[發(fā)明專利]一種基于波形反饋的主動降噪系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109741728A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 樊啟高;張鵬松;談震錁;朱一昕;冒宇航;高嬡嬌;程大維
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G10K11/178
• 分類號: G10K11/178
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發(fā)明公開了一種基于波形反饋的主動降噪系統(tǒng)及方法，涉及聲音監(jiān)測領域，包括外置的麥克風、降噪電路、次級聲波產(chǎn)生裝置、揚聲器和電源模塊；麥克風將采集的噪聲聲波傳輸給降噪電路；降噪電路包括濾波器、放大器和移相器；濾波器濾除高頻噪聲，放大器增大噪聲衰減程度，提高信噪比，移相器對濾波放大后的噪音的相位進行調整；次級聲波產(chǎn)生裝置根據(jù)降噪電路經(jīng)過濾波、放大、移相后得到的聲波信號參數(shù)產(chǎn)生等幅等頻反相的目標聲波；揚聲器在次級聲波產(chǎn)生裝置的驅動下播放目標聲波；電源模塊為系統(tǒng)供電。降低了車間內的噪音，保護工人的聽覺系統(tǒng)，避免了噪聲對人健康帶來的影響。

技術領域

本發(fā)明涉及聲音監(jiān)測領域，尤其是一種基于波形反饋的主動降噪系統(tǒng)及方法。

背景技術

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平日益提高，越來越多的人對自身及其家人的環(huán)境要求不斷提高，聲音噪音越來越成為人們關注的焦點。人在一個環(huán)境中學習、工作或進行娛樂活動，都會受到周圍噪聲的影響，最直接的解決方式是佩戴耳機，目前市面上存在較多的頭戴式降噪耳機，采用的方法是波形反饋。由于所有的聲音都是由一定的頻譜組成，如果可以找到一種聲音，其頻譜與所要消除的噪聲完全一樣，只是剛好相差180度，聲波一起播放時就會產(chǎn)生干涉相消現(xiàn)象。在實際應用中，用一個麥克風采集外部噪聲，自適應濾波器利用當前信號經(jīng)過耳機系統(tǒng)模擬的傳遞函數(shù)來預測耳機內的噪聲，在耳機內部設置一個麥克風采集實際聲音，與預測的聲音產(chǎn)生一個誤差信號給輸入，使主動降噪更準確。但是在工廠環(huán)境中，每個工人不可能都帶一個降噪耳機，成本太高，而且會影響相互的交流溝通。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對上述問題及技術需求，提出了一種基于波形反饋的主動降噪系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的技術方案如下：

第一方面，一種基于波形反饋的主動降噪系統(tǒng)，包括：外置的麥克風、降噪電路、次級聲波產(chǎn)生裝置、揚聲器和電源模塊；

所述麥克風與所述降噪電路連接，所述麥克風將采集的噪聲聲波傳輸給所述降噪電路的輸入端；

所述降噪電路包括濾波器、放大器和移相器；所述濾波器用于濾除高頻噪聲，所述放大器用于增大噪聲衰減程度，提高信噪比，所述移相器用于對濾波放大后的噪音的相位進行調整；

所述次級聲波產(chǎn)生裝置的輸入端與所述降噪電路的輸出端連接，所述次級聲波產(chǎn)生裝置用于根據(jù)所述降噪電路經(jīng)過濾波、放大、移相后得到的聲波信號參數(shù)產(chǎn)生等幅等頻反相的目標聲波；

所述次級聲波產(chǎn)生裝置與所述揚聲器連接，所述揚聲器在所述次級聲波產(chǎn)生裝置的驅動下播放所述目標聲波；

所述電源模塊與所述麥克風、所述降噪電路、所述次級聲波產(chǎn)生裝置和所述揚聲器連接，用于為系統(tǒng)供電。

其進一步的技術方案為：還包括：分析模塊；所述麥克風與所述分析模塊連接，所述分析模塊用于顯示所述麥克風采集的噪聲聲波供后續(xù)分析。

其進一步的技術方案為：還包括：分貝計和反饋模塊；

所述分貝計用于記錄噪聲聲波的音量；

所述反饋模塊與所述分貝計連接，所述反饋模塊用于根據(jù)所述分貝計的測量結果與理想值的差距進行反饋消噪。

其進一步的技術方案為：所述濾波器包括電容和電感。

其進一步的技術方案為：所述揚聲器的安裝位置根據(jù)現(xiàn)場試驗測量確定。

其進一步的技術方案為：所述麥克風為動圈麥克風。

其進一步的技術方案為：所述揚聲器為半球形，包裹住所述主動降噪系統(tǒng)的電路。

第二方面，一種基于波形反饋的主動降噪方法，應用于如第一方面所述的基于波形反饋的主動降噪系統(tǒng)中，所述方法包括：