窄帶噪聲主動控制設備的制作方法

本實用新型涉及噪聲控制技術領域，更具體地涉及一種窄帶噪聲主動控制設備。

背景技術：

噪聲污染廣泛存在于工業生產和日常生活中，而其中的周期性噪聲，如發動機、壓縮機、風扇及螺旋槳等旋轉或往復設備所發出的噪聲也十分常見。由于其噪聲能量集中分布于特定的頻帶，所以被稱為窄帶噪聲。隨著電子技術的進步，主動噪聲控制技術逐漸發展，相比于傳統的被動噪聲控制，主動噪聲控制具有成本低、靈活性高等優點。

本實用新型提供一種新的窄帶噪聲主動控制裝置。

技術實現要素：

根據本實用新型提供了一種窄帶噪聲主動控制設備，包括音頻模塊、控制模塊和揚聲器，所述音頻模塊，包括數字輸入端口、第一模擬端口和第二模擬端口；所述控制模塊，包括數據輸出端口，所述數據輸出端口與所述數字輸入端口通信連接，以用于將次級噪聲的噪聲數據傳輸給所述音頻模塊，其中，所述次級噪聲用于抵消環境噪聲；所述揚聲器，通過所述第一模擬端口與所述音頻模塊建立通信連接，用于播放所述音頻模塊接收到的所述次級噪聲，以消除環境噪聲；所述誤差噪聲采集模塊，通過所述第二模擬端口與所述音頻模塊建立通信連接，以用于將采集到的誤差噪聲的噪聲數據發送給所述音頻模塊，所述誤差噪聲通過所述環境噪聲與所述次級噪聲疊加產生。

其中，所述音頻模塊還包括數字輸出端口，所述控制模塊還包括數據輸入端口，所述音頻模塊的數字輸出端口與所述控制模塊的數據輸入端口通信連接，以用于傳輸所述誤差噪聲的噪聲數據至所述控制模塊。

其中，所述音頻模塊包括音頻處理器。

其中，所述音頻處理器為WM8731音頻器。

其中，所述控制模塊包括現場可編程門陣列處理器。

其中，所述誤差噪聲采集模塊包括聲學傳感器。

其中，所述誤差噪聲采集模塊為麥克風。

其中，還包括箱體，所述箱體包括安裝孔，所述音頻模塊、控制模塊設置在所述箱體內，所述揚聲器通過所述安裝孔安裝在箱體上。

其中，還包括箱體，所述箱體包括連接口，所述誤差噪聲采集模塊通過所述連接口與所述箱體內的所述音頻模塊的第二模擬端口連接。

本實用新型實施例提供的窄帶噪聲主動控制設備，可以用于窄帶噪聲主動控制，達到降噪的目的。

附圖說明

通過結合附圖對本實用新型實施例進行更詳細的描述，本實用新型的上述以及其它目的、特征和優勢將變得更加明顯。附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中，相同的參考標號通常代表相同部件或步驟。

圖1示出根據本實用新型一個實施例的窄帶噪聲主動控制設備的示意性結構框圖；

圖2示出根據本實用新型實施例的音頻模塊的示意性電路原理圖。

具體實施方式

為了使得本實用新型的目的、技術方案和優點更為明顯，下面將參照附圖詳細描述根據本實用新型的示例實施例。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是本實用新型的全部實施例，應理解，本實用新型不受這里描述的示例實施例的限制。基于本實用新型中描述的本實用新型實施例，本領域技術人員在沒有付出創造性勞動的情況下所得到的所有其它實施例都應落入本實用新型的保護范圍之內。

噪聲的產生會嚴重影響人們的日常生活和工作。例如，在人們駕駛出行的過程中，汽車車內的噪聲會影響車內乘客的體驗。本實用新型提供的窄帶噪聲主動控制設備可以對例如汽車車內發動機噪聲進行主動控制，在實際應用中，可以通過實時采集汽車發動機信號，分析出汽車發動機噪聲主要頻率，進而可以利用本實用新型提供的窄帶噪聲主動控制設備對其進行主動控制，達到降噪的目的。

