專利名稱：室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于噪聲污染抑制技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種室外噪聲清除系統(tǒng)，特別是由于室外施工建設(shè)引起較大環(huán)境噪聲，為保證室內(nèi)擁有一個安靜的空間而設(shè)計的噪聲清楚系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
都市的現(xiàn)代化，給城鎮(zhèn)居民帶來了方便和享受，但伴隨而來的噪聲污染，又給居民帶來了麻煩和傷害。雖然國家明確規(guī)定城市的普通住宅噪聲值，白天不得超過^dB,夜間不得超過45dB，但是城市中心區(qū)及繁忙馬路兩旁的居民樓的噪聲干擾都會超過這一規(guī)定指標(biāo)。要想改善這些區(qū)域居民住宅的噪聲干擾，一是限制馬路上交通工具的行駛，二是對居民住房內(nèi)進(jìn)行小環(huán)境噪聲治理。很顯然的是不可能限制馬路上的交通工具，因此只能考慮改善居民住房內(nèi)的環(huán)境?，F(xiàn)有技術(shù)的做法一般是在窗戶、門上做隔音處理，例如雙層玻璃、密封處理，對于較小的室外噪聲可以起到一定的抑制作用，但當(dāng)噪聲較大時，這種做法也無濟于事，因此需要考慮找到一種適應(yīng)環(huán)境噪聲的抑制方法，滿足居民的住房要求。眾所周知，同一聲源發(fā)出的聲音，經(jīng)過技術(shù)處理變?yōu)閮陕废辔幌喾础⒎认喈?dāng)?shù)穆曇艉?，再在同一空間播放，就會產(chǎn)生“靜音”。這一理論早在1934年的美國2043416號專利上已經(jīng)提出。隨后在上世紀(jì)四、五十年代就有“靜音機”、“飛行員耳麥”等產(chǎn)品問世。這些產(chǎn)品聲音傳播空間很小，而且，為了防止聲音在這個小空間內(nèi)反射，使兩路反相聲音的相位相對變化，在這個空間的四周貼滿了吸音材料。這些技術(shù)措施，對一套幾十平米的住房根本無法應(yīng)用，何況，每個人的審美觀念都不一樣，房間的裝修材料不可能也是良好的吸音材料。所以能在很小空間實現(xiàn)的技術(shù)，在大的空間內(nèi)很難成功。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決在房屋空間內(nèi)實現(xiàn)較好的隔音效果，為人們的居住環(huán)境創(chuàng)造一種安靜的氛圍的技術(shù)難題，設(shè)計了室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置，通過對室外的噪聲進(jìn)行定向接收，采集室外噪聲的大小，在噪聲竄入口處輸出與室外噪聲幅度相等、 相位相反的音頻信號，利用中和的思想來補償室外噪聲。本實用新型實現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置， 結(jié)構(gòu)中包括一個與室外噪聲同步反相的反噪聲源，關(guān)鍵是抑制裝置的電路結(jié)構(gòu)中包括室外噪聲定向接收及處理電路、衰減控制電路、多路數(shù)字功放電路、以及設(shè)置在室內(nèi)噪聲竄入口處的揚聲器，室外噪聲定向接收及處理電路將采集到的室外環(huán)境噪聲信號處理并生成反相信號發(fā)送至衰減控制電路的輸入端，衰減控制電路衰減處理后輸出反相噪聲信號至多路數(shù)字功放電路的輸入端，數(shù)字功放電路驅(qū)動揚聲器輸出與室外噪聲反相的補償噪聲信號。以上電路的原理是室外噪聲定向接收及處理電路收室外的噪聲，先處理為兩路相位相反的噪聲信號，然后輸入到噪聲抑制芯片中進(jìn)行抑噪，將反相的信號經(jīng)衰減控制電路衰減后，輸出與室外噪聲幅度相等、相位相反的音頻信號，進(jìn)而進(jìn)行噪聲補償。[0007]本實用新型的有益效果是選用成熟的抑制環(huán)境噪聲芯片ZY1421、ZY1623和單指向麥克風(fēng)設(shè)計的聲音定向接收電路，以保證該電路中的麥克風(fēng)前、后靈敏度在14dB以上， 用兩套這樣的電路，分別對噪聲竄入的窗口外，和室內(nèi)進(jìn)行噪聲接收，這就給整個系統(tǒng)提供了 ^dB以上的抑制噪聲能力。設(shè)定開關(guān)控制模塊電路，對室內(nèi)和室外的噪聲進(jìn)行評定，當(dāng)室內(nèi)較安靜、室外較嘈雜的情況下才進(jìn)行補償，設(shè)計更加合理。揚聲器的位置設(shè)置在噪聲竄入口處，可以有效避免噪聲通過室內(nèi)墻壁反射造成的相位變化。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1是本實用新型的電路框圖。圖2是室內(nèi)噪聲接收電路或室外噪聲接收電路的原理圖實施例。