CN203416398U

CN203416398U - 一种有源降噪耳机的电路

Info

Publication number: CN203416398U
Application number: CN201320466958.0U
Authority: CN
Inventors: 陈瑜玮; 刘佳鹏; 朱桂萍; 于歆杰
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2023-08-01

Abstract

本实用新型涉及一种有源降噪耳机的电路，属于智能电器技术领域，该电路主要由依次相连的噪音采集单元、移相器单元、噪音反相叠加单元、同相比例放大器单元及低压供电电源组成。该电路具有使用电路元件数量较少，电路简单、稳定、成本较低。能够实现较好的降噪效果，特别是对于单频噪音降噪效果较佳。

Description

一种有源降噪耳机的电路

技术领域

本实用新型属于智能电器技术领域,特别涉及一种有源降噪耳机的设计与实现。

背景技术

有源降噪系统是利用电子线路和功率放大设备产生与原噪声相位相反的声音，来抵消原噪声，从而达到降噪目的的一种装置。其工作原理是：麦克风通过声—电转换将接收到的声压信号转变为相应的电压信号，把该电压信号经过放大、反相再放大，最后驱动扬声器使其产生与源声压大小相等而相位相反的声压，两声压彼此相互抵消，从而达到了降低噪声的目的。市面上的有源降噪耳机大多价格昂贵，体积较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种有源降噪耳机的电路，该电路具有使用电路元件数量较少，电路简单、稳定、成本较低。能够实现较好的降噪效果，特别是对于单频噪音降噪效果较佳。

本实用新型提出的一种有源降噪耳机的电路，其特征在于，该电路主要由依次相连的噪音采集单元、移相器单元、噪音反相叠加单元、同相比例放大器单元及低压供电电源组成。

本实用新型的电路的特点及有益效果：

1、使用电路元件数量较少，只使用了3个运算放大器，一个驻极体话筒，若干电阻电容，电路简单、稳定。

2、能够实现较好的降噪效果，特别是对于单频噪音降噪效果较佳。

3、由于使用元件少，所以成本较低。

附图说明

图1是本实用新型中有源降噪耳机的电路总体结构框图。

图2是本实用新型中有源降噪耳机的电路的具体实施例电路图。

具体实施方式

本实用新型的有源降噪耳机的电路结合附图及实施例详细说明如下：

本实用新型的有源降噪耳机的电路如图1所示，该电路主要由依次相连的噪音采集单元、移相器单元、噪音反相叠加单元、同相比例放大器单元及低压供电电源组成。

各单元的具体电路如图2所示，其中：

噪音采集单元I由驻极体话筒D、电阻R1、电容C1组成，其中，驻极体话筒源极接地，漏极与电阻R1、电容C1相连，电阻R1的另一端与低压直流电源相连，电容C1的另一端与移相器单元相连。

移相器单元Ⅱ由电阻R2、R4、R5、R6、R7、R8，电位器R3，低压直流电源V2、V3，运算放大器U1，电容C2组成，其中，电容C2一端与噪音采集单元相连，另一端与电阻R5、电位器R3相连；电阻R2一端与噪音采集单元相连，另一端与电阻R6、R4相连；电位器R3一端与电容C2、电阻R5相连，另一端接地；电阻R4一端与电阻R2、R6相连，另一端接地；电阻R5一端与电容C2、电位器R3相连，另一端与运算放大器U1同相输入端、电阻R7相连；电阻R6一端与电阻R2、R4相连，另一端与预算放大器U1反相输入端、电阻R8相连；电阻R7一端与运算放大器U1同相输入端相连，另一端接地；电阻R8一端与电阻R6、噪音反相叠加单元相连，另一端与运算放大器U1输出端相连。低压直流电源V2负极接地，正极与运算放大器U1正供电端相连；低压直流电源V3正极接地，负极与运算放大器U1负供电端相连；运算放大器U1同相输入端与电阻R5、R7相连，反相输入端与电阻R6、R8相连，正供电端与低压直流电源V2正极相连，负供电端与低压直流电源V3负极相连，输出端与电阻R8相连。

