CN108877763A - 主动降噪装置、主动降噪耳机及调试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种主动降噪装置、主动降噪耳机及调试系统，涉及主动降噪领域，该主动降噪装置包括：主动降噪模组，用于对噪声信号进行处理并输出消噪信号；第一接口，用于双向传输主动降噪模组的降噪参数；第二接口，用于接收噪声信号和发出消噪信号。与现有技术相比，本发明提出的主动降噪装置可实现降噪功能的模块化，同时还能利用第一接口实现对降噪参数的监控与分析，通过第二接口实现对噪声信号的检测与消除。该主动降噪装置应用于主动降噪耳机和调试系统，一方面，有效提高调试系统的调试效率和灵活性，降低调试成本；另一方面，能提升主动降噪耳机的降噪性能，解决降噪性能一致性差的问题。

Description

主动降噪装置、主动降噪耳机及调试系统

技术领域

本发明涉及主动降噪领域，具体而言，涉及一种主动降噪装置、主动降噪耳机及调试系统。

背景技术

主动降噪技术是通过次级声源发出与噪声声波相位相反，幅值相等的消噪声波，消噪声波与噪声声波发生干涉，使得噪声消除。该技术的核心在于如何根据噪声信号设计滤波电路，使其产生相应的消噪信号。对于主动降噪耳机，一方面，由于不同耳机的声学结构差异较大，为保证降噪性能，需分别针对不同耳机的声学特性设计滤波电路；另一方面，对于主动降噪耳机的研发与生产机构，为解决不同客户需求的差异性，需要对滤波电路进行多次调试，若针对每个需求均采用不同的滤波器电路调试硬件，会造成不必要的浪费，增加研发成本。

发明内容

针对上述提出的问题，本发明提出一种动降噪调试装置、调试系统及耳机，以解决主动降噪耳机在调试过程中的调试硬件通用性的问题。

第一方面，本发明提出一种主动降噪装置，包括：主动降噪模组，用于对噪声信号进行处理并输出消噪信号；第一接口，用于读/ 写所述主动降噪模组的降噪参数；第二接口，用于接收噪声信号和发出消噪信号。

进一步地，所述主动降噪装置还包括供电装置，用于对所述主动降噪模组进行供电。

进一步地，所述主动降噪装置还包括第三接口，用于接收音频信号。

进一步地，主动降噪模组包括，模数转换电路、控制电路、计算电路、数模转换电路和电源管理电路；所述模数转换电路用于将所述主动降噪模组接收的模拟电信号转换为数字电信号；所述控制电路用于控制所述计算电路；所述计算电路用于根据所述控制电路的输出计算并输出数字消噪信号；所述数模转换电路用于将所述计算电路输出的数字消噪信号转换为模拟消噪信号；所述电源管理电路用于管理所述供电装置的充/放电过程。

进一步地，所述控制电路还包括控制开关，用于触发所述控制电路的不同控制策略。

进一步地，所述计算电路包括滤波电路和均衡电路；所述滤波电路用于对输入的声信号进行滤波处理；所述均衡电路用于对音频信号进音质补偿。

进一步地，所述主动降噪装置还包括壳体，用于固定并封装所述主动降噪模组，引出所有所述接口。

第二方面，本发明提出一种主动降噪耳机，包括第一方面提出的主动降噪装置，还包括麦克风、扬声器及耳机壳体；所述麦克风与所述扬声器均设置在所述耳机壳体内。

进一步地，所述麦克风包括前馈麦克风和反馈麦克风；所述前馈麦克风安装在所述耳机壳体的后腔壁上；所述反馈麦克风安装在所述耳机壳体的前腔壁上。

第三方面，本发明提出一种调试系统，包括第二方面提出的主动降噪耳机，还包括调试装置；所述主动降噪耳机通过所述第一接口与所述调试装置连接；所述调试装置用于对所述降噪参数进行分析，基于分析结果修改所述降噪参数，并将修改后的降噪参数返回至所述主动降噪模组。

