一种定向降噪设备及耳机的制作方法

本实用新型涉及主动降噪领域，具体而言，涉及一种定向降噪设备及耳机。

背景技术：

主动降噪技术通过设计滤波电路，利用滤波电路控制次级声源，使得次级声源发出与噪声声波幅值相等、相位相反的消噪声波，消噪声波与次级声波发生干涉，实现噪声的消除。在上述噪声消除的过程中，不仅噪声信号，与噪声信号处在同频段的其他声音信号也被一并消除掉了，这些被消除的非噪声信号可能包含了有用的环境声信息和语音信息，错失这些信息会给用户与外界的交流造成很大不便，严重时甚至会威胁用户的生命安全。

在现有技术中，为克服上述问题，一方面，采用语音增强技术，对语音所在频段不进行降噪，同时增强该频段所有信号的强度进而增强语音信号的强度，另一方面，利用环境监听技术，在用户需要依赖环境声作判断时，放弃主动降噪功能，利用声音检测装置拾取包含噪声的环境声，并降噪环境声播放给用户。上述方法能在一定程度上解决包含有用的环境声信息和语音信息被消除的问题，但这是以牺牲降噪效果为代价的。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提出一种定向降噪设备及耳机，以解决在降噪过程中一些有用的环境声信号和语音信号被消除的问题。

第一方面，本实用新型提出一种定向降噪设备，包括：声定向测量装置、发声装置和主动降噪装置；所述声定向测量装置与所述主动降噪装置电连接，所述主动降噪装置与所述发声装置电连接。

进一步地，还包括声音测量装置，所述声音测量装置与主动降噪装置电连接。

进一步地，所述主动降噪装置包括：模数转换电路、滤波电路、控制电路以及数模转换电路；

所述滤波电路包括第一输入端、第二输入端以及输出端；

所述模数转换电路的输入端与所述声定向测量装置的输出端电连接；所述模数转换电路的输出端分别与所述滤波电路的第一输入端以及所述控制电路的输入端电连接；

所述控制电路的输出端与所述滤波电路的第二输入端电连接；

所述滤波电路的输出端与所述数模转换电路的输入端电连接；

所述数模转换电路的输出端与所述发声装置的输入端电连接。

进一步地，所述滤波电路包括前馈滤波电路和反馈滤波电路。

进一步地，所述前馈滤波电路与所述反馈滤波电路相互独立。

第二方面，本实用新型提出一种耳机，包括第一方面提出的定向降噪设备，所述定向降噪设备包括声定向测量装置，发声装置和主动降噪装置，所述耳机还包括耳机壳体。

进一步地，所述声定向测量装置安装在耳机后腔的外侧后腔壁上。

进一步地，所述定向降噪设备中的声音测量装置安装在耳机前腔并靠近所述发声装置。

进一步地，所述发声装置安装在耳机腔体体内前腔与后腔的连接处。

本实用新型提出一种定向降噪设备及耳机，涉及主动降噪领域，该装置包括：声定向测量装置，发声装置和主动降噪装置；声定向测量装置与主动降噪装置连接，主动降噪装置与发声装置连接。与现有技术相比，本实用新型提出的定向降噪设备通过定向检测噪声信号，并针对该噪声信号进行降噪处理，使得降噪更具有针对性，提高了降噪的效果，同时保留了除噪声以外的环境声，使得用户在拥有降噪体验的同时保留了与外界有效沟通的可能性，并降低由于错失有用的环境声带来的危险性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本实用新型实施例1提出的一种定向降噪设备的第一种结构示意图；

图2示出本实用新型实施例1提出的一种定向降噪设备的第二种结构示意图；

图3示出本实用新型实施例2提出的耳机结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

实施例1

参考图1所示的定向降噪设备结构示意图，本实施例提出一种定向降噪设备，包括：声定向测量装置100、主动降噪装置200以及发声装置300。声定向测量装置100与主动降噪装置200电连接，主动降噪装置200与发声装置300电连接。声定向测量装置100将检测到的特定方向的噪声信号转化成电信号后传输至主动降噪装置200，主动降噪装置200根据上述噪声的电信号，生成消噪电信号并输出至发声装置300，发声装置300将消噪电信号转换成消噪声波。利用声定向测量装置100能够根据噪声源发声的方向，测量噪声信号，有针对性的检测噪声信号。具体地，声定向测量装置100包括但不限于定向麦克风，发声装置300包括但不限于扬声器。

