一种智能家居去噪装置制造方法及图纸

一种智能家居去噪装置，包括有与初级噪声采集单元相连的DSP处理单元，DSP处理单元分别与次级噪声输出单元、残余噪声采集单元相连；初级噪声源产生的噪声在空间中传播形成声场；初级噪声采集单元中的参考传感器采集初级噪声信号后送入前置放大电路进行信号放大，放大后的信号依次通过抗混叠滤波器和AD转换模块将模拟信号转化为数字信号，送至DSP处理单元进行自适应噪声抵消处理；处理后的信号依次通过DA转换模块、平滑滤波器和功率放大器放大后驱动扬声器发出与初级噪声幅度相同、相位相反的噪声；残余噪声采集单元采集抵消之后的残余噪声信号，将残余信号放大、转换成数字信号后送至DSP处理单元处理；具有去噪效果好、结构简单的特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于噪声处理
，特别涉及一种智能家居去噪装置，以多通道主动噪声控制为基础的实现去噪。
技术介绍
日常生活中，我们每时每刻都会受到噪声的影响。如民用领域中汽车发动机和排气管道的噪声，工业领域中通风管道、变压器、压缩机等带来的噪声。特别是房间内风扇、空调等电气设备产生的噪声对人们的工作、睡眠具有严重的影响，高强度的噪声危害着人们的机体，使人感到疲劳，产生消极情绪，甚至引起疾病。由于人们对生活质量的要求越来越高，尤其是要求降低某些特殊环境下的噪声，因此对噪声的控制显得尤为重要。风扇噪声在日常生活和工业生产中都是较为普遍的一种噪声源，风扇的作用在于产生足够的压力使需要的气体能够通过，所以大体上风扇噪声是由旋转噪声和絮流噪声两部分组成。由于这部分噪声都处在低频段，因此传统的被动噪声控制想要达到良好的降噪效果是困难的。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本技术目的在于解决房间内风扇、空调等产生的噪声对人们的影响而设计的一种装置，本装置可以有效减弱房间内的低频噪声。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种智能家居去噪装置，包括有与初级噪声采集单元相连的DSP处理单元，DSP处理单元分别与次级噪声输出单元、残余噪声采集单元相连。所述的初级噪声采集单元包括参考传感器，参考传感器通过前置放大电路一与抗混叠滤波器一相连，抗混叠滤波器一与AD转换模块一相连。所述的次级噪声输出单元包括DA转换模块，DA转换模块通过平滑滤波器与功率放大器相连，功率放大器与扬声器相连。所述的残余噪声采集单元包括有误差传感器，误差传感器通过前置放大电路二与抗混叠滤波器二相连，抗混叠滤波器二通过AD转换模块二与DSP处理单元相连。所述的扬声器按照扇形排列在误差传感器组成的静音区上方。DSP处理单元采用多通道NLMS算法自动调节相关参数，实现噪声抵消。DSP处理单元作为噪音抵消处理模块。所述的参考传感器用来采集风扇噪声信号以实现声电转换功能；前置放大电路将转换后的电信号放大到一定的电平供后续电路处理；抗混叠滤波器滤除信号中一些无用的高频分量；AD转换模块用来将模拟信号转换为数字信号。所述的DSP处理器采用自适应噪声抵消技术中多通道NLMS算法能够自动调节相关参数，跟随实际情况变化，实现最佳抵消效果。所述的DA转换模块(10)将数字信号转换为模拟信号；平滑滤波器消除模拟信号的阶梯，构建出波形平滑的低频信号；功率放大器把微弱的电信号放大以驱动扬声器发出声音。所述的误差传感器用来采集残余噪声信号以实现声电转换；前置放大电路将转换后的电信号放大到一定的电平供后续电路处理；抗混叠滤波器滤除信号中无用的高频分量防止通过AD转换模块后产生频谱混叠。噪声源产生的噪声在空间中传播形成声场；为了扩大噪声抵消范围，整个装置选用多通道主动噪声控制系统，通过扇形排列的扬声器抵消所希望静区区域内的噪声能量，形成无声区，通过控制扇形的角度就可以控制无声区的大小。与现有技术相比，本技术的有益效果为：本装置针对房间内风扇、空调等产生的噪声，采用多通道主动噪声控制装置，有效地抵消特定环境下低频段的噪声形成静区。而且与传统的被动控制方法相比，本技术结构简单，使用更加轻便灵活。本技术采用主动噪声控制，主动噪声控制是通过在声场中加入与噪声幅度相同、相位相反的声波，此声波与噪声源进行相互叠加并抵消，从而实现降噪的一种噪声控制方法。这种方法解决了对低频段噪声控制效果不理想的缺陷，并且实现起来体积小、便于设计、安装和控制。同时，当噪声处于室内环境时，声波以球面波的形式传播，此时必须选用多通道主动噪声控制系统，通过扇形排列的次级声源抵消某一区域内的噪声能量，形成无声区。因此该方法在日常生活和工业生产中对于低频噪声的抵消具有重要的意义。