消噪系统技术方案

沿着空调系统的管道隔开的两个麦克风向电路提供输入，从而将生成的噪声与反射噪声区分开来。电路产生的时延对应于生成噪声从上游麦克风传到抵销话筒所需的时间。由电路驱动抵销话筒，并经受时间延迟，从而由适当驱动的话筒抵销在话筒处的噪声。在较佳实施例中，检测话筒的移动，从而使产生的实际声音与抵销话筒驱动信号所需的声音相比较。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在传统的有源消噪(ANC)方案中，检测来自噪声源的噪声，并作出响应驱动位于下游的扬声器产生消噪信号。在发生消噪后，位于扬声器下游的诸如麦克风的动态压力传感器检测合成的噪声，并向扬声器驱动电路提供反馈信号修正来自话筒的消噪信号。所有有源噪声系统的主要复杂性在于将管道特性叠加在消噪处理上，所述消噪处理包括从消噪扬声器向噪声源发射并反射的噪声。由输入麦克风检测这种附加的噪声，若处理不当，将引起系统或反馈的不稳定性。所以，作为消噪部分，需要把控制扬声器反射并生成的噪声从输入麦克风的噪声源引起的噪声辨别并分离出来。传统的有源消噪方案的另一个缺点是在输入噪声传感器、消噪器和误差噪声传感器之间连续地要求渐增的物理距离。物理距离反映检测噪声、处理信息、产生抵销信号和检测抵销信号的结果所需的时间，而且每一步与要求附加物理距离的时间延迟相对应。缩短这些时间延迟导致整体尺寸的减小，从而使ANC更具有商业吸引力。此外，以前的ANC系统用自适应无穷-脉冲-响应(IIR)滤波器来建立从控制扬声器到输出麦克风的反馈的模型。然而，根据它们的结构，很容易引起IIR滤波器的稳定性问题。本专利技术所提供的主要改进在于排除了自适应IIR滤波器结构。结果，提供一种具有更稳定的控制结构和较大系统耐用性的系统。本专利技术采用两个可以单独使用但最好是一起使用的渐增结构。一个特性是应用两个传感麦克风，它们沿着管道相隔一段短距离设置，从而可区分管道中正向和反向传播的波。第二个特性是直接检测消噪扬声器的锥体的速度，它与产生的声音直接相关。将与消噪扬声器的锥体速度成正比的信号与话筒的输入相比并从中减去。这导致在扬声器瞬态响应方面的惊人改进，同时主群时延减小(实验结果达到6毫秒)。本专利技术的一个目的在于，提供来自消噪扬声器的信号，它与正向传播声压波成正比。本专利技术的另一个目的在于，允许区别从源向ANC系统传播的正向传播压力波前，从而排除了反馈建模的要求。本专利技术的又一个目的在于，减小管道相关有源噪声控制所需的输入麦克风与扬声器的距离或声学设备长度。本专利技术将实现这些目的，和在下文中将变得明显的其它目的。基本上讲，将多个隔开的检测麦克风设置在或靠近噪声源并处理检测的信号，从而只隔离源于噪声源的声波的正向传播波分量，并将它作为输入提供给抵销扬声器的驱动电路。抵销扬声器的话筒锥体速度与抵销扬声器产生的声音相对应。通过检测话筒锥体的速度并将检测到的速度与驱动信号相比较，可以缩短响应时间和距离。附图说明图1是现有技术的消噪系统的示意图；图2是本专利技术的消噪结构的示意图；图3是图2设备的抵销扬声器的剖面图；图4是图2设备的前进波滤波器的示意图；图5是可以替代图4实施例的正向压力波近似滤波器的示意图；图6是运用控制器的数字实现法构成的系统的示意图；和图7是运用控制器的模拟实现法构成的系统的示意图。图1是基于美国专利第4,677,676号和第4,677,677号，它被画成运用自适应无穷-脉冲-响应(IIR)滤波器的有源消噪系统。与其试图用专用的模拟电路和滤波器抵销反馈声音分量，不如建立前馈(检测麦克风到扬声器)和反馈(扬声器到检测麦克风)声道效果的模型。简要地说，在启动时，闭合开关S1，使白噪声源10除了与自适应误差通道滤波器14和乘法器16连接外，还与抵销扬声器12相连。此时，滤波器14-1和14-2的滤波系数为零。断开开关S2，从而白噪声源10为扬声器12提供唯一的输入。滤波器14建立从由白噪声源10引起的对抵销扬声器12的输入电压到由误差麦克风18测得的输出电压这一条通路的模型。向加法器20提供误差麦克风18的输出和滤波器14的输出。把加法器20的输出作为乘法器16的输入，把乘法器16的输出作为滤波器14的第二输入。为了系统的稳定性需要滤波器14，而且在确认误差通路后，将它复制成主控制运算结构的滤波器14-1和14-2。断开开关S1并闭合开关S2。当在抵销扬声器12处执行控制时，识别自适应滤波器22和24。在误差麦克风18处测量系统性能，并通过乘法器26和28将它反馈到控制系统以分别修正滤波器22和24。特别是，在闭合开关S2后，检测麦克风30检测由噪声源34(由扬声器代表)在管道32中产生的噪声和抗噪声或抵销扬声器12产生的噪声，并向滤波器14-1和22提供代表检测噪声的输入。向乘法器26提供滤波器14-1的滤波输出作为第二输入，而向滤波器22提供乘法器26的输出作为第二输入。向加法器36提供滤波器22的输出，而通过加法器38向抵销扬声器12、滤波器24和滤波器14-2提供加法器36的输出。向乘法器28提供滤波器14-2的输出作为第二输入，并向滤波器24提供乘法器28的输出作为第二输入。向加法器36提供滤波器24的输出作为第二输入。通常，作为横向自适应滤波器实现滤波器14、22和24的结构，而且运用最小均方值(LMS)技术实现自适应过程。在图2中，赋予与图1中的结构相对应的结构以相同的标号，而且标号32一般指诸如在受调空气分布中用到的管道。诸如压缩机和风扇的机械装备产生噪声，将它们集中表示为产生正向压力波Pf的噪声源一扬声器34，所述正向压力波与声音的音质速度的正向分量成正比，并由图2中的箭头表示。在音学中主要有两个不同的速度。第一个是质点速度，它是实际的分子级速度。第二是信息传播的速度，即声速。第一或质点速度是以输入或源条件为基础的。第二速度，或声速，是以液体媒质的热力学和物理性能为基础的。下游噪声源及引起反射的管道特性产生反向压力波Pf，它也由图2中的箭头表示。将麦克风30-1和30-2设置在噪声源34的管道32下游，相对于噪声源34成彼此间隔的关系。由于检测麦克风30-1和30-2相对于噪声源34彼此隔开，所以它们在不同时刻和不同位置以其波型检测正向压力波和反向压力波，从而通过各个信号的适当处理，区别两种压力波。操作抵销话筒13以产生声音来抵销噪声源34的声音。特别是，话筒13产生正向压力波Pfs，它相对于话筒13在管道32的上游或下游发送。参照图3，话筒13包括具有北磁极13-1和南磁极13-2的永久磁铁。在磁极13-1和13-2之间规定一条空隙。话筒锥体13-3由锥体悬挂装置13-4支撑在框架13-5上。将锥体13-3的一部分13-3A设置在空隙中并作为线圈13-6和13-7的“线圈架”，将所述线圈胶着在锥体13-3的线圈架13-3A上。线圈架13-3A几乎无质量且有刚度，用以保持可随其移动的线圈13-6和13-7。当将交流电施于线圈13-6时，使它在空隙中的磁场范围内移动并且在它的移动中带动线圈13-3，在导致噪声的生成。线圈13-6的移动同样引起线圈13-7的移动，在线圈13-7中感生电压，而感应电压与作为一个整体移动的锥体13-3和线圈13-6及13-7的速度成正比。将误差麦克风18设置在管道32中，与话筒13隔开并位于话筒13与噪声源34相对的一侧。通过电路，将检测麦克风30-1和30-2、话筒13和误差麦克风18连接起来，并且共同检测噪声、抵销检测的噪声并修正抵销作用。将前进波滤波器(PWF)40与检测麦克风30-1和30-2连接，最好如图4所示，将正向压力波Pf与反向压力波Pr区分开来。在该构成中，忽略流动效应，而且麦克风30-1和30-2具有相本文档来自技高网...

