專利名稱：風(fēng)扇噪音消除系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種噪音消除系統(tǒng)，尤指一種風(fēng)扇噪音消除系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于信息科技發(fā)展迅速，電子產(chǎn)品(如計(jì)算機(jī)等)已在人們生活與工作中， 占有越來越重要的地位，且成為不可或缺的工具。而一般為了提升計(jì)算機(jī)的運(yùn) 作效能，使得計(jì)算機(jī)內(nèi)部工作的電子零件(例如中央處理器，Central Processing Unit)所消耗的功率也就越大，因此，導(dǎo)致電子零件所產(chǎn)生的熱效應(yīng)也越大，而 相對(duì)的計(jì)算機(jī)內(nèi)的溫度越高的工作曲線就越容易漂移，由此造成電子零件運(yùn)作 不穩(wěn)定，容易使計(jì)算機(jī)產(chǎn)生誤動(dòng)作，甚至產(chǎn)生計(jì)算機(jī)當(dāng)機(jī)現(xiàn)象，而嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒 毀計(jì)算機(jī)內(nèi)部工作的電子零件。由此可見，計(jì)算機(jī)的散熱一直是一個(gè)困擾業(yè)界 的問題，因而，利用風(fēng)扇來進(jìn)行電子零件的散熱，就成為計(jì)算機(jī)架構(gòu)中不可缺 的一環(huán)；因風(fēng)扇將計(jì)算機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的熱量帶走，使得計(jì)算機(jī)在運(yùn)作中能夠穩(wěn)定， 但風(fēng)扇雖解決計(jì)算機(jī)內(nèi)散熱的問題，然而，卻也延伸出風(fēng)扇在運(yùn)作時(shí)，產(chǎn)生噪 音帶來困擾的問題。
而風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音問題，使業(yè)者受到相當(dāng)?shù)闹匾暎驗(yàn)樵胍魰?huì)使人產(chǎn)生不 同程度的不安與焦慮感，增加疲倦度，降低工作效能，還甚者會(huì)造成心理與生 理的傷害，所以，有效地消除噪音不但在學(xué)術(shù)上有其意義，在工業(yè)上極具實(shí)用 價(jià)值，且對(duì)日常生活上的改善也有很大的幫助；目前一般風(fēng)扇噪音抑制方式可 分為被動(dòng)式噪音抑制與主動(dòng)式噪音控制(Active Noise Control,簡(jiǎn)稱ANC),其中 主動(dòng)式噪音控制是利用次音源干涉破壞噪聲源達(dá)到控制效果，但主動(dòng)式噪音控 制須通過個(gè)人計(jì)算機(jī)才能實(shí)現(xiàn)控制器，且費(fèi)用成本較高；而被動(dòng)式噪音抑制是 由本身機(jī)構(gòu)件做改善而達(dá)到噪音量減小為目的，如框罩形狀、扇葉形狀、靜 葉與肋條等設(shè)計(jì)改變，上述的條件因素改變?nèi)粜枰骖櫟缴岬囊?，通常?得風(fēng)扇的噪音值愈來愈大，且對(duì)于低頻噪音衰減效果有限。
然而，上述的被動(dòng)式噪音抑制與主動(dòng)式噪音控制再使用時(shí)，仍具有下列缺點(diǎn)
被動(dòng)式噪音抑制的機(jī)構(gòu)件尺寸設(shè)計(jì)改變或風(fēng)扇材質(zhì)改善，均將增加成本， 且對(duì)于低頻噪音則是無任何效果。
為了降低風(fēng)扇噪音量，加裝上額外的被動(dòng)扇葉或框架，使得風(fēng)扇產(chǎn)生的共 振頻率提早出現(xiàn)，導(dǎo)致風(fēng)扇壽命因此降低，且使得計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電子零件受到 共振的影響而損壞。
主動(dòng)式噪音控制雖需通過個(gè)人計(jì)算機(jī)才能實(shí)現(xiàn)控制器，因此，使得單位成 本高不符合需求。
是以，要如何解決上述現(xiàn)有的問題與缺陷，即為本案的發(fā)明人與從事此行 業(yè)的相關(guān)廠商所亟欲研究改善的方向所在。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的，在于提供一種風(fēng)扇噪音 消除系統(tǒng)，是偵測(cè)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變化所產(chǎn)生的前饋信號(hào)，與由感應(yīng)單元(Sensor)讀取 的反饋信號(hào)，并將上述信號(hào)傳送至信號(hào)放大單元做信號(hào)放大后，再傳送至信號(hào) 轉(zhuǎn)換單元以轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)，且經(jīng)由一復(fù)合式控制器接收數(shù)字信號(hào)，使復(fù)合 式控制器依據(jù)接收的數(shù)字信號(hào)做修正與快速收斂運(yùn)算，取得一反向數(shù)字信號(hào)， 信號(hào)轉(zhuǎn)換單元是接收反向數(shù)字信號(hào)再轉(zhuǎn)換為一反向模擬信號(hào)，且信號(hào)放大單元 將接收的反向模擬信號(hào)做功率放大，并產(chǎn)生一控制信號(hào)，依據(jù)控制信號(hào)驅(qū)使一 揚(yáng)聲器(Loudspeaker)發(fā)出反向聲波，因此，風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音聲波與揚(yáng)聲器發(fā)出的 反向聲波可相互抵消，有效地達(dá)到降低噪音，且散熱效果佳。
