[發明專利]主動降噪防護耳罩

在審

• 申請號: 201710606536.1
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107890390A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 姚俊;胡發靈;徐浩星;牛同鋒;崔兵彥;周渝淞;陳淑娟;劉紅;屈純;王文平
• 申請（專利權）人: 湖北航天化學技術研究所
• 主分類號: A61F11/14
• 分類號: A61F11/14;G10K11/16
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產權事務所42218
• 代理人: 杜德成

技術領域

本發明涉及一種全頻段噪音消除與隔離用主動降噪防護耳罩。

背景技術

普通耳罩是常用的聽力防護器具，它采用物理降噪模式，能夠有效地隔離高頻噪音對人耳的傷害。對于機械振動、機加車床、空調運行等工況產生的低頻噪音，普通耳罩則難以通過物理降噪進行隔絕。

傳統的音樂降噪耳機是將麥克風內置于耳罩內，動態反饋降噪效果，實時調整，其主要功能在于優化音樂的純凈度效果，不能針對嘈雜的環境信號進行降噪防護。

現有技術中的主動降噪耳機是一種反向抵消噪音信號的器具，它通過拾取環境噪音后產生一個與噪聲信號幅值相等、極性相反的信號來進行抵消，從而實現降噪防護。一方面，由于人耳聽覺信號與電路傳聲信號之間存在有延時，導致二者有相位差，即便對拾音信號進行反相處理，也難以實現完全消除的效果。另一方面，環境聲音通常不是單一的頻率信號，而是由多種不同頻段信號混合疊加而成的；同一濾波電路對不同頻率噪音的延時效果也不盡相同，實際上，它只能針對某一頻率段實現零相位差的調整。

發明內容

本發明的目的是要提供一種主動降噪防護耳罩，它能夠有效地實現主動降噪和全頻段噪音防護，可靠地優化濾波電路的零相位調整點、最大限度的實現降噪效果。

本發明的技術方案是：

設計一種主動降噪防護耳罩，由拾音與傳聲機構、控制與調節機構和輔助部件組成，其特征在于：拾音與傳聲機構設置有拾音麥克風、通訊麥克風，拾音麥克風用于拾取外界環境噪音，傳聲喇叭用于將外界環境聲音播放傳遞人耳，通訊麥克風用于傳遞語音信號和配合對講機傳輸；控制與調節機構設置有主動降噪電路、降噪模塊、音量轉換電路、計時模塊和音頻輸入接口，主動降噪電路中設有降噪模塊，降噪模塊用于調節低頻信號的相位差，音量轉換電路用于將喇叭播放信號轉化為音量大小，計時模塊用于記錄超標環境噪音時長，音頻輸入接口用于接收和傳輸語音信號；輔助部件設置有密封墊圈和按鍵，雙層硅膠結構的密封墊圈用于阻隔和抵消高頻噪音，按鍵用于選擇拾音和降噪等級。

拾音麥克風為外置的全指向麥克風，通訊麥克風為定向麥克風。降噪模塊可以選擇濾波電路，調整人耳直接聽取的噪音和通過電路結構傳達的信號之間的相位差，在500Hz正弦聲音信號下，使二者相位差調整為零；降噪模塊還可以將拾取的環境信號進行放大和反向，在人耳處將直接聽取的環境噪音抵消為零。音量轉換電路可以將喇叭播放信號轉化為音量大小，根據音量大小自動選擇降噪增益，避免出現降噪過多或降噪不足，從而實現自動選擇降噪增益。計時模塊記錄每次開機后人耳在超過80dB噪音環境狀態下的總暴露時長。

附圖說明

圖1是結構示意圖。

圖2是電路原理圖。

圖中，1、拾音與傳聲機構，2、控制與調節機構，3、輔助部件4、拾音麥克風， 5、通訊麥克風，6、喇叭，7、主動降噪電路，8、降噪模塊，9、音量轉換電路， 10、音頻輸入接口，11、音量調節按鍵，12、寄存器，13、控制器，14、信號放大器，15、通信線路，16、降噪輸出，17、二階濾波器，18、反相放大器，19、外殼，20、密封墊圈，21、按鍵，22、插頭，23、拾音輸出，24、計時模塊。

具體實施方式

下面根據附圖提供的實施例分三個方面對本發明作進一步說明。

第一部分，結構部件。

所述實施例包括：拾音與傳聲機構(1)，控制與調節機構(2)，輔助部件(3)；

拾音與傳聲機構(1)包括：拾音麥克風(4)，通訊麥克風(5)，喇叭(6)；

控制與調節機構(2)包括：主動降噪電路 (7)，降噪模塊(8)，音量轉換電路(9)，音頻輸入接口(10)，音量調節按鍵(11)，寄存器(12)，控制器(13)，，信號放大器(14)，通信線路(15)，降噪輸出(16)，二階濾波器(17)，反相放大器(18)，拾音輸出（23），計時模塊（24）；

輔助部件(3)：外殼(19)，密封墊圈(20)，按鍵(21)，插頭(22)。

第二部分，電路原理。