[发明专利]权重式混合型态主动抗噪系统及控制器

说明书

本发明提供一种权重式混合型态主动抗噪系统，包括一参考麦克风、一误差麦克风、一扬声器、以及一连接至该参考麦克风、该误差麦克风、该扬声器的控制器。该控制器包括一前馈降噪滤波模块、一反馈降噪滤波模块、一混合器、一噪声侦测模块、以及一权重分配模块。该权重分配模块包括有一或复数个设置于该误差麦克风与该反馈降噪滤波模块之间的权重调变单元，于该噪声侦测模块由该参考麦克风或该误差麦克风侦测到高频噪声时传送控制讯号至该权重分配模块，该权重分配模块降低该权重调变单元的权重值以降低该反馈降噪滤波模块的回授讯号的比例。

技术领域

本发明系有关于一种主动抗噪系统及控制器，特别有关于一种权重式混合型态主动抗噪系统及控制器。

背景技术

目前应用在耳机中的主动降噪(ANC)技术有两种模式，分别称为前馈(Feed-Forward)降噪和反馈(Feedback)降噪，由前馈降噪和反馈降噪两者所共同结合则称为混合(Hybrid)降噪。不同的主动降噪技术在降噪深度和带宽上有各自的局限性，这主要是由耳机声学结构、讯号处理和系统讯号延迟共同决定的。

前馈降噪系统的工作原理主要是输出与环境噪声频响相同但相位相反的讯号来实现降噪。参考麦克风侦测噪声并透过滤波电路产生反相讯号，在耳鼓处反相讯号与噪声讯号抵消，从而降低人耳听到的噪声级。这里的滤波电路主要用来补偿耳鼓和麦克风处侦测到的噪声之间差异，另外对于喇叭本身在降噪讯号的响应能力方面也有补偿作用。

反馈降噪系统的工作原理主要是检测耳鼓区域的噪声，然后形成一个基本的反馈回路，以便最大限度地降低该区域的噪声级。整个回路是由喇叭与麦克风的响应以及滤波器的组成。随着滤波器增益(及其回路增益)增加，噪声残留变小，从而降噪性能得到提升。但如果回路的相位接近±180°，「回路」讯号会发生反转，分母上的‘+’将变为‘-’。在这种情况下，回路增益大小调节受限，因为当它从0.0增加至1.0时，结果是放大，而当等于1.0时，结果则是「零除」，容易造成系统不稳定并且经常随着频响幅度增加引起啸叫。

混合型态主动抗噪系统(Hybrid ANC)由于结合了前馈降噪系统以及反馈降噪系统，有效的改善两者个别的缺失。混合型态主动抗噪系统通常包括有一对麦克风，前馈抗噪系统使用外部麦克风在进入耳朵之前测量环境噪声，处理该信号以确保精确的反向信号，并由系统的扬声器有效地消除了环境噪音。反馈抗噪系统的滤波器用于搜集误差麦克风附近的声学信号并回授用以进行误差修正。然而，传统的混合式主动抗噪架构，于噪声在较高频且规律性的时候，反馈噪声消除系统容易产生不稳定的状况，而造成消噪效果变差。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种权重式混合型态主动抗噪系统，包括一参考麦克风、一误差麦克风、一扬声器、以及一连接至该参考麦克风、该误差麦克风、该扬声器的控制器。该控制器包括一前馈降噪滤波模块、一反馈降噪滤波模块、一混合器、一噪声侦测模块、以及一权重分配模块，该前馈降噪滤波模块系将该参考麦克风接收到的参考讯号经由前馈降噪后获得一前馈降噪讯号，该反馈降噪滤波模块系将该误差麦克风接收到的误差音源讯号经由反馈降噪后获得一反馈降噪讯号，并将该前馈降噪讯号及该反馈降噪讯号传送至该混合器进行混波，并将混波后的降噪讯号输出至该扬声器，该权重分配模块系包括有一或复数个设置于该误差麦克风与该反馈降噪滤波模块之间的权重调变单元，于该噪声侦测模块由该参考麦克风或该误差麦克风侦测到高频噪声时系传送控制讯号至该权重分配模块，该权重分配模块降低该权重调变单元的权重值以降低该反馈降噪滤波模块的回授讯号的比例。