本發(fā)明的另 一 目的，所述的信號(hào)放大單元設(shè)有一前級(jí)放大器(Pre-Amplifie) 與一后級(jí)放大器(Power Amplifier),當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變化所產(chǎn)生的前饋信號(hào)，與感 應(yīng)單元偵測(cè)的反饋信號(hào)傳送至前級(jí)放大器做信號(hào)放大后，并通過信號(hào)轉(zhuǎn)換單元 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，傳遞給復(fù)合式控制器做修正與快速收斂運(yùn)算并取得反向數(shù) 字信號(hào)，且在經(jīng)由信號(hào)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換與后級(jí)放大器做功率放大處理后，并發(fā)出 控制信號(hào)以驅(qū)使揚(yáng)聲器產(chǎn)生與噪聲源大小相等，相位相反的聲波來減低噪音， 以降低風(fēng)扇所產(chǎn)生的寬帶噪音，并使散熱效果佳。


圖1為本發(fā)明的復(fù)合式控制器的系統(tǒng)示意圖
4圖2為本發(fā)明的電路方塊示意圖。
附圖標(biāo)記說明1-數(shù)字信號(hào)微處理器；131-前級(jí)放大器；10 -復(fù)合式控制器；133-后級(jí)放大器；102 -前饋式控制器；15 -感應(yīng)單元；103 -反饋式控制器；151-誤差麥克風(fēng)；12-信號(hào)轉(zhuǎn)換單元；16-揚(yáng)聲器；121-模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器；161-喇叭；123-數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器；3 -風(fēng)扇；13-信號(hào)放大單元。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的上述目的及其結(jié)構(gòu)與功能上的特性，將依據(jù)所附圖式的較佳實(shí)施例予以i兌明。
本發(fā)明是一種風(fēng)扇噪音消除系統(tǒng)，請(qǐng)參閱圖1 、圖2為本發(fā)明的 一較佳實(shí)施例，如圖所示本系統(tǒng)為一獨(dú)立單體(Standalone)的系統(tǒng)，其應(yīng)用的方式為主動(dòng)式噪音控制(Active Noise Control,簡(jiǎn)稱ANC)是針對(duì)風(fēng)扇低頻的噪音做處理，且不需搭配個(gè)人計(jì)算機(jī)做輔助使用，以達(dá)到節(jié)省成本；其中所述的系統(tǒng)至少包括一數(shù)字信號(hào)微處理器l(Micro Digital Signal Processor,簡(jiǎn)稱Micro-DSP)、 一感應(yīng)單元15(Sensor)與一揚(yáng)聲器16(Loudspeaker)，其中所述的感應(yīng)單元15是可為一誤差麥克風(fēng)15l(Error Microphone),是用以偵測(cè)反饋誤差的一反饋信號(hào)，并所述的揚(yáng)聲器16是可為一喇叭161(Speaker);所述的數(shù)字信號(hào)微處理器1是包括一復(fù)合式控制器(Hybrid controller"0、 一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元12、 一信號(hào)放大單元13,其中所述的信號(hào)放大單元13將接收的風(fēng)扇3轉(zhuǎn)速變化產(chǎn)生一前饋信號(hào)，與誤差麥克風(fēng)151偵測(cè)的反饋信號(hào)做信號(hào)放大處理，再傳送至所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元12，使信號(hào)轉(zhuǎn)換單元12將上述信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)(Digital Signals),而所述的復(fù)合式控制器10將接收到的數(shù)字信號(hào)做修正與快速收斂演算出一反向數(shù)字信號(hào)，并將反向數(shù)字信號(hào)再傳送至所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元12，使信號(hào)轉(zhuǎn)換單元12依接收的反向數(shù)字信號(hào)，再轉(zhuǎn)換為一反向模擬信號(hào)，所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元12將反向模擬信號(hào)傳送至所述的信號(hào)放大單元13，使得所述的信號(hào)放大單元13將接收到的反向模擬信號(hào)做功率放大處理后，產(chǎn)生一控制信號(hào)，喇叭161依據(jù)接收的控制信號(hào)發(fā)出一反向聲波，故，使得風(fēng)扇3產(chǎn)生的噪音聲波與喇叭161發(fā)出的反向聲波彼此相互抵消，以達(dá)到抑制噪音，且不影響到散熱的效果與可節(jié)省成本。
