CN108462920A - 具有降噪功能的汽车功放装置以及汽车音响设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有降噪功能的汽车功放装置以及汽车音响设备，汽车功放装置设置有微控制器模块、主动降噪ANC模块；微控制器模块获取发动机当前的转速信息，根据转速信息计算当前发动机噪声的基频，控制ANC模块将与基频相匹配的逆噪音声音信号发送至降噪扬声器进行播放，用以抵消车内的噪声。本发明的具有降噪功能的汽车功放装置以及汽车音响设备，能够降低车内由发动机产生的噪音，为车内乘客提供一个安静舒适的环境；与车载功放集成在一起，降低成本的同时，有效减轻重量；可以采用自适应系统，提升降噪效果；能够提高产品质量并提高用户的使用感受度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车音响技术领域，尤其涉及一种具有降噪功能的汽车功放装置以及汽车音响设备。
背景技术
目前，基于DSP技术的数字汽车功放技术已经比较成熟。当前主动降噪ANC技术主要应用于耳机方面的降噪，主要是采用麦克风采集噪音信号，控制电路通过实时运算产生与噪音相位相反的信号，最后通过扬声器播放出来从而完成主动降噪的过程。车载系统中的主动降噪ANC技术目前主要是应用于车载音响系统，采用车内麦克风采集噪音样本，经系统分析处理之后，进行降噪处理以抵消车内的噪音，营造更安静的车内氛围。目前，车载系统中的ANC技术在静止时可以满足正常需求，但在汽车运行到一定车速时，胎噪、风燥等噪声会严重影响音响效果，降噪效果不理想，使驾驶员烦躁不安。另一方面，独立的车载ANC（主动降噪）系统需要在车内安置大量的噪音采集麦克风，不但成本高并给整车车身布置带来了困难，而且降噪效果不理想。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种具有降噪功能的汽车功放装置以及汽车音响设备，能够有效地解决上述的问题。
根据本发明的一个方面，提供一种具有降噪功能的汽车功放装置，包括:壳体和印刷电路板，所述印刷电路板设置在所述壳体内；所述印刷电路板上设置有微控制器模块、主动降噪ANC模块；所述微控制器模块与所述ANC模块电连接；所述微控制器模块获取发动机当前的转速信息，根据所述转速信息计算当前发动机噪声的基频，控制所述ANC模块将与所述基频相匹配的逆噪音声音信号发送至降噪扬声器进行播放，用以抵消车内的噪声。
可选地，所述微控制器模块根据所述转速信息计算当前发动机噪声的基频为
；
其中，为发动机噪音的基频，单位为Hz；r为发动机当前的转速，g为发动机缸数，i为冲程系数。
可选地，包括：存储模块和第一功率放大器模块；所述微控制器模块获得发动机噪音的基频，将基频信息发送给所述ANC模块；所述ANC模块基于所述基频信息从所述存储模块中提取与所述基频相匹配的所述逆噪音声音信号，将所述逆噪音声音信号通过所述第一功率放大器模块进行放大后输出至所述降噪扬声器。
可选地，反馈麦克风采集车内的声音信号，将采集的声音信号作为反馈信号输送给所述ANC模块；所述ANC模块将输出的所述逆噪音声音信号与所述反馈信号进行比对，基于比对结果调整输出的所述逆噪音声音信号的频谱和功率。
可选地，还包括：前置放大器模块；所述反馈麦克风将所述反馈信号发送给所述前置放大器模块，所述前置放大器模块对所述反馈信号放大处理，将放大后的反馈信号输送至所述ANC模块。
可选地，还包括:DSP音频处理模块；所述微控制器模块与所述DSP音频处理模块电连接；所述微控制器模块控制所述DSP音频处理模块对多媒体主机发送的声音信号进行处理，所述DSP音频处理模块将进行处理后的声音信号输送至多媒体扬声器系统进行播放。
可选地，包括:第一编解码器模块和第二编解码器模块；多媒体主机发送的第一声音模拟信号由第一编解码器转换为声音数字信号并输送至所述DSP音频处理模块；所述DSP音频处理模块在所述微控制器模块的控制下对声音数字信号进行处理与优化；经过所述DSP音频处理模块处理后的声音数字信号经由第二编解码器模块转换为第二声音模拟信号。
可选地，第二声音模拟信号经由两个第二功率放大器模块放大后输出至多媒体扬声器系统。
可选地，所述微控制器模块通过总线与发动机电子控制系统连接，通过总线接收所述发动机电子控制系统发送的发动机当前的转速信息；其中，所述总线包括：CAN总线、I2 C总线。
根据本发明的另一方面，提供一种汽车音响设备，包括：如上所述的具有降噪功能的汽车功放装置。