本发明提出一种主动降噪装置、主动降噪耳机及调试系统，涉及主动降噪领域，该主动降噪装置包括主动降噪模组，用于对噪声信号进行处理并输出消噪信号；第一接口，用于读/写主动降噪模组的降噪参数；第二接口，用于接收噪声信号和发出消噪信号。与现有技术相比，本发明提出的主动降噪装置可实现降噪功能的模块化，同时还能利用第一接口实现对降噪参数的监控与分析，通过第二接口实现对噪声信号的检测与消除。该主动降噪装置应用于主动降噪耳机和调试系统，一方面，有效提高调试系统的调试效率和灵活性，降低调试成本；另一方面，能提升主动降噪耳机的降噪性能，解决降噪性能一致性差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例提供的一种主动降噪装置的结构示意图；

图2示出了本发明实施例提供的一种主动降噪模组的结构示意图；

图3示出了本发明实施例提供的主动降噪模组中各模块的连接示意图；

图4示出了本发明实施例提供的一种计算电路的结构示意图；

图5示出了本发明实施例提供的第一种主动降噪耳机的结构示意图；

图6示出了本发明实施例提供的第二种主动降噪耳机的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

图1示出了本发明实施例提供的主动降噪装置的结构示意图，参照图1，该主动降噪装置1，包括主动降噪模组10，第一接口30，第二接口40，还包括供电装置20，第三接口50。

主动降噪模组10，用于对噪声信号进行处理并输出消噪信号。主动降噪模组10可接收噪声信号，并对噪声信号进行处理后输出消噪信号。

供电装置20，用于对所述主动降噪模组10进行供电。具体地，确定锂电池作为供电装置20，锂电池使用寿命长，能够多次充放电，并且锂电池能量比高，体积小，重量轻，便于携带。

第一接口30，用于双向传输主动降噪模组10的降噪参数。主动降噪模组10通过第一接口30对降噪参数(如滤波器参数等)进行读/写，方便降噪参数在主动降噪模组1和数据分析设备之间的传输。具体地，选择USB接口作为第一接口30。

第二接口40，用于接收噪声信号和发出消噪信号。主动降噪模组10通过第二接口40接收噪声信号，噪声信号经过主动降噪模组10处理后，经过第二接口40输出消噪信号。第二接口方便主动降噪模组与不同待降噪装置之间的连接，极大方便了对待降噪装置的降噪模组的调试。具体地，选择针型排座作为第二接口40。

第三接口50，用于接收音频信号。主动降噪模组10通过第三接口50接收音频信号，音频信号经过主动降噪模组10处理后，通过第二接口40输出。具体地，选择3.5mm音频接口作为第三接口 50。

在一个实施方式中，图2示出了本发明实施例提供的主动降噪模组的结构示意图，如图2所示，该主动降噪模组10包括模数转换电路110、控制电路120、计算电路130、数模转换电路140和电源管理电路150。

模数转换电路110用于将主动降噪模组10接收的模拟电信号转换为数字电信号。

控制电路120用于控制计算电路130。通过第一接口30将降噪参数写入控制电路120或从控制电路120写出至数据分析装置；控制电路120用于将降噪参数传输至计算电路130，用于改变计算电路130的降噪参数。

计算电路130用于根据控制电路120的输出计算并输出消噪信号。计算电路130接收来自控制电路120的降噪参数，同时接收噪声信号，基于降噪参数和噪声信号计算并输出数字消噪信号，将消噪信号通过第二接口40输出。

数模转换电路140将计算电路130输出的数字消噪信号转换为模拟消噪信号。

电源管理电路150用于管理供电装置20的充/放电过程。电源管理电路150监控供电装置20的充放电过程，进一步地，可增加电池电量的显示装置，当供电装置20在放电过程中电量低于预先设定的阈值一或在充电过程中电量高于预先设定的阈值二时，给出相应的提示。