所述的信號(hào)放大單元13是分別設(shè)有 一 前級(jí)放大器131 (Pre-Amplifier,或稱前置級(jí)放大器)與一后級(jí)放大器(Power Amplifier,或稱功率放大器)133，所述的前級(jí)放大器131是以將接收到的信號(hào)做信號(hào)放大處理，且所述的前級(jí)放大器131與所述的誤差麥克風(fēng)151、風(fēng)扇3電連接，而所述的后級(jí)放大器133,是電連接喇叭161,且用在增強(qiáng)信號(hào)功率；所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元12分別設(shè)有一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器121(Analogue to Digital Converter,筒稱ADC)與 一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器123(Digital to Analogue Converter,簡(jiǎn)稱DAC),所述的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器121是用以將接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，且所述的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器121與所述的前級(jí)放大器131、復(fù)合式控制器10電連接，而所述的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器123是用以接收到的反向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為反向模擬信號(hào)，且所述的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器123與所述的后級(jí)放大器133、復(fù)合式控制器10電連接。
在所述的較佳實(shí)施例中，復(fù)請(qǐng)參閱圖l、圖2所示，所述的復(fù)合式控制器10是由一前饋式控制器102(Feed forward controller)與一反饋式控制器103(Feedbackcontroller)所構(gòu)成，所述的前饋控制器102具有性能佳與穩(wěn)定，而所述的反饋式控制器103具有收斂快速運(yùn)算，當(dāng)風(fēng)扇3運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，依據(jù)風(fēng)扇3轉(zhuǎn)速高低變化產(chǎn)生的前饋信號(hào)，傳送至所述的前級(jí)放大器131,同時(shí)，所述的誤差麥克風(fēng)151偵測(cè)反饋誤差的反饋信號(hào)也傳送至前級(jí)放大器131，使得所述的前級(jí)放大器131將反饋信號(hào)與前饋信號(hào)做信號(hào)放大，并將放大后的信號(hào)再傳送至所述的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器121，而所述的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器121將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，嗣，所述的復(fù)合式控制器10將讀取接收的數(shù)字信號(hào)做修正與快速收斂運(yùn)算后，并取得反向數(shù)字信號(hào)，由所述的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器123接收到的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為反向模擬信號(hào)后，再經(jīng)由所述的后級(jí)放大器133將反向模擬信號(hào)做功率放大處理，并產(chǎn)生控制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)喇叭161發(fā)出反向聲波，因此，使得風(fēng)扇3產(chǎn)生的噪音聲波可與喇叭161所發(fā)出的反向聲波相互抵消，以達(dá)到寬帶噪音消除的目的，并使散熱效果佳。