本发明的具有降噪功能的汽车功放装置以及汽车音响设备，汽车功放装置设置有微控制器模块、主动降噪ANC模块；微控制器模块获取发动机当前的转速信息，根据转速信息计算当前发动机噪声的基频，控制ANC模块将与基频相匹配的逆噪音声音信号发送至降噪扬声器进行播放，用以抵消车内的噪声；能够降低车内由发动机产生的噪音，为车内乘客提供一个安静舒适的环境；与车载功放集成在一起，降低成本的同时，有效减轻重量；可以采用自适应系统，提升降噪效果；能够提高产品质量并提高用户的使用感受度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的具有降噪功能的汽车功放装置的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明的具有降噪功能的汽车功放装置的一个实施例的电路框图；
图3为本发明的具有降噪功能的汽车功放装置的另一个实施例的电路框图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。
如图1-3所示，本发明提供一种具有降噪功能的汽车功放装置，包括:壳体和印刷电路板10，壳体包括上壳体20和下壳体22，印刷电路板10设置在壳体内，通过螺钉21和垫片23固定印刷电路板。印刷电路板10上设置有微控制器模块11、主动降噪ANC模块12、存储模块13、第一功率放大器模块14、DSP音频处理模块15、第一编解码器模块16、第二编解码器模块17、第二功率放大器模块18等。
微控制器模块11与ANC模块12电连接，微控制器模块11获取发动机当前的转速信息，根据转速信息计算当前发动机噪声的基频，控制ANC模块12将与基频相匹配的逆噪音声音信号发送至降噪扬声器02进行播放，逆噪音声音信号为与发动机噪音等噪音的频谱反向的声音信号。在汽车内施加与发动机噪音等噪音的频谱反向的逆噪音声音信号，完成车内噪音抵消，用以降低车内的噪声。
微控制器模块11通过总线与发动机电子控制系统01连接，通过总线接收发动机电子控制系统01发送的发动机当前的转速信息。总线包括CAN总线、I2 C总线等。
在现有技术中，为了降低车内噪音主要是采用密封，添加隔音材料等物理方法来达到降噪的目的。现阶段无级变速装置结构复杂，无法针对发动机产生的噪音进行降噪。本发明的具有降噪功能的汽车功放装置，解决了由汽车发动机产生的噪音对车内乘客享受音乐所产生的影响，采用主动降噪技术，根据发动机转速确定发动机噪音基频，在汽车功放中集成主动降噪功能，采用与发动机转速关联的方式降低由发动机产生的噪音；在原有汽车功放功能的基础上，针对发动机噪音添加主动降噪功能从而降低车内噪音，营造更舒适的车内氛围。
在一个实施例中，微控制器模块11根据转速信息计算当前发动机噪声的基频为
（1-1）；
其中，为发动机噪音的基频，单位为Hz；r为发动机当前的转速，单位为转/min，g为发动机缸数，i为冲程系数。
微控制器模块11获得发动机噪音的基频，将基频信息发送给ANC模块12，ANC模块12基于基频信息从存储模块13中提取与基频相匹配的逆噪音声音信号，将逆噪音声音信号通过第一功率放大器模块14进行放大后输出至降噪扬声器02。
在一个实施例中，在确定发动机噪音基频后，由微控制器模块11（MCU）控制ANC模块12模块从存储模块13（FLASH）中提取与发动机噪音相应的反向声音，最后经第一功率放大器模块14放大后输出给降噪扬声器02达到降噪的效果。
反馈麦克风05采集车内的声音信号，将采集的声音信号作为反馈信号输送给ANC模块12。ANC模块12将输出的逆噪音声音信号与反馈信号进行比对，基于比对结果调整输出的逆噪音声音信号的频谱和功率等。反馈麦克风05将反馈信号发送给前置放大器模块19，前置放大器模块19对反馈信号放大处理，将放大后的反馈信号输送至ANC模块14。
反馈麦克风负05负责检测车内当前的降噪效果，反馈麦克风05采集到的信号由前置放大器模块19放大后流入ANC模块12，由ANC模块12处理后将反馈信息与输出信号进行对比，并根据对比结果对逆噪音声音信号进行修正，从而建立起一个自适应系统，以保证降噪效果。
在一个实施例中，微控制器模块11与DSP音频处理模块15电连接。微控制器模块11控制DSP音频处理模块15对多媒体主机03发送的声音信号进行处理，DSP音频处理模块15将进行处理后的声音信号输送至多媒体扬声器系统04进行播放。
多媒体主机03发送的第一声音模拟信号由第一编解码器16转换为声音数字信号并输送至DSP音频处理模块15。DSP音频处理模块15在微控制器模块11的控制下对声音数字信号进行处理与优化。经过DSP音频处理模块15处理后的声音数字信号经由第二编解码器模块17转换为第二声音模拟信号。第二声音模拟信号经由两个第二功率放大器模块18放大后输出至多媒体扬声器系统04，进行播放。
