CN106612480A - 一种柜式机箱的主动式消噪装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柜式机箱的主动式消噪装置，其结构包括机箱噪音采集麦克风、误差监测修正麦克风、主动消噪扬声器和控制模块组成；其中控制模块由主处理器DSP、音频编码器、音频调理电路处理器电源适配器、扬声器电源组成；将本装置中的噪音采集麦克风采集到的柜式机箱的噪音源作为参考，利用现有的LMS自适应算法技术，根据误差监测修正麦克风监测误差的实时反馈，通过主动消噪扬声器发出和噪音采集麦克风采集到的噪音信号的频率相同但幅值相反的反噪音信号来抵消噪声。利用本装置可以大大减小柜式机箱由于散热风扇旋转、柜体震动等产生的噪声，降低工作环境的噪声污染。

Description

一种柜式机箱的主动式消噪装置

技术领域

本发明属于音频处理的噪音消除领域，具体提供了一种柜式机箱的主动式消噪装置。

背景技术

随着科技的进步，机械化，智能化，自动化已经逐渐成为了当今工业生产甚至是人们日常生活的发展趋势，在此趋势下一些大型的仪器和计算机等器材又是必不可少的设备，使用此设备时就一定会用到一些柜式机箱，而柜式机箱特别是一些大型的柜式机箱的噪音一直以来都是困扰人们的一个亟待解决的问题。

谈及机箱的噪音消除，目前市面上存在较多的一些解决方案都是被动式噪音消除，即采用一些吸附性较强的隔音材料来降低柜式机箱的噪音，此方案一方面并不能很好的消除柜式机箱的噪音，更重要的是采用隔音材料往往会大大影响柜式机箱的散热效果，使机箱内部温度维持在一个较高的水平，这样会大大影响柜式仪器的使用性能和寿命。

随着近几年主动式噪音消除方案的提出，大部分对主动式噪音消除的实现采用模拟电路来完成，这样就使得噪音消除设备可操作性极低，并且会对硬件电路有较高的设计要求。

发明内容

本发明的目的在于通过一个噪音采集麦克风采集柜式机箱噪音，一个误差监测修正麦克风实时监测误差，然后通过调整主动消噪扬声器发出和噪音信号频率相同但幅值相反的反噪音信号，实现最大限度的消除柜式机箱内噪音的主动消噪装置。

本发明是一种主动式的消除柜式机箱噪音的装置，其结构包括机箱噪音采集麦克风、误差监测修正麦克风、主动消噪扬声器；

其中的主动式消噪装置的内部电路系统主处理器DSP、音频编码器、音频调理电路，处理器电源适配器、扬声器电源组成；其中主处理器DSP采用TI的一款可用于音频处理的TMS320F28335浮点型DSP，音频编码器采用TI的一款高性能立体声音频编码器AIC23，它主要完成对音频信号的采集和回放；音频调理电路主要是对噪音信号的放大和滤波的调理，和音频编码器相连；主处理器DSP和音频编码器以及音频调理电路同时焊接在一块PCB电路板上，同时在PCB电路板上要留出标准的音频接口，此音频接口和音频调理电路相连，噪音采集麦克风、误差监测修正麦克风和主动消噪扬声器的音频信号线通过标准音频接口连接在PCB电路板上；处理器电源适配器和PCB电路板相连统一为整块PCB电路板供电；扬声器电源则为主动消噪扬声器供电。

噪声采集麦克风，安装在柜式机箱的散热风扇附近，主要采集柜式机箱内的各种噪声信号。

误差监测修正麦克风主要实时监测机箱外侧附近的噪音情况，通过监测误差的大小实时的对LMS自适应算法进行反馈调节。

主动消噪扬声器则根据LMS自适应算法的计算输出和噪声采集麦克风所采集到的噪声信号频率相同幅度相反的反噪音信号，对噪音信号进行抵消。

音频调理电路主要完成对输入麦克风信号的驱动和调理，让音频编码器可以进行正常的采集输出。

音频编码器则集成了AD和DA功能，对经过音频调理电路的音频信号进行采集和输出。

本发明的有益效果：与现有技术相比，此发明为主动型噪音消除，针对噪音产生的特点，从根本上进行了主动消除；本发明结构极其简单，仅仅需要一块控制模块，两个麦克风和一个扬声器即可，和原被动消噪的笨重装置相比，不仅节省了空间，不会影响机箱的散热效果，而且消噪效果也比其更为理想。采用此发明可以到达更简单可实现的结构，并且可以有更好的柜式机箱噪音的消除效果。

