控制anr設備中的穩定性的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開內容涉及控制聲噪聲減少(ANR)設備中的穩定性，并且具體涉及使用耳內外形的ANR設備。
【背景技術】
[0002]通過引用而結合于此的美國專利8，073，150和8，073，151描述一種用于在ANR系統中使用的允許系統設計者配置該系統的許多方面的數字信號處理器。具體而言，設計者可以配置信號處理器內的信號流拓撲和在拓撲內的許多點向信號應用的濾波器的系數。也可以在模擬電路中實施這樣的設計。
【發明內容】
[0003]—般而言，在一個方面中，提供有源降噪(ANR)耳機中的穩定性包括:測量聲場以生成第一輸入信號；使用ANR信號途徑中的第一濾波器和第一可變增益放大器對第一輸入信號進行濾波并且向第一輸入信號應用可變增益以產生第一濾波信號；輸出第一濾波信號；以及與輸出第一濾波信號同時:在ANR信號途徑中的點處對信號進行采樣并且使用第二濾波器對采樣的信號進行濾波以產生第二濾波信號。比較第二濾波信號與門限，以及如果比較發現第二濾波信號大于門限信號，則改變第一可變增益放大器的增益以衰減第一濾波信號。第二濾波器在10Hz與10kHz之間的相應第一和第二頻率范圍中應用第一和第二增益，第一和第二增益相差至少6dB。
[0004]實現方式可以在任何組合中包括以下特征中的一個或者多個特征。第二濾波器可以包括高通濾波器，其衰減在第一頻率范圍中的信號，并且使可以指示ANR信號途徑中的不穩定性的在第一頻率范圍內的信號通過。第二濾波器可以包括向在第一頻率范圍以下的信號應用第一增益、向在第一頻率范圍內的信號應用第二增益和向在第一頻率范圍以上的信號應用第三增益的多層濾波器。第二濾波器可以將在高信號電平可以在ANR信號途徑中造成不穩定性的第一頻率范圍中的信號衰減至少10dB并且使在第一頻率范圍以下的信號通過。第二濾波器可以在定義第一頻率范圍的下界的頻率完全地衰減信號。采樣可以向第二濾波器提供第一濾波信號。米樣可以向第二濾波器提供第一輸入信號。第一可變增益放大器可以位于第一濾波器之前。第一可變增益放大器可以位于第一濾波器之后。ANR信號途徑可以包括前饋ANR途徑，以及包括在ANR耳機以外測量聲場作為向前饋ANR途徑的輸入。
[0005]ANR信號途徑可以包括反饋ANR途徑，以及可以在ANR耳機以內測量聲場作為向反饋ANR途徑的輸入，第一和第二濾波信號是第一和第二濾波反饋信號。可以組合第一濾波反饋信號與濾波的輸入音頻信號以產生第一組合信號，以及采樣可以向第二濾波器提供第一組合信號。采樣可以在第一組合信號與濾波的前饋信號進一步組合以產生第二組合信號之后向第二濾波器提供第一組合信號。可以比較第二濾波器的反饋信號與第二門限，以及如果比較發現第二濾波反饋信號大于第二門限信號，則改變音頻輸入路徑上的第二可變增益放大器的增益以衰減音頻輸入信號。第二門限可以小于第一門限。
[0006]可以在ANR耳機以外測量聲場以生成向前饋ANR途徑的第一輸入前饋信號，其中使用第三濾波器和第二可變增益放大器對第一輸入前饋信號進行濾波和放大以產生第一濾波前饋信號。輸出第一濾波前饋信號并且組合第一濾波前饋信號與第一濾波反饋信號以產生組合的輸出信號，以及與輸出第一濾波前饋信號同時在前饋ANR途徑中的點處對信號進行采樣并且使用第四濾波器對采樣的信號進行濾波以產生第二濾波前饋信號。比較第二濾波前饋信號與第二門限；以及如果比較發現第二濾波前饋信號大于第二門限信號，則改變第二可變增益放大器的增益以衰減第一濾波前饋信號。第四濾波器可以在10Hz與10kHz之間的相應第一和第二頻率范圍中應用第一和第二增益，第一和第二增益相差至少6dB。第四濾波器可以包括高通濾波器，其衰減在第一頻率范圍以下的信號，并且使可以指示前饋ANR途徑中的不穩定性的在第一頻率范圍內的信號通過。可以使用可配置的數字信號處理器來實施ANR信號途徑。
