[发明专利]控制反馈有源噪音消除的性能和稳定性的电路和方法

说明书

一种用于消除在换能器附近的周围音频声音的方法可以包括接收指示换能器的声输出和在换能器处的周围音频声音的误差麦克风信号。该方法可以还包括产生用于抵抗周围音频声音在换能器的声输出中的影响的抗噪音信号，其中产生抗噪音信号包括应用具有基于误差麦克风信号产生反馈抗噪音信号的响应的反馈滤波器和应用与反馈滤波器串联的可变增益元件。该方法可以还包括监视周围音频事件是否发生，其会导致反馈滤波器产生在抗噪音信号中的不利分量，以及控制可变增益元件的增益以减少不利分量。

相关申请

本发明要求2014年12月19日提交的美国非临时专利申请序列号No.14/577,519的优先权，其通过引用的形式整体并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及与声换能器相关联的适应性噪音消除，并且更具体地，涉及用于反馈有源噪音消除的性能和稳定性控制。

背景技术

无线电话例如移动电话/蜂窝式电话、无绳电话及其他消费性语音设备例如mp3播放器应用广泛。可通过使用麦克风测量周围声事件及随后使用信号处理将抗噪音信号插入至设备的输出中以消除周围声事件，来提供噪音消除从而改进这些设备在清晰度方面的性能。

在适应性噪音消除系统中，通常希望系统是完全适应性的，以便任何时候都给用户提供最大噪音消除效果。适应性噪音消除系统通常使用固定反馈控制器，由于低成本、简单性、宽带噪音消除以及其他优点。然而，现有反馈噪音消除系统具有缺点。例如，反馈噪音消除消除了至少一部分源音频信号，其会导致设备下降的音频性能。为了维护合理的音频性能，可能需要减少反馈控制器的增益，并且因此折衷噪音消除性能。此外，由于变化条件(例如，用户耳朵的不同形状，用户穿戴耳机的不同方式，等)，噪音消除强度对于用户之间会不同。另，如果使用ANC的设备的次级路径变化，那么反馈控制器会变得不稳定。

发明内容

根据本发明的教导，减少或消除与反馈适应性噪音消除的现有方法相关的某些缺点和问题。

根据本发明的实施例，一种用于实施个人音频设备的至少一部分的集成电路可以包括输出、误差麦克风输入以及处理电路。输出可以配置为给换能器提供输出信号，包括用于播放给听者的源音频信号和用于抵抗周围音频声音在换能器的声输出中的影响的抗噪音信号两者。误差麦克风输入可以配置为接收指示换能器的声输出和在换能器处的周围音频声音的误差麦克风信号。处理电路可以执行反馈路径以及事件检测和监督控制。反馈路径可以包括具有基于误差麦克风信号产生反馈抗噪音信号的响应的反馈滤波器和与反馈滤波器串联的可变增益元件。事件检测和监督控制可以检测周围声事件正在发生，其会导致反馈滤波器在抗噪音信号中产生不利分量，并控制可变增益元件的增益以减少不利分量。

根据本发明的这些和其他实施例，一种用于实施个人音频设备的至少一部分的集成电路可以包括输出，误差麦克风输入和处理电路。输出可以配置为给换能器提供输出信号，包括用于播放给听者的源音频信号和用于抵抗周围音频声音在换能器的声输出中的影响的抗噪音信号两者。误差麦克风输入可以配置为接收指示换能器的声输出和在换能器处的周围音频声音的误差麦克风信号。处理电路可以执行反馈路径，包括具有基于误差麦克风信号产生反馈抗噪音信号的响应的反馈滤波器和在反馈路径中与反馈滤波器串联以便于减少反馈滤波器在某些频率范围中的响应的适应性陷波滤波器。

根据本发明的这些和其他实施例，一种用于消除在换能器附近的周围音频声音的方法可以包括接收指示换能器的声输出和在换能器处的周围音频声音的误差麦克风信号。该方法可以还包括产生用于抵抗周围音频声音在换能器的声输出中的影响的抗噪音信号，其中产生抗噪音信号包括应用具有基于误差麦克风信号产生反馈抗噪音信号的响应的反馈滤波器和应用与反馈滤波器串联的可变增益元件。该方法可以还包括监视周围音频事件是否发生，其会导致反馈滤波器产生在抗噪音信号中的不利分量，以及控制可变增益元件的增益以减少不利分量。该方法可以附加地包括将抗噪音信号与源音频信号合成以产生提供给换能器的音频信号。