可变长度的多用途有源噪声控制装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可变长度的多用途有源噪声控制装置及其方法，属于有源噪声控制技术邻域。本发明专利技术包括参考麦克风、扬声器、误差麦克风、控制器、伸缩管、扬声器箱体，其中，扬声器设置于扬声器箱体内，在扬声器箱体外表面上配置有供电接口和数据接口；且参考麦克风、误差麦克风分别位于扬声器箱体两端，并通过伸缩管与扬声器箱体连接，伸缩管一端与扬声器箱体固定连接，另一端与参考麦克风或误差麦克风固定连接；参考麦克风、误差麦克风分别连接到控制器的输入端，控制器的输入端通过数据接口与扬声器连接。本发明专利技术提供了一种可以自由调节扬声器与麦克风布放位置的有源噪声控制技术，实现有源噪声控制装置的多用途特性。

【技术实现步骤摘要】
可变长度的多用途有源噪声控制装置及其方法
本专利技术属于有源噪声控制技术邻域，具体涉及到一种可变长度的多用途有源噪声控制技术。
技术介绍
目前解决噪声问题主要是通过两种方式，一种是包括架设隔音墙、包围吸音海绵和采用声屏障等在内的降噪方法。其原理是通过声学材料或结构与噪声声波相互作用，进而消耗声功率以实现降噪。这种方法被称为无源噪声控制；另一种噪声控制方法则通过人为地产生一个与噪声声波幅度相同、相位相反的反噪声声波来抵消噪声声波。由于引入了电声器件，这种方法也被称为有源噪声控制。无源噪声控制的效率随着噪声声波频率的降低而大幅降低。且在成本、部署和有效性上均有其局限性。近年来，有源噪声控制受到了应用研究的广泛关注，对许多实际噪声难题的解决起到了积极地推动作用。常见的有源噪声控制系统由一组参考麦克风、扬声器、误差麦克风和控制器组成。当参考麦克风接收到噪声信号后，基于参考麦克风接收到的噪声信号，控制器生成控制信号，并驱动扬声器产生反噪声信号声波。误差麦克风接收到噪声声波和反噪声声波的叠加，再传回给控制器进行迭代处理，不停往复直至误差麦克风接收到幅度相同、相位相反的两个声波相互抵消。由于应用场景不同、噪声特征也存在很大的差异，有源噪声控制系统都需要进行定制化设计。如申请号为CN201710506465的中国专利申请公开了一种适用于高铁商务舱的主动降噪座椅、申请号为CN201710506858的中国专利申请公开了一种适用于机车司机室的主动降噪座椅等，都是通过对座椅进行改装来达到座椅附近范围的有源噪声控制；以及申请号为CN201510246874的中国专利申请公开了一种车辆的主动噪声控制装置，申请号为CN201610829089的中国专利申请公开了一种无人机有源噪声控制装置，均是在不同应用下定制专用的有源噪声控制系统。如此针对不同需求单独进行有源噪声控制系统设计，一旦工况发生改变，降噪效果都会大打折扣。目前尚缺少一种多用途有源噪声控制系统设计方法，能够通过自身调整有效地作用于各种噪声环境和应用场景中，使其在各种工况下都能达到最优降噪效果。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：为了克服现有的有源噪声控制装置无法灵活改变电声器件布放结构的缺陷，从而提供一种可以自由调节扬声器与麦克风布放位置的有源噪声控制装置，真正实现有源噪声控制装置的多用途特性。本专利技术的可变长度的多用途有源噪声控制装置，包括参考麦克风、扬声器、误差麦克风、控制器、伸缩管、扬声器箱体；所述扬声器设置于扬声器箱体内，且所述扬声器箱体外表面配置有供电接口和数据接口；且所述扬声器的前端设置有多个误差麦克风，后端设置有多个参考麦克风；所述伸缩管的一端固定连接一个参考麦克风或误差麦克风，另一端与扬声器箱体固定连接，所述参考麦克风与扬声器之间的距离、扬声器与误差麦克风之间的间距均能通过伸缩管独立调节；所述参考麦克风、误差麦克风分别连接到控制器的输入端，控制器的输入端通过数据接口与扬声器连接；所述参考麦克风和误差麦克风的供电电路通过扬声器箱体的供电接口与外部供电装置相连。进一步的，所述伸缩管为多级可调节长度式结构，各级长度的调节通过螺旋转钮控制；进一步的，所述伸缩管的表面标注有常见噪声环境应配置的最优位置范围；进一步的，所述伸缩管为内部空心结构，所述参考麦克风和误差麦克风的供电电路通过伸缩管内部连接到扬声器箱体内，并通过扬声器箱体的供电接口与外部供电装置相连；所述参考麦克风和误差麦克风的数据传输电路通过伸缩管内部连接到扬声器箱体内，并通过扬声器箱体的数据接口与控制器相连。进一步的，所述伸缩管内部加装有电机，通过电机调整伸缩管的长度，即通过在电机控制处理单元内预置常见噪声环境所匹配的参考麦克风和误差麦克风分别与扬声器的布放位置，人为或自动根据噪声环境的变化操纵电机进行伸缩管的长度电动调节，应对噪声环境变化。本专利技术是一种通过调节伸缩管长度来控制麦克风与扬声器布放位置的新装置。采用该装置首先可以满足在待控制区域内进行有源噪声控制的需求，其次最重要的是，该装置可以通过改变自身电声器件的配置方式或通道数量以适应不同的噪声环境，无须再对每种不同噪声环境单独定制只对当前噪声环境有效的有源噪声控制系统，真正实现了一套系统应对多种不同噪声环境的多用途特性。同时大大节约了设计成本，不必对原有应用进行大规模定制化改装，使用者直接将配置方式与通道数量调整完成的可变长度的多用途有源噪声控制装置方便摆放在待控制区域，便可完成对当前噪声环境的有源噪声控制。同时，该专利技术还可根据需求的不同，装配或移除参考麦克风分别实现前馈式有源噪声控制或反馈式有源噪声控制。