本发明的具有降噪功能的汽车功放装置同时具有汽车音响功放功能和ANC（主动降噪）功能。当汽车功放装置开始工作后，由多媒体主机03发出的声音模拟信号由第一编解码器模块16转换为数字信号后，流入DSP音频处理模块15，在微控制器模块11的控制下DSP音频处理模块15对声音数字信号进行处理与优化，经过处理后的声音数字信号再由第二编解码器模块17转换为模拟信号后，由两个第二功率放大器模块18放大后输出至多媒体扬声器系统04。
在一个实施例中，本发明提供一种汽车音响设备，包括如上任一实施例的具有降噪功能的汽车功放装置。
上述实施例中的具有降噪功能的汽车功放装置以及汽车音响设备，汽车功放装置设置有微控制器模块、主动降噪ANC模块；微控制器模块获取发动机当前的转速信息，根据转速信息计算当前发动机噪声的基频，控制ANC模块将与基频相匹配的逆噪音声音信号发送至降噪扬声器进行播放，用以抵消车内的噪声；能够降低车内由发动机产生的噪音，为车内乘客提供一个安静舒适的环境；与车载功放集成在一起，降低成本的同时，有效减轻重量；可以采用自适应系统，提升降噪效果；能够提高产品质量并提高用户的使用感受度。
可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接（例如使用螺栓或螺钉连接），也可以理解为：不可拆卸的固定连接（例如铆接、焊接），当然，互相固定连接也可以为一体式结构（例如使用铸造工艺一体成形制造出来）所取代（明显无法采用一体成形工艺除外）。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.一种具有降噪功能的汽车功放装置，其特征在于，包括:
壳体和印刷电路板，所述印刷电路板设置在所述壳体内；所述印刷电路板上设置有微控制器模块、主动降噪ANC模块；所述微控制器模块与所述ANC模块电连接；
所述微控制器模块获取发动机当前的转速信息，根据所述转速信息计算当前发动机噪声的基频，控制所述ANC模块将与所述基频相匹配的逆噪音声音信号发送至降噪扬声器进行播放，用以抵消车内的噪声。
2.如权利要求1所述的汽车功放装置，其特征在于，
所述微控制器模块根据所述转速信息计算当前发动机噪声的基频为
；
其中，为发动机噪音的基频，单位为Hz；r为发动机当前的转速，g为发动机缸数，i为冲程系数。
3.如权利要求1所述的汽车功放装置，其特征在于，包括：存储模块和第一功率放大器模块；
所述微控制器模块获得发动机噪音的基频，将基频信息发送给所述ANC模块；
所述ANC模块基于所述基频信息从所述存储模块中提取与所述基频相匹配的所述逆噪音声音信号，将所述逆噪音声音信号通过所述第一功率放大器模块进行放大后输出至所述降噪扬声器。
4.如权利要求1所述的汽车功放装置，其特征在于，
反馈麦克风采集车内的声音信号，将采集的声音信号作为反馈信号输送给所述ANC模块；
所述ANC模块将输出的所述逆噪音声音信号与所述反馈信号进行比对，基于比对结果调整输出的所述逆噪音声音信号的频谱和功率。
5.如权利要求4所述的汽车功放装置，其特征在于，还包括：前置放大器模块；
所述反馈麦克风将所述反馈信号发送给所述前置放大器模块，所述前置放大器模块对所述反馈信号放大处理，将放大后的反馈信号输送至所述ANC模块。
6.如权利要求1所述的汽车功放装置，其特征在于，还包括:
DSP音频处理模块；所述微控制器模块与所述DSP音频处理模块电连接；
所述微控制器模块控制所述DSP音频处理模块对多媒体主机发送的声音信号进行处理，所述DSP音频处理模块将进行处理后的声音信号输送至多媒体扬声器系统进行播放。
7.如权利要求6所述的汽车功放装置，其特征在于，包括:
第一编解码器模块和第二编解码器模块；
多媒体主机发送的第一声音模拟信号由第一编解码器转换为声音数字信号并输送至所述DSP音频处理模块；所述DSP音频处理模块在所述微控制器模块的控制下对声音数字信号进行处理与优化；
经过所述DSP音频处理模块处理后的声音数字信号经由第二编解码器模块转换为第二声音模拟信号。
8.如权利要求7所述的汽车功放装置，其特征在于，
第二声音模拟信号经由两个第二功率放大器模块放大后输出至多媒体扬声器系统。
9.如权利要求1所述的汽车功放装置，其特征在于，
所述微控制器模块通过总线与发动机电子控制系统连接，通过总线接收所述发动机电子控制系统发送的发动机当前的转速信息；
其中，所述总线包括：CAN总线、I2 C总线。
10.一种汽车音响设备，其特征在于，包括：
如权利要求1至9任一项所述的具有降噪功能的汽车功放装置。
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