消噪系统技术方案

本发明专利技术提供一种消噪系统，包括：将周围噪声集音并输出噪声信号的麦克风单元；具有输出噪声信号所包含的预定的频率区域的信号的滤波器电路、将上述滤波器电路的输出信号反相并放大的放大率大于０且小于１的反相放大电路、将反相放大电路的输出信号与噪声信号相加后输出的加法电路，生成并输出用于消除噪声的抵消信号的抵消信号生成装置；以及输出音频信号和抵消信号的扬声器单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可消除周围噪声的消噪系统，该消噪系统能校正由 特性引起的相位位移，并能输出精度更高的抵消信号。
技术介绍
能利用抵消音来消除周围噪声的消噪系统为由于在耳机 (headphone)等中使用，所以能用作在消除噪声的同时听到被再现 音乐的消噪耳机。消噪耳机被构成为将被安装在耳机外壳等上的 麦克风单元(microphone unit)集音的周围噪声转换为作为电信号的 噪声信号，并使用该噪声信号来生成用于消除人耳通过耳机外壳能 听见的的噪声的信号(抵消信号)，借助于与要再现的音乐一起从 耳机扬声器单元中输出的抵消音，使用者能够在周围噪声被消除的 状态下听音乐。最理想的是能够利用抵消音来完全消除人耳能听见的的噪声。 但是，构成消噪系统的麦克风单元和扬声器单元具有相位因频率而 发生位移的特性(相位特性)。该相位特性为越是低频率，相位 越相对超前，增益衰减，越是高频率，相位越相对滞后。由于从消 噪系统的扬声器单元输出的抵消信号受到该相位特性的影响，所以 很难生成可完全消除人耳能听见的的噪声的抵消信号。当受到这种 相位特性的影响而从扬声器单元输出噪声和产生了相对的相位位移 的抵消音时，不仅原本应实现的消除噪声的效果(抵消效果)降低， 而且由于抵消信号增强了噪声所包含的特定频率，反而会听到很大 的噪声。另外，抵消音的相位发生位移还存在其他原因。由于要消除的 周围噪声中包含多种声音，所以针对该噪声所包含的所有频率生成抵消信号是很困难的。因此，消噪系统使用滤波器电路在某种程度 上缩小了生成抵消信号的频带。在用于音频信号的滤波器电路中，有遮断预定频率以上的信号 的低通滤波器、遮断预定频率以下的信号的高通滤波器、遮断预定 频带以外的信号的带通滤波器、遮断预定频带的信号的陷波滤波器。消噪耳机构成为通过组合这些滤波器电路来使用，确定实现抵消效果的频带并生成预定的抵消信号。换句话说，利用滤波器电路从 噪声信号中抽取用于生成抵消信号的信号，从而限制了频带。根据这种结构，在特定的频带实现抵消效果，但在其以外的频带不能实 现抵消效果。因此，为了能够消除更多种类的噪声，安装多个滤波 器电路，利用开关等选择性地切换滤波器电路，从而能够增加可消 除的噪声的种类的消噪系统已众所周知(例如，参照专利文献1)。 专利文献l:日本特开平4- 8099号公报滤波器电路有使用了无源元件的无源型、使用了运算放大器等 的有源型等，但无论哪种滤波器电路都具有以下特性所输入的原 信号频率成分越低，相对地相位越超前而发生位移，频率成分越高， 相对地相位越滞后而发生位移。这样，消噪系统由于其结构产生的相位特性和滤波器电路具有 的相位特性，导致人耳能听见的的噪声与抵消音之间的相位相对地 发生位移。因此，为了输出更高精度的抵消信号来提高消噪效果， 需要能够生成并输出校正了上述相位特性的抵消信号的消噪系统。 对于相位特性的校正，只要实现具有噪声信号所包含的低频率的相 位相对滞后、高频率的相位相对超前这样的特性的电路即可。为了 用滤波器电路实现这种相位特性，需要在滤波器电路的构成元件中 使用在高频阻抗变低相位超前的元件、或者在低频阻抗变高相位滞 后的元件。但是，在电子电路中没有这种构成元件，所以不可能实 现
技术实现思路
抵消信号受到的相位特性的 影响，设法适当地组合各种滤波器使相位一致而不发生位移。由此， 很难出现由相位特性的影响产生的缺点。但是，哪种滤波器电路的 相位特性都是相对而言频率越低相位越超前、频率越高相位越滞后， 所以很难在成为多个滤波器电路的连接点的频率校正相位特性，在 该连接点的频率抵消效果极差，为了进一步防止该问题，需要抑制 整体的抵消量来取得平衡。因此，变成抵消效果不充分且进行在听 觉上不自然的输出的消噪系统。本专利技术鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种可消除周围 噪声的消噪系统，该消噪系统具有滤波器电路，该滤波器电路具备能校正以往的相位特性的相位特性，该消噪系统能够输出校正了相 位位移的抵消信号。