【技术保护点】
空气分布结构的消噪系统，其特征在于，包括：用于传送空气的管道装置（３２）；相对于所述管道装置设置的噪声源（３４），以在所述管道装置中发送噪声作为正向分量，其中由于所述管道装置的共同作用使所述正向分量经受反射以产生反射分量，从而来自所述噪声源的噪声以正向分量和反射分量的形式出现在管道中；设置在所述管道装置中的检测装置（３０－１；３０－２；１３０－１－１３０－２）；相对于所述管道装置设置的消噪装置（１３；１１２），以在所述管道装置中发送抵销噪声；与所述检测装置和所述消噪装置相连的电路，它包括用于区别所述正向分量和所述反射分量并产生表示所述正向分量的输出的装置（４０；１００；１３２），和用于驱动所述消噪装置以产生与所述正向分量相对应的噪声的装置。

【技术特征摘要】
US 1996-10-18 7317881.空气分布结构的消噪系统，其特征在于，包括用于传送空气的管道装置(32)；相对于所述管道装置设置的噪声源(34)，以在所述管道装置中发送噪声作为正向分量，其中由于所述管道装置的共同作用使所述正向分量经受反射以产生反射分量，从而来自所述噪声源的噪声以正向分量和反射分量的形式出现在管道中；设置在所述管道装置中的检测装置(30-1；30-2；130-1-130-2)；相对于所述管道装置设置的消噪装置(13；112)，以在所述管道装置中发送抵销噪声；与所述检测装置和所述消噪装置相连的电路，它包括用于区别所述正向分量和所述反射分量并产生表示所述正向分量的输出的装置(40；100；132)，和用于驱动所述消噪装置以产生与所述正向分量相对应的噪声的装置。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，用于区别所述正向分量和所述反射分量的所述装置是前进波滤波器(40；132)。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，用于区别所述正向分量和所述反射分量的所述装置是正向压力波近似滤波器(100)。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电路包括装置(13-7)和装置(42；114)，其中所述装置(1 3-7)用于检测与所述消噪装置的实际输出相对应的参数，而所述装置(42；114)用于将所述检测到的输出反馈到用于驱动所述消噪装置的所述装置以调节用于驱动所述消噪装置的所述装置。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电路提供的时延(22)对应于所述噪声源的噪声在所述检测装置和所述消噪装置之间传播所需的时间。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测装置(30-1；30-2；130-1；130-2)是一对传感器，它们相对于所述噪声源成间隔关系。7.如权利要求6所述的系统还包括第二检测装置(18)，将它设置在所述管道装置中的一个位置上，从而将所述消噪装置设置在所述第二检测装...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克A丹尼尔斯，
申请(专利权)人：运载器有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]