專利名稱：一種車內降噪系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于降噪領域，具體涉及一種車內降噪系統。
背景技術：
車輛的噪聲主要是由車噪聲、風噪聲、路噪聲構成的，傳統的消音、吸音、隔音措施對IOOOhz以上的頻譜噪聲是有效的，但是對低于IOOOhz以下的的低頻噪聲卻不能有效抑制，這是因為噪聲的頻率越低，波長越長，傳統降噪技術控制所需要的材料、結構也就越大， 這對于空間有限的車輛來說是不可能的。現有的降噪技術中，雖然出現了基于DSP處理的有源降噪技術，但該技術至今尚未用于車內降噪，即使用于車內，也僅限于對車內的噪聲做有限地抑制，而對于車內發動機振動源引起的振動噪聲卻不能起到很好地抑制效果，因此現有的降噪技術無法從根本上徹底解決車內噪聲的問題。
實用新型內容本實用新型為解決現有降噪技術對車內的振動噪聲束手無策的技術問題，提供了一種效果更好地車內降噪系統，該車內降噪系統既能對車內的風噪、路噪聲起到很好地降低、抑制作用，同時也能對車內的振動源噪聲起到很好地降噪作用。本實用新型的技術方案是一種車內降噪系統，包括至少一個第一傳聲器、第二傳聲器、DSP、放大模塊、揚聲器和壓電元件，該壓電元件覆蓋在車內振動源上，所述至少一個第一傳聲器采集初級噪聲， 經DSP進行濾波和反相處理，并通過放大模塊放大以及揚聲器轉換后輸出與初級噪聲源反相的次聲源，所述第二傳聲器采集初級振動噪聲，經DSP進行濾波和反相處理，并通過放大模塊放大以及壓電元件轉換后輸出與初級振動噪聲源反相的次力源。進一步，車內降噪系統還包括第三傳聲器，所述第三傳聲器放置在距離揚聲器 30mm-70mm位置，且該第三傳聲器通過DSP、放大模塊與揚聲器相連。進一步，所述放大模塊為雙通道放大器。進一步，所述雙通道放大器為與車內多媒體共用的數字功率放大器。進一步，所述第一傳聲器為多個，且多個第一傳聲器均勻設置在車內。進一步，所述壓電元件覆蓋在車內振動源的最強振動點上。進一步，所述第二傳聲器設置在距離車內最強振動點10mm-15mm位置。進一步，所述第一傳聲器、第二傳聲器和第三傳聲器采用單指向傳聲器，或者所述第一傳聲器、第二傳聲器或第三傳聲器采用單指向傳聲器。進一步，所述DSP選用的型號是TMS320F2812。進一步，所述DSP采用RLS算法進行自適應濾波、調整以及處理。從本實用新型的技術方案可以看出，車內降噪系統通過包括至少一個第一傳聲器、第二傳聲器、DSP、放大模塊、揚聲器和壓電元件，該壓電元件覆蓋在車內振動源上，所述至少一個第一傳聲器采集初級噪聲，經DSP進行濾波和反相處理，并通過放大模塊放大以及揚聲器轉換后輸出與初級噪聲源反相的次聲源，所述第二傳聲器采集初級振動噪聲，經 DSP進行濾波和反相處理，并通過放大模塊放大以及壓電元件轉換后輸出與初級振動噪聲源反相的次力源，使得本實用新型具備雙通道降噪功能，既能對車內的聲音噪聲(例如車噪聲、風噪聲和路噪聲等)起到降噪作用，也能對車內的振動源引起的振動噪聲也起到很好地抑制振動，從而更有效地降低噪聲。而且，本實施新型的結構簡單，推廣應用價值大。
圖1為本實用新型車內降噪系統提供的一實施例結構框圖。圖2為本實用新型車內降噪系統提供的另一實施例結構框圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型的核心在于，車內降噪系統采用了雙通道降噪技術，第一通道是由至少一個第一傳聲器、DSP、放大模塊和揚聲器組成，即至少一個第一傳聲器采集初級噪聲，經 DSP進行濾波和反相處理，并通過放大模塊放大、揚聲器轉換后輸出與初級噪聲源反相的次聲源，使得次聲源能夠與初級噪聲源相互抵消，從而降低了噪聲干擾；第二通道是由第二傳聲器、DSP、放大模塊和壓電元件組成，即第二傳聲器采集初級振動噪聲，經DSP進行濾波和反相處理，并通過放大模塊放大、壓電元件轉換后輸出與初級振動噪聲源反相的次力源，使得次力源能夠與初級振動噪聲源相互抵消，從而很好地降低了振動源產生的振動噪聲。為了使本領域技術人員更好地理解、實現本實用新型，以下通過具體實施例以及附圖進行詳細說明。