家用有源降噪器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种家用有源降噪器，该家用有源降噪器包括用于接收初级声源并输出参考信号的参考信号发射器（1）；用于接收降噪点附近声源信号并输出误差信号的误差信号发射器（2）；用于对参考信号以及误差信号进行处理并产生输出信号的自适应处理主机（4）；用于接收自适应处理主机（4）发出的输出信号并发出可与初级声源相消的次级声源的平板扬声器（3），所述自适应处理主机（4）的输出信号经功率放大器（5）后输送至平板扬声器（3），所述平板扬声器（3）连接有低音音响。该降噪器在无需关闭门窗的情况下即可实现良好的降噪功效，设计难度低，且成本低下，对居室的装饰性强。

【技术实现步骤摘要】
家用有源降噪器
本技术涉及一种家用电器，具体涉及一种用于降低室内噪音的家用降噪器。
技术介绍
在繁华的城市或者便利的交通要道附近，噪声日益成为环境污染的一大公害，一直困扰着人们。研究表明，噪声在55?60dB范围，会使人感到烦恼，在60?65dB范围，会使烦恼度大大增加，在65dB以上,则人体健康可能受到危害。噪声影响人们的身心健康、损伤听力及相关系统、降低工作效率，严重的甚至造成安全事故。人们对高品质家庭生活进行着不懈追求，希望日益进步的科技水平带给人们一个更加宁静和舒适的新时代，消除噪声，营造一个环保、安静的家庭环境从而对人们正常的工作、学习和生活产生极大意义。现在普遍使用吸声、隔声、声学阻尼处理等来降低噪声的方法，这些方法的控制机理在于通过噪声声波与声学材料或者声学结构的相互作用消耗声波能量来达到降低噪声的目的，称之为无源消声法。在家庭中降低外界噪声所采用关窗户的方法就是一种无源消声法。无源消声法普遍存在以下问题:1、家庭中长期关窗户空气得不到自然流通，呼吸不到外界的新鲜空气，不符合人们追求高品质生活的要求，因为人们所期盼的是沐浴在自然的新鲜空气中，过着绿色、环保的家庭生活；2、低频(尤其是200Hz以下)噪声穿透力强，一般需要体积庞大的防护材料，即使这样，低频噪声防护也很困难。与人们日常生活密切相关的噪声却大多以低频噪声为主，如家用电器中空调和冰箱等产生的噪声，居室外汽车、城铁或飞机等交通工具经过时产生的噪声，这就迫使人们在对其控制上另辟蹊径，近几年发展起来的利用自适应信号处理技术进行有源消声(adaptive active noise cancellation)的方法,为噪声控制开辟了一条新的道路。有源噪声控制通过某种手段在指定空间产生与噪声源在该处噪声幅值相等而相位相反的次级声源，使之与噪声源叠加最终达到消减噪声的目的。十九世纪80年代以后，自适应滤波理论得到充分的发展，这种滤波器的“自适应”特性能够自动跟踪系统变化，因此其可以应用于随时间而变化的噪声控制系统中，构成自适应有源噪声控制系统。自适应滤波器按照某种事先设定的准则，由自适应算法调节其本身的系统特性以达到所需要的输出要求。家庭实际环境中的噪声源(初级声源)特性及声空间的物理参数(如温度、气流速度等)经常随时间发生变化，若要实现较好的降噪效果，有源噪声控制器的传递函数必须是时变的，也就是要求控制器是自适应的。将自适应滤波技术应用于有源噪声控制，是目前有源噪声控制技术研究的热点。自适应有源噪声控制能解决无源噪声控制的缺点，但是根据自适应有源噪声控制系统的特点，采用单通道系统(即仅包括一个次级声源和一个误差信号发射器)时，仅针对空间一个点进行降噪处理，而作为家庭居室内使用的降噪器必须要有一定的降噪空间，使用多通道系统(包含两个以上的次级声源和误差信号发射器)能满足要求，通道数增加可以扩大消声空间，提高降噪量，但随着通道数的增多，控制器设计的复杂程度将大幅度增加，降噪器成本升高，难以大规模进入千家万户，目前一般仅使用在工业上、军事上。多通道系统可具体到某一个例可能是这些分类的组合，如自适应反馈控制系统。如果能设计一款家用自适应有源降噪器，必定会成为继电视机、洗衣机、电冰箱和空调器等成熟家用电器之后又一很有用途的家用电器。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种家用有源降噪器，该降噪器在无需关闭门窗的情况下即可实现良好的降噪功效，并且不会增加控制器的设计难度，且成本低下。为解决上述技术问题，本技术所述家用有源降噪器包括用于接收初级声源并输出参考信号的参考信号发射器；用于接收降噪点附近声源信号并输出误差信号的误差信号发射器；用于对参考信号以及误差信号进行处理并产生输出信号的自适应处理主机；用于接收自适应处理主机发出的输出信号并发出可与初级声源相消的次级声源的平板扬声器，所述自适应处理主机的输出信号经功率放大器输送至平板扬声器，所述平板扬声器连接有低音音响，该低音音响主要发出低频信号(80Hz以下),可以弥补平板扬声器低频(80kHz以下)响应灵敏度低的缺点，且频率越低的音响指向性越差，越接近于低频平面波。