具体地，上述主动降噪模组可通过DSP芯片和MCU芯片组合实现。

在一个实施方式中，图3示出了本发明实施例提供的主动降噪模组中各模块的连接示意图，计算电路130包括第一输入端、第二输入端和输出端。模数转换电路110的输出端分别与控制电路120 的输入端和计算电路130的第一输入端连接，控制电路120的输出端与计算电路130的第二输入端连接，计算电路130的输出端与数模转换电路140的输入端连接。

在一个实施方式中，控制电路120还包括控制开关，用于触发控制电路120的不同控制策略。不同的控制策略对应不同的降噪参数，通过控制开关，选择不同的降噪参数，并将该降噪参数输出至计算电路130。进一步地，分别设置深度降噪开关和语音增强开关，通过触发上述任一开关，确定主动降噪模组当前的降噪模式，并选择控制电路120中当前的降噪模式对应的降噪参数。

在一个实施方式中，如图4所示的计算电路结构示意图，计算电路130包括滤波电路1301和均衡电路1302。

计算电路130可接收经过模数转换电路110的数字噪声信号和数字音频信号。

滤波电路1301用于对输入的声信号进行滤波处理。滤波电路 1301分别对数字信号一(噪声信号的数字信号)、数字信号二(音频信号的数字信号)以及数字信号一和数字信号二之和的数字信号三等三种数字信号进行滤波处理。

均衡电路1302用于对数字音频信号进行音质补偿。由于数字音频信号经过了滤波电路1301的滤波处理，数字音频信号会在滤波电路1301起作用的频段受损，为了补偿这种损失，利用均衡电路1302 对数字音频信号进行补偿。

在一个实施方式中，滤波电路1301包括前馈滤波电路和反馈滤波电路。前馈滤波电路用于消除中、高频段的噪声信号，反馈滤波电路用于消除低频段的噪声信号。前馈滤波电路和反馈滤波电路可单独设计。前馈滤波电路和反馈滤波电路一起用于降噪，可获得降噪频段宽，深度大的降噪效果。

在一个实施方式中，主动降噪装置1还包括壳体60，壳体60 用于固定并封装主动降噪装置10，引出所有接口。通过壳体60将主动降噪装置10封装成具有接口的、可插拔的、多功能的主动降噪设备。提升主动降噪装置10的便携性和实用的便利性。

实施例2

参考图5和图6，本实施例提出一种主动降噪耳机，包括实施例1提出的主动降噪装置1，还包括麦克风2、扬声器3及耳机壳体 4。麦克风2和扬声器3均设置在耳机壳体4内。主动降噪装置可以设置在耳机壳体4内部，也可以设置在耳机壳体外部。对于耳塞式耳机，耳机壳体4内部空间小，主动降噪装置不易安装，因此可设置在耳机壳体4外部，如图4所示。对于耳罩式耳机，耳机壳体空间较大，主动降噪装置安装在耳机壳体4内部，如图6所示。主动降噪装置1通过第二接口40和麦克风2与扬声器3连接，麦克风2 将检测到的噪声信号传输至主动降噪装置1，经过主动降噪装置1 处理后得到消噪信号，消噪信号传输至扬声器3，扬声器3将消噪信号转化成消噪声波。

在一个实施方式中，麦克风2包括前馈麦克风和反馈麦克风。前馈麦克风安装在耳机壳体4的后腔壁上，反馈麦克风安装在耳机壳体4的前腔壁上。前馈麦克风检测到的噪声信号通过第二接口40 传输至前馈滤波电路，作为前馈滤波电路的输入信号；反馈麦克风检测到的噪声信号通过第二接口40传输至反馈滤波电路，作为反馈滤波电路的输入信号。

