CN104141638A - 一种主动降噪的风扇装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主动降噪的风扇装置,其外形为一圆形腔体组件，所述圆形腔体组件中设置有降噪装置和风扇固定结构，所述降噪装置包括噪声采集单元、降噪模块和降噪扬声器单元，所述降噪模块包含主动降噪SOC芯片和功放电路，所述噪声采集单元、主动降噪SOC芯片、功放电路和降噪扬声器单元顺次连接；所述圆形腔体组件的腔体中还设置有降噪扬声器固定组件。所述主动降噪的风扇装置通过在风扇风道上安装噪声采集单元和降噪模块，利用主动降噪技术产生与噪声源反相位的信号，使风扇噪声在管道内互相抵消，有效降低风扇噪音；并具有技术先进、实施简便、应用前景广阔等特点。
Description
技术领域
本发明涉及降噪装置,具体地说是一种主动降噪的风扇装置。
背景技术
目前计算机和服务器的集成度越来越高，单位体积的密度越来越大，由此带来散热效率需要不断地提高。就目前风冷散热而言，增加风扇数量和提高转速增加风量等手段仍然是解决散热问题的基本方法。但风扇数量和转速的提高无疑都会导致环境噪声的增加，目前噪声已成为高性能计算机、高密度服务器等设备以及机房、数据中心等环境中严重影响人身健康的一个污染源。对于噪声的控制目前多采用的是被动方法，比如机器内壁覆盖隔音棉、优化散热通道等，但这些方法对噪声的消除效果有限。
发明内容
本发明正是针对风冷散热中存在的风扇噪声等问题，提出了一种主动降噪的风扇装置，可有效降低风扇环境噪音。
本发明所述一种主动降噪的风扇装置，解决上述技术问题采用的技术方案如下：所述主动降噪的风扇装置外形为一圆形腔体组件，所述圆形腔体组件中设置有给风扇降噪的降噪装置和风扇固定结构，所述风扇固定结构上设置有风扇，所述圆形腔体组件中形成风道，风经由风扇吸入风道内，风扇噪音经降噪装置消除噪音后在空腔前部输出。
所述降噪装置包括噪声采集单元、降噪模块和降噪扬声器单元，所述降噪模块包含主动降噪SOC芯片和功放电路等其他相关电路，所述噪声采集单元、主动降噪SOC芯片、功放电路和降噪扬声器单元顺次连接；所述圆形腔体组件的腔体中还设置有降噪扬声器固定组件，通过降噪扬声器固定组件所述降噪扬声器单元固定在圆形腔体组件中。
优选的，所述降噪模块的主动降噪SOC芯片包括但不限于噪声信号采集输入单元、噪声反相控制单元、降噪信号输出驱动单元；并且，所述噪声信号采集输入单元的输入端连接噪声采集单元，其输出端连接噪声反相控制单元，噪声反相控制单元的输出端连接降噪信号输出驱动单元，降噪信号输出驱动单元连入功放电路。
优选的，所述降噪模块还包括电源电路，通过电源电路连接至电源端给降噪装置供电。
优选的，所述降噪扬声器固定组件还包含设置在圆形腔体组件内壁上的导轨，降噪扬声器固定组件能在导轨上移动，所述降噪扬声器单元通过降噪扬声器固定组件固定在圆形腔体组件中，能在风扇风道内沿着导轨移动。
优选的，所述降噪扬声器固定组件采用能够在导轨上移动的十字形支架结构，通过固定在十字形支架结构上所述降噪扬声器单元位于风扇风道纵切面的中心位置。
优选的，所述降噪装置可以采用前向反馈模式或后向反馈模式，在前向反馈模式下噪声采集单元位于风扇背部处，后向反馈模式下噪声采集单元位于风扇风道出口位置处。
本发明所述一种主动降噪的风扇装置具有的有益效果：所述主动降噪的风扇装置在原风扇风道上安装噪声采集单元和降噪模块，利用主动降噪技术产生与噪声源反相位的信号，使风扇噪声在管道内互相抵消，进而达到有效消除风扇噪音的目的；该装置具有技术先进、效果显著、实施简便、应用前景广阔等特点，具有良好的推广使用价值。
附图说明
附图1为所述主动降噪的风扇装置的示意图；
附图2为所述降噪装置的逻辑框图；
附图标记说明：1、圆形腔体组件；2、风扇固定结构；3、降噪扬声器固定组件；4、轨道。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图，通过实施例，对本发明所述一种主动降噪的风扇装置的优点和设计内容，进行详细说明。
附图1为所述主动降噪的风扇装置的示意图，如附图1所示，所述主动降噪的风扇装置外形为一圆形腔体组件1，所述圆形腔体组件1的一端设置有用于固定风扇的风扇固定结构2，所述圆形腔体组件1的腔体中还设置有降噪扬声器固定组件3，通过降噪扬声器固定组件能够将降噪扬声器单元固定在圆形腔体组件中。所述圆形腔体组件中形成风道，风经由风扇吸入风道内，经噪声消除后在空腔前部输出。
实施例1：
本实施所述主动降噪的风扇装置中，所述圆形腔体组件中设置有给风扇降噪的降噪装置，附图2为所述降噪装置的逻辑框图；如附图2所示，所述降噪装置包括噪声采集单元、降噪模块和降噪扬声器单元，所述降噪模块包含主动降噪SOC芯片、电源电路和功放电路等其他相关电路；所述噪声采集单元、主动降噪SOC芯片、功放电路和降噪扬声器单元顺次连接，并且所述主动降噪SOC芯片包括但不限于噪声信号采集输入单元、噪声反相控制单元、降噪信号输出驱动单元，所述噪声信号采集输入单元的输入端连接噪声采集单元，其输出端连接噪声反相控制单元，噪声反相控制单元的输出端连接降噪信号输出驱动单元，同时降噪信号输出驱动单元连入功放电路，功放电路的另一端连接降噪扬声器单元。