下面將結合附圖對本實用新型提供的窄帶噪聲主動控制設備進行詳細描述，以使本領域技術人員能夠清楚、準確地理解本實用新型的技術方案。

圖1示出根據本實用新型一個實施例的窄帶噪聲主動控制設備的示意性結構框圖。

如圖1所示，本實用新型提供的窄帶噪聲主動控制設備100可以包括音頻模塊110、控制模塊120和揚聲器130。

音頻模塊110可以包括數字輸入端口111和第一模擬端口112，通過數字輸入端口111與控制模塊120通信連接，通過第一模擬端口112與揚聲器130通信連接。

示例性地，音頻模塊110可以采用具有數字信號處理能力的音頻處理器實現，可以理解，音頻處理器可以與例如電阻、電容、電感等元器件形成音頻電路，該音頻電路即音頻模塊110。其中，電阻、電容、電感等元器件的型號等根據實際情況調整，本實用新型不對此進行限制。

進一步地，本實用新型實施例的音頻模塊110采用WM8731音頻器實現。WM8731作為一個低功耗立體聲的編碼解碼器和一個集成的耳機驅動，它提供一個獨特的能力對于可編程的AD(Analog to Digital Convert，模擬-數字信號轉換)和DA(Digital to Analog Convert，數字-模擬信號轉換)采樣速率從一個時鐘源。WM8731對于外接DSP(Digital Signal Processing，數字信號處理)或者FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可編程邏輯門陣列)作為音頻數據處理時，其通過5線連接，bclk為bit時鐘的控制，DACLRC/ADCLRC為其數據采集速率，DACDAT和ADCDAT為數字端口和模擬端口，通過AD出來的數據進入FPGA中進行處理，通過FPGA處理過后的數據輸出DA內。圖2示出根據本實用新型實施例的音頻模塊的示意性電路原理圖，且為WM8731實現音頻模塊的電路原理圖，可以通過圖示及WM8731的原理理解音頻模塊的電路原理，在此不再贅述。

控制模塊120可以包括數據輸出端口121，數據輸出端口121與數字輸入端口111(例如，圖2中的DACDAT)通信連接，以用于將次級噪聲的噪聲數據傳輸給音頻模塊110，其中，次級噪聲用于抵消環境噪聲。本領域技術人員可以理解的是，本實用新型中所述的“連接”或者“通信連接”可以是物理連接或邏輯連接，例如有線連接和無線連接。控制模塊120可以是微控制器或者具有數據處理能力和/或指令執行能力的其他形式的處理器，例如，DSP、FPGA等等，也可以與一些電阻、電容等電子元器件組成控制模塊120。控制模塊120可以運行現有的指令或者程序(例如，FxLMS算法)實現生成次級噪聲，以及將次級噪聲發送給音頻模塊110。在本實用新型實施例中，由于FPGA運算處理能力強等特點，控制模塊120優選FPGA。

揚聲器130可以通過第一模擬端口112與音頻模塊110建立通信連接，用于播放音頻模塊110接收到的次級噪聲，以消除環境噪聲。次級噪聲的信號幅度與環境噪聲的信號幅度相同，且相位相反，因此能夠達到抵消環境噪聲的目的。

根據本實用新型一實施例，窄帶噪聲主動控制設備100還可以包括箱體(圖中未示出)，箱體用于將集中設置設備中的各個模塊。示例性地，箱體可以包括安裝孔，音頻模塊110、控制模塊120設置在箱體內，揚聲器130通過安裝孔安裝在箱體上，其中，安裝孔可以設置在箱體的任一個或者多個側面，例如，上、下、左、右、前和后側面。

如圖1所示，音頻模塊110還可以包括第二模擬端口113，以及窄帶噪聲主動控制設備100還可以包括誤差噪聲采集模塊140。誤差噪聲采集模塊140可以通過第二模擬端口113與音頻模塊110建立通信連接，以用于將采集到的誤差噪聲的噪聲數據發送給音頻模塊110，誤差噪聲通過環境噪聲與次級噪聲疊加產生。在實際應用中，誤差噪聲采集模塊140與揚聲器130可以分開設置安裝，降噪區域即假設誤差噪聲采集模塊140與揚聲器130之間相對的區域，例如誤差噪聲采集模塊140所在的垂直于地面的平面與揚聲器130所在的垂直于地面的平面之間圍夾的區域。舉例來說，假設窄帶噪聲主動控制設備100應用于汽車內時，誤差噪聲采集模塊140可以設置在汽車內部空間的尾部，揚聲器130可以設置在汽車內部空間的頭部(例如，副駕駛位置的正前方位置)，從而可以達到對汽車內部空間的降噪目的。

