CN101498321A - 风扇噪音消除系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种风扇噪音消除系统，其至少包括：一扬声器、一感应单元以及一数字信号微处理器，其中，所述的数字信号微处理器设有：一信号放大单元，其设有一前级放大器与一后级放大器，所述的前级放大器与所述的感应单元电连接，且所述的后级放大器与所述的扬声器电连接；一信号转换单元，所述的信号转换单元设有一模拟/数字转换器与一数字/模拟转换器，所述的模拟/数字转换器电连接所述的前级放大器，且所述的数字/模拟转换器与所述的后级放大器电连接；一复合式控制器，其与所述的模拟/数字转换器、数字/模拟转换器电连接；因此，风扇产生的噪音声波与扬声器发出的反向声波可相互抵消，有效地达到降低噪音，且散热效果佳。

Description

风扇噪音消除系统

技术领域

本发明涉及的是一种噪音消除系统，尤指一种风扇噪音消除系统。

背景技术

由于信息科技发展迅速，电子产品(如：计算机等)已在人们生活与工作中，占有越来越重要的地位，且成为不可或缺的工具。而一般为了提升计算机的运作效能，使得计算机内部工作的电子零件(例如：中央处理器，Central ProcessingUnit)所消耗的功率也就越大，因此，导致电子零件所产生的热效应也越大，而相对的计算机内的温度越高的工作曲线就越容易漂移，由此造成电子零件运作不稳定，容易使计算机产生误动作，甚至产生计算机当机现象，而严重时会烧毁计算机内部工作的电子零件。由此可见，计算机的散热一直是一个困扰业界的问题，因而，利用风扇来进行电子零件的散热，就成为计算机架构中不可缺的一环；因风扇将计算机内产生的热量带走，使得计算机在运作中能够稳定，但风扇虽解决计算机内散热的问题，然而，却也延伸出风扇在运作时，产生噪音带来困扰的问题。

而风扇产生的噪音问题，使业者受到相当的重视，因为噪音会使人产生不同程度的不安与焦虑感，增加疲倦度，降低工作效能，还甚者会造成心理与生理的伤害，所以，有效地消除噪音不但在学术上有其意义，在工业上极具实用价值，且对日常生活上的改善也有很大的帮助；目前一般风扇噪音抑制方式可分为被动式噪音抑制与主动式噪音控制(Active Noise Control，简称ANC)，其中主动式噪音控制是利用次音源干涉破坏噪声源达到控制效果，但主动式噪音控制须通过个人计算机才能实现控制器，且费用成本较高；而被动式噪音抑制是由本身机构件做改善而达到噪音量减小为目的，如：框罩形状、扇叶形状、静叶与肋条等设计改变，上述的条件因素改变若需要兼顾到散热的要求，通常使得风扇的噪音值愈来愈大，且对于低频噪音衰减效果有限。

然而，上述的被动式噪音抑制与主动式噪音控制再使用时，仍具有下列缺点：

被动式噪音抑制的机构件尺寸设计改变或风扇材质改善，均将增加成本，且对于低频噪音则是无任何效果。

为了降低风扇噪音量，加装上额外的被动扇叶或框架，使得风扇产生的共振频率提早出现，导致风扇寿命因此降低，且使得计算机内部的电子零件受到共振的影响而损坏。

主动式噪音控制虽需通过个人计算机才能实现控制器，因此，使得单位成本高不符合需求。

是以，要如何解决上述现有的问题与缺陷，即为本案的发明人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。

发明内容

为解决上述现有技术的缺点，本发明的主要目的，在于提供一种风扇噪音消除系统，是侦测风扇转速变化所产生的前馈信号，与由感应单元(Sensor)读取的反馈信号，并将上述信号传送至信号放大单元做信号放大后，再传送至信号转换单元以转换为一数字信号，且经由一复合式控制器接收数字信号，使复合式控制器依据接收的数字信号做修正与快速收敛运算，取得一反向数字信号，信号转换单元是接收反向数字信号再转换为一反向模拟信号，且信号放大单元将接收的反向模拟信号做功率放大，并产生一控制信号，依据控制信号驱使一扬声器(Loudspeaker)发出反向声波，因此，风扇产生的噪音声波与扬声器发出的反向声波可相互抵消，有效地达到降低噪音，且散热效果佳。

本发明的另一目的，所述的信号放大单元设有一前级放大器(Pre-Amplifie)与一后级放大器(Power Amplifier)，当风扇转速变化所产生的前馈信号，与感应单元侦测的反馈信号传送至前级放大器做信号放大后，并通过信号转换单元转换为数字信号后，传递给复合式控制器做修正与快速收敛运算并取得反向数字信号，且在经由信号转换单元转换与后级放大器做功率放大处理后，并发出控制信号以驱使扬声器产生与噪声源大小相等，相位相反的声波来减低噪音，以降低风扇所产生的宽带噪音，并使散热效果佳。

附图说明

图1为本发明的复合式控制器的系统示意图；

图2为本发明的电路方块示意图。

附图标记说明：1-数字信号微处理器；131-前级放大器；10-复合式控制器；133-后级放大器；102-前馈式控制器；15-感应单元；103-反馈式控制器；151-误差麦克风；12-信号转换单元；16-扬声器；121-模拟/数字转换器；161-喇叭；123-数字/模拟转换器；3-风扇；13-信号放大单元。