本专利技术提供一种消噪系统，其包括将周围噪声集音并输出噪 声信号的麦克风单元；生成并输出用于消除上述噪声的抵消信号的 抵消信号生成装置；以及输出音频信号和上述抵消信号的扬声器单 元，上述消噪系统的特征在于，上述抵消信号生成装置包括输出上 述噪声信号所包含的预定的频率区域的信号的滤波器电路；将上述滤波器电路的输出信号反相并放大的放大率大于0且小于1的反相 放大电路；以及输出将上述反相放大电路的输出信号与上述噪声信 号相加后的抵消信号的加法电路。另外，本专利技术提供一种消噪系统，其包括将周围噪声集音并 输出噪声信号的麦克风单元；生成并输出用于消除上述噪声的抵消 信号的抵消信号生成装置；以及输出音频信号和上述抵消信号的扬 声器单元，上述消噪系统的特征在于，上述抵消信号生成装置包括 输出上述噪声信号所包含的预定的频率区域的信号的滤波器电路； 将上述滤波器电路的输出信号放大的放大率大于0且小于1的放大 电路；以及输出从上述噪声信号中减去上述放大电路的输出信号后 的抵消信号的减法电路。另外，本专利技术的特征在于，在上述消噪系统中，上述滤波器电路是低通滤波器，或者，上述滤波器电路是高通滤波器，或者，上 述滤波器电路是带通滤波器，或者，上述滤波器电路是陷波滤波器。 另外，本专利技术提供一种使用了消噪系统的消噪方法，其中消噪系统包括将周围噪声集音并输出噪声信号的麦克风单元；生成并 输出用于消除上述噪声的抵消信号的抵消信号生成装置；以及输出 音乐等音频信号和上述抵消信号的扬声器单元，上述抵消信号生成 装置包括输出上述噪声信号所包含的预定的频率区域的信号的滤波 器电路；将上述滤波器电路的输出信号反相并放大的放大率大于0 且小于1的反相放大电路；以及输出将上述反相放大电路的输出信 号与上述噪声信号相加后的抵消信号的加法电路，上述消噪方法的 特征在于，上述滤波器电路从上述噪声信号中抽取预定频带的信号 的步骤；将上述抽取出的信号反相并用大于0且小于1的放大率进 行放大的步骤；以及将上述反相放大后的信号与上述噪声信号相加 后输出的步骤，通过将上述相加后输出的信号从上述扬声器单元输 出，能够消除上述噪声。另外，本专利技术的特征在于，在上述消噪方法中，上述滤波器电 路是低通滤波器，或者，上述滤波器电路是高通滤波器，或者，上 述滤波器电路是带通滤波器，或者，上述滤波器电路是陷波滤波器。按照本专利技术，能够获得一种消噪系统以及消噪方法，其能够在 宽频带范围内合理地消除噪声，能够实现使用者不会感到不舒服的、 自然的消噪效果。附图说明图1是示意地表示作为本专利技术的消噪系统的一例的消噪耳机的 实施方式的剖视图。图2是表示上述消噪系统具有的消噪单元的信号处理系统的例 子的框图。图3是表示上述消噪单元具有的高通滤波器电路的相位特性的 例子的曲线图。图4是表示上述消噪单元具有的反相滤波器电路的相位特性的 例子的曲线图。图5是表示上述反相滤波器电路的增益特性的例子的曲线图。 图6是表示上述消噪系统具有的消噪单元的另一信号处理系统 的例子的框图。具体实施例方式说明本专利技术的消噪系统的实施方式的例子。在此，设为用于作 为消噪系统的一例的消噪耳机的例子。图l是仅示出了由左右一对 构成的消噪耳机的一侧外壳的概要图。图1中，在耳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消噪系统，包括：　将周围噪声集音并输出噪声信号的麦克风单元；　生成用于消除上述噪声的抵消信号并将其输出的抵消信号生成装置；以及　输出音频信号和上述抵消信号的扬声器单元，　上述消噪系统的特征在于，　上述抵消信 号生成装置包括：　输出上述噪声信号所包含的预定的频率区域的信号的滤波器电路；　将上述滤波器电路的输出信号反相来进行放大的放大率大于０且小于１的反相放大电路；以及　输出将上述反相放大电路的输出信号与上述噪声信号相加后的抵消信 号的加法电路。

【技术特征摘要】
JP 2008-8-21 2008-2131741.一种消噪系统，包括将周围噪声集音并输出噪声信号的麦克风单元；生成用于消除上述噪声的抵消信号并将其输出的抵消信号生成装置；以及输出音频信号和上述抵消信号的扬声器单元，上述消噪系统的特征在于，上述抵消信号生成装置包括输出上述噪声信号所包含的预定的频率区域的信号的滤波器电路；将上述滤波器电路的输出信号反相来进行放大的放大率大于0且小于1的反相放大电路；以及输出将上述反相放大电路的输出信号与上述噪声信号相加后的抵消信号的加法电路。2. —种消噪系统，包括将周围噪声集音并输出噪声信号的麦克风单元； 生成用于消除上述噪声的抵消信号并将其输出的抵消...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村富至，
申请(专利权)人：欧力天工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[]