CN203150113U - 一种用于汽车的主动降噪装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于汽车的主动降噪装置，包括误差麦克风（2）和降噪扬声器（4），所述误差麦克风（2）与前置放大器（10）的一个输入端相连接，前置放大器（10）的另一个输入端与前馈麦克风（1）相连接，降噪扬声器（4）与功放模块（9）的一个输出端相连接，信号调理模块（8）的输入端分别连接有噪音发生器（5）、信号发生器（6）和发动机转速测量装置（7），前置放大器（10）的输出端与DSP模块（11）的输入端相连接，本实用新型通过发动机转速测量装置对发动机转速进行测量并确定发动机噪声基频，再使用声学自适应算法产生同幅反相的反声音实现对噪音的有效抵消，有效降低噪声的同时保留了车内所需要的MP3播放的音乐声、车内谈话声。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种降噪装置，尤其涉及一种用于汽车的主动降噪装置。
背景技术
主动噪音消除系统简称ANC（Active Noise Cancelling），通过使用声学自适应算法产生同幅反相的反声音或反噪音来消除不需要的声音。原始、不想要的声音与反声音在声学上相叠加，就可同时消除这两种声音。现阶段主动降噪系统主要用于头戴耳机的降噪，这种方式能够很好的抑制环境噪声，但是其有效工作空间范围小，只能实现耳机的小范围噪声消除，但对于汽车车内较大的空间则不能达到较好的降噪效果。
中国专利授权公告号为：CN202488648U，公告日为：2012年10月10日实用新型专利公开了一种麦克风阵列主动式降噪耳麦，设置有主麦克风、辅麦克风、主麦克风初级滤波模块、辅麦克风初级滤波模块、噪声方向滤波模块、非线性散射噪声滤波模块、时频空统计分离模块和人耳反向工程模块，主麦克风与主麦克风初级滤波模块连接，辅麦克风与辅麦克风初级滤波模块连接，主麦克风初级滤波模块、辅麦克风初级滤波模块与噪声方向滤波模块连接，噪声方向滤波模块与非线性散射噪声滤波模块连接，非线性散射噪声滤波模块与时频空统计分离模块连接，时频空统计分离模块与人耳反向工程模块连接。但是该装置结构复杂，占用空间较大，并且没有针对发动机的噪音进行降噪，降噪效果不理想。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的无级变速装置结构复杂，没有针对发动机的噪音进行降噪，降噪效果不理想的缺陷和不足，现提供一种结构紧凑，占用空间小，能有效的针对发动机的噪音进行降噪，降噪效果好的一种用于汽车的主动降噪装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种用于汽车的主动降噪装置，包括前馈麦克风、误差麦克风和降噪扬声器，所述前馈麦克风和误差麦克风分别安装在一端开口的密闭隔音管道中，前馈麦克风安装在隔音管道的封闭端，误差麦克风安装在隔音管道的开口端，隔音管道的中段安装有朝向开口端的噪声扬声器，隔音管道的中段设置有一个密闭隔音支管，密闭隔音支管内安装有朝向隔音管道的降噪扬声器，误差麦克风与前置放大器的一个输入端相连接，前置放大器的另一个输入端与前馈麦克风相连接，降噪扬声器与功放模块的一个输出端相连接，功放模块的另一个输出端与噪声扬声器相连接，信号调理模块的输入端分别连接有噪音发生器、信号发生器和发动机转速测量装置，前置放大器的输出端与DSP模块的一个输入端相连接，信号调理模块也与DSP模块的一个输入端口相连接，DSP模块的输出端还与信号调理模块的一个输入端口相连接。
所述DSP模块由声音分离器、ANC控制器和混音器三部分构成，信号调理模块和前置放大器的一个输出端分别与声音分离器相连接，信号调理模块和前置放大器的另一个输出端分别与ANC控制器的输入端相连接，声音分离器的输出端端与ANC控制器的输入端相连接，ANC控制器的输出端与混音器的输入端相连接，混音器的输出端与信号调理模块的一个输入端相连接。