噪音反相叠加单元Ⅲ由电阻R9、R11，电位器R10，低压直流电源V5、V6，运算放大器U2组成，其中，电阻R9一端与音乐信号相连，另一端与电阻R11、电位器R10，运算放大器U2反相输入端相连；电位器R10一端与移相器单元相连，另一端与电阻R9、R11，运算放大器U2反相输入端相连；电阻R11一端与电阻R9、电位器R10，运算放大器U2反相输入端相连，另一端与运算放大器U2输出端相连；低压直流电源V2负极接地，正极与运算放大器U1正供电端相连；低压直流电源V5负极接地，正极与运算放大器U2正供电端相连；低压直流电源V6正极接地，负极与运算放大器U2正供电端相连；运算放大器U2同相输入端接地，反相输入端与电阻R9、R11、电位器R10相连，正供电端与低压直流电源52正极相连，负供电端与低压直流电源V6负极相连，输出端与电阻R11、同相比例放大器单元相连。

同相比例放大器单元Ⅳ由电阻R12、R13，低压直流电源V7、V8，运算放大器U3组成，其中，电阻R12一端接地，以一端与运算放大器U3反相输入端、电阻R13相连；电阻R13一端与运算放大器U3反相输入端、电阻R12相连，另一端与运算放大器U3输出端，耳机输入端相连；低压直流电源V7负极接地，正极与运算放大器U3正供电端相连；低压直流电源V8正极接地，负极与运算放大器U3正供电端相连；运算放大器U3同相输入端与噪音反相叠加单元相连，反相输入端与电阻R12、R13相连，正供电端与低压直流电源V7正极相连，负供电端与低压直流电源V8负极相连，输出端与电阻R13、耳机输入端相连。

各单元的功能及具体实施方式分别详细说明如下：

1、噪音采集单元

该单元在图2中如部分Ⅰ所示。利用驻极体话筒实现环境噪音采集。驻极体话筒采用共漏输出电路，只需两根引出线，漏极与电源正极之间接一漏极电阻，信号由漏极输出，有一定的电压增益，因而话筒的灵敏度比较高，但动态范围比较小。通过驻极体话筒采集到的电压信号存在直流偏置，接入一电解电容实现隔直。元件参数：R1可以采用2.0kΩ，驻极体话筒D可以采用日本Sanwa supply公司生产的便携式麦克风mm‐mc7‐c，V1电动势3.5V，C1电容值10uF。

2、移相器单元

该单元在图2中如Ⅱ部分所示。该单元可以消除由于麦克和耳机之间存在距离产生的相位差。实际元件参数可采用：U1可以采用UA741CD运算放大器，R2、R4、R5、R6可以采用1.0kΩ电阻，R7、R8可以采用2.0kΩ电阻，R3可以采用5kΩ电位器，电容C2采用1uF，V2、V3均为15V直流电源。

3、噪音反相单元

该单元如图2中Ⅲ部分所示。该单元既可以实现噪音信号反相，还可以实现了反相后的噪音信号与音乐信号的叠加。虽然音乐信号也发生了反相，但是在人耳听来并没有区别。实际元件参数可采用：U2可以采用UA741CD运算放大器，R9可以采用2.0kΩ电阻，R11可以采用5.0kΩ电阻，R10可以采用5kΩ电位器，V5、V6均为15V直流电源。

4、同相比例放大器单元

该单元如图2中Ⅳ部分所示。该单元可以将嘈音反相叠加单元输入的信号再次放大。实际电路参数可采用：U3可以采用UA741CD运算放大器，R12可以采用1.0kΩ电阻，R9可以采用2.0kΩ电阻，V7、V8均为15V直流电源。

Claims

1.一种有源降噪耳机的电路，其特征在于，该电路主要由依次相连的噪音采集单元、移相器单元、噪音反相叠加单元、同相比例放大器单元及低压供电电源组成。

2.如权利要求1所述的有源降噪耳机的电路，其特征在于，该噪音采集单元主要由驻极体话筒（D）、第一电阻（R1）、第一电容（C1）组成，其中，驻极体话筒源极接地，驻极体话筒漏极分别与第一电阻（R1）、第一电容（C1）相连，第一电阻（R1）的另一端与低压直流电源相连，第一电容（C1）的另一端与移相器单元相连。

