来自多个旋转设备的谐波噪声的主动降低的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及来自两个或更多旋转设备的谐波噪声的主动降低。
【背景技术】
[0002]发动机谐波消除系统是在机动车中(例如在车厢中或者在消声器组件中)使用的自适应前馈降噪系统，以用来降低或消除发动机谐波噪声。在待被消除的频率处的正弦波被用作自适应滤波器的输入。发动机谐波消除系统还使用一个或多个麦克风作为误差输入换能器。自适应滤波器可以改变输入正弦波的幅度和/或相位。自适应滤波器的输出被应用到产生声音的一个或多个换能器(即扬声器)，该声音与待被消除的不理想的发动机谐波声学相反。本系统的目标是通过自适应地最小化跨所有的误差麦克风输入信号的总能量而消除在感兴趣的频率或多个频率处的噪声。为了这样做，扬声器输出具有负增益。
[0003]谐波噪声消除系统还被用来消除或降低由除了发动机之外的其它旋转设备导致的噪声。机动车中的一个附加的噪声源是螺桨轴，其也被称为驱动轴。因为齿轮传动装置被用来将发动机旋转传递为螺桨轴旋转，螺桨轴旋转速率相对于发动机旋转速率不是固定的。发动机和螺桨轴因而可以是在不同频率处的车厢中的噪声源。
[0004]为了消除来自发动机和螺桨轴两者的噪声，降噪系统需要两个前馈自适应滤波器。当在被消除的两个频率重合或者靠近时，滤波器的稳定裕度可能会受到损害。这增加了滤波器算法的发散的可能性，其可导致响亮且明显的噪声伪影的产生。
【发明内容】
[0005]本公开的系统和方法用来降低可听的伪影是有效的，该伪影可在被消除的两个频率彼此过于靠近时由自适应前馈降噪系统产生。这可以通过确定被消除的频率的接近度并且基于该接近度改变一个或多个自适应滤波器的操作而实现。
[0006]以下提及的所有示例和特征可以以任何技术上可行的方式进行结合。
[0007]在一个方面，一种用于通过接收具有与多个旋转设备的旋转速率相关的频率的多个输入信号、并且致使一个或多个扬声器产生在与由旋转设备导致的噪声大约相同的频率处的并且具有基本上相反相的声音而降低噪声的系统，该系统包括多个噪声消除器，每个噪声消除器包括谐波频率计算器和自适应滤波器，该谐波频率计算器从输入信号计算谐波频率并且向生成输出正弦波的正弦谐波生成器提供谐波频率，该自适应滤波器使用正弦波来产生被用来驱动一个或多个换能器的降噪信号，其中该一个或多个换能器的输出被引导以降低由旋转设备导致的噪声。还存在重叠检测器，其比较谐波频率并且基于谐波频率的接近度而改变自适应滤波器中的一个或多个的操作。
[0008]各个实施例可以包括以下特征中的一个，或者其任意组合。重叠检测器可以通过改变自适应滤波器的一个或多个可变参数的值而改变一个或多个自适应滤波器的操作；可变参数可以包括自适应滤波器的自适应步长，其中该步长在频率的接近度靠近时被减小。例如，当两个输入信号频率大致上重合时，自适应步长可以被减小大约一半。该系统还可以包括存储频率的接近度与自适应滤波器参数的值的产生的变化之间的关系的计算机存储器。换能器输出可以被引导到机动车的车厢中。旋转设备可以是车辆发动机以及车辆螺桨轴。
[0009]在另一方面，一种用于通过接收具有与机动车的多个旋转设备的旋转速率相关的频率的多个输入信号、并且致使一个或多个扬声器产生在与由旋转设备导致的噪声大约相同的频率处的并且具有基本上相反相的声音而降低噪声的系统，该系统包括多个噪声消除器，每个噪声消除器包括谐波频率计算器和自适应滤波器，该谐波频率计算器从输入信号计算谐波频率并且向生成输出正弦波的正弦谐波生成器提供谐波频率，该自适应滤波器使用正弦波来产生被用来驱动一个或多个换能器的降噪信号，其中该一个或多个换能器的输出被引导以便于降低由旋转设备导致的车厢中的噪声。存在重叠检测器，其比较谐波频率并且基于谐波频率的接近度而改变自适应滤波器中的一个或多个的操作，其中该重叠检测器通过改变自适应滤波器的一个或多个可变参数的值而改变自适应滤波器中的一个或多个的操作，其中可变参数包括自适应滤波器的自适应步长，并且该步长在频率的接近度靠近时被减小。计算机存储器存储频率的接近度与自适应滤波器参数的值的产生的变化之间的关系。旋转设备可以是车辆发动机以及车辆螺桨轴。
