11所示)。為了使噪音消除效果提高到大于30分貝，需要采用混合式(前饋式+反饋式)配置，但它需要兩個麥克風，這樣就會増加組件數量、產品外型尺寸以及成本，并且無論采用數字(DSP)還是模擬降噪技術，都需要較高功耗。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，提供一種用于耳機的主動噪音消除電路，能夠提高噪音消除效果，并具有節約成本、耳機尺寸小、功率消耗低、適于大批量生產的優點。

本實用新型的技術方案：一種用于耳機的主動噪音消除電路，包括順次連接的麥克風、至少2個麥克風放大濾波電路、混頻器、放大器和揚聲器，每個麥克風放大濾波電路均包括可變增益麥克風放大器和濾波器；毎一個聲道的環境噪聲信號由耳機的麥克風收集后，分別經過麥克風放大濾波電路處理，各路處理后的噪聲信號與音頻信號一起進入混頻器進行混合，再經過放大器放大，傳入揚聲器；其中，可變增益麥克風放大器是用來調整麥克風信號的大小的，可以實現不同相或反相信號的最佳電平。

優選的，所述用于耳機的主動噪音消除電路包括順次連接的麥克風、2個麥克風放大濾波電路、混頻器、放大器和揚聲器，每個麥克風放大濾波電路均包括可變增益麥克風放大器和濾波器；毎一個聲道的環境噪聲信號由耳機的麥克風收集后，分別經過2個麥克風放大濾波電路處理，各路處理后的噪聲信號與音頻信號一起進入混頻器進行混合，再經過放大器放大，傳入揚聲器。

前述的用于耳機的主動噪音消除電路中，在麥克風和麥克風放大濾波電路之間設置前置放大器；前置放大器可以支持多個麥克風放大器和濾波器組合的信號路徑，實現多個頻段的調制，以保持麥克風信號的完整性。

前述的用于耳機的主動噪音消除電路中，可以采用成本較低的緩沖器代替前置放大器，即在麥克風和麥克風放大濾波電路之間設置緩沖器，緩沖器的電壓增益是一，不能放大輸入信號的電壓，只能放大輸入信號的電流。

前述的用于耳機的主動噪音消除電路中，濾波器設置在可變增益麥克風放大器與混頻器之間。

前述的用于耳機的主動噪音消除電路中，濾波器設置在麥克風與可變增益麥克風放大器之間。

前述的用于耳機的主動噪音消除電路中，濾波器為帶通、高通或者低通濾波器，以選擇需要反相的信號頻段。

前述的用于耳機的主動噪音消除電路中，濾波器為一階濾波器、二階濾波器戓多階濾波器。

前述的用于耳機的主動噪音消除電路中，所述耳機為頭戴式耳機或者入耳式耳機。