进一步地，所述参考信号发射器、自适应处理主机和误差信号发射器内均设有用于无线通信的无线模块。再进一步地，所述参考信号发射器内还设有用于处理初级声源的立体声音频编解码器，且该立体声音频编解码器与设置在参考信号发射器内的无线模块电连接，所述参考信号发射器由充电电池供电。进一步地，所述自适应处理主机内还设有立体声音频编解码器和数字信号处理器，依次与设置在自适应处理主机内的无线模块电连接，所述主机由AC/DC模块电源供电。进一步地，所述误差信号发射器内还设有立体声音频编解码器，该立体声音频编解码器与设置在误差信号发射器内的无线模块电连接，该误差信号发射器由充电电池供电。进一步地，所述立体声音频编解码器采用TLV320AIC23芯片或SPCE061A单片机。进一步地，所述数字信号处理器采用FPGA、TMS6455或TS201。本技术采用上述技术方案后，具有以下优点:1、本技术是在家庭居室窗户打开的情况下使用，使家庭居室降噪得到安静环境的同时能使居室内外空气自然流通；2、本技术相对于无源消声器可以更加有效地降低低频噪声；3、本技术用平板扬声器替代了现有自适应有源降噪器所用的点源喇叭(SP声源范围局限于空间点的传统电动扬声器)，由平板扬声器发出平面声源信号，扩大降噪空间，因此本技术无需增加通道数，但与多通道有源降噪器具有同样的降噪效果，且成本低下；4、平板扬声器配合低音音响，弥补平板扬声器低频(80kHz以下)响应灵敏度低的缺点，且频率越低的音响指向性越差，越接近于低频平面波。5、本技术在家庭中使用不会破坏原有的装修，隐蔽性好，甚至还能为家庭居室增加美观和装饰，比如平板扬声器可以风景画、十字绣等形式悬挂在墙上，参考信号发射器等可以与花瓶等物件融合，其美观度极佳。【附图说明】附图1为本技术的控制原理示意图；附图2为窗户外的噪声时域波形图；附图3为自适应滤波后输出的次级声源时域波形图；附图4为噪声对消后误差传感器处误差信号的均方归一化时域波形图；附图5为本技术的连接结构示意图。图中标号:1_参考信号发射器；2_误差信号发射器；3_平板扬声器；4_自适应处理主机；5-功率放大器；1'-参考信号传感器；2'-误差信号传感器；3'-扬声器；4 ;-有源自适应噪声控制器。【具体实施方式】考虑到现有家庭无源噪声控制如关窗户等导致新鲜空气不自然流通，本技术旨在提供一种自适应有源噪声控制方案，其中图1为自适应有源噪声控制原理图，来自家庭居室窗户外的噪声作为初级声源通过打开的窗户进入室内(如图1中左侧箭头所示)，在靠近窗户附近的参考信号传感器I ^接收到初级声源，参考信号送入到自适应有源噪声控制器4'，通过相应的自适应数字信号处理算法后自适应有源噪声控制器4 '产生输出信号送往功率放大器5，经过功率放大器5驱动后达到一定功率的电信号驱动扬声器3 '发出相应功率的声波作为次级声源，在空间同一点次级声源和初级声源幅度可比拟，相位近似相差180°，次级信号与初级噪声产生相消干涉，从而使该区域内的噪声得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种家用有源降噪器，其特征在于：该家用有源降噪器包括用于接收初级声源并输出参考信号的参考信号发射器（1）；用于接收降噪点附近声源信号并输出误差信号的误差信号发射器（2）；用于对参考信号以及误差信号进行处理并产生输出信号的自适应处理主机（4）；用于接收自适应处理主机（4）发出的输出信号并发出可与初级声源相消的次级声源的平板扬声器（3），所述自适应处理主机（4）的输出信号经功率放大器（5）后输送至平板扬声器（3），所述平板扬声器（3）连接有低音音响。

【技术特征摘要】
1.一种家用有源降噪器，其特征在于: 该家用有源降噪器包括 用于接收初级声源并输出参考信号的参考信号发射器(I); 用于接收降噪点附近声源信号并输出误差信号的误差信号发射器(2); 用于对参考信号以及误差信号进行处理并产生输出信号的自适应处理主机(4); 用于接收自适应处理主机(4)发出的输出信号并发出可与初级声源相消的次级声源的平板扬声器(3 )，所述自适应处理主机(4 )的输出信号经功率放大器(5 )后输送至平板扬声器(3 )，所述平板扬声器(3 )连接有低音音响。2.根据权利要求1所述的家用有源降噪器，其特征在于: 所述参考信号发射器(I)、自适应处理主机(4 )和误差信号发射器(2 )内均设有用于无线通信的无线模块。3.根据权利要求2所述的家用有源降噪器，其特征在于: 所述参考信号发射器(I)内还设有用于处理初级声源的立体声音频编解码器，且该立体声音频...

【专利技术属性】
技术研发人员：何先忠，陈学欢，
申请(专利权)人：杭州歌丽瑞环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33