一种朗读亭主动降噪系统的制作方法

1.本实用新型涉及朗读亭降噪技术领域，具体为一种朗读亭主动降噪系统。


背景技术：

2.声传播是通过介质来传播的，以朗读亭为例：外部噪音主要通过空气和朗读亭结构材料传导，进入亭子内部，并且声音有反射特性，噪音会在内部因反射造成噪音的混响延迟，让噪音持续。一般改进方式有以下几种：
3.1.通过使用多层密封胶条可以改善空气传播，对声音的低中高频都有效，但对低频效果最弱。
4.2.在亭子内部添加吸音材料，减弱声音的反射，但因需要非常厚的吸音材料才对低音有效，实际情况下，一般只添加对中高音吸音处理。
5.3.加厚朗读亭结构腔体材料，因朗读亭属于移动小空间，施工和成本等原因，腔体一般不会采用厚实材料，实际可以隔绝绝大部分中高频声音，但因低音穿透力强，低音还是可以传入亭内。
6.综上，一般的处理手段，可以解决中高音噪音干扰削弱，但对低频声音效果比较有限，为此，提出一种朗读亭主动降噪系统。


技术实现要素：

7.本实用新型提供了一种朗读亭主动降噪系统，解决了上述背景技术中提出的朗读亭受到的远场低频声音通过腔体共振进行传播，不易去除的问题。
8.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种朗读亭主动降噪系统，包括固定在朗读亭内部的支架、与支架连接的共振喇叭和镶嵌在朗读亭侧壁上的加速度传感器，所述共振喇叭包括主体，所述主体与支架的中部螺纹连接，所述主体靠近朗读亭侧壁的一端设有振动部分，所述加速度传感器固定在朗读亭该侧壁上。
9.优选的，所述支架的中部设有螺纹腔，所述主体的外表面设有与螺纹腔适配的外螺纹，且所述共振喇叭位于朗读亭的内腔内。
10.优选的，该系统包括的模块有信号放大模块、adc模块、电源模块、存储模块、dac模块和功率放大器，所述加速度传感器采集到的加速度通过信号放大器对微弱信号进行放大，再经过adc模块转换成数字信号，所述存储模块内存储有v-f校准数据，所述dac模块把接收的力v对应的数字信号转换为模拟信号，输出到功率放大模块，进行驱动能力放大，最终驱动共振喇叭产生大小相等、方向相反的f'力到腔体，抵消f的作用。
11.优选的，所述电源模块为该系统内的模块提供电能，且所述电源模块包括市电接口、市电转直流v模块和直流降压模块，市电通过市电接口传输至市电转直流v模块，降压，转换后的电流经过直流降压模块整流滤波后稳定输出v直流电。
12.优选的，所述加速度传感器采集到的加速度为朗读亭沿加速度传感器所在的正方向的瞬时加速度，该瞬时加速度的产生原理为：声音对朗读亭该部位施加的力，在朗读亭该
部位会产生瞬时加速度。
13.本实用新型具备以下有益效果：
14.1、该朗读亭主动降噪系统，无需笨重厚实的隔音材料，通过主动降噪的方式，能够在朗读亭的内腔内产生与朗读亭内腔受到的力相同大小但方向相反的力，该力与朗读亭内腔受到的力相抵消，进而阻止噪音的传播，再配合常规密封和吸音材料方式，可以实现低中高频全频段噪音最大程度隔离，给亭内朗读者营造更安静朗读环境。
15.2、该朗读亭主动降噪系统，把共振喇叭固定在支架上，可以避免共振喇叭受力共振，提高共振喇叭的精度，通过加速度传感器的设置，可以检测朗读亭腔体受力时产生的瞬时加速度，该系统根据瞬时加速度可以判断朗读亭腔体受到的力，便于共振喇叭振动产生相同大小但方向相反的力。
附图说明
16.图1为本实用新型结构安装侧面示意图；
17.图2为本实用新型结构安装俯视示意图；
18.图3为本实用新型结构支架示意图；
19.图4为本实用新型结构共振喇叭示意图；
20.图5为该系统信号处理示意图；
21.图6为该系统模块框图；
22.图7为该系统电源模块示意图；
23.图8为朗读亭外层腔体受力分析示意图；
