本發(fā)明涉及聲學降噪技術(shù)領域，具體為一種主動消除噪音的空調(diào)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代社會隨著生活、工作節(jié)奏日益的加快，使得人們在工作、學習、休息時都需要更為安靜舒適的環(huán)境，因此噪音污染已經(jīng)成為影響人們生活質(zhì)量主要的因素，在噪音污染日益嚴重的當下，人們只能忍受噪音，對身心健康造成影響，于是人們開始尋找降噪措施，比如被動降噪，即利用質(zhì)量越高、隔音效果越好的物理材料屏蔽噪音，這種方法僅對高頻率聲音有效，不能降低低頻率噪音，且降噪能力僅能降低約十五至二十分貝，成本較高。

傳統(tǒng)降噪方式主要靠良好的密閉性以及材料特性在一定程度上將噪音隔離。被動降噪一般只能針對500Hz以上更高頻的聲音，尤其是對于在1KHz以上的噪音，被動降噪有一定的降噪能力，但想要獲得更好的降噪效果，以及對低頻率噪音進行處理，則需要付出極大的材料工程代價。主動降噪是結(jié)合了聲學和電學理論，采用有源噪音反相相消的方法，通過在腔體內(nèi)安裝主動降噪模塊，偵測噪音并通過降噪模塊驅(qū)動揚聲器產(chǎn)生與之振幅相同相位相反的聲波與之相抵消，從而實現(xiàn)良好的降噪效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處，本發(fā)明提供了一種主動消除噪音的空調(diào)，解決了背景技術(shù)中描述的低頻噪聲的問題，采用低功耗技術(shù)保證足夠的續(xù)航時長，隨用隨開，小巧便攜。

為實現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種主動消除噪音的空調(diào),包括殼體，其特征在于：殼體內(nèi)部安裝有麥克風拾音監(jiān)控單元、解析降噪輸出芯片、揚聲器、線材接口、藍牙模塊、電源和控制模塊；所述麥克風拾音監(jiān)控單元通過解析降噪輸出芯片分別與揚聲器、藍牙和控制模塊連接，所述解析降噪輸出芯片分別與麥克風拾音監(jiān)控單元、揚聲器、線材接口、藍牙模塊、電源和控制模塊連接，所述揚聲器分別與麥克風拾音監(jiān)控單元、解析降噪輸出芯片、線材接口、藍牙模塊、電源和控制模塊連接，所述線材接口分別與麥克風拾音監(jiān)控單元、解析降噪輸出芯片、揚聲器、藍牙和控制模塊連接，所述藍牙模塊、電源和控制模塊分別與麥克風拾音監(jiān)控單元、解析降噪輸出芯片、揚聲器、線材接口連接。

該可插拔線的主動降噪，通過麥克風拾音監(jiān)控單元監(jiān)控環(huán)境中的噪音，將噪聲信號傳至解析降噪輸出芯片，經(jīng)解析降噪輸出芯片運算分析后發(fā)出降噪信號指令，由揚聲器發(fā)出與噪音相位相反、振幅相同的聲波來抵消噪聲。有效解決了低頻噪音的問題，能夠提升音質(zhì)，具有小巧靈活，隨用隨開的特點，通過采用低功耗技術(shù)方案可有很長的待機時間。藍牙模塊包含在內(nèi)電路板上，可提供無線佩戴時的音頻信號由播放器(如配備藍牙功能的手機)到的傳輸。

優(yōu)選的，所述線材接口可以自由插拔，即無線狀態(tài)和有線狀態(tài)下都可以工作。

優(yōu)選的，所述降噪能夠識別背景噪聲并且發(fā)出與背景噪聲振幅相同、相位相反的反向聲信號進行抵消中和。

優(yōu)選的，藍牙模塊通過藍牙連接的方式進行連接和操作。

優(yōu)選的，所述控制模塊可以通過按鍵和遙控的方式進行操作。

優(yōu)選的，所述電源模塊通用于直接供電和電池。

進一步的，所述還包括充電板，充電板嵌在殼體上，可通過充電接口連接充電線給腔體內(nèi)的電源充電。

進一步的，殼體下方設置有線轉(zhuǎn)接插座，用戶在電池缺電情況下，可連接有線聽音樂。在無線佩戴時，可開啟降噪功能聽音樂或單獨作為降噪隔離外界噪聲。

與前饋式結(jié)構(gòu)相比，反饋式主動降噪結(jié)構(gòu)需要對麥克風和揚聲器的位置更精確地計算。麥克風和揚聲器的距離對系統(tǒng)的降噪效果影響很大。麥克風和揚聲器之間的距離導致麥克風收到的噪音信號和揚聲器回放的噪音信號間的相位差，且相位差隨著聲音頻率的升高而增大，一旦相位差大于60度，負反饋將會變成正反饋，容易引入嚴重嘯叫噪音。

本發(fā)明采用一種基于前饋式結(jié)構(gòu)的降噪電路濾波設計方法模型：噪音從被麥克風捕獲并通過信號處理到喇叭回放再傳到耳道必須與噪音從外部穿過再傳入耳道保持一致。

