CN105764006A - 消噪系统及其消噪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了消噪系统。所述消噪系统包括麦克风、加速度传感器、第一信号通道、第二信号通道、反相器及处理器，所述第一信号通道的两端分别电连接所述加速度传感器和所述反相器，所述第二信号通道与所述加速度传感器电连接，用于将所述加速度传感器采集的机械振动信号输出，所述麦克风和所述反相器分别与所述处理器电连接。本发明提供的消噪系统，能得到消去机械噪音的纯音信号，从而可提高通讯产品的通话质量。本发明还提供一种消噪系统的消噪方法。
Description
【技术领域】
本发明涉及声学技术领域，具体涉及一种消噪系统及其消噪方法。
【背景技术】
随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多，用户对移动电话的要求已不仅满足于通话，而且要能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移动电话的通话质量更显重要。因此，移动电话等相关的通讯产品中消音技术的应用越来越广泛。
相关技术中，麦克风工作时，不仅会采集经由空气传播的声学信号，同时也会采集经由结构传递的机械振动信号，其中机械振动信号形成机械噪音。机械噪音沿结构部件传播，所以其随着传输距离的增加噪音衰减较少。因此，为满足消噪的功效，传统的设计采用将麦克风远离噪音源的方式，该设计方式不能从根本上解决消除机械噪音的问题。
因此，有必要提供一种新的消噪系统解决上述技术问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种能有效消除机械噪音的消噪系统及其消噪方法。
本发明的技术方案如下：
一种消噪系统，包括：
麦克风，所述麦克风采集声音信号和机械振动信号；
加速度传感器，用于采集机械振动信号；
第一信号通道，所述第一信号通道的一端与所述加速度传感器电连接，所述第一信号通道用于传输所述机械振动信号；
第二信号通道，所述第二信号通道的一端与所述加速度传感器电连接，所述第二信号通道与所述第一信号通道传输相同的机械振动信号，所述第二信号通道用于将所述加速度传感器采集的机械振动信号输出；
反相器，所述第一信号通道的另一端电连接所述反相器，所述反相器用于将所述第一信号通道传输的机械振动信号进行反相处理得到反相机械振动信号；
处理器，所述麦克风和所述反相器均与所述处理器电连接，所述处理器用于将所述麦克风采集到的机械振动信号与经过所述反相器的反相机械振动信号抵消，并将声音信号进行处理得到纯音信号。
优选的，所述第一信号通道包括第一信号放大器，用于放大经过所述第一信号通道的机械振动信号。
优选的，所述第二信号通道包括第二信号放大器，用于放大经过所述第二信号通道的机械振动信号。
优选的，所述消噪系统还包括第一芯片，所述麦克风与所述加速度传感器集成于所述第一芯片。
优选的，所述消噪系统还包括温度传感器，所述温度传感器集成于所述第一芯片。
优选的，所述消噪系统还包括第二芯片，所述第一信号通道、第二信号通道、反相器及所述处理器集成于所述第二芯片。
优选的，所述消噪系统还包括屏蔽罩，所述麦克风和所述加速度传感器设于所述屏蔽罩内。
本发明还提供一种消噪系统的消噪方法，包括如下步骤：
步骤一、提供麦克风和处理器，所述麦克风采集声音信号和机械振动信号，并将所述声音信号和机械振动信号传输至所述处理器；
步骤二、提供加速度传感器、第一信号通道、第二信号通道和反相器，所述加速度传感器采集机械振动信号，所述加速度传感器采集的机械振动信号通过所述第一信号通道传输至所述反相器进行反相处理得到反相机械振动信号，且所述反相器将反相机械振动信号传输至所述处理器；所述第二信号通道将所述加速度传感器采集的机械振动信号直接输出；
步骤三、所述处理器将接收到的所述麦克风采集的机械振动信号与所述反相器的反相机械振动信号相叠加抵消，输出纯音信号。
优选的，所述第一信号通道包括第一信号放大器，用于放大经过所述第一信号通道的机械振动信号。
优选的，所述第二信号通道包括第二信号放大器，用于放大经过所述第二信号通道的机械振动信号。
本发明的有益效果在于：
一、本发明提供的消噪系统，采用加速度传感器采集机械振动信号，并将机械振动信号传输至反相器，反相器将接收的机械振动信号进行反相处理，得到与麦克风采集的机械振动信号相反的反相机械振动信号，然后，处理器将麦克风采集到的机械振动信号与反相器处理的反相机械振动信号进行叠加，使麦克风采集的机械振动信号被反相机械振动信号抵消，得到消去机械噪音的纯音信号，从而可提高通讯产品的通话质量。
