一种ANC主动降噪的汽车功放集成系统技术方案

本发明专利技术公开一种ANC主动降噪的汽车功放集成系统，包括功放底板、车机，功放底板表面集成有对整车进行主动降噪的ANC模块，ANC模块直接从OBD口取电，ANC模块直接和汽车CAN总线进行CAN通讯，车机输出的娱乐音频信号混入ANC模块输出的降噪音频信号，由功放底板进行混音后输出给扬声器来抵消声波，以达到降噪的目的，对原车完全没有影响，主动降噪可以有选择的处理各种不合适、不悦耳的噪音，增加舒适性，与传统降噪方法相比，低频特性好，有更好的经济性，对车辆改动较小，不会增加整车质量，开启ANC模块消噪时，不影响娱乐系统功能，共用部分电路和器件，整体降低整车成本，是一种很好的创新方案，很有市场推广前景。

An ANC Active Noise Reduction Integrated System for Automotive Power Amplifier

The invention discloses an ANC active noise reduction automotive power amplifier integrated system, which includes a power amplifier floor and a locomotive. The surface of the power amplifier floor is integrated with an ANC module for active noise reduction of the whole vehicle. The ANC module takes electricity directly from the OBD port, the ANC module communicates directly with the automotive CAN bus, and the entertainment audio signal output by the locomotive is mixed with the noise reduction signal output by the ANC module, which is carried out by the power amplifier floor. After mixing, the speaker is output to cancel the sound wave to achieve the purpose of noise reduction, which has no effect on the original vehicle. Active noise reduction can selectively deal with all kinds of inappropriate and unpleasant noises and increase comfort. Compared with traditional noise reduction methods, the low-frequency characteristics are better, the economy is better, the vehicle changes are smaller, and the vehicle quality will not be increased. When the ANC module is turned on, no noise reduction will occur. Influencing the function of entertainment system, sharing part of the circuit and device, and reducing the cost of the whole vehicle as a whole are good innovative schemes, which have a good market prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种ANC主动降噪的汽车功放集成系统
本专利技术涉及车内主动降噪
，特别是涉及一种ANC主动降噪的汽车功放集成系统。
技术介绍
汽车噪声的来源主要有发动机噪声、轮胎转动噪声、进排气噪声等。目前常用的降噪技术是被动隔离技术，阻尼、吸声材料等，然而这些技术手段对车内高、中频噪声有较好的效果，但对低频噪声的抑制却普遍较差。随着汽车用户需求的提升和汽车相关技术的不断完善，ANC主动降噪的功放集成功能应运而生，以满足汽车用户对驾驶或乘坐体验需求。实现整车的主动噪音消除，从而提升整车的声音品质和NVH性能。但是，配置ANC模块需要对安装位置和连接线束进行设计，同时为了实现于整车CAN总线的通讯，还需要考虑整车CAN总线连接通讯，增加了一定的成本，存在着不足,不能满足社会高速发展的需求。综上所述，针对现有技术的缺陷，特别需要一种ANC主动降噪的汽车功放集成系统，以解决现有技术的不足。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，影响实际中的操作，本专利技术提出一种ANC主动降噪的汽车功放集成系统，设计新颖，不影响娱乐系统的正常使用，对车辆的改动非常小，降低使用的成本，已解决现有技术的缺陷。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种ANC主动降噪的汽车功放集成系统，包括功放底板、车机，功放底板表面集成有对整车进行主动降噪的ANC模块，ANC模块直接从OBD口取电，ANC模块直接和汽车CAN总线进行CAN通讯，车机输出的娱乐音频信号混入ANC模块输出的降噪音频信号，由功放底板进行混音后输出给扬声器来抵消声波，以达到降噪的目的。本专利技术的工作流程如下：第一步：点火钥匙打到ON，车机上电；第二步：车机通过CAN总线给功放发开机信息，功放收到后开机，扬声器就能正常发声；第三步：车开动过程中，ANC模块从CAN总线上实时读取发动机转速，当发动机转速落在预先设定的工作转速范围时，进行降噪处理。