同时，本专利技术还公开了一种基于上述装置的有源噪声控制方法，包括下列步骤：步骤1：基于待控制区域的噪声环境，设置满足降噪需求的参考麦克风和误差麦克风数量；以及计算扬声器分别与参考麦克风和误差麦克风的工作间距：扬声器分别与参考麦克风、误差麦克风的工作间距使得参考麦克风的参考信号满足相干性准则；以及有源噪声控制装置中的控制器激励扬声器的电路延时小于噪声声波从扬声器到误差麦克风以声束扩散/传播所需的时间；步骤2：基于步骤1设置的参考麦克风和误差麦克风数量，以及扬声器分别与参考麦克风和误差麦克风的工作间距，调节本专利技术的可变长度的多用途有源噪声控制装置的参考麦克风和误差麦克风的布置数量，以及布放位置，得到待控制区域的有源噪声控制装置；步骤3：将待控制区域的有源噪声控制装置配置到待控制区域进行有源噪声控制处理：由参考麦克风拾取到噪声信号并发送给控制器；控制器生成控制信号，并驱动扬声器产生反噪声信号声波；误差麦克风接收到噪声声波和反噪声声波的叠加，再传回给控制器进行迭代处理，直至控制器刺激发声扬声器发生一个与噪声信号幅度相同、相位相反的声波信号，即反向声波信号；由误差麦克风接收噪声信号与反向声波信号后进行降噪处理；若有源噪声控制处理未能满足降噪需求，则对待控制区域的有源噪声控制装置中的各参考麦克风和误差麦克风分别与扬声器的间距进行微调。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过调节伸缩管长度来控制麦克风与扬声器布放位置，以实现一种无须再对每种不同噪声环境单独定制的广适性有源噪声控制技术，以，当针对多种不同噪声环境进行噪声控制处理时，不必对原有应用进行大规模定制化改装，使用者直接将配置方式与通道数量调整完成的可变长度的多用途有源噪声控制装置方便摆放在待控制区域，便可完成对当前噪声环境的有源噪声控制，大大节约单独定制的成本。同时，该专利技术还可根据需求的不同，装配或移除参考麦克风分别实现前馈式有源噪声控制或反馈式有源噪声控制。附图说明图1是降噪极限所受因素影响示意图；图2是本专利技术的扬声器箱体的内部结构示意图；图3是本专利技术的伸缩管的结构示意图；图4是本专利技术的有源噪声控制装置结构示意图；图5是本专利技术的有源噪声控制处理过程示意图；图6是将本专利技术的有源噪声控制装置应用于座椅头枕的结构示意图；图7是将本专利技术的有源噪声控制装置应用于窗口的结构示意图；图中，1——参考麦克风、2——伸缩管、3——扬声器、4——误差麦克风、5——供电接口、6——数据接口、7——螺旋旋钮。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施方式和附图，对本专利技术作进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可变长度的多用途有源噪声控制装置，包括参考麦克风、扬声器、误差麦克风、控制器、伸缩管、扬声器箱体，其特征在于，所述扬声器设置于扬声器箱体内，且所述扬声器箱体外表面配置有供电接口和数据接口；且所述扬声器的前端设置有多个误差麦克风，后端设置有多个参考麦克风；所述伸缩管的一端固定连接一个参考麦克风或误差麦克风，另一端与扬声器箱体固定连接，所述参考麦克风与扬声器之间的距离、扬声器与误差麦克风之间的间距均能通过伸缩管独立调节；所述参考麦克风、误差麦克风分别连接到控制器的输入端，控制器的输入端通过数据接口与扬声器连接；所述参考麦克风和误差麦克风的供电电路通过扬声器箱体的供电接口与外部供电装置相连。

【技术特征摘要】
1.可变长度的多用途有源噪声控制装置，包括参考麦克风、扬声器、误差麦克风、控制器、伸缩管、扬声器箱体，其特征在于，所述扬声器设置于扬声器箱体内，且所述扬声器箱体外表面配置有供电接口和数据接口；且所述扬声器的前端设置有多个误差麦克风，后端设置有多个参考麦克风；所述伸缩管的一端固定连接一个参考麦克风或误差麦克风，另一端与扬声器箱体固定连接，所述参考麦克风与扬声器之间的距离、扬声器与误差麦克风之间的间距均能通过伸缩管独立调节；所述参考麦克风、误差麦克风分别连接到控制器的输入端，控制器的输入端通过数据接口与扬声器连接；所述参考麦克风和误差麦克风的供电电路通过扬声器箱体的供电接口与外部供电装置相连。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述伸缩管为多级可调节长度式结构，各级长度的调节通过螺旋转钮控制。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述伸缩管的表面设置多级刻度。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述伸缩管的表面标注有常见噪声环境应配置的最优位置范围。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述伸缩管为内部空心结构，所述参考麦克风和误差麦克风的供电电路通过伸缩管内部连接到扬声器箱体内，并通过扬声器箱体的供电接口与外部供电装置相连；所述参考麦克风和误差麦克风的数据传输电路通过伸缩管内部连接到扬声器箱体内，并通过扬声器箱体的数据接口与控制器相连。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述伸缩管内部加装有电机，通过电机调整伸缩管的长度，即通过在电机控制处理单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：史创，姜南，李会勇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51