反馈系统中的不稳定检测和避免技术方案

在一个方面，通常，有源降噪系统通过检测与潜在或实际不稳定行为（例如，振荡）有关的系统的特性来检测实际或潜在不稳定，并且适配系统特性以缓解这种不稳定。在一些示例中，该系统适配于具有或可能引起不稳定行为的反馈路径的声学部件的特性的变化，以改善用户的声学体验。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】反馈系统中的不稳定检测和避免
本专利技术涉及反馈系统，特别地反馈有源降噪系统中的不稳定检测和避免。
技术介绍
环境中的环境噪声的存在能够对人听力具有广泛影响。诸如喷气式客机的客舱中的发动机噪声的环境噪声的一些示例可能引起对乘客的微小的打扰。诸如建筑工地上的电钻的环境噪声的其他示例可能引起永久的听力损失。用于减少环境噪声的技术是研究的活跃领域，提供了诸如更愉悦的听力体验和避免听力损失的益处。许多传统的降噪系统利用有源降噪技术来减少用户察觉到的噪声的量。有源降噪系统通常使用前馈、反馈、或前馈和反馈方式的组合执行。基于反馈的系统一般测量期望降噪的区域（例如，在声学腔诸如耳腔中）附近的有可能与其他声波结合的噪声声波。通常，该测定的信号用于生成“抗噪信号”，其为所测量噪声的倒相且比例缩放的版本。将抗噪信号提供到噪声消除驱动器，其将信号换能为呈现给用户的声波。当由噪声消除驱动器产生的抗噪声波在声学腔中与噪声声波结合时，两个声波由于相消干扰而彼此抵消。结果是在期望降噪的区域中用户所察觉到的噪声水平减少。反馈系统通常具有不稳定并且产生基于不稳定的失真的潜在可能。例如，如基于反馈系统的经典分析所理解的，如果在反馈回路的相位为180°的频率下，反馈回路的增益大于1，那么能够在该频率下生成振荡的加性信号。这种情况能够被描述为零或负值系统的相位裕度，即在增益为1的频率下达到180°相位的裕度。在声学的有源降噪系统中，至少一部分反馈路径能够包括声学部件。尽管能够在有源降噪系统中直接控制反馈路径的电气或数字部件，但是声学部件可能例如由于声路径的物理性质的变化的结果而受变化的影响。专利
技术实现思路
在一些情形中，声路径的变化可以引起系统的不稳定，这是由于所产生的反馈回路增益或传递函数的变化。例如，声学部件能够具有在声学驱动器和反馈麦克风之间的声学传递函数。声学传递函数变化的情况的一个示例是，当入耳式耳机的佩戴者将耳机的耳塞插入耳道的时候。在插入过程期间，耳塞的顺应式端部例如通过本身被拧挤（pinched）或折叠变为阻塞。这种阻塞端部能够改变声学传递函数，从而改变总的回路增益并可能引起系统中的不稳定。存在对这样的系统的需要，该系统能够检测反馈降噪系统中的不稳定的特性并且调整系统的回路增益以避免不稳定。在一个方面，通常，有源降噪系统通过检测与潜在或实际不稳定行为（例如，振荡）有关的系统的特性来检测实际或潜在不稳定，并且适配系统特性以缓解这种不稳定。在一些示例中，该系统适配于具有或可以引起不稳定行为的反馈路径的声学部件的特性的变化，以改善用户的声学体验。在一方面，通常，基于反馈的有源降噪系统包括反馈元件和不稳定检测器，该不稳定检测器用于检测反馈元件中的不稳定状况并基于检测的结果形成控制参数。该反馈元件包括反馈输入，用于从第一传感器接受第一反馈信号；控制输入，用于接受用来调整反馈元件的增益特性和相位特性的控制参数；和驱动器输出，用于提供驱动信号给驱动器。该不稳定检测器包括控制参数输出，用于提供控制参数给反馈元件的控制参数输入；和多个输入，用于从包括第一传感器的多个传感器接受多个反馈信号。检测不稳定状况包括处理多个反馈信号以确定驱动器和第一传感器之间的声学路径的特性。多个方面可以包括一个或多个下列特征。第一传感器可以包括麦克风，并且驱动器可以包括扬声器。该反馈元件可以被配置为在提供控制参数时使反馈元件的增益特性和相位特性的一个或两者改变预定的量。该反馈元件可以被配置为在提供控制参数时，并行地修改的反馈滤波器、前馈滤波器和声输入滤波器的传递函数。该反馈元件可以被配置为在提供控制参数时使反馈元件的带宽改变预定的量。