進一步地，音頻模塊110還可以包括數字輸出端口114，控制模塊120還可以包括數據輸入端口122。音頻模塊110的數字輸出端口114與控制模塊120的數據輸入端口122通信連接，以用于傳輸誤差噪聲的噪聲數據至控制模塊120。控制模塊120可以運行現有指令或者程序，根據誤差噪聲調整次級噪聲，具體可以參考相關技術，本實用新型不對此進行限制。

在一些示例中，誤差噪聲采集模塊140可以包括聲學傳感器。進一步地，誤差噪聲采集模塊140可以為麥克風，麥克風與音頻模塊110連接，采集誤差噪聲，并將誤差噪聲的數據發送給音頻模塊110。

根據本實用新型另一實施例，窄帶噪聲主動控制設備100還可以包括箱體(圖中未示出)，箱體用于將集中設置設備中的各個模塊。示例性地，箱體可以包括安裝孔，音頻模塊110、控制模塊120設置在箱體內，揚聲器130通過安裝孔安裝在箱體上，其中，安裝孔可以設置在箱體的任一個或者多個側面，例如，上、下、左、右、前和后側面。且箱體還可以包括連接口，誤差噪聲采集模塊140可以通過連接口與箱體內的音頻模塊110的第二模擬端口113連接。通過箱體的封裝，使設備更緊湊，在實際應用中，便于安裝設置。

應用本實用新型實施例提供的窄帶噪聲主動控制設備，可以用于窄帶噪聲主動控制，達到降噪的目的。

盡管本文已經參考附圖描述了示例實施例，應理解上述示例實施例僅僅是示例性的，并且不意圖將本實用新型的范圍限制于此。本領域普通技術人員可以在其中進行各種改變和修改，而不偏離本實用新型的范圍和精神。所有這些改變和修改意在被包括在所附權利要求所要求的本實用新型的范圍之內。

本領域普通技術人員可以意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、或者計算機軟件和電子硬件的結合來實現。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本實用新型的范圍。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的設備和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的設備實施例僅僅是示意性的，例如，單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個設備，或一些特征可以忽略，或不執行。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細節。然而，能夠理解，本實用新型的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應當理解，為了精簡本實用新型并幫助理解各個實用新型方面中的一個或多個，在對本實用新型的示例性實施例的描述中，本實用新型的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應將該本實用新型的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護的本實用新型要求比在每個權利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如相應的權利要求書所反映的那樣，其實用新型點在于可以用少于某個公開的單個實施例的所有特征的特征來解決相應的技術問題。因此，遵循具體實施方式的權利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權利要求本身都作為本實用新型的單獨實施例。

本領域的技術人員可以理解，除了特征之間相互排斥之外，可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設備的所有過程或單元進行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的每個特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。

此外，本領域的技術人員能夠理解，盡管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本實用新型的范圍之內并且形成不同的實施例。例如，在權利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

本實用新型的各個部件實施例可以以硬件實現，或者以在一個或者多個處理器上運行的軟件模塊實現，或者以它們的組合實現。本領域的技術人員應當理解，可以在實踐中使用微處理器或者數字信號處理器(DSP)來實現根據本實用新型實施例的導線懸掛點定位裝置中的一些模塊的一些或者全部功能。本實用新型還可以實現為用于執行這里所描述的方法的一部分或者全部的裝置程序(例如，計算機程序和計算機程序產品)。這樣的實現本實用新型的程序可以存儲在計算機可讀介質上，或者可以具有一個或者多個信號的形式。這樣的信號可以從因特網網站上下載得到，或者在載體信號上提供，或者以任何其他形式提供。

應該注意的是上述實施例對本實用新型進行說明而不是對本實用新型進行限制，并且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的范圍的情況下可設計出替換實施例。在權利要求中，不應將位于括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權利要求中的組件或步驟。位于組件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的組件。本實用新型可以借助于包括有若干不同組件的硬件以及借助于適當編程的計算機來實現。在列舉了若干裝置的單元權利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式或對具體實施方式的說明，本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。本實用新型的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。