[发明专利]有源噪声消除

说明书

优先权声明

本申请基于35U.S.C第119(e)节要求由Delano，Cary于2009年10月28日所提交的申请号为61/255,535、题为“ACTIVE NOISE CANCELLATION”的美国临时专利申请(代理公司案卷号为No.2921.034PRV)的优先权，将其全部内容一并在此作为参考。

背景技术

一般情况下，有源噪声消除(ANC)指的是从扬声器产生声音以削弱区域中存在的噪声(例如，无用声)的过程。为了削弱噪声，扬声器配置用于产生与噪声具有类似幅度、但相位相反的声音。因此，扬声器所产生的声音将与相位相反的噪声的幅度相结合，并由于波的叠加而减小相位相反的噪声的幅度。

通常，存在两种方法实现ANC，反馈(典型地为模拟)和前馈(典型地为模拟或数字)。反馈方案包括位于扬声器附近的差错(例如，近场)麦克风，用于在扬声器所产生的声音与噪声结合之后感测声音。来自误差麦克风的音频信息被发送至控制器，然后控制器基于该音频信息来调整扬声器所产生的声音。在前馈方案中，参考(例如，远场)麦克风在噪声与扬声器所产生的声音结合之前感测噪声。来自参考麦克风的音频信息被发送至控制器，控制器使扬声器产生与参考麦克所感测的噪声具有类似幅度、但相反相位的声音。前馈方案既可以是固定的，也可以是自适应的，自适应方案通常比固定方案更为鲁棒。已经在立体声ANC头戴式耳机中使用了多种反馈或前馈ANC方案。

发明内容

本发明具体提供了用于有源噪声消除的系统及方法。一个示例系统包括：数字ANC电路，配置用于接收来自第一麦克风的第一音频信息，并产生数字抗噪声信号，所述数字抗噪声信号配置用于削弱第一麦克风所感测的噪声；以及模拟ANC电路，配置用于接收来自第二麦克风的第二音频信息，并产生模拟抗噪声信号，所述模拟抗噪声信号配置用于削弱第二麦克风所感测的噪声，其中，所述系统配置用于接收预期音频信号，并利用所述预期音频信号、模拟抗噪声信号和数字抗噪声信号提供针对扬声器的输出信号。

示例1包括一种有源噪声消除(ANC)系统，包括：数字ANC电路，配置用于接收来自第一麦克风的第一音频信息，并产生数字抗噪声信号，所述数字抗噪声信号配置用于削弱所述第一麦克风所感测的噪声；以及模拟ANC电路，配置用于接收来自第二麦克风的第二音频信息，并产生模拟抗噪声信号，所述模拟抗噪声信号配置用于削弱所述第二麦克风所感测的噪声，其中，所述系统配置用于接收预期音频信号，并利用所述预期音频信号、模拟抗噪声信号和数字抗噪声信号提供针对扬声器的输出信号。

在示例2中，示例1的第一麦克风可选地配置用于感测环境噪声，以使得所述数字ANC电路包括前馈ANC电路；以及，示例1的第二麦克风可选地配置用于感测来自扬声器的输出，以使得所述模拟ANC电路包括反馈ANC电路。

在示例3中，示例1-2中任意一个或多个中的数字ANC电路在第一集成电路(IC)上实现，以及所述模拟ANC电路在第二IC上实现。

在示例4中，示例1-3中任意一个或多个中的第一IC可选地配置用于耦合至模数转换器(ADC)，以将所述第一音频信息转换为针对所述数字ANC电路的数字信号。

在示例5中，示例1-4中任意一个或多个中的数字ANC电路可选地配置用于接收预期音频信号，并利用数字抗噪声信号和预期音频信号产生复合音频信号；以及所述系统包括数模转换器(DAC)，所述DAC配置用于将复合音频信号转换为针对所述模拟ANC电路的模拟信号。

在示例6中，示例1-5中任意一个或多个中的数字ANC电路和所述DAC可选地利用现场可编程门阵列FPGA实现。

在示例7中，示例1-6中任意一个或多个中的数字ANC电路配置用于接收来自多个麦克风的第一音频信息，以及所述数字ANC电路包括第一滤波器和第二滤波器，所述第一滤波器耦合至所述多个麦克风的第一子集，以及所述第二滤波器耦合至所述多个麦克风的第二子集。

在示例8中，示例1-7中任意一个或多个中的多个麦克风中的至少一个可选地具有与其相关联的分离的滤波器。

在示例9中，示例1-8中任意一个或多个中的第一滤波器或第二滤波器中的至少一个包括自适应滤波器。

在示例10中，示例1-9中任意一个或多个中的数字ANC电路可选地使用所述第二音频信息来更新所述第一滤波器和所述第二滤波器的响应。