[发明专利]一种主动噪声消除方法及耳机

说明书

技术领域

本发明涉及音频处理技术领域，尤其涉及一种主动噪声消除方法及耳机。

背景技术

一般耳机的降噪技术可以分为主动噪声消除技术(ANC，Active NoiseCancellation)和被动噪声消除技术。

被动噪声消除的原理如图1所示，被动噪声消除技术通过隔音材料来降低噪声，由于低频信号波长较长，穿透力较强，因此被动噪声消除技术主要消除高频噪声。

主动噪声消除技术主要消除低于1千赫兹(KHz)的低频噪声。主动噪声消除的原理如图2所示，通过麦克风采集背景噪声信号，通过对该信号分析，产生一个等幅度反相的反噪声信号，将反噪声信号通过扬声器播出，在空气中反噪声信号和噪声信号相叠加，就会降低背景噪声幅度，从而起到抗噪声的作用。

一般主动噪声消除的实现有前馈式(feedforword)和反馈式(feedback)两种方式。由于耳机内部腔体很小，所以通常选用反馈式方式进行噪声消除，对应耳机结构如图3所示，可以看出，反馈式主动噪声消除耳机实际上是一个负反馈放大器，其中，放大回路增益为A，反馈回路增益为F。负反馈放大电路示意图如图4所示，根据负反馈放大电路原理，输入输出的闭环关系式为：

Xo=A1+AFXi]]>......公式(1)

其中，X_i表示输入信号，X_o表示输出信号。

对于主动噪声消除耳机电路来说，信号a是输入信号，扬声器播出的xo是输出信号，xo与环境噪声n组成反馈回路的输入信号。因此，模拟ANC控制器的输入输出的闭环关系式为：

Xo=A1+AFai+11+AFni]]>......公式(2)

当整个环路增益比较大时，即当时，有：

Xo=1Fai+1AFni]]>......公式(3)

由公式(3)可见，提高输出增益A，可以起到抑制环境噪声n的作用，同时有用的信号a不受影响，这样就可以提高耳机腔体内的信噪比，且信噪比的改善和增益A成正比。

一般来说，主动噪声消除耳机装置中的A和F都是和频率相关的，在中低频率有稳定的增益和较小的附加相移。因此，系统稳定的工作范围也是在中低频率。这也是主动噪声消除技术主要消除中低频噪声的原因。

但是，由于在中高频率，系统回路的附加相移较大，容易引起系统的自激振荡，因此，现有技术中往往通过降低增益A来保证系统的稳定，然而这样就不能实现较高的信噪比，从而降低了噪声消除的能力。

发明内容

本发明实施例提供了一种主动噪声消除方法及耳机，用以在保证系统稳定的前提下，提高去噪能力，得到较高的信噪比。

本发明实施例提供的一种主动噪声消除方法包括：