[发明专利]一种主动降噪控制系统和基于该系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其一种主动降噪控制系统和基于该系统的方法。

背景技术

在日常生活或工作中，降低噪声污染是一件很重要的事情，主动降噪技术，解决在一有限的空间内的主动降噪问题。现有主动噪声控制系统包括前馈主动噪声控制技术和反馈主动噪声控制技术。

如图1所示，包括噪声区6和静音区5，在噪声区6中的噪声源7发出噪音，噪音传输到静音区5内，前馈主动噪声控制技术和反馈主动噪声控制技术其基本原理是：通过初级传感器1(麦克风)采集到噪声信号，再将噪声信号传递到控制器2，由控制器2对噪声信号进行解析，生成一种与原噪声信号幅值相同，相位相反的次级噪声信号，再通过次级扬声器3产生声音，通过这种次级噪声与原噪声进行叠加，从而在静音区5实现降噪。并且还包括误差传感器4，所述误差传感器4通过采集剩余噪音传递给控制器，进行降噪调整。这种方法要求系统实时采集、实时计算、实际产生对冲声音，考虑到声音信号的复杂声学特性，要求系统的实时性特别高。运算量非常高，导致对硬件的性能要求非常高，产品价格昂贵。

因此，考虑到现有电子技术的限制，在现有技术水平下，需要设计一种可以提前设定相关参数，减少对系统实时性要求的一种主动控制噪声的系统和方法，在一定的范围内有效降低系统对电子产品的性能要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种对系统实时性要求不高，并且能够及时实现降噪的主动降噪控制系统和基于该系统的方法。

本发明是通过以下技术手段解决上述技术问题的：一种主动降噪控制系统，包括初级传感器、控制器、次级扬声器、误差传感器，所述初级传感器，用于接收噪声，初级扬声器用于产生于初级噪声发生干涉的次级噪声，误差传感器，用于检测发生干涉后的剩余噪声作为剩余噪声信号；控制器，用于收集所述剩余噪声信号，并相应地控制所述次级扬声器发出的次级噪声，其特征在于，还包括初级扬声器，所述初级扬声器用于模拟噪声信号，所述控制器带存储单元，存储单元用于存储噪音的相关信息，所述初级传感器、误差传感器、初级扬声器分别与控制器的三个输入端连接，控制器的输出端与次级扬声器连接。

优化的，该主动降噪控制系统还包括放大器，所述放大器设置在次级扬声器和控制器之间，所述控制器分辨待抑制剩余噪声的频段。

优化的，该主动降噪控制系统还包括FIR滤波器、延时估计器以及计权修正装置；所述初级传感器用于检测初级噪声作为初级噪声信号，并将初级噪声信号以此传送至所述延时估计器中，再由所述计权修正装置对初级噪声信号进行相应的修改得到修正信号，并将所述修正信号传输至所述FIR滤波器中，经所述FIR滤波器滤波后将所述信号传送至所述控制器，控制器对信号进行分析和计算后控制所述次级扬声器发出次级噪声，所述存储单元存储修正后的发出的次级噪声信息。

优化的，该主动降噪控制系统还包括与次级扬声器并联的第二扬声器，所述第二扬声器发出的第一补偿噪声用于消除所述次级噪声对所述初级传感器的干扰，所述初级传感器位于所述次级扬声器与第二扬声器两点连线的中垂线上，第一补偿噪声与所述次级噪声的幅值相同、相位相反。

优化的，所述存储单元分别存储第一补偿噪声的信息和初级噪声的信息。

优化的，该主动降噪控制系统还包括次级扬声器并联的第三扬声器以及移相器，所述移相器位于次级扬声器及第三扬声器之间，所述移相器用于控制所述第三扬声器发出第二补偿噪声，所述第二补偿噪声用于消除所述次级噪声对所述初级传感器的干扰，所述第三扬声器与所述初级扬声器均位于所述初级传感器背离所述噪声源的一侧。

所述存储单元分别存储第二补偿噪声的信息和初级噪声的信息。

本发明还公开一种使用上述任意一项所述的主动降噪控制系统进行主动降噪的方法，其此方法包括三个步骤：

(1)首先处于记录模式，通过初级传感器记录噪声的类型，并将噪音记录在存储单元中；

(2)然后进入调试模式，此时整个系统处于工作状态，初级传感器通过初级扬声器发出与噪声相同的声音，此噪音同时输入到控制器中，由控制器进行相关解析和计算，产生一个幅值相同，相位相反的信号波用于抵消在静音区的噪音，并通过误差传感器的信号进行多次的运算和校准，直到目标静音区内的噪声水平达到设定指标，此时将对应的对冲信号存储在存储器中；