[发明专利]一种基于波形反馈的主动降噪系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于波形反馈的主动降噪系统及方法，涉及声音监测领域，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；麦克风将采集的噪声声波传输给降噪电路；降噪电路包括滤波器、放大器和移相器；滤波器滤除高频噪声，放大器增大噪声衰减程度，提高信噪比，移相器对滤波放大后的噪音的相位进行调整；次级声波产生装置根据降噪电路经过滤波、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；扬声器在次级声波产生装置的驱动下播放目标声波；电源模块为系统供电。降低了车间内的噪音，保护工人的听觉系统，避免了噪声对人健康带来的影响。

技术领域

本发明涉及声音监测领域，尤其是一种基于波形反馈的主动降噪系统及方法。

背景技术

随着经济的发展，人们生活水平日益提高，越来越多的人对自身及其家人的环境要求不断提高，声音噪音越来越成为人们关注的焦点。人在一个环境中学习、工作或进行娱乐活动，都会受到周围噪声的影响，最直接的解决方式是佩戴耳机，目前市面上存在较多的头戴式降噪耳机，采用的方法是波形反馈。由于所有的声音都是由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样，只是刚好相差180度，声波一起播放时就会产生干涉相消现象。在实际应用中，用一个麦克风采集外部噪声，自适应滤波器利用当前信号经过耳机系统模拟的传递函数来预测耳机内的噪声，在耳机内部设置一个麦克风采集实际声音，与预测的声音产生一个误差信号给输入，使主动降噪更准确。但是在工厂环境中，每个工人不可能都带一个降噪耳机，成本太高，而且会影响相互的交流沟通。

发明内容

本发明针对上述问题及技术需求，提出了一种基于波形反馈的主动降噪系统及方法。

本发明的技术方案如下：

第一方面，一种基于波形反馈的主动降噪系统，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。

其进一步的技术方案为：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。

其进一步的技术方案为：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。

其进一步的技术方案为：所述滤波器包括电容和电感。

其进一步的技术方案为：所述扬声器的安装位置根据现场试验测量确定。

其进一步的技术方案为：所述麦克风为动圈麦克风。

其进一步的技术方案为：所述扬声器为半球形，包裹住所述主动降噪系统的电路。

第二方面，一种基于波形反馈的主动降噪方法，应用于如第一方面所述的基于波形反馈的主动降噪系统中，所述方法包括：