本發(fā)明未見公開與使用，也符合發(fā)明專利要件，依法提出申請(qǐng)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種風(fēng)扇噪音消除系統(tǒng)，其特征在于其至少包括一揚(yáng)聲器、一感應(yīng)單元以及一數(shù)字信號(hào)微處理器，其中，所述的數(shù)字信號(hào)微處理器設(shè)有一信號(hào)放大單元，其設(shè)有一前級(jí)放大器與一后級(jí)放大器，所述的前級(jí)放大器與所述的感應(yīng)單元電連接，且所述的后級(jí)放大器與所述的揚(yáng)聲器電連接；一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元設(shè)有一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器與一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，所述的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器電連接所述的前級(jí)放大器，且所述的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器與所述的后級(jí)放大器電連接；一復(fù)合式控制器，其與所述的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器電連接；與當(dāng)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生一前饋信號(hào)與所述的感應(yīng)單元偵測(cè)到一反饋信號(hào)，同時(shí)上述信號(hào)傳送至所述的前級(jí)放大器做信號(hào)放大處理后，傳送至所述的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)，所述的復(fù)合式控制器依據(jù)數(shù)字信號(hào)做修正與快速收斂演算出一反向數(shù)字信號(hào)后，再傳送到所述的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為一反向模擬信號(hào)，而所述的后級(jí)放大器將接收的反向模擬信號(hào)做功率放大處理，并產(chǎn)生一控制信號(hào)以驅(qū)使所述的揚(yáng)聲器動(dòng)作，使得達(dá)到寬帶噪音消除的目的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇噪音消除系統(tǒng)，其特征在于所述的復(fù)合式控 制器由 一前饋式控制器與 一反饋式控制器所構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇噪音消除系統(tǒng)，其特征在于所述的感應(yīng)單元 為一誤差麥克風(fēng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇噪音消除系統(tǒng)，其特征在于所述的揚(yáng)聲器為 一喇叭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇噪音消除系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)為一 獨(dú)立單體的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明是一種風(fēng)扇噪音消除系統(tǒng)，其至少包括一揚(yáng)聲器、一感應(yīng)單元以及一數(shù)字信號(hào)微處理器，其中，所述的數(shù)字信號(hào)微處理器設(shè)有一信號(hào)放大單元，其設(shè)有一前級(jí)放大器與一后級(jí)放大器，所述的前級(jí)放大器與所述的感應(yīng)單元電連接，且所述的后級(jí)放大器與所述的揚(yáng)聲器電連接；一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元設(shè)有一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器與一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，所述的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器電連接所述的前級(jí)放大器，且所述的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器與所述的后級(jí)放大器電連接；一復(fù)合式控制器，其與所述的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器電連接；因此，風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音聲波與揚(yáng)聲器發(fā)出的反向聲波可相互抵消，有效地達(dá)到降低噪音，且散熱效果佳。
文檔編號(hào)F04D25/02GK101498321SQ200810006408
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月2日
發(fā)明者廖元良, 廖翊宏, 李志仁, 蘇富誠 申請(qǐng)人:奇鋐科技股份有限公司