本实施例1中，所述主动降噪的风扇装置的降噪装置采用前向反馈模式，在前向反馈模式下所述噪声采集单元位于风扇背部，而风扇通过所述风扇固定结构固定在所述圆形腔体组件中。同时，所述主动降噪的风扇装置的降噪扬声器固定组件还包含导轨并能在导轨上移动，所述导轨设置在圆形腔体组件的内壁上，所述降噪扬声器单元通过降噪扬声器固定组件固定在圆形腔体组件中，并能在风扇风道内沿着导轨移动。所述降噪扬声器单元输出的降噪信号，沿圆形腔体管道向前传递，在降噪扬声器单元和风扇风道出风口之间完成噪声信号的叠加抵消，进而达到有效消除风扇噪音的目的。
进一步，为了增加降噪扬声器单元在圆形腔体组件中固定的稳定性，所述降噪扬声器固定组件采用能够在导轨上移动的十字形支架结构，通过固定在十字形支架结构上所述降噪扬声器单元位于风扇风道纵切面的中心位置；由于降噪扬声器单元可进行前后距离的调节，能够将其固定于合适的位置，降低谐波影响，提高降噪效果，并消除和噪声采集单元之间的自激啸叫。
实施例2：
实施例2与实施例1的不同之处在于，实施例2中所述主动降噪的风扇装置的降噪装置采用前后反馈模式，在后向反馈模式下噪声采集单元位于风扇风道出口位置处。
本发明所述主动降噪的风扇装置，通过风扇固定结构将风扇固定在圆形腔体组件中，可以有效防止噪音扩散对环境的影响。本发明所述降噪装置的降噪过程为：所述主动降噪SOC芯片通过噪声采集单元采集噪声信号，经噪声信号采集输入单元进行噪声信号分析及自动增益控制，在噪声反相控制单元内产生与噪声信号幅值相等相位相反的降噪信号，降噪信号经降噪信号输出驱动单元、功放电路进行放大，最终由降噪扬声器单元输出降噪信号。降噪信号从降噪扬声器单元发出后，沿圆形腔体组件的管道向前传递，与来自风扇的噪声信号进行叠加，从而在降噪装置内部完成噪声的消除，这样由风扇所导致的环境噪音就得到了减小或降低。
在服务器中使用本发明所述主动降噪的风扇装置，可根据实际需要选择合适尺寸的风扇，依据风扇尺寸按照发明中的有关内容进行设计降噪装置。对于降噪扬声器单元应根据风扇大小进行适当的调整，以满足降噪要求但又不至于影响风道出风为准；其位置的确定可通过对比降噪扬声器单元在风道内不同位置的效果进行最终确定。降噪模块通过所述电源电路接入电源端进行供电，降噪模块中所选取的降噪芯片可采用AMS公司的AS3400系列或AS3500系列主动降噪芯片。噪声采集单元可采用小型降噪采集麦克风，降噪扬声器可采用在噪音频段的频率响应比较平滑的扬声器。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的权利要求书的且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (8)
1.一种主动降噪的风扇装置,其特征在于, 所述主动降噪的风扇装置外形为一圆形腔体组件，所述圆形腔体组件中设置有给风扇降噪的降噪装置和风扇固定结构，所述风扇固定结构上设置有风扇，所述降噪装置包括噪声采集单元、降噪模块和降噪扬声器单元，所述降噪模块包含主动降噪SOC芯片和功放电路，所述噪声采集单元、主动降噪SOC芯片、功放电路和降噪扬声器单元顺次连接；所述圆形腔体组件的腔体中还设置有降噪扬声器固定组件，通过降噪扬声器固定组件所述降噪扬声器单元固定在圆形腔体组件中。
2.根据权利要求1所述的一种主动降噪的风扇装置,其特征在于, 所述降噪模块的主动降噪SOC芯片包括噪声信号采集输入单元、噪声反相控制单元、降噪信号输出驱动单元；并且，所述噪声信号采集输入单元的输入端连接噪声采集单元，其输出端连接噪声反相控制单元，噪声反相控制单元的输出端连接降噪信号输出驱动单元，降噪信号输出驱动单元连入功放电路。
3.根据权利要求1所述的一种主动降噪的风扇装置,其特征在于, 所述降噪模块还包括电源电路，通过电源电路连接至电源端给降噪装置供电。
4.根据权利要求1所述的一种主动降噪的风扇装置,其特征在于, 所述降噪扬声器固定组件还包含设置在圆形腔体组件内壁上的导轨，降噪扬声器固定组件能在导轨上移动，所述降噪扬声器单元通过降噪扬声器固定组件固定在圆形腔体组件中，能在风扇风道内沿着导轨移动。
5.根据权利要求4所述的一种主动降噪的风扇装置,其特征在于, 所述降噪扬声器固定组件采用能够在导轨上移动的十字形支架结构，通过固定在十字形支架结构上所述降噪扬声器单元位于风扇风道纵切面的中心位置。
6.根据权利要求1所述的一种主动降噪的风扇装置,其特征在于, 所述降噪装置采用前向反馈模式，在前向反馈模式下噪声采集单元位于风扇背部处。
7.根据权利要求1所述的一种主动降噪的风扇装置,其特征在于, 所述降噪装置采用后向反馈模式，后向反馈模式下噪声采集单元位于风扇风道出口位置处。
8.根据权利要求1所述的一种主动降噪的风扇装置,其特征在于,噪声采集单元采用小型降噪采集麦克风，降噪扬声器单元采用在噪音频段的频率响应比较平滑的扬声器。
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