圖1為本實用新型車內降噪系統提供的一實施例結構框圖，參閱圖1，車內降噪系統包括4個第一傳聲器1 (圖中未全部畫出)、第二傳聲器2、DSP3、放大模塊4、揚聲器5和壓電元件6，該壓電元件6覆蓋在車內振動源的最強振動點上，所述4個第一傳聲器1分別設置于車內的前、后、左、右位置，用于采集初級噪聲，經DSP3進行濾波和反相處理，并通過放大模塊4放大以及揚聲器5轉換后輸出與初級噪聲源反相的次聲源，使得次聲源能夠與初級噪聲源相互抵消，從而降低了噪聲干擾；所述第二傳聲器2設置在車內最強的振動源附近(例如距離車內最強振動點10mm-15mm位置)，用于采集初級振動噪聲轉換為電信號，該電信號經DSP3進行濾波和反相處理，并通過放大模塊4放大后，再由壓電元件6將電信號轉換為力信號即次力源輸出，該次力源與初級振動噪聲源反相，使得次力源能夠與初級振動噪聲相互抵消，從而很好地降低了振動源產生的振動噪聲。本實施例中，雖然第一傳聲器1為4個，但本實用新型的第一傳聲器1不限于4個， 還可為2個、3個、5個、6個等等，因為采用的第一傳聲器1越多，采集到的初級噪聲也越多， 因此其降噪地效果也越好，但同時存在，第一傳聲器1采用的越多，系統的成本也越大，因此，可綜合考慮第一傳聲器1的具體個數。另外，作為優選方案，多個第一傳聲器1均勻設置在車內，目的是，采集到的初級噪聲越廣泛。[0024]本實施例中，壓電元件6優選覆蓋在車內振動源的最強振動點上，該最強振動點可根據檢測并比較確定，以比亞迪FO車為例，該車內振動源最強振動點的位置是指發動機艙室與駕駛室之間的隔壁(當然，不同的車型其振動源的最強振動點具體位置不同)，在汽車處于怠速狀態時，隔壁的中心點上產生頻率為550hz-660hz的振動，這種振動無可避免的成為一種噪聲，當未使用本實用新型的車內降噪系統時，其實際測試為58dB，而使用本實用新型的車內降噪系統時，噪聲可降低4-6db，達到標準噪聲的閥值以下。上述實施例中，只需找到車內振動源的最強振動點的一個位置即可，可以理解的是，根據設計的需要，除了選擇車內振動源的最強振動點外，還可以選擇振動源第二強振動點，此時對于振動源第二強振動點，同樣地需在其上增加設置對應的壓電元件6以及在其附近增加設置第二傳聲器2，其工作原理同本實施例的車內振動源最強振動點，在此不做具體說明。另外，依次類推，還可以選擇振動源第三強振動點、振動源第四強振動點等等。本實施例中，所述放大模塊4可采用雙通道放大器，用于分別放大經DSP3濾波、反相處理后的信號以及經DSP3濾波、反相處理后的信號。當然，本實用新型的放大模塊4不限于上述雙通道的放大器，還可以由兩個放大器組成，即兩個放大器分別用于放大上述經 DSP3濾波、反相處理后的信號和經DSP3濾波、反相處理后的信號。作為本實施例的一種優選方案，所述雙通道放大器可選用與車內多媒體共用的數字功率放大器，以下是該雙通道放大器與車內多媒體共用數字功率放大器的工作過程通過車內多媒體的DSP3處理切換，在多媒體音響工作時，降噪系統處于關閉狀態，不會抵消音樂重放；音響關閉時，只是關閉音響的信號前置部分，數字功率放大器并不關閉，本降噪系統啟動工作，通過該數字功率放大器分別放大輸出信號到揚聲器5和壓電元件6。這樣，既降低了成本，也實現了音響與本車內降噪系統自成一體又互不干涉。作為本實施例的又一優選方案，所述第一傳聲器1、第二傳聲器2、第三傳聲器7采用單指向傳聲器，或者所述第一傳聲器1、第二傳聲器2或第三傳聲器7采用單指向傳聲器， 當然第一傳聲器1、第二傳聲器2和第三傳聲器7中也可以部分采用單指向傳聲器，目的是單指向傳聲器具有以下優點1、對所采集的噪聲信號具有明確的指向，對指向以外的信號則予以衰減，避免了聲場中其它聲信號的干擾。2、對所采集的信號進行了帶寬壓縮，把采集進入傳聲器的信號限制在50_900hz 的最強噪聲頻段中，減少了 DSP的數據處理量。本實施例中，所述DSP3選用的型號是TMS320F2812。本實施例中，所述DSP3優選采用RLS算法進行自適應濾波、調整以及處理，該算法相比于LMS算法，具有以下優點1)由于具有較快的收斂速度和對特征值分布不敏感的特性，因此是其成為處理這種信號的好方法；2)該算法采用遞歸最小二乘自適應濾波器應用自適應，方法和時間更新實現了維納濾波器。對于平穩信號，維納濾波器與RLS濾波器可以獲得相同的最優權。