[0007]—般而言，在一個方面中，一種有源降噪(ANR)系統包括:包括反饋麥克風、第一可變增益放大器和第一濾波器的反饋ANR信號途徑，包括前饋麥克風、第二可變增益放大器和第二濾波器的前饋ANR信號途徑，音頻輸入信號途徑，以及將來自反饋ANR信號途徑、前饋ANR信號途徑和音頻輸入信號途徑中的每個信號途徑的信號轉換成聲輸出信號的輸出換能器。反饋ANR信號途徑和前饋ANR信號途徑中的至少一個信號途徑包括第一旁鏈回路，第一旁鏈回路對在相應途徑內的信號進行采樣、向采樣的信號應用第三濾波器和基于第三濾波器的輸出與門限的比較來調整至少第一或者第二可變增益放大器。第三濾波器在10Hz與10kHz之間的相應第一和第二頻率范圍中向采樣的信號應用第一和第二增益，第一和第二增益相差至少6dB。
[0008]實現方式可以在任何組合中包括以下特征中的一個或者多個特征。第一旁路回路可以對由反饋ANR信號途徑輸出的信號進行采樣并且第三濾波器將在高信號電平可以在反饋回路中造成不穩定性的第一頻率范圍中的信號衰減至少10dB并且使在第一頻率范圍以下的信號通過。音頻信號途徑可以包括第三可變增益放大器，以及第二旁鏈回路可以從第一旁鏈回路接收第三濾波器的輸出并且基于第三濾波器的輸出與第二門限的比較來調整第三可變增益放大器。第一旁鏈回路可以對由前饋ANR信號途徑輸出的信號進行采樣，并且第三濾波器可以包括高通濾波器，其衰減在第一頻率范圍以下的信號，并且使可以指示前饋ANR信號途徑中的不穩定性的在第一頻率范圍內的信號通過。第一旁鏈回路可以對求和信號進行采樣，求和信號包括由反饋ANR信號途徑輸出的信號和由音頻輸入信號途徑輸出的信號。第一旁鏈回路可以對來自在第一或者第二可變增益放大器和第一或者第二濾波器之前的反饋或者前饋ANR信號途徑之一內的信號進行采樣。前饋和反饋ANR信號途徑可以包括集成、可配置的數字信號處理器。
[0009]—般而言，在一個方面中，提供有源降噪(ANR)耳機的數字反饋回路中的穩定性包括:測量在ANR耳機以內的聲場以生成第一輸入反饋信號；使用反饋ANR途徑中的第一濾波器和第一可變增益放大器對第一輸入反饋信號進行濾波和向第一輸入反饋信號濾波應用可變增益以產生第一濾波反饋信號；輸出第一濾波反饋信號；以及與輸出第一濾波反饋信號同時在反饋ANR途徑中的點處對反饋信號進行采樣并且使用第二濾波器對采樣的信號進行濾波以產生第二濾波反饋信號；比較第二濾波反饋信號與門限；且如果比較發現第二濾波反饋信號大于門限信號，改變可變增益放大器的增益以衰減第一反饋信號。第二濾波器在10Hz與10kHz之間的相應第一和第二頻率范圍中應用第一和第二增益，第一和第二增益相差至少6dB。
[0010]—般而言，在一個方面中，提供有源降噪(ANR)耳機的數字前饋途徑中的穩定性包括:測量在ANR耳機以外的聲場以生成第一輸入前饋信號；使用前饋ANR途徑中的第一濾波器和第一可變增益放大器對第一輸入前饋信號進行濾波和向第一輸入前饋信號應用可變增益以產生第一濾波前饋信號；輸出濾波的前饋信號；以及與輸出第一濾波前饋信號同時在前饋ANR途徑中的點處對前饋信號進行采樣并且使用第二濾波器對采樣的信號進行濾波以產生第二濾波前饋信號；比較第二濾波前饋信號與門限；以及如果比較發現第二濾波前饋信號大于門限信號，則改變可變增益放大器的增益以衰減第一濾波前饋信號。用于產生第二濾波前饋信號的濾波器在10Hz與10kHz之間的相應第一和第二頻率范圍中應用第一和第二增益，第一