CN105187990A - 主动降噪耳机的有源降噪电路及其方法 - Google Patents

主动降噪耳机的有源降噪电路及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种主动降噪耳机的有源降噪电路及其方法，该电路包括麦克风、滤波器、第一功率放大器、第二功率放大器和喇叭；麦克风通过滤波器与第一功率放大器的输入端电连接，且所述第一功率放大器的输出端连接至喇叭的一端；正常播放的音频信号接入第二功率放大器的输入端，且第二功率放大器的输出端连接至喇叭的另一端。本发明噪音和正常播放的音乐是独立分开的，且均有对应的功率放大器进行处理，因此可分别自由调节音乐信号的频响、放大倍数和降噪信号的频响、放大倍数，无需相互平衡匹配的电路，从而更容易设计和生产。

Description

主动降噪耳机的有源降噪电路及其方法
技术领域
本发明涉及一种主动降噪耳机，尤其涉及一种主动降噪耳机的有源降噪电路及其方法。
背景技术
主动降噪耳机，是指采集环境噪音，并产生与噪音反相的信号用耳机等装置回放，用以抵消噪音的技术。典型主动降噪（ANC）耳机的降噪系统由下列部份组成：1）用以采集噪音的麦克风系统;2）电子控制部份，用以处理声音信号，并生成降噪信号;3）喇叭系统，用以产生降噪声音信号。
大部分ANC系统采用两种主要结构中的一种：前馈式或反馈式。如图2在前馈式系统中，包括麦克风20、过滤器21、功率放大器22和喇叭23，采样麦克风20位于耳机外部，用以采集进入耳机的噪音，喇叭用以播放反相信号，用以抵消噪音。前馈系统通常用于入耳式耳机设计。如图3在反馈式系统中，包括麦克风30、过滤器31、功率放大器32和喇叭33，麦克,30位于耳机内部，采集所谓“误差信号”，这就是说，麦克风采集了正常播放的音乐信号与残留噪音混合的信号，把正常播放的音乐信号减去后，就得到残留的噪音。通过恰当的反馈电路，可以使误差信号与正常音乐的差别尽可能的小，也就是说，降低了噪音。
从图2和图3中看到，无论用前馈式或反馈式,降噪信号和正常播放音乐信号叠加送到放大器后驱动喇叭达到降噪效果。这样会产生正常播放音乐信号所需的频响、放大倍数和降噪信号所需的频响、放大倍数是不一样的，在同一放大器要匹配好两方面要求，调试方面比较困难。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种调试便捷、降噪效果好及生产效率高的主动降噪耳机的有源降噪电路及其方法。
为实现上述目的，本发明提供一种主动降噪耳机的有源降噪电路，包括用于收集噪音的麦克风、用于对噪音进行滤波降噪的滤波器、用于对降噪声音信号进行放大的第一功率放大器、用于对正常播放的音频信号进行放大的第二功率放大器和用于对信号进行播放的喇叭；
所述麦克风通过滤波器与第一功率放大器的输入端电连接，且所述第一功率放大器的输出端连接至喇叭的一端；
正常播放的音频信号接入第二功率放大器的输入端，且第二功率放大器的输出端连接至喇叭的另一端；
所述麦克风采集进入耳机的噪音，该噪音信号通过滤波器滤波降噪后产生降噪声音信号，降噪声音信号通过第一功率放大器放大后送到喇叭的一端，喇叭的一端进行播放反向信号；
正常播放的音频信号通过第二功率放大器放大后送到喇叭的另一端，喇叭的一端进行正常播放音乐。
其中，所述麦克风位于耳机的外部。
为实现上述目的，本发明还提供一种主动降噪耳机的有源降噪方法，所述麦克风采集进入耳机的噪音，该噪音信号通过滤波器滤波降噪后产生降噪声音信号，降噪声音信号通过第一功率放大器放大后送到喇叭的一端，喇叭的一端进行播放反向信号；
正常播放的音频信号通过第二功率放大器放大后送到喇叭的另一端，喇叭的一端进行正常播放音乐。
其中，第一功率放大器和第二功率放大器是互相独立的。
其中，所述降噪声音信号和正常播放的音频信号分别经过放大的信号是加到喇叭上对应端后，喇叭上产生降噪声音信号播放和正常音乐播放。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的主动降噪耳机的有源降噪电路及其方法，增设对正常播放的音频信号进行放大的第二功率放大器，将喇叭分成两个连接端，一端连接第一功率放大器并进行播放反向信号，另一端进行正常播放音乐；该改进，噪音和正常播放的音乐是独立分开的，且均有对应的功率放大器进行处理，因此可分别自由调节音乐信号的频响、放大倍数和降噪信号的频响、放大倍数，无需相互平衡匹配的电路，从而更容易设计和生产。
附图说明
图1为本发明的主动降噪耳机的有源降噪电路图；
图2为现有技术中的前馈式电路图；
图3为现有技术中的反馈式电路图。
主要元件符号说明如下：
10、麦克风11、滤波器
12、第一功率放大器13、喇叭
14、第二功率放大器
20、麦克风21、滤波器
22、功率放大器23、喇叭
30、麦克风31、滤波器