具体实施方式

本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。

本发明是一种风扇噪音消除系统，请参阅图1、图2为本发明的一较佳实施例，如图所示本系统为一独立单体(Standalone)的系统，其应用的方式为主动式噪音控制(Active Noise Control，简称ANC)是针对风扇低频的噪音做处理，且不需搭配个人计算机做辅助使用，以达到节省成本；其中所述的系统至少包括一数字信号微处理器1(Micro Digital Signal Processor，简称Micro-DSP)、一感应单元15(Sensor)与一扬声器16(Loudspeaker)，其中所述的感应单元15是可为一误差麦克风151(Error Microphone)，是用以侦测反馈误差的一反馈信号，并所述的扬声器16是可为一喇叭161(Speaker)；所述的数字信号微处理器1是包括一复合式控制器(Hybrid controller)10、一信号转换单元12、一信号放大单元13，其中所述的信号放大单元13将接收的风扇3转速变化产生一前馈信号，与误差麦克风151侦测的反馈信号做信号放大处理，再传送至所述的信号转换单元12，使信号转换单元12将上述信号转换为一数字信号(Digital Signals)，而所述的复合式控制器10将接收到的数字信号做修正与快速收敛演算出一反向数字信号，并将反向数字信号再传送至所述的信号转换单元12，使信号转换单元12依接收的反向数字信号，再转换为一反向模拟信号，所述的信号转换单元12将反向模拟信号传送至所述的信号放大单元13，使得所述的信号放大单元13将接收到的反向模拟信号做功率放大处理后，产生一控制信号，喇叭161依据接收的控制信号发出一反向声波，故，使得风扇3产生的噪音声波与喇叭161发出的反向声波彼此相互抵消，以达到抑制噪音，且不影响到散热的效果与可节省成本。

所述的信号放大单元13是分别设有一前级放大器131(Pre-Amplifier，或称前置级放大器)与一后级放大器(Power Amplifier，或称功率放大器)133，所述的前级放大器131是以将接收到的信号做信号放大处理，且所述的前级放大器131与所述的误差麦克风151、风扇3电连接，而所述的后级放大器133，是电连接喇叭161，且用在增强信号功率；所述的信号转换单元12分别设有一模拟/数字转换器121(Analogue to Digital Converter，简称ADC)与一数字/模拟转换器123(Digital to Analogue Converter，简称DAC)，所述的模拟/数字转换器121是用以将接收的模拟信号转换为数字信号，且所述的模拟/数字转换器121与所述的前级放大器131、复合式控制器10电连接，而所述的数字/模拟转换器123是用以接收到的反向数字信号转换为反向模拟信号，且所述的数字/模拟转换器123与所述的后级放大器133、复合式控制器10电连接。

在所述的较佳实施例中，复请参阅图1、图2所示，所述的复合式控制器10是由一前馈式控制器102(Feedforward controller)与一反馈式控制器103(Feedback controller)所构成，所述的前馈控制器102具有性能佳与稳定，而所述的反馈式控制器103具有收敛快速运算，当风扇3运转时，依据风扇3转速高低变化产生的前馈信号，传送至所述的前级放大器131，同时，所述的误差麦克风151侦测反馈误差的反馈信号也传送至前级放大器131，使得所述的前级放大器131将反馈信号与前馈信号做信号放大，并将放大后的信号再传送至所述的模拟/数字转换器121，而所述的模拟/数字转换器121将接收到的信号转换为数字信号，嗣，所述的复合式控制器10将读取接收的数字信号做修正与快速收敛运算后，并取得反向数字信号，由所述的数字/模拟转换器123接收到的数字信号转换为反向模拟信号后，再经由所述的后级放大器133将反向模拟信号做功率放大处理，并产生控制信号以驱动喇叭161发出反向声波，因此，使得风扇3产生的噪音声波可与喇叭161所发出的反向声波相互抵消，以达到宽带噪音消除的目的，并使散热效果佳。

本发明未见公开与使用，也符合发明专利要件，依法提出申请。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种风扇噪音消除系统，其特征在于：其至少包括：一扬声器、一感应单元以及一数字信号微处理器，其中，所述的数字信号微处理器设有：

一信号放大单元，其设有一前级放大器与一后级放大器，所述的前级放大器与所述的感应单元电连接，且所述的后级放大器与所述的扬声器电连接；

一信号转换单元，所述的信号转换单元设有一模拟/数字转换器与一数字/模拟转换器，所述的模拟/数字转换器电连接所述的前级放大器，且所述的数字/模拟转换器与所述的后级放大器电连接；

一复合式控制器，其与所述的模拟/数字转换器、数字/模拟转换器电连接；与

当风扇运转产生一前馈信号与所述的感应单元侦测到一反馈信号，同时上述信号传送至所述的前级放大器做信号放大处理后，传送至所述的模拟/数字转换器转换为一数字信号，所述的复合式控制器依据数字信号做修正与快速收敛演算出一反向数字信号后，再传送到所述的数字/模拟转换器转换为一反向模拟信号，而所述的后级放大器将接收的反向模拟信号做功率放大处理，并产生一控制信号以驱使所述的扬声器动作，使得达到宽带噪音消除的目的。

2.根据权利要求1所述的风扇噪音消除系统，其特征在于：所述的复合式控制器由一前馈式控制器与一反馈式控制器所构成。

3.根据权利要求1所述的风扇噪音消除系统，其特征在于：所述的感应单元为一误差麦克风。

4.根据权利要求1所述的风扇噪音消除系统，其特征在于：所述的扬声器为一喇叭。

5.根据权利要求1所述的风扇噪音消除系统，其特征在于：所述的系统为一独立单体的系统。

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