[发明专利]主动降噪

说明书

技术领域

本发明公开了一种主动降噪系统，具体来说是一种包括反馈回路和前馈回路的降噪系统。

背景技术

常用类型的主动降噪系统(又称为主动噪声消除/控制(ANC)系统)使用麦克风在降噪后拾取声音误差信号(也被称为“残余”信号)，并将该误差信号反馈至ANC滤波器。这种类型的ANC系统被称为反馈ANC系统。反馈ANC系统中的ANC滤波器通常被配置成反转误差反馈信号的相位，并且也可被配置成对误差反馈信号进行积分、均衡频率响应和/或匹配或最小化延迟。因此，反馈ANC系统的质量很大程度上取决于ANC滤波器的质量。具有所谓的前馈或其他合适的降噪结构的ANC系统也会产生相同的问题。前馈ANC系统可通过ANC滤波器生成信号(次生噪声)，该信号与干扰信号(一次噪声)的振幅和频率相等，但相位相反。因此，一般需要提供具有改善性能的ANC系统。

发明内容

本发明公开了一种降噪系统，该系统包括第一麦克风，其在第一位置拾取噪声信号并被电耦合至第一麦克风的输出路径；扬声器，其被电耦合至扬声器的输入路径且在第二位置辐射降噪声音；第二麦克风，其在第三位置从噪声和降噪声音拾取残余噪声并被电耦合至第二麦克风的输出路径；第一主动降噪滤波器，其被连接在第一麦克风的输出路径和扬声器的输入路径之间；以及第二主动降噪滤波器，其被连接在第二麦克风的输出路径和扬声器的输入路径之间；其中第一主动降噪滤波器为倾斜型或均衡滤波器或包括其中至少一个或两者。

附图说明

基于附图中所示的示例性实施例，下文将更详细地说明各种具体实施例。除非另有说明，在所有图中，相似或相同的组件均标有相同的参考号码。

图1为结合前馈和反馈型主动降噪系统的混合型主动降噪系统的方块图；

图2为表示适用于图1所示系统的倾斜型滤波器的转移特性的幅频响应图；

图3为说明模拟有源一阶低音增强倾斜型滤波器结构的方块图；

图4为说明模拟有源一阶低音衰减倾斜型滤波器结构的方块图；

图5为说明模拟有源一阶高音增强倾斜型滤波器结构的方块图；

图6为说明模拟有源一阶高音衰减倾斜型滤波器结构的方块图；

图7为说明模拟有源一阶高音衰减倾斜型滤波器另一种结构的方块图；

图8为说明包括倾斜型滤波器结构和额外均衡滤波器的ANC滤波器的方块图；

图9为说明包括线性放大器和无源滤波器网络的另一种ANC滤波器的方块图；

图10为说明模拟无源一阶低音(高音衰减)倾斜型滤波器结构的方块图；

图11为说明模拟无源一阶高音(低音衰减)倾斜型滤波器结构的方块图；

图12为说明模拟无源二阶低音(高音衰减)倾斜型滤波器结构的方块图；

图13为说明模拟无源二阶高音(低音衰减)倾斜型滤波器结构的方块图；

图14为说明通用ANC(有源)滤波器结构的方块图，该滤波器结构可高质量和/或低增益地调整增强或衰减均衡滤波器。

图15为说明适用于图1所述系统的数字有限脉冲响应滤波器(FIR)的方块图；

图16为描绘主路径的转移函数和改进系统的灵敏度函数的伯德图；以及

图17为描述主路径的转移函数和开放回路系统、闭合回路系统和其结合即混合系统的灵敏度函数的图示。

具体实施方式

参照图1，一种改进的降噪系统包括第一麦克风1，其在第一位置从例如噪声源4拾取噪声信号并被电耦合至第一麦克风的输出路径2；扬声器7，其被电耦合至扬声器的输入路径6且在第二位置辐射降噪声音；第二麦克风11，其被电耦合至第二麦克风的输出路径12并在第三位置拾取残余噪声，其中残余噪声是通过叠加经主路径5所接收的噪声和经次路径8所接收的降噪声音而产生的；第一主动降噪滤波器3，其经加法器14被连接在第一麦克风的输出路径2和扬声器的输入路径6之间；以及第二主动降噪滤波器13，其经加法器14被连接在第二麦克风的输出路径12和扬声器的输入路径6之间。第二主动降噪滤波器13为或包括至少一个倾斜型或均衡(峰值)滤波器。例如，这些过滤器可具有一个二阶滤波器结构。