在本专利技术当发动机转速落在预先设定的工作转速范围时，按如下步骤来实现降噪：1)打开DSP芯片的定时器，每1ms中断一次；2)在中断里面启动4个通道进行AD采样，将通道内的模拟信号转换成数字信号；3)AD采样结束后产生中断，在中断里面将当前4个麦克风采集到的噪声信号读取出来，即模拟量转数字量；4)同时，将采集到的发动机转速58x信号进行滤波处理；5)将采集到的4路麦克风信号的数值和滤波后的58x信号数值输入给ANC模块的降噪计算单元；6)降噪计算单元根据这5路输入会计算出4路数字信号输出；7)DSP芯片将这4路数字信号通过SPI串行外设接口输出给DAC数字模拟转换器，DAC数字模拟转换器将这4路数字信号转换为与之对应的模拟信号；8)将这4路独立的模拟信号输出给4路独立的滤波电路，滤波电路截止频率为200Hz；9)最后通过接插件将滤波后的这4路模拟信号输出给功放底板，功放底板将这4路信号和车机输出的娱乐音频信号输出给扬声器来产相抵消声波，以达到降噪的目的。进一步，本专利技术如果检测到发动机转速不在预先设定的转速范围时，DSP会关闭定时器，后续动作随即都会关闭，ANC模块功能暂停。本专利技术的有益效果是：设计新颖，易于实现，对原车完全没有影响，主动降噪可以有选择的处理各种不合适、不悦耳的噪音，增加舒适性，与传统降噪方法相比，低频特性好，有更好的经济性，对车辆改动较小，不会增加整车质量，开启ANC模块消噪时，不影响娱乐系统功能，共用部分电路和器件，整体降低整车成本，实用性能优，是一种很好的创新方案，很有市场推广前景。附图说明下面结合附图和具体实施方式来详细说明本专利技术：图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术ANC模块原理图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。参见图1，一种ANC主动降噪的汽车功放集成系统，包括功放底板、车机，功放底板表面集成有对整车进行主动降噪的ANC模块，ANC模块直接从OBD口取电，ANC模块直接和汽车CAN总线进行CAN通讯，车机输出的娱乐音频信号混入ANC模块输出的降噪音频信号，由功放底板进行混音后输出给扬声器来抵消声波，以达到降噪的目的。本专利技术的工作流程如下：第一步：点火钥匙打到ON，车机上电；第二步：车机通过CAN总线给功放发开机信息，功放收到后开机，扬声器就能正常发声；第三步：车开动过程中，ANC模块从CAN总线上实时读取发动机转速，当发动机转速落在预先设定的工作转速范围时，进行降噪处理；在本专利技术当发动机转速落在预先设定的工作转速范围时，按如下步骤来实现降噪：1)打开DSP芯片的定时器，每1ms中断一次；2)在中断里面启动4个通道进行AD采样，将通道内的模拟信号转换成数字信号；3)AD采样结束后产生中断，在中断里面将当前4个麦克风采集到的噪声信号读取出来，即模拟量转数字量；4)同时，将采集到的发动机转速58x信号进行滤波处理；5)将采集到的4路麦克风信号的数值和滤波后的58x信号数值输入给ANC模块的降噪计算单元；6)降噪计算单元根据这5路输入会计算出4路数字信号输出；7)DSP芯片将这4路数字信号通过SPI串行外设接口输出给DAC数字模拟转换器，DAC数字模拟转换器将这4路数字信号转换为与之对应的模拟信号；8)将这4路独立的模拟信号输出给4路独立的滤波电路，滤波电路截止频率为200Hz；9)最后通过接插件将滤波后的这4路模拟信号输出给功放底板，功放底板将这4路信号和车机输出的娱乐音频信号输出给扬声器来产相抵消声波，以达到降噪的目的。如果检测到发动机转速不在预先设定的转速范围时，DSP会关闭定时器，后续动作随即都会关闭，ANC模块功能暂停。系统工作实施方式步骤如下：根据当前转速、车速等信息，ANC自动计算工况、选择消声算法参数；ANC模块通过ADC(模数转换器)获得麦克风当前车内噪声数字信号；ANC模块通过采集到的噪声信号、工况等判断是否满足消声条件，若满足条件则计算出消声信号，并输出；当前车辆的转速、车速发生变化时，ANC会重新计算工况，选择消音算法参数，重复步骤1—3；参见图2，ANC模块原理为：其中：x(n)表示初始的发动机噪声源；e(n)是麦克风接收到的主动控制后的总能量；P(z)是发动机至麦克风的路径传递函数；d(n)则是麦克风收到的发动机噪声信号；W(z)是自适应算法控制调节的权值；y(n)为控制后的扬声器输出的反相声波；H(z)是扬声器至麦克风的传递函数；y’(n)是麦克风接收到的扬声器的能量数值。因此发动机噪声传递到麦克风后的能量与主动发声系统控制扬声器发出的反相声波进行干涉叠加，得到干涉叠加后的信号：E(z)＝X(z)P(z)+X(z)W(z)H(z)控制目标为E(z)＝0，即噪声能被完全抵消。因此将e(n)的平方对权值W求偏导得到：进行离散化，并引入一个小于1的步长因子μ，得到权值调整公式如下Wn(z)＝Wn-1(z)–μE(z)X(z)H(z)C(z)是扬声器至麦克风的离线辨识得到的传递函数，替换H(z)；W(z)是权值，LMS算法实时调整得到W(z)，从而实现自适应实时控制。我们的目标是E(z)＝0，即噪声能被完全抵消，得到：X(z)P(z)+X(z)W(z)H(z)＝0整理后得到：P(z)＝-W(z)H(z)具体算法的步骤如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ANC主动降噪的汽车功放集成系统，包括功放底板、车机，其特征在于：功放底板表面集成有对整车进行主动降噪的ANC模块，ANC模块直接从OBD口取电，ANC模块直接和汽车CAN总线进行CAN通讯，车机输出的娱乐音频信号混入ANC模块输出的降噪音频信号，由功放底板进行混音后输出给扬声器来抵消声波，以达到降噪的目的。

【技术特征摘要】
1.一种ANC主动降噪的汽车功放集成系统，包括功放底板、车机，其特征在于：功放底板表面集成有对整车进行主动降噪的ANC模块，ANC模块直接从OBD口取电，ANC模块直接和汽车CAN总线进行CAN通讯，车机输出的娱乐音频信号混入ANC模块输出的降噪音频信号，由功放底板进行混音后输出给扬声器来抵消声波，以达到降噪的目的。2.根据权利要求1所述一种ANC主动降噪的汽车功放集成系统，其特征在于：工作流程如下：第一步：点火钥匙打到ON，车机上电；第二步：车机通过CAN总线给功放发开机信息，功放收到后开机，扬声器就能正常发声；第三步：车开动过程中，ANC模块从CAN总线上实时读取发动机转速，当发动机转速落在预先设定的工作转速范围时，进行降噪处理。3.根据权利要求2所述一种ANC主动降噪的汽车功放集成系统，其特征在于：当发动机转速落在预先设定的工作转速范围时；按如下步骤来实现降噪：1)打开DSP芯片的定时器，每1ms中断一次；2)在中断里面启动4个通道进行AD采样，将通道内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪占帅，代意坤，台卫华，
申请(专利权)人：上海迪彼电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31