[发明专利]一种基于波形反馈的主动降噪系统及方法

权利要求书

1.一种基于波形反馈的主动降噪系统，其特征在于，包括：外置的麦克风、降噪电路、次级声波产生装置、扬声器和电源模块；

所述麦克风与所述降噪电路连接，所述麦克风将采集的噪声声波传输给所述降噪电路的输入端；

所述降噪电路包括滤波器、放大器和移相器；所述滤波器用于滤除高频噪声，所述放大器用于增大噪声衰减程度，提高信噪比，所述移相器用于对滤波放大后的噪音的相位进行调整；

所述次级声波产生装置的输入端与所述降噪电路的输出端连接，所述次级声波产生装置用于根据所述降噪电路经过滤波、放大、移相后得到的声波信号参数产生等幅等频反相的目标声波；

所述次级声波产生装置与所述扬声器连接，所述扬声器在所述次级声波产生装置的驱动下播放所述目标声波；

所述电源模块与所述麦克风、所述降噪电路、所述次级声波产生装置和所述扬声器连接，用于为系统供电。

2.根据权利要求1所述的基于波形反馈的主动降噪系统，其特征在于，还包括：分析模块；所述麦克风与所述分析模块连接，所述分析模块用于显示所述麦克风采集的噪声声波供后续分析。

3.根据权利要求1所述的基于波形反馈的主动降噪系统，其特征在于，还包括：分贝计和反馈模块；

所述分贝计用于记录噪声声波的音量；

所述反馈模块与所述分贝计连接，所述反馈模块用于根据所述分贝计的测量结果与理想值的差距进行反馈消噪。

4.根据权利要求1所述的基于波形反馈的主动降噪系统，其特征在于，所述滤波器包括电容和电感。

5.根据权利要求1所述的基于波形反馈的主动降噪系统，其特征在于，所述扬声器的安装位置根据现场试验测量确定。

6.根据权利要求1所述的基于波形反馈的主动降噪系统，其特征在于，所述麦克风为动圈麦克风。

7.根据权利要求1所述的基于波形反馈的主动降噪系统，其特征在于，所述扬声器为半球形，包裹住所述主动降噪系统的电路。

8.一种基于波形反馈的主动降噪方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7任一所述的基于波形反馈的主动降噪系统中，所述方法包括：

在系统中预装麦克风、降噪电路、次级声波产生装置、扬声器；

测试前，记录车间当前音量，将系统开关开启，完成设备的初始化；

测试时，将系统安装在车间的天花板上，通过外置的麦克风采集环境的噪声声波，记录当前车间内的音量；

通过降噪电路对采集的噪声声波进行滤波、放大和移相，确定出等幅等频反相的目标声波的声波信号参数；

通过所述次级声波产生装置根据所述声波信号参数向扬声器传达对应指令；

在所述扬声器接收到所述对应指令后，按时产生与噪声声波大小相等方向相反的目标声波，使得所述目标声波与噪声声波相抵消；

测试结束时，将系统开关关闭，测量车间内的音量，计算系统的降噪效果。

9.根据权利要求8所述的基于波形反馈的主动降噪方法，其特征在于，目标声波输出为：y(n)＝w^T(n)x(n)，其中，y(n)为实际输出，w^T(n)为权系数的转置，x(n)为输入向量；

误差信号：e(n)＝d(n)-y(n)，其中，e(n)为偏差，d(n)为期望输出；

权系数更新：w(n+1)＝w(n)+βe(n)x(n)，其中，β为学习速率。

10.根据权利要求8所述的基于波形反馈的主动降噪方法，其特征在于，所述计算系统的降噪效果，包括：

实时采集降噪之后的车间音量，调整所述扬声器的位置；

根据车间音量的变化，找出降噪效果最好时对应的扬声器的目标位置；将所述扬声器安装在所述目标位置，播放目标声波进行消噪。