[發明專利]一種雙二階型復合主動降噪裝置

在審

• 申請號: 202110642968.4
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113395627A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 李虹宇;呂逸群;許益源
• 申請（專利權）人: 合肥聯睿微電子科技有限公司
• 主分類號: H04R1/10
• 分類號: H04R1/10;H04R3/02
• 代理公司: 泰和泰律師事務所 51219
• 代理人: 邱劍寧

本發明提供一種雙二階型復合主動降噪裝置，包括分別與控制器電連接的參考MiC、誤差MiC、揚聲器；參考MiC接收環境噪聲，誤差MiC接收誤差噪聲；控制器處理環境噪聲以產生反相噪聲控制信號供揚聲器播放；控制器包括雙二階ANC前饋雙二階ANC濾波器、雙二階ANC反饋雙二階ANC濾波器和加法器。在確保前饋ANC裝置和反饋ANC裝置的優點的同時，本發明降低復合ANC裝置的成本和復雜度。

技術領域

本發明涉及主動降噪技術領域，具體涉及一種雙二階型復合主動降噪裝置。

背景技術

當前，耳機所用的主動降噪(ANC)裝置有三種類型，即前饋式ANC裝置、反饋式ANC裝置、以及復合式ANC裝置(前饋式ANC裝置和反饋式ANC裝置的結合)。這三種類型的裝置在降噪能力和功耗、耳機性能和成本、以及處理延遲和降噪帶寬方面采用不同的折衷方案。

前饋ANC裝置的工作原理是生成反相ANC信號以將接收到的噪聲相位反轉，從而最終抵消該接收到的噪聲。參考麥克風(MIC)接收環境噪聲，并通過耳機內的ANC數字濾波器構造反相ANC信號，其中該反相ANC信號和接收到的噪聲會在耳道內互相抵消。具體地，ANC數字濾波器主要補償MIC/揚聲器響應和耳機響應之間的差異，并均衡失真的耳機響應。

反饋式ANC裝置的工作原理是對接收到的殘余噪聲進行處理，然后使用反饋自適應濾波器構造反相ANC信號以抵消該接收到的噪聲。反饋自適應濾波器的預測特性使得其只能處理規則噪聲源。如果反饋自適應濾波器處理的是不規則噪聲，則該反饋自適應濾波器的發散性可能會造成誤差增強。

復合ANC裝置是前饋ANC裝置和反饋ANC裝置的結合，因此兼具二者的優點。復合ANC裝置通常具有一對MICs，分別用于前饋和反饋部分的處理。前饋部分使用參考MiC通過前饋雙二階ANC濾波器生成反相ANC信號，而反饋部分使用誤差MiC處理接收到的殘余噪聲，然后使用反饋雙二階ANC濾波器構造反相ANC信號。由于同時使用前饋ANC裝置和反饋ANC裝置，復合ANC裝置的最終成本和復雜度更高。因此，對復合ANC裝置設計者來說，重要的是如何降低復合ANC裝置的成本和復雜度。

發明內容

本發明提供一種成本和復雜度較低的雙二階型復合主動降噪裝置。

本發明所要解決的技術問題是通過如下技術方案實現的：

本發明提供一種雙二階型復合主動降噪裝置，包括分別與控制器電連接的參考MiC、誤差MiC、揚聲器；參考MiC接收環境噪聲，誤差MiC接收誤差噪聲；控制器處理環境噪聲以產生反相噪聲控制信號供揚聲器播放；控制器包括雙二階ANC前饋雙二階ANC濾波器、雙二階ANC反饋雙二階ANC濾波器和加法器。

優選的，所述前饋雙二階ANC濾波器F1從參考MiC處接收并處理參考信號，以向加法器F3輸出控制噪聲信號；所述反饋雙二階ANC濾波器F2接收并處理來自誤差MiC的誤差信號，以向加法器輸出控制噪聲信號；然后，加法器將來自前饋雙二階ANC濾波器和反饋雙二階ANC濾波器的控制噪聲信號進行疊加，由加法器產生的輸出信號被傳輸到揚聲器。

優選的，所述前饋雙二階ANC濾波器包括初級路徑濾波器、自適應濾波器和雙二階數字濾波器；輸入自適應濾波器輸入來自參考MiC經初級路徑濾波器濾波的參考信號和來自誤差MiC的誤差信號，調整雙二階數字濾波器的濾波系數對來自參考MiC的參考信號實施處理然后輸出至加法器。

優選的，所述反饋雙二階ANC濾波器包括次級路徑濾波器、自適應濾波器、雙二階數字濾波器、次級路徑濾波器和加法器；自適應濾波器輸入來自誤差MiC的誤差信號和次級路徑濾波器輸出，控制雙二階數字濾波器(F23)處理加法器信號輸出至加法器；加法器的輸入是來自誤差MiC的誤差信號和經次級路徑濾波器濾波的加法器輸出。

優選的，所述數字濾波器使用濾波器-x LMS(FxLMS)算法來補償初級路徑濾波器F11響應失真。