实施例3

本实施例提出一种调试系统，包括实施例2提出的主动降噪耳机，还包括调试装置；主动降噪耳机通过第一接口30与调试装置连接；调试装置用于对降噪参数进行分析，基于分析结果修改降噪参数，并将修改后的降噪参数返回至主动降噪模组10。由于主动降噪耳机包括主动降噪装置1，主动降噪装置1具有独立的接口用于与调试装置进行通讯，调试装置根据主动降噪装置1传输的降噪参数，调试装置基于降噪参数，分析当前主动降噪耳机的降噪性能，若当前降噪性能不满足预先设定的性能标准，则修改降噪参数，使其达到性能标准，并将达标的降噪参数传回主动降噪装置1，通过控制电路120下发至计算电路130，修改当前计算电路130中的降噪参数(滤波器参数)，以使其达标。

本发明提出的主动降噪装置可实现降噪功能的模块化，同时还能利用第一接口实现对降噪参数的监控与分析，通过第二接口实现对噪声信号的检测与消除。该主动降噪装置应用于主动降噪耳机和调试系统，一方面，由于各接口插拔方便，且主动降噪装置封装固定后携带便捷，可针对不同的耳机进行降噪调试，有效提高调试系统的调试效率和灵活性，降低调试成本；另一方面，能提升主动降噪耳机的降噪性能，解决降噪性能一致性差的问题。

本发明实施例所提供的主动降噪耳机、调试系统，其实现原理及产生的技术效果和前述主动降噪装置实施例相同，为简要描述，主动降噪耳机、调试系统实施例部分未提及之处，可参考前述主动降噪装置实施例中相应内容。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (11)

1.一种主动降噪装置，其特征在于，包括：

主动降噪模组，用于对噪声信号进行处理并输出消噪信号；

第一接口，用于双向传输所述主动降噪模组的降噪参数；

第二接口，用于接收噪声信号和发出消噪信号。

2.根据权利要求1所述的主动降噪装置，其特征在于，还包括供电装置，用于对所述主动降噪模组进行供电。

3.根据权利要求1所述的主动降噪装置，其特征在于，还包括第三接口，用于接收音频信号。

4.根据权利要求2所述的主动降噪装置，其特征在于，主动降噪模组包括模数转换电路、控制电路、计算电路、数模转换电路和电源管理电路；

所述模数转换电路用于将所述主动降噪模组接收的模拟电信号转换为数字电信号；

所述控制电路用于控制所述计算电路；

所述计算电路用于根据所述控制电路的输出计算并输出数字消噪信号；

所述数模转换电路用于将所述计算电路输出的数字消噪信号转换为模拟消噪信号；

所述电源管理电路用于管理所述供电装置的充/放电过程。

5.根据权利要求4所述的主动降噪装置，其特征在于，所述控制电路还包括控制开关，用于触发所述控制电路的不同控制策略。

6.根据权利要求4所述的主动降噪装置，其特征在于，所述计算电路包括滤波电路和均衡电路；

所述滤波电路用于对输入的声信号进行滤波处理；

所述均衡电路用于对音频信号进行音质补偿。

7.根据权利要求6所述的主动降噪装置，其特征在于，所述滤波电路包括前馈滤波电路和反馈滤波电路。

8.根据权利要求1所述的主动降噪装置，其特征在于，所述主动降噪装置还包括壳体，用于固定并封装所述主动降噪模组，引出所有所述接口。

9.一种主动降噪耳机，包括权利要求1至权利要求8中任一项的主动降噪装置，其特征在于，还包括麦克风、扬声器及耳机壳体；

所述麦克风与所述扬声器均设置在所述耳机壳体内。

10.根据权利要求9所述的主动降噪耳机，其特征在于，所述麦克风包括前馈麦克风和反馈麦克风；

所述前馈麦克风安装在所述耳机壳体的后腔壁上；

所述反馈麦克风安装在所述耳机壳体的前腔壁上。

11.一种调试系统，包括权利要求9所述的主动降噪耳机，其特征在于，还包括调试装置；

所述主动降噪耳机通过所述第一接口与所述调试装置连接；

所述调试装置用于对所述降噪参数进行分析，基于分析结果修改所述降噪参数，并将修改后的降噪参数返回至所述主动降噪模组。