本申请实施例提供了一种定向降噪设备，如图2所示，图2中的装置与图1中的装置相比，还包括声音测量装置400，声音测量装置400与主动降噪装置连接200。具体地，声音测量装置400为麦克风。将麦克风作为反馈麦克风使用，将定向麦克风作为前馈麦克风使用。

在一个实施方式中，继续参考图2，主动降噪装置200包括模数转换电路210、滤波电路230、控制电路220以及数模转换电路240。

滤波电路230包括第一输入端、第二输入端以及输出端；模数转换电路210的输入端与声定向测量装置100的输出端电连接；模数转换电路210的输出端分别与滤波电路230的第一输入端以及控制电路220的输入端电连接。控制电路220的输出端与滤波电路230的第二输入端电连接；滤波电路230的输出端与数模转换电路240的输入端电连接；数模转换电路240的输出端与发声装置300的输入端电连接。具体地，主动降噪装置可通过DSP芯片和MCU芯片结合实现。

模数转换电路210将接收到的噪声模拟电信号转化为噪声数字电信号后分别传输至控制电路220和滤波电路230，控制电路220根据噪声数字信号确定当前的降噪模式，并将该降噪模式对应的滤波器参数传输至滤波电路230，滤波电路根据输入的噪声数字信号和滤波器参数，计算并输出消噪数字电信号，该消噪数字电信号传输至发声装置300，发声装置300将该消噪数字电信号转换成消噪声信号，即消噪声波。

在一个实施方式中，滤波电路包括前馈滤波电路和反馈滤波电路；前馈滤波电路和反馈滤波电路相互独立。前馈滤波电路和反馈滤波电路可根据噪声在定向降噪设备中的传递特性分别设计。定向麦克风将接收到的噪声信号经模数转换电路转换成数字噪声信号后，分别作为控制电路220和前馈滤波电路的输入信号；麦克风将接收到的噪声信号经模数转换电路转换成数字噪声信号后，作为反馈滤波电路的输入信号。前馈滤波电路用于消除中高频段的噪声，反馈滤波电路用于消除低频段的噪声。前馈滤波电路和反馈滤波电路结合的复合式滤波电路可实现宽频、深度降噪。

本实用新型提出的定向降噪设备通过定向检测噪声信号，并针对该噪声信号进行降噪处理，使得降噪更具有针对性，提高了降噪的效果，同时保留了除噪声以外的环境声，使得用户在拥有降噪体验的同时保留了与外界有效沟通的可能性，并降低由于错失有用的环境声带来的危险性。

实施例2

参考图3所示的耳机结构示意图，本实施例提出一种耳机，包括实施例1提出的定向降噪设备1，所述定向降噪设备包括声定向测量装置、发声装置和主动降噪装置，所述耳机还包括耳机壳体、耳机前腔302和耳机后腔302。

在一个实施方式中，声定向测量装置100安装在耳机后腔302外侧壳体壁上。具体地，声定向测量装置100可以是但不限于定向麦克风，定向麦克风用于检测某方向噪声源传来的噪声信号，用作耳机的前馈麦克风。

在一个实施方式中，声音测量装置400安装在耳机前腔301并靠近发声装置300。具体地，声音测量装置400可以是但不限于麦克风，麦克风用于检测发声装置300附近的噪声信号，用作耳机的反馈麦克风。

在一个实施方式中，发声装置300安装在耳机前腔301与耳机后腔302的连接处。具体地，发声装置300可以是但不限于扬声器，扬声器将反馈滤波电路和前馈滤波电路产生的复合消噪信号转化成消噪声波并播放。

上述耳机具有定向降噪的功能，通过将定向麦克风作为前馈麦克风安装在耳机壳体外侧，麦克风作为反馈麦克风安装在耳机壳体内部，实现噪声的定向测量，并利用主动降噪装置消除噪声。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。