032]噪声采集单元al6和噪声采集单元cl8分别通过音频线与降噪电路板a31上的信号放大单元对应连接，噪声采集单元bl7和噪声采集单元dl9分别通过音频线与降噪电路板b32上信号放大单元对应连接。反相噪声输出单元al2和反相噪声输出单元cl4分别通过音频线与降噪电路板a31上的音频功放单元对应连接，反相噪声输出单元bl3和反相噪声输出单元dl5分别通过音频线与降噪电路板b32上的音频功放单元对应连接。
[0033]在第三层上层支架3上设有低压供电模块33和遥控开关34，低压供电模块33和遥控开关34分别对应连接在两降噪控制电路上，低压供电模块33采用一节1.5V干电池，其中遥控器使用的是JYS-ZHXXX12V1T1-100TM-2型红外中继器。
[0034]以下是本发明工作原理为:
本发明利用主动噪声控制技术，主要靠噪声采集单元、信号放大单元、第一滤波单元、A/D转换单元、控制器单元(AS3420型)、D/A转换单元、第二滤波单元、音频功放单元、反相噪声输出单元组成的降噪电路来实现功能。
[0035]从外界传达到空间内的原噪声首先被噪声采集单元拾取；噪声采集单元采集的原噪声通过信号放大单元将拾取的原始信号放大，放大的信号使得声音特征更加明显，便于后续处理；接着放大后的信号经过信号放大单元到达第一滤波单元，通过第一滤波单元滤除模拟信号中混淆频率FS/2以上的频率成份，以保证A/D转换后的离散时间信号在频谱上不发生混淆；通过上述处理后的模拟信号经过第一滤波单元到达A/D转换单元，通过A/D转换单元将其转换为数字信号；接着放大的数字信号到达控制器单元，控制器单元对放大的数字信号进行相位分析，并根据相位分析结果，产生频率与原噪声相同，相位与原噪声相反(相差180度)的次级信号，从而完成噪声信号的主动降噪处理的功能；通过反相处理的次级信号经过控制器单元到达D/A转换单元，通过D/A转换单元将次级信号转换为模拟信号；接着模拟信号到达第二滤波单元，对次级信号进行D/A转换之后需要进行平滑滤波，其目的在于平滑D/A转换后的阶梯信号，滤除第一个抗混淆响应以外的所有信号；信号到达音频功放单元，将其放大；最后次级信号经过音频功放单元到达反相噪声输出单元，发出新的次级噪声，根据波的干涉叠加原理，次级噪声与原噪声的声波在交汇处的波长相同，相位相反，传播过程中，两波相互削弱或完全抵消，达到消声目的。
[0036]以下是提供一种检验装置用以检测本发明，从其结构和实施步骤方面进行详细说明:
如图4，该检验装置包括一个圆柱形有机玻璃管250，其内径为本发明降噪装置的底面外径(即底盘I外径)，即能把本发明降噪装置安装在一个端口上，在距本发明降噪装置一定距离处放置一台标准噪声发生器230作为噪声源。检测仪器为分贝仪310和频谱仪300，分别测量响度变化和频率变化，将分贝仪310的传感探头260和频谱仪300的传感探头270通过支架280固定在小空间内，通过数据线220将分贝仪310的传感探头260及频谱仪300的传感探头270分别和分贝仪310及频谱仪300相连，并将分贝仪310与计算机320相连，通过自带软件，自动测量并把结果反映在计算机320上，改变相关变量，借此进行实验分析。
[0037]图5展示了本发明降噪装置对中低频段(50dB_1000dB)的降噪能力测试结果。横坐标是标准噪声发生器发出的噪声频率(Hz)，纵坐标是使用本发明降噪装置后降噪幅度(dB)，曲线上的每个点代表对应频率上的降噪能力。从图中可以看出对不同的频率，本降噪装置具有不同的降噪能力，10Hz开始降噪能力急剧提升，并且在250Hz和400Hz这两个频率附近降噪效果最为明显，出现了两个最为明显的峰值，对于1000Hz以上的频率，降噪能力就开始下降了。
[0038]分析数据可知，对于250Hz的噪声本发明降噪装置能够降低12.80dB，对于400Hz的噪声本发明降噪装置能够降低12.46dB，远大于使用本发明降噪装置降低其他频率的分贝数。
