一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机的制作方法

本发明涉及降噪领域，具体是一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机。

背景技术：

1、市场上常见的降噪耳机主要分为两类,主动降噪耳机与被动降噪耳机。被动降噪耳机主要是通过物理隔绝的方式降低外界噪音的干扰,让其与耳朵隔绝开来,处理高频率降噪效果不错，主动降噪耳机是一种能够减少外界噪音干扰的耳机。它通过内置的电路和算法，主动地对外界噪音进行监测和分析，并产生相应的反向声波来抵消噪音，从而使用户能够享受更清晰、更纯净的音频体验。

2、主动噪声控制是利用次级通路产生与噪声幅度相同相位相反的声波抵消噪声。自适应数字滤波器相比早期的模拟电路实现噪声控制具有明显的优势，能够根据噪声环境做自适应调节，且实现灵活、电路简单，因此受到越来越多研究者的关注。采用数字电路引入了更多的延时，为了保证噪声控制系统的降噪性能，必须保证主通路的延时大于次级通路延时和数字控制器处理延时的总和，保证满足因果性。针对因果性问题，主要的解决方式是通过增大参考传声器和次级声源间距或者提高数字控制器的采样率。增大参考传声器和次级扬声器的间距会导致耳机体积增大，便携性下降。而传统的提高采样率方式，对低频处(一般为50hz～3k)的主动降噪需要较长的滤波器系数，会导致整个数字控制器运算量增加，特别是需要对自适应滤波器的输入和系数做缓存处理，增加了缓存代价，因此整个实现代价较大。

3、常见的降噪电路自适应系统中数字滤波器多采用自适应滤波法,它能够通过强大的计算能力同时实现对相位及幅度错误进行纠正。以头戴式主动降噪自适应系统为例,它会通过耳机顶部的噪声收集器将所采集的噪音信号作为参考信号,之后自适应滤波器利用收集信号经过耳机系统模型的转移函数来预测耳机内部可能产生的噪音,最后系统将预测噪音反相后与所需要的音频信号进行相互结合叠加,最终传到至耳机的换能器。在耳罩内的噪音收集器可以获得实际的噪音并通过处理产生一个精准的误差信号,进而使得滤波器经过处理可以获得更加精准的抗造信号。但是这些传统的自适应有源降噪耳机中由于误差传声器会带来算法稳定性差、声频信号频响损伤和耳机结构复杂等问题。

4、综上所述，现有主动降噪耳机适应于噪声分贝较低的环境，在高分贝周期性低频噪声突出的环境下，由于抵消噪音的输出功率限制以及调整动态范围的影响，存在降噪效果不足的缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机，包括前馈噪音收集麦克风、残余噪音收集麦克风、音频处理模块、周期性高分贝低频噪声抵消模块、宽带低分贝噪声抵消模块、音效模块；