所述前馈麦克风安装在汽车发动机附近，误差麦克风安装在汽车座椅头枕上。
所述降噪扬声器安装在汽车内部。
所述隔音管道的开口端与密闭隔音支管之间所呈的角度大于90度且小于180度。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过发动机转速测量装置对发动机转速进行测量并确定发动机噪声基频，再使用声学自适应算法产生同幅反相的反声音实现对噪音的有效抵消，有效降低噪声的同时保留了车内所需要的MP3播放的音乐声、车内谈话声。
2、本实用新型结构紧凑，占用空间小，能够测量发动机的转速并确定噪声基频，并主要针对发动机的噪音进行降噪，有效降低了整个车内的噪音，使用范围广泛。
附图说明
图1是本实用新型的试验系统结构示意图。
图2是本实用新型主动降噪效果图。
图3是发动机的理想频谱分布图。
图中：前馈麦克风1，误差麦克风2，噪声扬声器3，降噪扬声器4，噪音发生器5，信号发生器6，发动机转速测量装置7，信号调理模块8，功放模块9，前置放大器10，DSP模块11。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
参见图1至图3，本实用新型的一种用于汽车的主动降噪装置，包括前馈麦克风1、误差麦克风2和降噪扬声器4，所述前馈麦克风1和误差麦克风2分别安装在一端开口的密闭隔音管道中，前馈麦克风1安装在隔音管道的封闭端，误差麦克风2安装在隔音管道的开口端，隔音管道的中段安装有朝向开口端的噪声扬声器3，隔音管道的中段设置有一个密闭隔音支管，密闭隔音支管内安装有朝向隔音管道的降噪扬声器4，误差麦克风2与前置放大器10的一个输入端相连接，前置放大器10的另一个输入端与前馈麦克风1相连接，降噪扬声器4与功放模块9的一个输出端相连接，功放模块9的另一个输出端与噪声扬声器3相连接，信号调理模块8的输入端分别连接有噪音发生器5、信号发生器6和发动机转速测量装置7，前置放大器10的输出端与DSP模块11的一个输入端相连接，信号调理模块8也与DSP模块11的一个输入端口相连接，DSP模块11的输出端还与信号调理模块8的一个输入端口相连接。
所述DSP模块11由声音分离器、ANC控制器和混音器三部分构成，信号调理模块8和前置放大器10的一个输出端分别与声音分离器相连接，信号调理模块8和前置放大器10的另一个输出端分别与ANC控制器的输入端相连接，声音分离器的输出端端与ANC控制器的输入端相连接，ANC控制器的输出端与混音器的输入端相连接，混音器的输出端与信号调理模块8的一个输入端相连接。
所述前馈麦克风1安装在汽车发动机附近，误差麦克风2安装在汽车座椅头枕上。
所述降噪扬声器4安装在汽车内部。
所述隔音管道的开口端与密闭隔音支管之间所呈的角度大于90度且小于180度。
汽车产生的噪音主要是来自发动机产生的噪音，本实用新型设置了一个发动机转速测量装置7来测量发动机的转速，并根据发动机的转速和汽缸数可以确定发动机噪声基频。发动机基频的计算公式为：
其中
是振动噪声的基频单位，Hz，r是发动机的转速单位转/分钟，g是发动机的缸数目，其中i为冲程系数，四冲程发动机i=2，二冲程发动机i=1。
这样知道了发动机的基频，再加上高次谐波就可以得到发动机的噪声谱。参见图3，为发动机的理想频谱分布图，发动机的噪声主要是由于发动机的点火和转动产生，确定了发动机的转速和汽缸数就可以得到发动机的噪声基频f1，同时发动还有2f1、3f1、4f1等高次谐波，但是高次谐波的幅值递减。