附图说明

附图给出该柜式机箱的主动式消噪装置的实施例示意图：

图1是本发明第一种实施例的示意图。

图2是本发明第一种实施例的控制模块的结构示意图。

附图标记说明：1、噪音采集麦克风；2、误差修正麦克风；3、主动消噪扬声器；4、控制模块；5、主处理器DSP；6、音频编码器；7、音频调理电路；8、处理器电源适配器；9、扬声器电源；10、柜式机箱；11、散热风扇扇叶；12、噪音采集麦克风接口；13、误差监测麦克风接口；14、主动消噪扬声器接口。

具体实施方式

如图1是本发明一种柜式机箱的主动式消噪装置，其结构包括机箱噪音采集麦克风1、误差监测修正麦克风2、主动消噪扬声器3和控制模块4组成。其中噪音采集麦克风1安装在柜式机箱10的主要噪音源即散热风扇11附近，误差监测修正麦克风2安装在机箱外侧距离噪音源较远的一端的机箱的外部，主动消噪扬声器3安装在距离噪音源为L的机箱内部，控制模块4固定在机箱外部的侧面。

如图2是本发明的控制模块4结构示意图，由主处理器DSP5、音频编码器6、音频调理电路7处理器电源适配器8、扬声器电源9组成；其中主处理器DSP5采用TI的一款可用于音频处理的TMS320F28335浮点型DSP，音频编码器6采用TI的一款高性能立体声音频编码器AIC23，它主要完成对音频信号的采集和回放；音频调理电路7主要是对噪音信号的放大和滤波的调理，和音频编码器6电气相连；主处理器DSP5和音频编码器6以及音频调理电路7同时焊接在一块PCB电路板上，同时在PCB电路板上要留出标准的音频接口，此音频接口和音频调理电路7实现电气连接，噪音采集麦克风1、误差监测修正麦克风2和主动消噪扬声器3的音频信号线通过标准音频接口连接在PCB电路板上；处理器电源适配器8和PCB电路板相连统一为整块PCB电路板供电；扬声器电源9则为主动消噪扬声器3供电。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种柜式机箱的主动式消噪装置，其特征在于包括：柜式机箱噪音采集麦克风（1）安装在柜式机箱（10）的主要噪音源即散热风扇（11）附近，误差监测修正麦克风（2）安装在机箱外侧距离噪音源较远的一端的机箱的外部，主动消噪扬声器（3）安装在距离噪音源一定距离L的机箱内部，控制模块（4）固定在机箱外部的侧面；

其中所述的控制模块（4）由核心处理器（5）、音频编码器（6）、音频调理电路（7）处理器电源适配器（8）、扬声器电源（9）组成。

2.根据权利要求1所述的一种柜式机箱的主动式消噪装置，其特征在于：噪音采集麦克风（1）固定在在柜式机箱（10）的主要噪音源散热风扇（11）附近，并通过导线与控制模块（4）实现电气连接。

3.根据权利要求1所述的一种柜式机箱的主动式消噪装置，其特征在于：误差监测修正麦克风（2）固定在机箱外侧，距离噪音源较远的一端，并通过导线与控制模块（4）实现电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种柜式机箱的主动式消噪装置，其特征在于：主动消噪扬声器（3）安装在柜式机箱（10）的内部，其距离噪音源散热风扇（11）的距离L要保证噪音在此距离传播的时间大于控制模块（4）的线路延迟时间，通过导线与控制模块（4）实现电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种柜式机箱的主动式消噪装置，其特征在于：所述的核心处理器（5）采用TI的一款可用于音频处理的TMS320F28335浮点型DSP；所述的音频编码器（6）采用TI的一款高性能立体声音频编码器AIC23，它主要完成对音频信号的采集和回放；所述的音频调理电路（7）主要是对噪音信号的放大和滤波的调理，和音频编码器（6）的管脚实现电气相连。

6.根据权利要求1所述的一种柜式机箱的主动式消噪装置，其特征在于：主处理器DSP（5）和音频编码器（6）以及音频调理电路（7）同时焊接在一块PCB电路板上，同时在PCB电路板上要留出标准的音频接口，此音频接口和音频调理电路（7）实现电气相连，噪音采集麦克风（1）、误差监测修正麦克风（2）和主动消噪扬声器（3）的音频信号线通过标准音频接口连接在PCB电路板上，音频编码器（6）的输入管脚电气连接到噪音采集麦克风（1）和误差监测修正麦克风（2）的调理电路，音频编码器的输出管脚连接主动消噪扬声器（3）的调理电路，同时音频编码器（6）的数字端和主处理器DSP（5）相连。

7.根据权利要求1所述的一种柜式机箱的主动式消噪装置，其特征在于：处理器电源适配器（8）和PCB电路板相连，可以统一为整块PCB电路板供电，减少了冗杂的电源模块；

扬声器电源（9）则为需要独立的为主动消噪扬声器（3）供电。