[0039]图6展示了本发明降噪装置与检验装置中传感探头距离的关系。横坐标是降噪装置与检验装置中传感探头距离(cm)，纵坐标是不同频率的噪声在对应距离上降得的分贝数(dB)，这张图具体显示了 4种生活常见中低频噪声对应的降噪效果曲线图，每条曲线总体呈现出先上升后下降的趋势，由此可见降噪效果是随距离增大，先增强再逐渐衰减的。总体而言每条频率曲线在距离检验装置中传感探头25cm处都能够获得最佳降噪效果，在25cm后降噪效果没有变化甚至逐渐衰减。其中距离测量仪器传感探头1cm处，对于250Hz的低频噪声，能够降低22.53分贝的噪声，远远大于同距离的其他频率噪声，在20cm至40cm处，对于400Hz的低频噪声，能够降低16.7分贝左右的噪声，同样远远大于同距离的其他频率噪声，当与测量仪器传感探头距离大于40cm时，对于250Hz的低频噪声，能够降低15分贝的噪声，并有小幅度上升趋势。
[0040]分析数据可知，与检验装置中传感探头距离小于等于20cm时，最适宜降噪的频率是250Hz，与测量仪器传感探头距离大于20cm小于40cm时，最适宜降噪的频率是400Hz，与测量仪器传感探头距离大于等于40cm时，最适宜降噪的频率是250Hz。
[0041]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种适用于小空间的降噪装置，其特征在于:包括降噪控制电路和支架；所述降噪控制电路包括依次相连的噪声采集单元、信号放大单元、第一滤波单元、A/D转换单元、控制器单元、D/A转换单元、第二滤波单元、音频功放单元和反相噪声输出单元；所述支架包括底盘(I)和与底盘(I)连接的至少一组上层支架(3)，所述底盘(I)上开有输出口( 110)和输入口(120)，输入口(120)位于底盘(I)中部，输出口(110)位于底盘(I)的边缘；所述降噪控制电路的电路板安装在上层支架(3)上，降噪电路中的噪声采集单元设置在底盘(I)上的输入口( 120)位置，反相噪声输出单兀设置在底盘的输出口(110)位置。
2.如权利要求1所述的适用于小空间的降噪装置，其特征在于:降噪控制电路设置两组，每组包括两个噪声采集单元和两个反相噪声输出单元，所述底盘上设有四个输入口和四个输出口，两组的四个噪声采集单元分别对应设置在底盘(I)上四个输入口(120)的位置；两组的四个反相噪声输出单兀分别对应设置在底盘(I)上四个输出口(110)的位置。
3.如权利要求2所述的适用于小空间的降噪装置，其特征在于:四个噪声采集单元均采用PC-K100型电容拾音器；四个反相噪声输出单元均采用JVCMX10型40mm超薄扬声器。
4.如权利要求2所述的适用于小空间的降噪装置，其特征在于:所述支架设有二层上层支架，两组降噪控制电路的电路板分别设置在一层上层支架(3)上；底盘上的四个输入口位于底盘中部和四个输出口位于底盘边缘。
5.如权利要求1、2、3或4所述的适用于小空间的降噪装置，其特征在于:所述底盘(I)为圆形；所述输出口(110)和输入口(120)为圆形口均为圆形。
6.如权利要求4所述的适用于小空间的降噪装置，其特征在于:所述上层支架还设一层上层支架，所述降噪控制电路还包括低压供电模块(33)和遥控开关(34)，低压供电模块(33)和遥控开关(34)设置在该上层支架上。
7.如权利要求1所述的适用于小空间的降噪装置，其特征在于:所述底盘(I)和上层支架(3)均由有机玻璃制成。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于小空间的降噪装置，包括降噪控制电路和支架；降噪控制电路包括依次相连的噪声采集单元、信号放大单元、第一滤波单元、A/D转换单元、控制器单元、D/A转换单元、第二滤波单元、音频功放单元和反相噪声输出单元；支架包括底盘和与底盘连接的至少一组上层支架，底盘上开有输出口和输入口，输入口位于底盘中部，输出口位于底盘的边缘；降噪控制电路的电路板安装在上层支架上，降噪电路中的噪声采集单元设置在底盘上的输入口位置，反相噪声输出单元设置在底盘的输出口位置。本发明基于主动噪声控制技术的特点，从外界环境进入小空间的中低频噪声可以被有效的减少，从而有效的改善小空间内部的声学环境。
【IPC分类】G10K11-178
【公开号】CN104616650
【申请号】CN201510068988
【发明人】闫文辉, 郜海阳, 薛秋蒙, 虞历尧, 于田甜, 王超, 卜令兵, 黄兴友, 王震
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月10日