圖3是室內(nèi)噪聲比較電路或室外噪聲比較電路的原理圖實施例。圖4是衰減控制電路的原理圖。圖5是邏輯開關(guān)電路的原理圖。圖6是數(shù)字功放電路的原理圖。圖7是室內(nèi)噪聲處理電路的原理圖。圖1中，1是室外噪聲定向接收及處理電路，2是室外噪聲評比電路，3是衰減控制電路，4是邏輯開關(guān)電路，5是多路數(shù)字功放電路，6是室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路，7是室內(nèi)噪聲評比電路，8是平方根檢波電路，9是開關(guān)控制模塊電路。圖2-圖7中，R1-R42是電阻，C1-C21是電容，M是麥克風(fēng)，SPU SP2是揚聲器， D1-D3是二極管，Ql是場效應(yīng)管，U8是噪聲抑制芯片ZY1421，以上集成電路已經(jīng)商業(yè)化應(yīng)用，U9是噪聲抑制芯片的接口集成化電路ZY1623，以上芯片的原理電路已經(jīng)獲國家專利權(quán) (ZL201020233291. 6)、并申請了集成電路布圖設(shè)計，UlO是數(shù)字功放芯片，U1A、U1B、U1C、 U2A、U3A、U7A、U7B是放大器，U4A、U4B、U4C是施密特觸發(fā)器，U5A是與非門，U6A、U6B是電子開關(guān)。
具體實施方式
參看圖1，室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置，結(jié)構(gòu)中包括一個與室外噪聲同步反相的反噪聲源，關(guān)鍵是抑制裝置的電路結(jié)構(gòu)中包括室外噪聲定向接收及處理電路1、衰減控制電路3、多路數(shù)字功放電路5、以及設(shè)置在室內(nèi)噪聲竄入口處的揚聲器，室外噪聲定向接收及處理電路1將采集到的室外環(huán)境噪聲信號處理并生成反相信號發(fā)送至衰減控制電路3 的輸入端，衰減控制電路3衰減處理后輸出反相噪聲信號至多路數(shù)字功放電路5的輸入端， 數(shù)字功放電路驅(qū)動揚聲器輸出與室外噪聲反相的補償噪聲信號。以上電路的原理是室外噪聲定向接收及處理電路1收室外的噪聲，先處理為兩路異相的噪聲信號，然后輸入到噪聲抑制芯片中進(jìn)行抑噪，將反相的信號經(jīng)衰減控制電路3 衰減后，輸出與室外噪聲幅度相等、相位相反的音頻信號，進(jìn)而進(jìn)行噪聲補償。由于室內(nèi)也會產(chǎn)生噪聲，而且有可能補償輸出的噪聲遠(yuǎn)大于室內(nèi)環(huán)境的容忍值， 因此將本實用新型進(jìn)一步改進(jìn)，抑制裝置的電路結(jié)構(gòu)中還包括室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路6和平方根檢波電路8，室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路6采集室內(nèi)環(huán)境噪聲信號，處理并生成反相噪聲信號，發(fā)送至平方根檢波電路8的輸入端，經(jīng)檢波、放大后的直流脈動信號發(fā)送至衰減控制電路3的受控端。改進(jìn)的原理是根據(jù)室內(nèi)噪聲的大小來控制或調(diào)節(jié)反相補償噪聲的輸出值，進(jìn)而平衡室內(nèi)的噪聲。本實用新型還可以進(jìn)一步改進(jìn)，設(shè)定開關(guān)控制模塊電路9，對室內(nèi)和室外的噪聲進(jìn)行評定，當(dāng)室內(nèi)較安靜、室外較嘈雜的情況下才進(jìn)行補償，設(shè)計更加合理。方案是在衰減控制電路3與多路數(shù)字功放電路5之間還設(shè)置有開關(guān)控制模塊電路9，包括室內(nèi)噪聲評比電路 7、室外噪聲評比電路2和邏輯開關(guān)電路4，室內(nèi)噪聲評比電路7和室外噪聲評比電路2分別接收室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路6與室外噪聲定向接收及處理電路1發(fā)來的同相信號， 比較處理后發(fā)送至邏輯開關(guān)電路4的輸入端，邏輯開關(guān)電路4邏輯處理后輸出控制信號至電子開關(guān)。參看圖2-圖7，上述的室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路6與室外噪聲定向接收及處理電路1的結(jié)構(gòu)相同，包括設(shè)置在室內(nèi)或室外的麥克風(fēng)M、平衡輸入處理接口電路、噪聲抑制芯片U8、U9，以及配套阻容元件，麥克風(fēng)M采集的聲音信號經(jīng)移相處理接口電路輸出兩路異相的聲音信號，再經(jīng)噪聲抑制芯片U8、U9處理后輸出噪聲抑制后的聲音信號。