24.图9为声音传播示意图；
25.图10为该系统处理流程图。
26.图中：1、支架；2、共振喇叭；3、加速度传感器；4、朗读亭；21、主体；22、振动部分。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.本实用新型提供一种技术方案：请参阅图1至4，一种朗读亭主动降噪系统，该系统的结构包括固定在朗读亭4内部的支架1、与支架1连接的共振喇叭2和镶嵌在朗读亭4侧壁上的加速度传感器3，共振喇叭2包括主体21，支架1的中部设有螺纹腔，主体21的外表面设有与螺纹腔适配的外螺纹，且共振喇叭2位于朗读亭4的内腔内，可以防止共振喇叭2因与朗读亭4接触，其振动部分22产生振动，影响该系统的使用效果，主体21靠近朗读亭4侧壁的一端设有振动部分22，加速度传感器3固定在朗读亭4该侧壁上，通过加速度传感器3的设置，可以根据朗读亭4的受力检测朗读亭4受力方向产生的瞬时加速度。
29.为了使共振喇叭2能够保持稳定，螺纹腔的内壁设有橡胶减震垫，橡胶减震垫上设有与外螺纹适配的内螺纹。
30.请参阅图5和6，该系统包括的模块有信号放大模块、adc模块、电源模块、存储模
块、dac模块和功率放大器，加速度传感器3采集到的加速度通过信号放大器对微弱信号进行放大，再经过adc模块转换成数字信号，存储模块内存储有v-f校准数据，dac模块把接收的力v对应的数字信号转换为模拟信号，输出到功率放大模块，进行驱动能力放大，最终驱动共振喇叭2产生大小相等、方向相反的f'力到腔体，抵消f的作用。
31.该系统还包括mcu(处理器)，dac转换的模拟信号会传输到mcu内，mcu根据存储在存储模块的v-f校准数据(参考v-f校准流程)，可以查出输出与f大小相等方向相反力f'和需要给共振喇叭输出的电压v数据，并把电压v数据传输给dac模块。
32.v-f校准流程为：mcu通过dac模块输出以1mv为步进(实际的步进值可以需要缩小或增大)从-2v至0v、0v至2v的电压,再经过1倍功率放大器输出到共振喇叭，通过连接在共振喇叭共振端的“拉力计”读取对应的拉/压力值，完成v-f的校准数据制作，并存储在“存储模块”。
33.请参阅图7，电源模块为该系统内的模块提供电能，且电源模块包括市电接口、市电转直流12v模块和直流降压模块，市电通过市电接口传输至市电转直流12v模块，降压，转换后的电流经过直流降压模块整流滤波后稳定输出12v直流电。
34.请参阅图8和9，加速度传感器3采集到的加速度为朗读亭4沿加速度传感器3所在的正方向的瞬时加速度，该瞬时加速度的产生原理为：声音对朗读亭4该部位施加的力，在朗读亭4该部位会产生瞬时加速度。
35.图9中l为腔体边缘最远距离，l为波长，d为噪音源与腔体距离，按以下公式d＝2*l^2/l，d》d则符合本远场场景，例如l＝2米、50hz时，d＝1.1米。
36.请参阅图10，综上所述，该朗读亭主动降噪系统，使用时，加速度传感器3检测到朗读亭4在远场低频声音作用下产生的瞬时加速度，并把检测到的信号传递给信号放大器，信号放大器对微弱信号进行放大，再经过adc模块转换成数字信号，dac转换的模拟信号会传输到mcu微处理器内，mcu微处理器根据存储在存储模块的v-f校准数据(参考v-f校准流程)，可以查出输出与f大小相等方向相反力f'和需要给共振喇叭输出的电压v数据，并把电压v数据传输给dac模块，dac模块把接收的力v对应的数字信号转换为模拟信号，输出到功率放大模块，进行驱动能力放大，最终驱动共振喇叭2产生大小相等、方向相反的f'力到腔体，抵消f的作用，最终避免腔体只受到力f的作用，引起腔体振动传播声音。
37.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。