[0010]在又一方面，一种用于操作主动降噪系统的方法，主动降噪系统被适配为降低由多个旋转设备导致的噪声，其中存在具有与旋转设备的旋转速率相关的频率的系统输入信号，并且其中主动降噪系统包括与输入信号中的每个输入信号相关联的单独的自适应滤波器，自适应滤波器具有影响其输出的调整参数，自适应滤波器输出被用来驱动一个或多个换能器的降噪信号，其中该一个或多个换能器的输出被引导以降低由旋转设备导致的噪声，该方法包括:确定输入信号的频率的接近度，并且基于输入信号的频率的所确定的接近度而改变一个或多个可变参数的值。
[0011]各个实施例可以包括以下特征中的一个，或者其任意组合。该方法可以进一步包括在计算机存储器中存储频率的接近度与自适应滤波器参数的值的产生的变化之间的关系。可变参数可以包括自适应滤波器的自适应步长，并且步长在频率的接近度靠近时可以被减小。当两个输入信号频率大致上重合时，自适应步长可以被减小大约一半。可变参数的值可以被计算并且提供至自适应滤波器。这些频率的接近度可以由重叠检测器所确定，该重叠检测器提供控制信号以影响可变参数的值的计算。换能器输出可以被引导到机动车的车厢中。旋转设备可以包括车辆发动机以及车辆螺桨轴。
[0012]在另一方面，一种用于操作主动降噪系统的方法，主动降噪系统被适配为降低由机动车的多个旋转设备导致的噪声，其中存在具有与旋转设备的旋转速率相关的频率的系统输入信号，并且其中主动降噪系统包括与输入信号中的每个输入信号相关联的单独的自适应滤波器，自适应滤波器具有影响其输出的调整参数，自适应滤波器输出被用来驱动一个或多个换能器的降噪信号，其中它们的输出被引导到机动车的车厢中以便于减小由旋转设备导致的车厢中的噪声，该方法包括确定输入信号的频率的接近度。一个或多个可变参数的值基于输入信号的频率的所确定的接近度而被改变，其中可变参数包括自适应滤波器的自适应步长，并且步长在频率的接近度靠近时被减小，其中可变参数的值被计算并且被提供至自适应滤波器，并且其中频率的接近度由重叠检测器确定，重叠检测器提供控制信号以影响可变参数的值的计算。计算机存储器存储频率的接近度与自适应滤波器参数的值的产生的变化之间的关系。旋转设备可以是车辆发动机以及车辆螺桨轴。
【附图说明】
[0013]图1是可以被用来实现本发明的系统、设备和方法的谐波消除系统的示意性框图。
[0014]图2图示了车厢中的噪声。
【具体实施方式】
[0015]附图中的图1的元素作为框图中的离散元素被示出及描述。这些可以被实施为一个或多个模拟电路或者数字电路。可替代地或者附加地，它们可以利用执行软件指令的一个或多个微处理器来实现。该软件指令可包括数字信号处理指令。通过模拟电路或通过微处理器执行进行模拟运算的等效物的软件，可以执行各种操作。信号线可以被实施作为离散模拟或数字信号线，作为具有能够处理单独信号的适当信号处理的离散数字信号线，作为多路复用数字信号总线，和/或作为无线通信系统的元件。
[0016]当处理在框图中被表示或者被暗指时，这些步骤可以被一个元件或者多个元件执行。这些步骤可以被一起执行或者在不同时间执行。执行活动的元件可以在物理上相同的或者接近于彼此，或者可以在物理上分开。一个元件可以执行多于一个