二、本发明提供的消噪系统，将麦克风与加速度传感器集成封装形成，因麦克风和加速度传感器都具有温度敏感性，在使用过程中，二者须分别设置温度传感器以修正温漂，采用集成封装，使用一个温度传感器即可满足需求，降低了成本；同时，麦克风和加速度传感器同属于高敏感度元件，极易受应力和电磁环境的干扰，采用集成封装可以共用同一套保护和屏蔽结构，减少空间占用；另外，麦克风和加速度传感器采用集成封装，可实现将麦克风和加速度传感器集成于同一芯片上，进一步降低生产成本。
【附图说明】
图1为本发明消噪系统的结构示意图；
图2为本发明消噪系统的工作原理示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请同时参阅图1、图2，其中图1为本发明消噪系统的结构示意图，图2为本发明消噪系统的工作原理示意图。所述消噪系统1包括麦克风11、加速度传感器12、第一信号通道13、第二信号通道14、反相器15、处理器16、芯片17、温度传感器18、及屏蔽罩19，所述屏蔽罩19可由金属材料制成，且屏蔽罩19上设有声孔191。
所述麦克风11用于采集声音信号和机械振动信号，所述麦克风采集到的机械振动信号会形成机械噪音。
所述加速度传感器12用于采集机械振动信号，且所述加速度传感器12采集的机械振动信号与所述麦克风11采集的机械振动信号相同。所述加速度传感器12采集全频段的机械振动信号，并将采集到的机械振动信号分两条支路进行传输，可以通过将导线一分为二形成两条支路，也可以通过其他部件形成两条支路，具体的，分别通过所述第一信号通道13和所述第二信号通道14进行信号传输。
本实施方式中，所述加速度传感器12采用普通的微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystems，MEMS)加速度传感器，如型号为ADXL001的加速度传感器，其可以采集0Hz-22kHz的加速度信号。
所述第一信号通道13、所述第二信号通道14分别用于传输所述加速度传感器12采集的机械振动信号，且所述第一信号通道13和所述第二信号通道14传输的机械振动信号相同。
具体的，所述第一信号通道13、第二信号通道14并联接入所述加速度传感器12，具体的，所述第一信号通道13的一端与所述加速度传感器12电连接，所述第一信号通道13的另一端与所述反相器15电连接，所述第二信号通道13的一端与所述加速度传感器12电连接，所述第二信号通道14将所述加速度传感器12采集的机械振动信号直接输出。所述第一信号通道13和所述第二信号通道14可通过导线实现与所述加速度传感器12电连接。
所述第一信号通道13包括第一信号放大器131，用于将经所述第一信号通道13的机械振动信号放大后传输至所述反相器15；同理，所述第二信号通道14包括第二信号放大器141，用于将经所述第二信号通道14的机械振动信号放大后直接输出，得到加速度信号。
所述反相器15接收所述第一信号通道13传输的机械振动信号，并进行反相处理得到反相机械振动信号，所述反相机械振动信号与所述麦克风11采集的机械振动信号数值相同，方向相反。
所述麦克风11和所述反相器15分别与所述处理器16电连接，所述处理器16接收所述麦克风11传输的声学信号及机械振动信号，并接收所述反相器15处理后的反相机械振动信号，然后进行叠加计算，使机械噪音被反相机械振动信号抵消，得到消去机械噪音的纯音信号，从而提高通讯产品的通话质量。
所述芯片17包括第一芯片171和第二芯片172，所述麦克风11、所述加速度传感器12及所述温度传感器18集成于所述第一芯片171；所述第一信号通道13、第二信号通道14、反相器15及处理器16集成于所述第二芯片172，所述第二芯片为ASIC芯片。
所述温度传感器18用于修正所述麦克风11和所述加速度传感器12的温漂，所述麦克风11和所述加速度传感器12都具有温度敏感性，因所述麦克风11及所述加速度传感器12采用集成封装形成，本实施方式中，采用一个所述温度传感器18即可满足同时修正所述麦克风11和所述加速度传感器12的温漂，节约成本及安装空间。
所述屏蔽罩19用于保护所述麦克风11和所述加速度传感器12免于应力和电磁环境的干扰，因所述麦克风11和所述加速度传感器12均属于高敏感度元件。本实施方式中，因所述麦克风11和所述加速度传感器12采用集成封装形成，采用一个所述屏蔽罩19即可实现保护所述麦克风11和所述加速度传感器12同时免于应力和电磁环境的干扰，进一步节约成本和安装空间。
基于上述消噪系统，本发明还提供一种消噪系统的消噪方法，具体步骤如下：
步骤S1、提供麦克风11和处理器16，所述麦克风11采集声音信号和机械振动信号，并将所述声音信号和机械振动信号传输至所述处理器16；