3.如权利要求1所述的有源降噪耳机的电路，其特征在于，该移相器单元主要由第二电阻（R2）、第四电阻（R4）、第五至第八电阻（R5、R6、R7、R8），第一电位器（R3），低压直流电源的第二、第三端口（V2、V3），第一运算放大器（U1），第二电容（C2）组成；其中，第二电容（C2）一端与噪音采集单元相连，第二电容（C2）另一端与第五电阻（R5）、第一电位器（R3）相连；第二电阻（R2）一端与噪音采集单元相连，第二电阻（R2）另一端分别与第六电阻（R6）、第四电阻（R4）相连；第一电位器（R3）一端分别与第二电容（C2）、第五电阻（R5）相连，电位器（R3）另一端接地；第四电阻（R4）一端分别与第二电阻（R2）、第六电阻（R6）相连，第四电阻（R4）另一端接地；第五电阻（R5）一端分别与第二电容（C2）、第一电位器（R3）相连，第五电阻（R5）另一端分别与第一运算放大器（U1）同相输入端、第七电阻（R7）相连；第六电阻（R6）一端分别与第二电阻（R2）、第四电阻（R4）相连，第六电阻（R6）另一端分别与预算放大器（U1）反相输入端、第八电阻（R8）相连；第七电阻（R7）一端与第一运算放大器（U1）同相输入端相连，第七电阻（R7）另一端接地；第八电阻（R8）一端分别与第六电阻R6、噪音反相叠加单元相连，第八电阻（R8）另一端与第一运算放大器（U1）输出端相连；低压直流电源第二端口（V2）负极接地，低压直流电源（V2）正极与第一运算放大器（U1）正供电端相连；低压直流电源第三端口（V3）正极接地，低压直流电源第三端口（V3）负极与运算放大器（U1）负供电端相连；第一运算放大器（U1）同相输入端分别与第五电阻（R5）、第七电阻（R7）相连，第一运算放大器（U1）反相输入端分别与第六电阻（R6）、第八电阻（R8）相连，第一运算放大器（U1）正供电端与低压直流电源第二端口（V2）正极相连，第一运算放大器（U1）负供电端与低压直流电源第三端口（V3）负极相连，第一运算放大器（U1）输出端与第八电阻（R8）相连。

4.如权利要求1所述的有源降噪耳机的电路，其特征在于，该噪音反相叠加单元主要由第九电阻（R9）、第十一电阻（R11），第二电位器（R10），低压直流电源第五、第六端口（V5、V6），第二运算放大器（U2）组成，其中，第九电阻（R9）一端与音乐输入信号相连，第九电阻（R9）另一端分别与第十一电阻（R11）、第二电位器（R10）及第二运算放大器（U2）反相输入端相连；第二电位器（R10）另一端与移相器单元相连，第二电位器（R10）另一端分别与第九电阻（R9）、第十一电阻（R11）的一端，及第二运算放大器（U2）反相输入端相连；第十一电阻（R11）一端与第九电阻（R9）、第二电位器（R10），及第二运算放大器（U2）反相输入端相连，第十一电阻（R11）另一端与第二运算放大器（U2）输出端相连；低压直流电源第五端口（V5）负极接地，第五端口（V5）正极与第二运算放大器（U2）正供电端相连；低压直流电源第六端口（V6）正极接地，第六端口（V6）负极与第二运算放大器（U2）负供电端相连；第二运算放大器（U2）同相输入端接地，输出端与同相比例放大器单元相连。

5.如权利要求1所述的有源降噪耳机的电路，其特征在于，该同相比例放大器单元主要由第十二、第十三电阻（R12、R13），低压直流电源第七、第八端口（V7、V8），第三运算放大器（U3）组成，其中，第十二电阻（R12）一端接地，第十二电阻（R12）另一端分别与第三运算放大器（U3）反相输入端、第十三电阻（R13）一端相连；第十三电阻（R13）另一端与第三运算放大器（U3）输出端及耳机输入端相连；低压直流电源第七端口（V7）负极接地，第七端口（V7）正极与第三运算放大器（U3）正供电端相连；低压直流电源第八端口（V8）正极接地，第八端口（V8）负极与第三运算放大器（U3）负供电端相连；第三运算放大器（U3）同相输入端与噪音反相叠加单元相连。