上述的衰減控制電路3包括放大器U3A、場效應(yīng)管Ql和配套電阻，放大器U3A同相端接收室外噪聲定向接收及處理電路1發(fā)送的反相音頻信號，借助場效應(yīng)管Ql柵極接收的控制信號，調(diào)整增益后輸出音頻補償信號。上述的多路數(shù)字功放電路5由一組數(shù)字功放電路組成，每一個數(shù)字功放電路包括數(shù)字功放芯片UlO和周圍配套阻、容元件，數(shù)字功放芯片UlO的信號輸入端接收衰減控制電路3輸出的反相噪聲信號，放大后發(fā)送至兩個揚聲器SP1、SP2。上述的平方根檢波電路8包括由放大器U7B和電阻組成的一級放大電路、由二極管D3、電容C21組成的檢波電路、以及由放大器U7A和配套電阻組成的二級放大電路，放大器U7B的同相端接收室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路6輸出的反相信號，同相放大、檢波、直流放大后輸出直流脈動信號至衰減控制電路3的輸入端。上述的室內(nèi)噪聲評比電路7和室外噪聲評比電路2 —致，包括由放大器UlA和配套阻、容元件組成的放大電路，由二極管D2、電容、電阻組成的檢波電路，由放大器U1B、放大器UlC和配套電阻組成的兩級直流放大電路，以及由比較器U2A和配套電阻組成的電壓比較電路，室內(nèi)噪聲評比電路7接收和室外噪聲評比電路2分別接收室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路6和室外噪聲定向接收及處理電路1輸出的同相信號，放大、檢波、再放大、比較處理后輸出電壓信號至邏輯開關(guān)電路4的輸入端。上述的邏輯開關(guān)電路4包括與非門TOA、兩個電子開關(guān)U6A、U6B和配套的三個觸發(fā)器U4A、U4B、U4C，與非門U5A接收室內(nèi)噪聲評比電路7和室外噪聲評比電路2發(fā)來的比較信號，處理后輸出控制信號至兩個電子開關(guān)TOA、TOB。上述的揚聲器是矩形平面揚聲器。本實用新型在具體實施時，在室內(nèi)和室外分別設(shè)置麥克風(fēng)，并在室內(nèi)的噪聲竄入口處設(shè)置平面揚聲器，室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路6與室外噪聲定向接收及處理電路1 實時接收噪聲信號，通過室內(nèi)噪聲評比電路7和室外噪聲評比電路2進(jìn)行噪聲評定，只有當(dāng)室內(nèi)噪聲較小，室外噪聲較大時，才開啟電子開關(guān)U6A、TOB，輸出噪聲補償信號；如果室內(nèi)
6噪聲較大時，例如室內(nèi)正在談話、開會、或娛樂活動等，則無需進(jìn)行噪聲抑制，具體比較時的標(biāo)準(zhǔn)噪聲可以根據(jù)需要人為設(shè)定，使整個系統(tǒng)更加合理化。
權(quán)利要求1.室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置，結(jié)構(gòu)中包括一個與室外噪聲同步反相的反噪聲源，其特征在于抑制裝置的電路結(jié)構(gòu)中包括室外噪聲定向接收及處理電路(1)、衰減控制電路(3)、多路數(shù)字功放電路(5)、以及設(shè)置在室內(nèi)噪聲竄入口處的揚聲器，室外噪聲定向接收及處理電路(1)將采集到的室外環(huán)境噪聲信號處理并生成反相信號發(fā)送至衰減控制電路(3)的輸入端，衰減控制電路(3)衰減處理后輸出反相噪聲信號至多路數(shù)字功放電路 (5)的輸入端，數(shù)字功放電路驅(qū)動揚聲器輸出與室外噪聲反相的補償噪聲信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置，其特征在于抑制裝置的電路結(jié)構(gòu)中還包括室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路(6)和平方根檢波電路(8)，室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路(6)采集室內(nèi)環(huán)境噪聲信號，處理并生成反相噪聲信號，發(fā)送至平方根檢波電路(8)的輸入端，經(jīng)檢波、放大后的直流脈動信號發(fā)送至衰減控制電路(3)的受控端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置，其特征在于在衰減控制電路⑶與多路數(shù)字功放電路(5)之間還設(shè)置有開關(guān)控制模塊電路(9)，包括室內(nèi)噪聲評比電路(7)、室外噪聲評比電路⑵和邏輯開關(guān)電路G)，室內(nèi)噪聲評比電路(7)和室外噪聲評比電路( 分別接收室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路(6)與室外噪聲定向接收及處理電路 ⑴發(fā)來的同相信號，比較處理后發(fā)送至邏輯開關(guān)電路⑷的輸入端，邏輯開關(guān)電路⑷邏輯處理后輸出控制信號至電子開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置，其特征在于所述的室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路(6)與室外噪聲定向接收及處理電路(1)的結(jié)構(gòu)相同，包括設(shè)置在室內(nèi)或室外的麥克風(fēng)(M)、平衡輸入處理接口電路、噪聲抑制芯片(U8、U9)，以及配套阻容元件，麥克風(fēng)(M)采集的聲音信號經(jīng)移相處理接口電路輸出兩路異相的聲音信號，再經(jīng)噪聲抑制芯片(U8、U9)處理后輸出噪聲抑制后的聲音信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置，其特征在于所述的衰減控制電路C3)包括放大器(U3A)、場效應(yīng)管Oil)和配套電阻，放大器(U3A)同相端接收室外噪聲定向接收及處理電路(1)發(fā)送的反相音頻信號，借助場效應(yīng)管Oil)柵極接收的控制信號，調(diào)整增益后輸出音頻補償信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置，其特征在于所述的多路數(shù)字功放電路(5)由一組數(shù)字功放電路組成，每一個數(shù)字功放電路包括數(shù)字功放芯片 (UlO)和周圍配套阻、容元件，數(shù)字功放芯片(UlO)的信號輸入端接收衰減控制電路(3)輸出的反相噪聲信號，放大后發(fā)送至兩個揚聲器(SP1、SP2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置，其特征在于所述的平方根檢波電路(8)包括由放大器(U7B)和電阻組成的一級放大電路、由二極管(D3)、電容(C21)組成的檢波電路、以及由放大器(U7A)和配套電阻組成的二級放大電路，放大器 (U7B)的同相端接收室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路(6)輸出的反相信號，同相放大、檢波、 直流放大后輸出直流脈動信號至衰減控制電路(3)的輸入端。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置，其特征在于所述的室內(nèi)噪聲評比電路(7)和室外噪聲評比電路(2) —致，包括由放大器(UlA)和配套阻、容元件組成的放大電路，由二極管(D2)、電容、電阻組成的檢波電路，由放大器(U1B)、放大器(UlC) 和配套電阻組成的兩級直流放大電路，以及由比較器(U2A)和配套電阻組成的電壓比較電路，室內(nèi)噪聲評比電路(7)和室外噪聲評比電路(2)分別接收室內(nèi)噪聲定向接收及處理電路(6)和室外噪聲定向接收及處理電路⑴輸出的同相信號，放大、檢波、再放大、比較處理后輸出電壓信號至邏輯開關(guān)電路的輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置其特征在于所述的邏輯開關(guān)電路⑷包括與非門(U5A)、兩個電子開關(guān)(TOA、U6B)和配套的三個觸發(fā)器(U4A、U4B、 U4C)，與非門(TOA)接收室內(nèi)噪聲評比電路(7)和室外噪聲評比電路(2)發(fā)來的比較信號， 處理后輸出控制信號至兩個電子開關(guān)(U6A、U6B)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置其特征在于所述的揚聲器是矩形平面揚聲器。
專利摘要室外噪聲在室內(nèi)空間的抑制裝置，解決在房屋空間內(nèi)實現(xiàn)較好的隔音效果，為人們的居住環(huán)境創(chuàng)造一種安靜的氛圍的技術(shù)難題，結(jié)構(gòu)中包括一個與室外噪聲同步反相的反噪聲源，關(guān)鍵是抑制裝置的電路結(jié)構(gòu)中包括室外噪聲定向接收及處理電路、衰減控制電路、多路數(shù)字功放電路、以及設(shè)置在室內(nèi)噪聲竄入口處的揚聲器，室外噪聲定向接收及處理電路將采集到的室外環(huán)境噪聲信號處理并生成反相信號發(fā)送至衰減控制電路的輸入端，衰減控制電路衰減處理后輸出反相噪聲信號至多路數(shù)字功放電路的輸入端，數(shù)字功放電路驅(qū)動揚聲器輸出與室外噪聲反相的補償噪聲信號。本實用新型能夠使整個系統(tǒng)提供了28dB以上的抑制噪聲能力。
文檔編號E04B1/99GK201943215SQ201020685129
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者徐忠義, 徐海波 申請人:深圳市中資源科技發(fā)展有限公司