對于非平穩信號，RLS濾波器可實現對時變過程的跟蹤，而且其收斂速度也較快，因而，它被廣泛應用于語音增強、信道均衡、回聲抵消、雷達等需要進行快變跟蹤的信號處理領域。圖2為本實用新型車內降噪系統提供的另一實施例結構框圖，參閱圖2，車內降噪系統包括4個第一傳聲器1 (圖中未全部畫出)、第二傳聲器2、第三傳聲器7、DSP3、放大模塊4、揚聲器5和壓電元件6，該壓電元件6覆蓋在車內振動源的最強振動點上，所述4個第一傳聲器1分別設置于車內的前、后、左、右位置，用于采集初級噪聲，經DSP3進行濾波和反相處理，并通過放大模塊4放大以及揚聲器5轉換后輸出與初級噪聲源反相的次聲源；所述第二傳聲器2設置在距離車內最強振動點10mm-15mm位置，用于采集初級振動噪聲，經DSP3 進行濾波和反相處理，并通過放大模塊4放大以及壓電元件6轉換后輸出與初級振動噪聲源反相的次力源；所述第三傳聲器7放置在揚聲器5附近(例如距離揚聲器5為30mm-70mm 的位置)，該第三傳聲器7采集揚聲器5附近的噪聲，通過DSP3和放大模塊4與揚聲器5相連，目的是進行第二次降噪處理，進一步降低車內噪聲。由以上可知，該實施例是對上一實施例的進一步改進，即放置在距離揚聲器5為 30mm-70mm位置的第三傳聲器7，所述第三傳聲器7通過DSP3、放大模塊4與揚聲器5相連， 用于對車內噪聲進行第二次降噪處理，目的是，更好地實現車內降噪效果。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種車內降噪系統，其特征在于，包括至少一個第一傳聲器、第二傳聲器、DSP、放大模塊、揚聲器和壓電元件，該壓電元件覆蓋在車內振動源上，所述至少一個第一傳聲器采集初級噪聲，經DSP進行濾波和反相處理，并通過放大模塊放大以及揚聲器轉換后輸出與初級噪聲源反相的次聲源，所述第二傳聲器采集初級振動噪聲，經DSP進行濾波和反相處理， 并通過放大模塊放大以及壓電元件轉換后輸出與初級振動噪聲源反相的次力源。
2.根據權利要求1所述的車內降噪系統，其特征在于，車內降噪系統還包括第三傳聲器，所述第三傳聲器放置在距離揚聲器30mm-70mm位置，且該第三傳聲器通過DSP、放大模塊與揚聲器相連。
3.根據權利要求1所述的車內降噪系統，其特征在于，所述放大模塊為雙通道放大器。
4.根據權利要求3所述的車內降噪系統，其特征在于，所述雙通道放大器為與車內多媒體共用的數字功率放大器。
5.根據權利要求1所述的車內降噪系統，其特征在于，所述第一傳聲器為多個，且多個第一傳聲器均勻設置在車內。
6.根據權利要求1所述的車內降噪系統，其特征在于，所述壓電元件覆蓋在車內振動源的最強振動點上。
7.根據權利要求1所述的車內降噪系統，其特征在于，所述第二傳聲器設置在距離車內最強振動點10mm-15mm位置。
8.根據權利要求1至7任一項所述的車內降噪系統，其特征在于，所述第一傳聲器、第二傳聲器和第三傳聲器采用單指向傳聲器，或者所述第一傳聲器、第二傳聲器或第三傳聲器采用單指向傳聲器。
9.根據權利要求1至7任一項所述的車內降噪系統，其特征在于，所述DSP選用的型號是 TMS320F2812。
10.根據權利要求1至7任一項所述的車內降噪系統，其特征在于，所述DSP采用RLS 算法進行自適應濾波、調整以及處理。
專利摘要本實用新型提供一種車內降噪系統，包括至少一個第一傳聲器、第二傳聲器、DSP、放大模塊、揚聲器和壓電元件，該壓電元件設置在車內振動源位置，所述至少一個第一傳聲器采集初級噪聲，經DSP進行濾波和反相處理，并通過放大模塊放大以及揚聲器轉換后輸出與初級噪聲源反相的次聲源，所述第二傳聲器采集初級振動噪聲，經DSP進行濾波和反相處理，并通過放大模塊放大以及壓電元件轉換后輸出與初級振動噪聲源反相的次力源。克服了現有降噪技術對車內的振動噪聲束手無策的技術問題，本實用新型既能對車內的風噪、路噪聲起到很好地降低、抑制作用，同時也能對車內的振動源噪聲起到很好地降噪作用。
文檔編號H04R3/12GK201995115SQ20112002881
公開日2011年9月28日 申請日期2011年1月28日 優先權日2011年1月28日
發明者劉學光, 巫彩云, 康麗萍 申請人:比亞迪股份有限公司