[发明专利]一种反馈降噪耳机及其反馈电路

说明书

本发明公开了一种反馈降噪耳机及其反馈电路，包括控制电路，还包括在输入信号的频率从第一频率值进入高频时，幅度响应的斜率为负，相位响应的斜率为正的降噪麦克风；第一频率值为开环传递函数GH的相位过渡带的起点对应的输入信号的频率。麦克风在第一频率值及之后的频段中的幅度为负斜率，使得幅度在第一频率值之后会降低，降低了噪声的抬升，破坏了失稳条件，不会发生啸叫；另外，正斜率的相位可以对高频相位进行补偿，使反馈噪声控制系统的相位裕度增大，进一步保证了系统的稳定性；相位的补偿还可以使得过渡带的频点后延，扩宽了相位过渡带的频带，而噪声的能量分布在较宽的频带中可以使人耳听到的噪声抬升不明显，提高了用户体验。

技术领域

本发明涉及噪声处理技术领域，特别是涉及一种反馈降噪耳机及其反馈电路。

背景技术

随着社会的不断发展，噪声污染越来越引起人们的重视。尤其是低频噪声，对人们健康的危害较大，在噪声控制领域也是一个长久以来未能有效解决的难题。传统的噪声控制对低频噪声效果甚微，现代主动噪声控制技术可弥补传统技术的不足。

主动噪声控制技术主要是利用了声波的干涉原理，通过控制电路产生一个与原有噪声信号等值反相的次级噪声来抵消原有噪声信号。请参照图1和图2，图1为一种反馈降噪耳机的结构原理图，图2为图1所示的反馈降噪耳机的反馈噪声控制系统的框图。其中，G为喇叭到误差麦克风的声学通道的传递函数，H为控制电路的传递函数，c为控制信号，d为渗透到耳罩内的噪声信号，e为d和c混合后的噪声信号。噪声进入耳罩内，误差麦克风会采集噪声信号，然后通过控制电路产生等值反相信号以抵消噪声信号。在该过程中，当反馈噪声控制系统的开环传递函数GH的幅度在0dB时，为使反馈噪声控制系统不发生啸叫，相位应大于-360°，同时为使耳机在受到一些外部干扰时也能保持稳定，还应留有45°左右的余量。通常在反馈降噪耳机中，此处的余量留有60°左右。

采用上述方式能够对低频噪声进行有效的消除，但是耳机中的反馈噪声控制系统是一个闭环系统，会存在“水床效应”，使得在低频段对噪声的抑制造成高频段的噪声的放大。具体地，由于反馈降噪耳机的主要降噪频段在1KHz之前，1KHz附近开始往高频进入过渡带，即相位进入过渡带-300°—-360°。该频段内不但无法进行有效降噪，还会引起噪声的抬升，甚至引起啸叫，影响了用户体验。

发明内容

本发明的目的是提供一种反馈降噪耳机及其反馈电路，降低了噪声的抬升，破坏了失稳条件，不会发生啸叫，提高了用户体验。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于反馈降噪耳机的反馈电路，包括控制电路，还包括在输入信号的频率从第一频率值进入高频时，幅度响应的斜率为负，相位响应的斜率为正的降噪麦克风；

其中，所述第一频率值为开环传递函数GH的相位过渡带的起点对应的输入信号的频率，G为所述反馈降噪耳机中的喇叭到所述降噪麦克风的声学通道的传递函数，H为所述控制电路的传递函数。

优选地，所述降噪麦克风为所述输入信号的频率从所述第一频率值进入10KHz时，幅度降低不小于3dB的降噪麦克风。

优选地，所述降噪麦克风还为所述输入信号的频率从所述第一频率值进入10KHz时，相位增加不小于30°的降噪麦克风。

优选地，所述控制电路具体为幅度响应的斜率在输入信号从所述第一频率值进入第二频率值时为负，在所述第二频率值及之后频段为正的控制电路；

其中，所述第二频率值为不大于G在所述第一频率值之后、所述反馈降噪耳机正常佩戴时的幅值最高点对应的频率值且不小于G在所述反馈降噪耳机的声腔结构被按压到极限时的幅值最高点对应的频率值的频率值，所述控制电路的幅度与相位在以所述第二频率值为起点之后的预设范围内呈正相关。

优选地，所述控制电路为数字滤波器。

优选地，还包括：