2、所述前馈噪音收集麦克风获取来自外部环境的前馈噪声，产生第一触发脉冲，并传输至音频处理模块；

3、所述残余噪音收集麦克风获取来自外部环境的残余噪音，产生第二触发脉冲，并传输至音频处理模块；

4、所述音频处理模块接收到第一触发脉冲后，生成高分贝低频噪声抵消控制信号，并传输至周期性高分贝低频噪声抵消模块；

5、所述音频处理模块接收到第二触发脉冲后，生成宽带低分贝噪声抵消控制信号，并传输至宽带低分贝噪声抵消模块；

6、所述周期性高分贝低频噪声抵消模块接收到高分贝低频噪声抵消控制信号后，生成和播放周期性高分贝低频噪声源信号，与前馈噪声抵消；

7、所述宽带低分贝噪声抵消模块接收到宽带低分贝噪声抵消控制信号后，生成和播放宽带低分贝噪声源信号，与残余噪声抵消；

8、所述音效模块接收终端设备的声信号，并播放。

9、进一步，还包括耳机外壳；

10、所述前馈噪音收集麦克风、残余噪音收集麦克风、大功率放大模块、小功率放大模块、音效模块、自适应噪声处理模块集成在耳机外壳内。

11、进一步，所述音频处理模块包括谐波脉冲信号发生器和自适应滤波器；

12、所述谐波脉冲信号发生器接收第一触发脉冲后，并生成高分贝低频噪声抵消控制信号；

13、所述自适应滤波器接收第二触发脉冲后，并生成宽带低分贝噪声抵消控制信号。

14、进一步，所述周期性高分贝低频噪声抵消模块包括周期性高分贝低频噪声放大电路和扬声器；

15、所述周期性高分贝低频噪声放大电路产生周期性高分贝低频噪声源信号，并通过扬声器播放。

16、进一步，所述宽带低分贝噪声抵消模块包括宽带低分贝噪声放大电路和扬声器；

17、所述宽带低分贝噪声放大电路产生宽带低分贝噪声源信号，，并通过扬声器播放。

18、进一步，所述前馈噪声为周期性高分贝低频噪声。

19、进一步，所述残余噪声为宽带低分贝噪声。

20、进一步，所述终端设备包括但不限于电脑、手机、mp3、mp4。

21、进一步，所述主动降噪耳机通过有线或无线的方式接收终端设备的声信号；

22、进一步，所述无线方式包括局域网、互联网、蓝牙。

23、本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明提出一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境下的主动降噪耳机。本发明将噪声分为高分贝低频噪声源和宽带低分贝噪声源两部分，并根据相应特点分别设计两路噪声源电路，解决宽频放大电路的功率限制问题，同时扩大噪声的动态范围，以满足高分贝周期性低频噪声突出环境下的耳机降噪需求。

技术特征：

1.一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机，其特征在于：包括前馈噪音收集麦克风、所述残余噪音收集麦克风、音频处理模块、周期性高分贝低频噪声抵消模块、宽带低分贝噪声抵消模块、音效模块。

2.根据权利要求1所述的一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机，其特征在于：还包括耳机外壳；

3.根据权利要求1所述的一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机，其特征在于：所述音频处理模块包括谐波脉冲信号发生器和自适应滤波器；

4.根据权利要求1所述的一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机，其特征在于：所述周期性高分贝低频噪声抵消模块包括周期性高分贝低频噪声放大电路和扬声器；

5.根据权利要求1所述的一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机，其特征在于：所述宽带低分贝噪声抵消模块包括宽带低分贝噪声放大电路和扬声器；

6.根据权利要求1所述的一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机，其特征在于：所述前馈噪声为周期性高分贝低频噪声。

7.根据权利要求1所述的一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机，其特征在于：所述残余噪声为宽带低分贝噪声。

8.根据权利要求1所述的一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机，其特征在于：所述终端设备包括但不限于电脑、手机、mp3、mp4。

9.根据权利要求1所述的一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机，其特征在于：所述主动降噪耳机通过有线或无线的方式接收终端设备的声信号。

10.根据权利要求9所述的一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机，其特征在于：所述无线方式包括局域网、互联网、蓝牙。

技术总结
本发明公开一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境的主动降噪耳机，包括前馈噪音收集麦克风、残余噪音收集麦克风、音频处理模块、周期性高分贝低频噪声抵消模块、宽带低分贝噪声抵消模块、音效模块；本发明提出一种用于高分贝周期性低频噪声突出环境下的主动降噪耳机。本发明将噪声分为高分贝低频噪声源和宽带低分贝噪声源两部分，并根据相应特点分别设计两路噪声源电路，解决宽频放大电路的功率限制问题，同时扩大噪声的动态范围，以满足高分贝周期性低频噪声突出环境下的耳机降噪需求。

技术研发人员：强臣,何晓冬,马车平,袁斌,赵苓伶
受保护的技术使用者：西南计算机有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15