该反馈元件可以包括根据控制参数选择性地适用于反馈元件的低通滤波器。多个传感器可以包括第二传感器，并且不稳定检测器可以被配置为基于与第一传感器关联的第一反馈信号相对于与第二传感器关联的第二反馈信号的比值，来确定驱动器和第一传感器之间的声路径的特性。第一反馈信号比第二反馈信号的比值可以表示声路径的声阻抗。第一传感器可以包括压力式麦克风，并且第二传感器可以包括速率式麦克风。第一传感器可以包括压力式麦克风，并且第二传感器可以包括压力式麦克风。多个传感器可以包括第三传感器，其用于产生第三反馈信号，并且不稳定检测器可以被配置为基于第三反馈信号确定由不稳定检测器检测的不稳定状况的有效性。该反馈元件可以包括用于接受输入信号的第一信号输入，不稳定检测器可以包括用于接受输入信号的第二信号输入和用于接受驱动信号的驱动器输入，并且不稳定检测器可以被配置为检测反馈元件中的不稳定状况，其包括基于输入信号和驱动信号确定反馈元件的特性。该不稳定状况可以包括在指定频率范围中的振荡的存在。该指定频率范围可以与有源降噪发生在频率范围互不相交。不稳定检测器可以被配置为分析输入信号和驱动信号，以确定驱动信号中是否存在振荡，并且输入信号中不存在振荡。在另一个方面，通常，一种用于检测和避免基于反馈的有源降噪系统中的不稳定的方法包括检测反馈元件中的不稳定状况且基于检测的结果形成控制参数。检测不稳定状况包括从包括第一传感器的多个传感器接受多个反馈信号，并且处理多个反馈信号，以确定驱动器和第一传感器之间的声学路径的特性。该方法也包括提供控制参数给反馈元件、在反馈元件接受控制参数、在反馈元件从第一传感器接受第一反馈信号、基于控制参数调整反馈元件的增益特性和相位特性、并从反馈元件输出驱动器输出信号给驱动器。多个方面可以包括一个或多个下列特征。第一传感器可以包括麦克风，并且驱动器可以包括扬声器。提供控制参数给反馈元件可以使反馈元件的增益特性和相位特性的一个或两者改变预定的量。提供控制参数给反馈元件可以引起反馈滤波器、前馈滤波器和音频输入滤波器的传递函数的并行修改。提供控制参数给反馈元件可以使反馈元件的带宽改变预定的量。提供控制参数给反馈元件可以使低通滤波器基于所提供的参数被可选择地应用于反馈元件。多个传感器可以包括第二传感器，并且确定驱动器和第一传感器之间的声路径的特性可以包括计算与第一传感器关联的第一反馈信号相对于与第二传感器关联的第二反馈信号的比值。第一反馈信号与第二反馈信号的比值可以表示声路径的声阻抗。第一传感器可以包括压力式麦克风，并且第二传感器可以包括速率式麦克风。第一传感器可以包括压力式麦克风，并且第二传感器可以包括压力式麦克风。多个传感器可以包括第三传感器，其用于产生第三反馈信号，并且检测不稳定状况可以包括基于第三反馈信号确定不稳定状况的有效性。该方法也可以包括在反馈元件接受输入信号的步骤，其中检测不稳定状况还包括接受输入信号、接受驱动信号、并基于输入信号和驱动信号确定反馈元件的特性。该不稳定状况可以包括在指定频率范围中的振荡的存在。该指定频率范围可以与有源降噪发生在频率范围互不相交。检测不稳定状况可以包括分析输入信号和驱动信号，以确定驱动信号中是否存在振荡，并且输入信号中不存在振荡。实施例可以具有一个或多个下列优点。实施例可以需要很少的电子部件，从而使得相对于包括通用数字信号处理（DSP）硬件的常规传统而言成本降低。实施例可以消耗非常少的功率（例如，微瓦），因为其不需要高速/低噪声运算放大器。实施例可以比需要长测量和计算时间的基于DSP的系统更快速地对干扰作出响应。在一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于反馈的有源降噪系统，包括：反馈元件，包括反馈输入，用于从第一传感器接受第一反馈信号，控制输入，用于接受控制参数，所述控制参数用于调整所述反馈元件的增益特性和相位特性，以及驱动器输出，用于提供驱动信号给驱动器；以及不稳定检测器，用于检测所述反馈元件中的不稳定状况并且基于所述检测的结果形成所述控制参数，所述不稳定检测器包括控制参数输出，用于提供所述控制参数给所述反馈元件的所述控制参数输入，以及多个输入，用于从包括所述第一传感器的多个传感器接受多个反馈信号，其中检测所述不稳定状况包括处理所述多个反馈信号，以确定所述驱动器和所述第一传感器之间的声路径的特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.03 US 13/251,7251.