通過測量環(huán)境噪聲到人耳的傳輸函數(shù)(簡稱“傳函”)，噪聲到麥克風的傳函，揚聲器到人耳的傳函，再通過把噪聲到麥克風的傳函和揚聲器到人耳的傳函反相位與噪聲穿透達到人耳的傳函相減，即得到降噪電路濾波的傳函數(shù)據(jù)模型。通過這些測量，可以設計降噪電路的濾波器，用電路補償由于所引起的衰減與延時，這使得系統(tǒng)得以產(chǎn)成反相噪音信號，用于抵消穿透后人耳真正聽到的噪音。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過麥克風拾音監(jiān)控單元監(jiān)控環(huán)境中的噪音，將噪聲信號傳至解析降噪輸出芯片，經(jīng)解析降噪輸出芯片運算分析后發(fā)出降噪信號指令，由揚聲器發(fā)出與噪音相位相反、振幅相同的聲波來抵消噪聲。該可插拔線的主動降噪，有效解決了隔音效果有限及音質(zhì)效果差的問題，能夠提升音質(zhì)，具有小巧靈活，隨用隨開的特點，通過采用低功耗技術(shù)方案可有很長的待機時間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的降噪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的降噪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為降噪電路濾波設計方法模型；

圖5為聲音波特圖。

圖中：1麥克風拾音監(jiān)控單元、2解析降噪輸出芯片、3揚聲器、4線材接口、5藍牙模塊、6控制模塊、7電源模塊。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1-3，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種主動消除噪音的空調(diào),所述降噪內(nèi)部安裝有麥克風拾音監(jiān)控單元1、解析降噪輸出芯片2、揚聲器3、線材接口4、藍牙模塊5、控制模塊6和電源模塊7。所述麥克風拾音監(jiān)控單元1通過解析降噪輸出芯片2分別與揚聲器3、藍牙5和控制模塊連接6，所述解析降噪輸出芯片2分別與麥克風拾音監(jiān)控單元1、揚聲器3、線材接口4、藍牙模塊5、控制模塊6和電源模塊7連接，所述揚聲器3分別與麥克風拾音監(jiān)控單元1、解析降噪輸出芯片2、線材接口4、藍牙模塊5、控制模塊6和電源模塊7連接，所述線材接口4分別與麥克風拾音監(jiān)控單元1、解析降噪輸出芯片2、揚聲器3、藍牙模塊5、控制模塊6和電源模塊7連接，所述藍牙模塊5、控制模塊6和電源模塊7分別與麥克風拾音監(jiān)控單元1、解析降噪輸出芯片2、揚聲器3、線材接口4連接。

工作原理：麥克風拾音監(jiān)控單元1將監(jiān)控到的實時噪音信息傳達到解析降噪輸出芯片2，解析降噪輸出芯片2對噪音解析后，傳輸命令使揚聲器3發(fā)出與噪音波形相反的聲波；線材接口4感應接口的狀態(tài)，將數(shù)據(jù)傳達到解析降噪輸出芯片2和藍牙模塊5以協(xié)同發(fā)出降噪指令給揚聲器3。

如圖4所示降噪電路濾波設計方法模型：

仿生人耳16(以下簡稱“人耳”)，當未開啟主動降噪時，處于被動降噪狀態(tài)，一噪聲源NS發(fā)出噪聲經(jīng)過空氣，和耳道傳達到人耳，在人耳處用聲學測試儀器檢測此處聲音波形數(shù)據(jù)ES，所以噪聲源到人耳的傳遞函數(shù)H0S＝ES-NS；開啟主動降噪時，嵌入在遠離耳腔處的麥克風收到此處噪音信號AS,噪聲源到麥克風的傳遞函數(shù)為H1S＝AS-NS；麥克風收到的AS信號作為連接麥克風的降噪電路的輸入信號，通過降噪電路處理由揚聲器輸出信號BS，降噪電路的傳遞函數(shù)H2S＝BS-AS；揚聲器位于內(nèi)部最靠近耳腔處，輸出的信號通過耳道到達人耳，人耳偵測到的信號為E(-S)，揚聲器到人耳的傳遞函數(shù)H3S＝E(-S)-BS；若要人耳處達到噪聲抵消效果，則揚聲器輸出通過耳道到達人耳的信號E(-S)需與噪聲穿過傳遞到人耳的信號NS，幅度相同相位相反，記為E(-S)＝-ES。由此，可推算降噪電路濾波的傳遞函數(shù)H2S＝-H0S-H1S-H3S,其中，ES是噪聲到人耳的傳遞函數(shù)，H1S是噪聲到外側(cè)麥克風的傳輸函數(shù)，H3S是揚聲器到人耳的傳遞函數(shù)。根據(jù)檢測和計算出的傳遞函數(shù)H2S來設計降噪濾波電路。

本發(fā)明的實施例可以有兩種佩戴設置，一種是開啟主動降噪功能，另一種是關(guān)閉主動降噪功能即只有被動降噪。

如圖5的波特圖所示，接收80dB強噪聲12，未開啟主動降噪功能時，噪聲源到人耳16的實際測得的傳輸函數(shù)是曲線13，開啟主動降噪功能時，噪聲源通過左聲道到人耳16的實際測得的傳輸函數(shù)是曲線14，噪聲源通過右聲道到達人耳16的實際測得的傳輸函數(shù)是曲線15?？梢钥吹皆?kHz一下的低頻段，開啟主動降噪功能時的人耳16處獲得的噪聲13或14比未開啟主動降噪時減小了15到20dB,主動降噪效果顯著。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。