一种主动降噪装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种主动降噪装置，包括：装置本体；用于连接振动源的固定单元；用于检测振动源振动信号的振动检测单元；包括用于采用主动降噪算法处理振动源振动信号并产生去噪信号的主动降噪处理单元；用于根据去噪信号产生抵消振动源振动信号的振动发生单元；所述振动检测单元与主动降噪处理单元电性连接；主动降噪处理单元与振动发生单元电性连接；所述主动降噪处理单元设于电路板上，所述电路板还包括供电单元。本发明专利技术所述主动降噪装置便携性好，容易安装，操作方便，不需要对房间进行专门施工即可使用，有良好的环境融入度。

An active noise reduction device

【技术实现步骤摘要】
一种主动降噪装置
本专利技术涉及降噪
，具体而言，涉及一种主动降噪装置。
技术介绍
在现代城市生活中，各种生活生产设、机动车、建筑施工等，噪声污染随处可见，噪声不仅会让人感到烦躁、严重影响睡眠和心理健康，高强度噪声甚至会导致生理性和心理性的永久损伤。噪声污染作为当今社会的重要污染之一，长期占据环保投诉40％以上。为了降低噪声污染，隔声玻璃、中空玻璃等一些传统的被动降噪技术被广泛应用，被动降噪技术对于高频噪声隔离非常有效，但是无法有效隔离中低频的噪声，而常见的交通噪声、生活噪声等中低频噪声占比非常高。主动降噪技术对中低频噪声隔离和消减非常有效，研发一款采用主动降噪技术的噪声消除器用于改善居民生活中低频噪声水平的需求越来越迫切。
技术实现思路
本专利技术基于现有技术存在的问题，提供一种主动降噪装置，该装置具有时延小、有效工作频段宽的优点。本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种主动降噪装置，包括：装置本体；用于连接振动源的固定单元；用于检测振动源振动信号的振动检测单元；包括用于采用主动降噪算法处理振动源振动信号并产生去噪信号的主动降噪处理单元；用于根据去噪信号产生抵消振动源振动信号的振动发生单元；所述振动检测单元与主动降噪处理单元电性连接；主动降噪处理单元与振动发生单元电性连接；所述主动降噪处理单元设于电路板上，所述电路板还包括供电单元。本专利技术一具体实施例中，所述振动检测单元为激光非接触测振单元，采用激光反射非接触获得振动源的振动信号从而达到极低的时延要求(约10微秒)，包括集成光学芯片如基恩士的GP64-处理器，半导体激光元件、光学透镜组、感光元件如CMOS或PSD等，DSP处理芯片等，玻璃上的微米级振动转换成电信号，传出给电路板使用，其测量精度、量程以及时延控制需要与目标噪声相匹配，即测量精度需要满足微米级要求、量程需要达到毫米级要求，时延需要控制在微秒级，可以及时输出准确的玻璃振动信号即输入噪声信号。可直接采用业内厂家的定制模组，比如基恩士的LK-G5000系列和挚感光子的小型激光传感平台MD系列，从而保证测量时延均可以达到10微秒以内。本专利技术一具体实施例中，所述主动降噪处理单元包括滤波单元、A/D转换单元、主处理器、D/A转换单元、降噪算法单元，通过快速的主动降噪算法，可以产生特定频率段内频率与输入噪声信号相同、相位与输入噪声信号相反的振动信号，该单元需要有极强的处理能力，尽量降低系统处理时延。本专利技术一具体实施例中，所述主处理器选自包括STM32系列的ARM处理器、TM320系列的DSP处理器或FPGA处理器中一种。本专利技术一具体实施例中，主动降噪算法可采用常用的AP和LMS等算法，以LMS算法为例简述算法实施原理：通过LMS算法模块基于A/D转换后的噪声数据，获取在n时刻的噪声数据d(n)作为噪声信号，基于A/D转换后的玻璃振动输入噪声信号，获得n时刻的x(n)作为滤波器的输入信号，并获得滤波器在n时刻的输出数据y(n)作为滤波器的输出信号；将输出数据y(n)与噪声数据d(n)比较，得到两者之间的误差e(n)；通过所述误差e(n)修正在n时刻滤波器的权系数w(n)，依次迭代，最终使e(n)逐渐达到最小值；最终产生滤波器的输出信号，即为去噪信号。本专利技术一具体实施例中，所述振动发生单元为超磁致伸缩材料作动器，其输出端为顶杆，顶杆表面设有胶面。超磁致伸缩材料作动器采用超磁致伸缩材料制作，以满足系统微秒级低时延的要求，约10微秒，超磁致伸缩材料的长度为20-100mm，直径为1-5mm。在长度方面，超磁致伸缩材料的应变率约为千分之一，0.5mm的应变量既可以涵盖玻璃上的大部分场景的振动位移，又可以保证产品体积适中，所以推荐50mm的长度；在直径方面，主要考虑超磁致伸缩材料承受剪切应力的能力，推荐选用直径5mm的材料。