[发明专利]一种主动降噪系统及方法

权利要求书

1.一种主动降噪系统，其特征在于，所述主动降噪系统包含：位于长方体内部平行布放的数字信号处理板(5)、模拟信号采集与输出板(4)、若干电源模块；所述长方体的左面上设置输入接口(6)、输出接口(7)、信号地接口(9)、外壳地接口(10)、电源插头(13)、电源保险(12)和电源开关(11)；

所述模拟信号采集与输出板包含两路模拟AD与两路模拟DA，并与主动降噪系统的输入接口(6)和输出接口(7)连接，所述输入接口(6)用于输入从声音换能器产生的模拟电信号，所述输出接口用于向外部电子设备输出主动降噪系统产生的降噪模拟信号；所述模拟信号采集与输出板用于对采集的声信号进行数模转换处理，产生数字信号；

所述数字信号处理板(5)与模拟信号采集与输出板平行布放，且两个板子的两端通过插针相连接，并通过另一个插针与网络通信接口连接；且所述数字信号处理模块，用于分析噪声信号的特征，将噪声信号划分为主要噪声源和次要噪声源；

其中，所述数字信号处理板(5)包含：数字滤波器模块和信号补偿处理模块；

所述数字滤波器模块包含若干数字滤波器，所有数字滤波器同时并行处理多路不同频带的信号，进而保留频带内的信号，衰减频带外的信号，保障整个通频带的频响平稳；

所述信号补偿处理模块，用于将采集到的模拟信号进行模数变换，再基于模数变换得到的数字信号获得信号的强度信息，最后再分析信号数值与时间的关系得到信号相位的信息；通过对多路滤波器产生的信号进行强度与相位的对比，进而得到主、次噪声的分析结果；最后根据主要噪声信号产生反向叠加信号。

2.根据权利要求1所述的主动降噪系统，其特征在于，所述的主动降噪系统的各个模块和单元布放于一个长方体内；

所述长方体的上表面为散热外壳(3)，且该散热外壳(3)与所述模拟信号采集与输出板平行放置，且该散热外壳(3)左半部分设置一个凸块，所述凸块为纯铝材料，且该凸块与所述模拟信号采集与输出板上表面相接触，进而起到将机壳内部的热量传导到即可外部的作用；

所述长方体下表面上放置若干电源模块；

所述信号地接口(9)与外壳地接口(10)分别用于设备间信号共地与外壳屏蔽接地；

电源插头13连接外部电源。

3.根据权利要求1所述的主动降噪系统，其特征在于，所述长方体的左面上还设置电源保险(12)和电源开关(11)；

所述电源保险(12)用于外部电源的过流保护；所述电源开关(11)控制主动降噪系统的开关工作。

4.根据权利要求1所述的主动降噪系统，其特征在于，所述数字信号处理板基于OMAPL137的嵌入式系统和FPGA芯片，且该板设有两个标准串口和一个10M/100M网口。

5.根据权利要求1所述的主动降噪系统，其特征在于，所述模拟信号采集与输出板(4)包含：

两个16bit且采样率4M/s的AD输入通道；

两个16bit的DA输出通道；

且输入接口(6)能够根据需要设置成电压输入或者电流输入模式。

6.根据权利要求1所述的主动降噪系统，其特征在于，

所述数字信号处理板(5)与模拟信号采集与输出板(4)通过两个分别为120针的PC104接插件连接，并通过8个连接铜柱固定在散热外壳上(3)上。

7.一种主动降噪方法，所述方法包含：

步骤101)声传感器采集声信号或者振动信号，将采集的声信号转换为电信号；

步骤102)将转换的电信号进行数字信号处理，通过对数字信号的分析，包括通过数字滤波得到信号的频谱分布，通过数值的大小分析得到信号的强度分布，进而根据频率与强度区分出主要噪声源与次要噪声源，然后根据主要噪声信号的特征，通过数模变换模块产生一个反向叠加模拟信号，该叠加信号频率与噪声信号相同，相位相反，强度相等，进行反向降噪；

其中，主要噪声的特征包含：信号的频率和强度；

所述步骤101)之前还包含：

通过若干路数字滤波器对噪声信号在不同频带进行滤波，从中分析得出信号的强度和信号的相位变化信息；

将得出的信号强度及相位变化信息进行统一对比，进而获得所有噪声信号中噪声作用最大的信号，同时记录所有噪声信号的数据并进行概率统计，进而判断未来一段时间内，各个噪声信号出现的概率；

采用上述统计信息，对产生的噪声进行降噪处理。