步骤S2、提供加速度传感器12、第一信号通道13、第二信号通道14和反相器15，所述加速度传感器12采集机械振动信号，所述加速度传感器12采集的机械振动信号通过所述第一信号通道13传输至所述反相器15进行反相处理得到反相机械振动信号，且所述反相器15将反相机械振动信号传输至所述处理器16；所述第二信号通道14将所述加速度传感器12采集的机械振动信号直接输出；
具体的，所述加速度传感器12将采集的机械振动信号通过所述第一信号通道13的所述第一信号放大器131后，传输至所述反相器15；且相同的机械振动信号经过所述第二信号通道14的所述第二信号放大器141后直接输出；
步骤S3、所述处理器16将接收到的所述麦克风11采集的机械振动信号与所述反相器15的反相机械振动信号相叠加抵消，输出纯音信号。
与相关技术相比，本发明提供的消噪系统，有益效果在于：
一、本发明提供的消噪系统，采用加速度传感器采集机械振动信号，并将机械振动信号传输至反相器，反相器将接收的机械振动信号进行反相处理，得到与麦克风采集的机械振动信号相反的反相机械振动信号，然后，处理器将麦克风采集到的机械振动信号与反相器处理的反相机械振动信号进行叠加，使麦克风采集的机械振动信号被反相机械振动信号抵消，得到消去机械噪音的纯音信号，从而可提高通讯产品的通话质量。
二、本发明提供的消噪系统，将所述麦克风与所述加速度传感器集成封装形成，因所述麦克风和所述加速度传感器都具有温度敏感性，在使用过程中，二者须分别设置温度传感器以修正温漂，采用集成封装，使用一个温度传感器即可满足需求，降低了成本；同时，所述麦克风和所述加速度传感器同属于高敏感度元件，极易受应力和电磁环境的干扰，采用集成封装可以共用同一套保护和屏蔽结构，减少空间占用；另外，所述麦克风和所述加速度传感器采用集成封装，可实现将所述麦克风和所述加速度传感器集成于同一芯片上，进一步降低生产成本。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种消噪系统，其特征在于，包括：
麦克风，所述麦克风采集声音信号和机械振动信号；
加速度传感器，用于采集机械振动信号；
第一信号通道，所述第一信号通道的一端与所述加速度传感器电连接，所述第一信号通道用于传输所述机械振动信号；
第二信号通道，所述第二信号通道的一端与所述加速度传感器电连接，所述第二信号通道与所述第一信号通道传输相同的机械振动信号，所述第二信号通道用于将所述加速度传感器采集的机械振动信号输出；
反相器，所述第一信号通道的另一端电连接所述反相器，所述反相器用于将所述第一信号通道传输的机械振动信号进行反相处理得到反相机械振动信号；
处理器，所述麦克风和所述反相器均与所述处理器电连接，所述处理器用于将所述麦克风采集到的机械振动信号与经过所述反相器的反相机械振动信号抵消，并将声音信号进行处理得到纯音信号。
2.根据权利要求1所述的消噪系统，其特征在于，所述第一信号通道包括第一信号放大器，用于放大经过所述第一信号通道的机械振动信号。
3.根据权利要求1或2所述的消噪系统，其特征在于，所述第二信号通道包括第二信号放大器，用于放大经过所述第二信号通道的机械振动信号。
4.根据权利要求1所述的消噪系统，其特征在于，所述消噪系统还包括第一芯片，所述麦克风与所述加速度传感器集成于所述第一芯片。
5.根据权利要求4所述的消噪系统，其特征在于，所述消噪系统还包括温度传感器，所述温度传感器集成于所述第一芯片。
6.根据权利要求1所述的消噪系统，其特征在于，所述消噪系统还包括第二芯片，所述第一信号通道、第二信号通道、反相器及所述处理器集成于所述第二芯片。
7.根据权利要求1所述的消噪系统，其特征在于，所述消噪系统还包括屏蔽罩，所述麦克风和所述加速度传感器设于所述屏蔽罩内。
8.一种消噪系统的消噪方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、提供麦克风和处理器，所述麦克风采集声音信号和机械振动信号，并将所述声音信号和机械振动信号传输至所述处理器；
步骤二、提供加速度传感器、第一信号通道、第二信号通道和反相器，所述加速度传感器采集机械振动信号，所述加速度传感器采集的机械振动信号通过所述第一信号通道传输至所述反相器进行反相处理得到反相机械振动信号，且所述反相器将反相机械振动信号传输至所述处理器；所述第二信号通道将所述加速度传感器采集的机械振动信号直接输出；
步骤三、所述处理器将接收到的所述麦克风采集的机械振动信号与所述反相器的反相机械振动信号相叠加抵消，输出纯音信号。
9.根据权利要求8所述的消噪系统的消噪方法，其特征在于，所述第一信号通道包括第一信号放大器，用于放大经过所述第一信号通道的机械振动信号。
10.根据权利要求8所述的消噪系统的消噪方法，其特征在于，所述第二信号通道包括第二信号放大器，用于放大经过所述第二信号通道的机械振动信号。
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