超磁致伸缩材料作动器的振动输出端为顶杆，顶杆顶面优选为圆形，研究发现更有利于噪声在玻璃上的传递，在顶杆顶面设有合适厚度的强力胶面，既需要消除玻璃表面的凹坑不平整对作用力方向的影响，又需要保证该胶面厚度没有产生较大的缓冲，降低反向振动的强度，厚度推荐0.5mm，超磁致伸缩材料作动器通过该胶面与玻璃实现紧固连接，保证超磁致伸缩材料作动器发出的信号及时准确的传递到目标玻璃上。本专利技术一具体实施例中，所述固定单元与振动源接触面设有环形胶面，可以将设备牢固稳定的固定在振动源上，如玻璃。本专利技术一具体实施例中，所述电路板还设有无线通信模块，所述无线通信模块包括蓝牙或WIFI模块。本专利技术一具体实施例中，所述装置本体设有包括电源开关、激光警示灯和运行状态指示灯，分别在主板上相应的接口上电性连接。激光非接触测振单元需要与壳体之间包含必要的减振措施，比如减振橡胶垫和减震橡胶螺钉等。保证激光非接触测振单元振动尽量小，减小对振动信号的影响。本专利技术还提供了将上述主动降噪装置应用于中低频噪音的降噪处理，如安装于室内的玻璃上、交通工具的玻璃上包括汽车、火车、轮船、飞机、抽油烟机的机壳上等。本专利技术还提供了一种主动降噪方法，将上述主动降噪装置安置在振动源上，开启主动降噪装置进行降噪。装置本体以超磁致伸缩材料作动器为中轴线，超磁致伸缩材料作动器提供螺钉或者卡扣的形式与壳体相固定连接，超磁致伸缩材料作动器顶部布置焊接有主动降噪单元的电路板，电路板上集成安全低压直流供电单元，配置额外的交直流转换电源进行供电，电路板通过螺钉固定在外壳上。超磁致伸缩材料作动器与电路板通过超磁致伸缩材料作动器信号线或者插针等形式连接，实现信号传输和供电。激光非接触测振单元通过减震橡胶螺钉与外壳相连接，并通过激光非接触测振单元信号线与电路板相连接，实现信号传输和供电。其中，供电接口与供电单元的连接关系可参照任何现有关于电源供给技术所公开的电路连接方式。本专利技术实施例至少具有如下优点或有益效果：本专利技术利用主动降噪技术，通过采用激光非接触测振单元、超磁致伸缩材料作动器和高性能主动降噪处理单元的组合设计达成微秒级时延的系统方案，比目前业界系统时延仅能达到毫秒级的技术方案有明显改进，可以有效拓宽噪声消除器的有效工作频段至2000Hz，明显降低室外传递到室内的中低频噪声量级，改善声环境，进而提高生活品质和工作效率。本专利技术便携性好，容易安装，操作方便，不需要对房间进行专门施工即可使用，有良好的环境融入度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术的主动降噪装置纵截面结构图；图2是本专利技术的主动降噪装置横截面仰视结构图；图3是本专利技术的主动降噪装置实现原理框图；图4是本专利技术的主动降噪装置主动降噪算法原理图；图5是本专利技术的主动降噪装置系统时延计算图；图6是本专利技术的主动降噪装置频谱宽度计算图。图中，本体11，电源开关22，电路板33、振动发生单元44、振动检测单元55、固定单元66、振动源77、超磁致伸缩材料作动器顶杆11顶面胶面8、本体1周围环形胶面9、供电接口1010、超磁致伸缩材料作动器顶杆1111、激光非接触测振单元信号线12、超磁致伸缩材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动降噪装置，其特征在于，包括：装置本体；用于连接振动源的固定单元；用于检测振动源振动信号的振动检测单元；包括用于采用主动降噪算法处理振动源振动信号并产生去噪信号的主动降噪处理单元；用于根据去噪信号产生抵消振动源振动信号的振动发生单元；所述振动检测单元与主动降噪处理单元电性连接；主动降噪处理单元与振动发生单元电性连接；所述主动降噪处理单元设于电路板上，所述电路板包括供电单元。

【技术特征摘要】
1.一种主动降噪装置，其特征在于，包括：装置本体；用于连接振动源的固定单元；用于检测振动源振动信号的振动检测单元；包括用于采用主动降噪算法处理振动源振动信号并产生去噪信号的主动降噪处理单元；用于根据去噪信号产生抵消振动源振动信号的振动发生单元；所述振动检测单元与主动降噪处理单元电性连接；主动降噪处理单元与振动发生单元电性连接；所述主动降噪处理单元设于电路板上，所述电路板包括供电单元。2.根据权利要求1所述的主动降噪装置，其特征在于：所述振动检测单元为激光非接触测振单元，包括集成光学芯片、半导体激光元件、光学透镜组、感光元件、DSP处理芯片，或直接采用定制模组。3.根据权利要求1所述的主动降噪装置，其特征在于：所述主动降噪处理单元包括滤波单元、A/D转换单元、主处理器、D/A转换单元、降噪算法单元。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建，
申请(专利权)人：南京梦声科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32