32、功率放大器33、喇叭。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1，本发明的主动降噪耳机的有源降噪电路，包括用于收集噪音的麦克风10、用于对噪音进行滤波降噪的滤波器11、用于对降噪声音信号进行放大的第一功率放大器12、用于对正常播放的音频信号进行放大的第二功率放大器14和用于对信号进行播放的喇叭13；
麦克风10通过滤波器11与第一功率放大器12的输入端电连接，且第一功率放大器12的输出端连接至喇叭13的一端；
正常播放的音频信号接入第二功率放大器14的输入端，且第二功率放大器14的输出端连接至喇叭13的另一端；正常播放的音频信号，即该电路中的输入音频信号；
麦克风10采集进入耳机的噪音，该噪音信号通过滤波器滤11波降噪后产生降噪声音信号，降噪声音信号通过第一功率放大器12放大后送到喇叭的13一端，喇叭13的一端进行播放反向信号；
正常播放的音频信号通过第二功率放大器14放大后送到喇叭13的另一端，喇叭13的一端进行正常播放音乐。
相较于现有技术的情况，本发明提供的主动降噪耳机的有源降噪电路，增设对正常播放的音频信号进行放大的第二功率放大器14，将喇叭13分成两个连接端，一端连接第一功率放大器12并进行播放反向信号，另一端进行正常播放音乐；该改进，噪音和正常播放的音乐是独立分开的，且均有对应的功率放大器进行处理，因此可分别自由调节音乐信号的频响、放大倍数和降噪信号的频响、放大倍数，无需相互平衡匹配的电路，从而更容易设计和生产。
在本实施例中，麦克风10位于耳机的外部。由于本案中增加了第二功率放大器，因此麦克风10的位置并不是很重要，因此麦克风10也可以置于耳机内部，当然，麦克风10还可以分布在耳机的其他位置上。如果是对麦克风10位置的改变，均属于对本案的简单变形或变换，落入本案的保护范围内。
为实现上述目的，本发明还提供一种主动降噪耳机的有源降噪方法，麦克风10采集进入耳机的噪音，该噪音信号通过滤波器11滤波降噪后产生降噪声音信号，降噪声音信号通过第一功率放大器12放大后送到喇叭的一端，喇叭13的一端进行播放反向信号；
正常播放的音频信号通过第二功率放大器14放大后送到喇叭的另一端，喇叭13的一端进行正常播放音乐。
相较于现有技术的情况，本发明提供的主动降噪耳机的有源降噪方法，增设对正常播放的音频信号进行放大的第二功率放大器14，将喇叭13分成两个连接端，一端连接第一功率放大器12并进行播放反向信号，另一端进行正常播放音乐；该方法的改进，噪音和正常播放的音乐是独立分开的，且均有对应的功率放大器进行处理，因此可分别自由调节音乐信号的频响、放大倍数和降噪信号的频响、放大倍数，无需相互平衡匹配的电路，从而更容易设计和生产。
在本实施例中，第一功率放大器12和第二功率放大器14是互相独立的。降噪声音信号和正常播放的音频信号分别经过放大的信号是加到喇叭13上对应端后，喇叭13上产生降噪声音信号播放和正常音乐播放。
本方法中生成降噪信号经过第一功率放大器放大的信号和正常播放音乐经过第二功率放大器放大的信号分别加到喇叭(耳机换能器)两端，用以产生降噪声音信号和播放音乐组成。因此第一功率放大器和第二功率放大器分别连接喇叭两端才组成一个完整的降噪和播放音乐电路。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种主动降噪耳机的有源降噪电路，其特征在于，包括用于收集噪音的麦克风、用于对噪音进行滤波降噪的滤波器、用于对降噪声音信号进行放大的第一功率放大器、用于对正常播放的音频信号进行放大的第二功率放大器和用于对信号进行播放的喇叭；
所述麦克风通过滤波器与第一功率放大器的输入端电连接，且所述第一功率放大器的输出端连接至喇叭的一端；
正常播放的音频信号接入第二功率放大器的输入端，且第二功率放大器的输出端连接至喇叭的另一端；
所述麦克风采集进入耳机的噪音，该噪音信号通过滤波器滤波降噪后产生降噪声音信号，降噪声音信号通过第一功率放大器放大后送到喇叭的一端，喇叭的一端进行播放反向信号；
正常播放的音频信号通过第二功率放大器放大后送到喇叭的另一端，喇叭的一端进行正常播放音乐。
2.根据权利要求1所述的主动降噪耳机的有源降噪电路，其特征在于，所述麦克风位于耳机的外部。
3.一种主动降噪耳机的有源降噪方法，其特征在于，所述麦克风采集进入耳机的噪音，该噪音信号通过滤波器滤波降噪后产生降噪声音信号，降噪声音信号通过第一功率放大器放大后送到喇叭的一端，喇叭的一端进行播放反向信号；
正常播放的音频信号通过第二功率放大器放大后送到喇叭的另一端，喇叭的一端进行正常播放音乐。
4.根据权利要求3所述的主动降噪耳机的有源降噪方法，其特征在于，
第一功率放大器和第二功率放大器是互相独立的。
5.根据权利要求3所述的主动降噪耳机的有源降噪方法，其特征在于，所述降噪声音信号和正常播放的音频信号分别经过放大的信号是加到喇叭上对应端后，喇叭上产生降噪声音信号播放和正常音乐播放。
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