一种基于反馈的有源降噪系统，包括：反馈元件，包括反馈输入，用于从第一传感器接受第一反馈信号，控制输入，用于接受控制参数，所述控制参数用于调整所述反馈元件的增益特性和相位特性，以及驱动器输出，用于提供驱动信号给驱动器；以及不稳定检测器，用于检测所述反馈元件中的不稳定状况并且基于所述检测的结果形成所述控制参数，所述不稳定检测器包括控制参数输出，用于提供所述控制参数给所述反馈元件的所述控制参数输入，以及多个输入，用于从包括所述第一传感器和第二传感器的多个传感器接受多个反馈信号，其中检测所述不稳定状况包括处理所述多个反馈信号，以基于与所述第一传感器关联的所述第一反馈信号相对于与所述第二传感器关联的第二反馈信号的比值来确定所述驱动器和所述第一传感器之间的声路径的特性。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器包括麦克风并且所述驱动器包括扬声器。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述反馈元件被配置为在提供所述控制参数时使所述反馈元件的所述增益特性和所述相位特性中的一个或两个改变预定的量。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述反馈元件被配置为在提供所述控制参数时，并行地修改反馈滤波器、前馈滤波器和音频输入滤波器的传递函数。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述反馈元件被配置为在提供所述控制参数时使所述反馈元件的带宽改变预定的量。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述反馈元件进一步包括根据所述控制参数可选择地适合于所述反馈元件的低通滤波器。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一反馈信号与所述第二反馈信号的所述比值表示所述声路径的声阻抗。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器包括压力式麦克风，并且所述第二传感器包括速率式麦克风。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器包括压力式麦克风，并且所述第二传感器包括压力式麦克风。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个传感器包括用于产生第三反馈信号的第三传感器，并且所述不稳定检测器被配置为基于所述第三反馈信号确定由所述不稳定检测器检测的所述不稳定状况的有效性。11.根据权利要求1所述的系统，其中所述反馈元件进一步包括用于接受输入信号的第一信号输入，所述不稳定检测器进一步包括用于接受所述输入信号的第二信号输入和用于接受所述驱动信号的驱动器输入，并且所述不稳定检测器被配置为检测所述反馈元件中的所述不稳定状况，这包括基于所述输入信号和所述驱动信号确定所述反馈元件的特性。12.根据权利要求11所述的系统，其中所述不稳定状况包括在指定频率范围中振荡的存在。13.根据权利要求12所述的系统，其中所述指定频率范围与发生有源降噪的频率范围互不相交。14.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·巴卡洛斯，A·帕萨萨拉希，
申请(专利权)人：伯斯有限公司，
类型：发明
国别省市：无