本实用新型将前馈麦克风1安装在汽车发动机附近，误差麦克风2安装在汽车座椅头枕上，降噪扬声器4安装在汽车内部，噪声扬声器3用来模拟发动机噪声，实际使用时噪声扬声器3发出的声音相当于发动机发出的声音。前馈麦克风1和误差麦克风2分别安装在一端开口的密闭隔音管道中，前馈麦克风1安装在隔音管道的封闭端，误差麦克风2安装在隔音管道的开口端，隔音管道的中段安装有朝向开口端的噪声扬声器3。隔音管道的中段还设置有一个密闭隔音支管，隔音管道的开口端与密闭隔音支管之间所呈的角度大于90度且小于180度，密闭隔音支管内安装有朝向隔音管道的降噪扬声器4。前馈麦克风1用于前馈信号采集，误差麦克风2用于误差信号反馈。误差麦克风2与前置放大器10的一个输入端相连接，前置放大器10的另一个输入端与前馈麦克风1相连接，降噪扬声器4与功放模块9的一个输出端相连接，功放模块9的另一个输出端与噪声扬声器3相连接。
信号调理模块8的输入端分别连接有噪音发生器5、信号发生器6和发动机转速测量装置7，前置放大器10的输出端与DSP模块11的输入端相连接，信号调理模块8也与DSP模块11的一个输入端口相连接，DSP模块11的输出端还与信号调理模块8的一个输入端口相连接。DSP模块11由声音分离器、ANC控制器和混音器三部分构成，声音分离器的输出端端与ANC控制器的输入端相连接，ANC控制器的输出端与混音器的输入端相连接，混音器的输出端与信号调理模块8的一个输入端相连接。信号调理模块8和前置放大器10的一个输出端分别与声音分离器相连接，信号调理模块8和前置放大器10的另一个输出端分别与ANC控制器的输入端相连接，信号调理模块8的一个输出端还与混音器相连接。
本实用新型的工作原理如下：通过发动机转速测量装置7对发动机转速进行测量并确定发动机噪声基频，再使用声学自适应算法产生同幅反相的反声音，并通过降噪扬声器4实现降噪。在有效降低噪声的同时还可以保留需要的声音如车载MP3播放的音乐、车内谈话声等，能够达到很好的降噪效果。
Claims (5)
1.一种用于汽车的主动降噪装置，包括前馈麦克风（1）、误差麦克风（2）和降噪扬声器（4），其特征在于：所述前馈麦克风（1）和误差麦克风（2）分别安装在一端开口的密闭隔音管道中，前馈麦克风（1）安装在隔音管道的封闭端，误差麦克风（2）安装在隔音管道的开口端，隔音管道的中段安装有朝向开口端的噪声扬声器（3），隔音管道的中段设置有一个密闭隔音支管，密闭隔音支管内安装有朝向隔音管道的降噪扬声器（4），误差麦克风（2）与前置放大器（10）的一个输入端相连接，前置放大器（10）的另一个输入端与前馈麦克风（1）相连接，降噪扬声器（4）与功放模块（9）的一个输出端相连接，功放模块（9）的另一个输出端与噪声扬声器（3）相连接，信号调理模块（8）的输入端分别连接有噪音发生器（5）、信号发生器（6）和发动机转速测量装置（7），前置放大器（10）的输出端与DSP模块（11）的一个输入端相连接，信号调理模块（8）也与DSP模块（11）的一个输入端口相连接，DSP模块（11）的输出端还与信号调理模块（8）的一个输入端口相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车的主动降噪装置，其特征在于：所述DSP模块（11）由声音分离器、ANC控制器和混音器三部分构成，信号调理模块（8）和前置放大器（10）的一个输出端分别与声音分离器相连接，信号调理模块（8）和前置放大器（10）的另一个输出端分别与ANC控制器的输入端相连接，声音分离器的输出端端与ANC控制器的输入端相连接，ANC控制器的输出端与混音器的输入端相连接，混音器的输出端与信号调理模块（8）的一个输入端相连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于汽车的主动降噪装置，其特征在于：所述前馈麦克风（1）安装在汽车发动机附近，误差麦克风（2）安装在汽车座椅头枕上。
4.根据权利要求1所述的一种用于汽车的主动降噪装置，其特征在于：所述降噪扬声器（4）安装在汽车内部。
5.根据权利要求1所述的一种用于汽车的主动降噪装置，其特征在于：所述隔音管道的开口端与密闭隔音支管之间所呈的角度大于90度且小于180度。
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