附图说明图1是本技术以多通道主动噪声控制为方法进行家居环境去噪的系统结构图。图中：1为初级噪声源，2为初级噪声采集单元，3为DSP处理单元，4为次级噪声输出单元，5为残余噪声采集单元，6为参考传感器，7为前置放大电路一，8为抗混叠滤波器一，9为AD转换模块一，10为DA转换模块，11为平滑滤波器，12为功率放大器，13为扬声器，14为误差传感器，15为前置放大电路二，16为抗混叠滤波器二，17为AD转换模块二。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细说明。参见图1，一种智能家居去噪装置，包括有与初级噪声采集单元2相连的DSP处理单元3，DSP处理单元3分别与次级噪声输出单元4、残余噪声采集单元5相连。所述的初级噪声采集单元2包括参考传感器6，参考传感器6通过前置放大电路一7与抗混叠滤波器一8相连，抗混叠滤波器一8与AD转换模块一9相连。初级噪声处采集单元2用来采集、处理噪声信号，处理完成后将该信号送至DSP处理单元3中进行处理产生两路输出信号，处理方法采用自适应噪声抵消技术中的多通道NLMS算法。所述的次级噪声输出单元4包括有DA转换模块10，DA转换模块10通过平滑滤波器11与功率放大器12相连，功率放大器12与扬声器13相连。其中由DSP处理单元3产生的两路输出信号经过DA转换模块10，将数字信号转换成模拟信号；两路模拟信号通过平滑滤波器11消除信号的阶梯，构建出波形平滑的低频信号；功率放大器12放大微弱的电信号以驱动两个扬声器13分别发出与噪声源幅度相同、相位相反的噪声进行抵消。所述的残余噪声采集单元5包括有误差传感器14，误差传感器14位于所希望静区，误差传感器14通过前置放大电路二15与抗混叠滤波器二16相连，抗混叠滤波器二16通过AD转换模块二17与DSP处理单元3相连。其中两路误差传感器14分别采集抵消后的残余噪声信号，将采集后的信号转化为电信号后送至前置放大电路15进行放大，抗混叠滤波器16滤除信号中一些无用的高频分量；将滤除之后的信号输入到AD转换模块二17中进行AD转换；转换后的数字信号继续送入DSP处理单元3中进行自适应滤波器权值的更新以适应实际环境的变化。所述的扬声器13按照扇形排列在误差传感器14组成的静音区上方。所述的残余噪声采集单元5与DSP处理单元3相连。DSP处理单元3采用多通道NLMS算法自动调节相关参数，实现噪声抵消。DSP处理单元作为噪音抵消处理模块。所述的参考传感器6用来采集风扇噪声信号以实现声电转换功能，将噪声信号并将其转化为电信号；前置放大电路一7将转换后的电信号放大到一定的电平供输出，供后续电路处理；抗混叠滤波器一8滤除信号中一些无用的高频分量和其它的一些杂散信号，防止在经过AD转换模块一9后产生频谱混叠；AD转换模块一9用来将模拟信号转换为数字信号。所述的DSP处理单元3采用自适应噪声抵消技术中多通道NLMS算法能够自动调节相关参数，跟随实际情况变化，实现最佳抵消效果。所述的DA转换模块10将数字信号转换为模拟信号；平滑滤波器11消除模拟信号的阶梯，构建出波形平滑的低频信号；功率放大器12把微弱的电信号放大以驱动扬声器13发出声音。所述的误差传感器14用来采集残余噪声信号以实现声电转换；前置放大电路二15将转换后的电信号放大到一定的电平供后续电路处理；抗混叠滤波器二16滤除信号中无用的高频分量防止通过AD转换模块二17后产生频谱混叠。初级噪声源1产生的噪声在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能家居去噪装置，其特征在于，包括有与初级噪声采集单元(2)相连的DSP处理单元(3)，DSP处理单元(3)分别与次级噪声输出单元(4)、残余噪声采集单元(5)相连。

【技术特征摘要】
1.一种智能家居去噪装置，其特征在于，包括有与初级噪声采集单元(2)相连的DSP处理单元(3)，DSP处理单元(3)分别与次级噪声输出单元(4)、残余噪声采集单元(5)相连。2.根据权利要求1所述的一种智能家居去噪装置，其特征在于，所述的初级噪声采集单元(2)包括参考传感器(6)，参考传感器(6)通过前置放大电路一(7)与抗混叠滤波器一(8)相连，抗混叠滤波器一(8)与AD转换模块一(9)相连。3.根据权利要求1所述的一种智能家居去噪装置，其特征在于，所述的次级噪声输出单元(4)包括DA转换模块(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马令坤，杨青，吴波，姚能强，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61