CN205510340U - 降噪耳机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种降噪耳机。该降噪耳机包括检测噪声信号的噪声检测麦克风(1)、对噪声信号进行移相的移相单元(4)、音频输入单元(5)、加法单元(6)和扬声器单元(7)，噪声检测麦克风的噪声信号输出被耦合到移相单元的输入，加法单元的输入分别连接到音频输入单元和移相单元的输出，加法单元的输出连接到扬声器单元，其特征在于，所述移相单元包括用于在噪声信号的较低频率侧提供负反馈的负反馈电路(41)。本实用新型所要解决的一个技术问题是如何提高用户的收听体验。本实用新型的一个用途是用于降噪耳机。
Description
技术领域
本实用新型涉及扬声器技术，更具体地，本实用新型涉及一种降噪耳机。
背景技术
一般来说，降噪耳机分为主动降噪耳机(或有源降噪耳机)和被动降噪耳机。主动降噪耳机通过产生外界噪声的反向声波，而抵消外界噪声，从而达到降噪的效果。被动降噪耳机主要通过使用隔音材料包围耳朵而形成封闭空间，从而阻挡外界噪声。
主动降噪耳机通常包括噪声检测麦克风、前置功率放大器、带通滤波单元、移相单元、音频输入单元、加法单元和扬声器单元。噪声检测麦克风用于检测噪声信号。前置功率放大器用于对所检测的噪声进行放大。带通滤波单元对所放大的噪声信号进行滤波，以选取所需频段的噪声信号，例如，50Hz至300Hz的噪声信号。移相单元用于产生反相的噪声信号。加法单元用于将音频输入信号与反相的噪声信号相加，以抵消音频输入信号中的噪声。扬声器单元用于输出音频输入信号和反相的噪声信号。
例如，中国专利CN201420353526.3公开了一种有源降噪耳机电路。该专利在此全部引入作为参考。
目前，当主动降噪耳机在密闭环境中被使用时，如果有气流的变化，则降噪耳机的扬声器会输出“噗噗”声。这种“噗噗”声会影响用户使用耳机收听音频的体验。
因此，需要提供一种新的技术方案来处理现有技术中的至少一个技术问题。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种用于降噪耳机的新技术方案。
根据本实用新型的一个方面，提供一种降噪耳机，包括检测噪声信号的噪声检测麦克风、对噪声信号进行移相的移相单元、音频输入单元、加法单元和扬声器单元，噪声检测麦克风的噪声信号输出被耦合到移相单元的输入，加法单元的输入分别连接到音频输入单元和移相单元的输出，加法单元的输出连接到扬声器单元，其特征在于，所述移相单元包括用于在噪声信号的较低频率侧提供负反馈的负反馈电路。
优选地，所述移相单元包括反相放大器，所述噪声检测麦克风的噪声信号输出被耦合到该反相放大器的反相输入端，该反相放大器的正相输入端接地，以及所述负反馈电路包括第一峰值滤波器，该第一峰值滤波器被连接在该反相放大器的反相输入端和输出端之间，以及该第一峰值滤波器是中心频率f0位于噪声信号的较低频率处的峰值滤波器。
优选地，所述第一峰值滤波器是中心频率f0小于100Hz的峰值滤波器。
优选地，所述第一峰值滤波器是中心频率f0小于50Hz的峰值滤波器。
优选地，所述第一峰值滤波器是中心频率f0等于10Hz的峰值滤波器。
优选地，该第一峰值滤波器包括串联的第一电阻和第二电阻以及串联的第一电容和第二电容，串联的第一电阻和第二电阻与串联的第一电容和第二电容并联，在第一电阻和第二电阻的中间通过第三电容接地，在第一电容和第二电容的中间通第三电阻接地。
优选地，噪声检测麦克风的噪声信号输出经由前置放大器和带阻滤波器被耦合到移相单元的输入。
本实用新型的一个技术效果在于，与现有技术相比，可以在一定程度上减小“噗噗”声，从而提高用户的收听体验。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图1是根据本实用新型的一个实施例的降噪耳机的示意性结构图。
图2是根据本实用新型的一个例子的降噪耳机的噪声检测麦克风、前置放大器、带阻滤波器和移相单元的电路图。
图3是根据本实用新型的一个例子的降噪耳机的频率响应的曲线图。
图4是根据本实用新型的一个例子的降噪耳机的相位响应的曲线图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，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，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
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讨论。
下面，参照附图描述根据本实用新型的各个实施例和例子。
图1是根据本实用新型的一个实施例的降噪耳机的示意性结构图。
如图1所示，降噪耳机包括检测噪声信号的噪声检测麦克风1、对噪声信号进行移相的移相单元4、音频输入单元5、加法单元6和扬声器单元7。
噪声检测麦克风1的噪声信号输出被耦合到移相单元4的输入。例如，所述噪声检测麦克风1的噪声信号输出可以经由前置放大器2和带阻滤波器3被耦合到移相单元4的输入。在这里使用带阻滤波器3，以便使得产生的反相噪声信号趋近于声学传递函数。
加法单元6的输入分别连接到音频输入单元5和移相单元5的输出。加法单元6的输出连接到扬声器单元7。
这里所述的噪声检测麦克风1、前置放大器2、音频输入单元5、加法单元6和扬声器单元7可以是现有技术的，也可以是基于现有技术进行改进的。由于它们不是本实用新型所关注的，因此，在这里不进行详细描述。
本实用新型的设计人发现，在降噪耳机中产生“噗噗”声的一个原因在于，在由噪声检测麦克风所检测的噪声信号经过移相单元时，该噪声信号由于移相单元的频率响应增益而在低频发生饱和，从而产生“噗噗”声。因此，如何降低移相单元的低频频率响应增益是一个需要解决的技术问题。
可以通过使用低频滤波器来降低移相单元的低频频率响应增益。但是，这种方式会引起低频相位的偏离。降噪耳机的主要降噪频段是在低中频，通常是在大约50Hz至300Hz的频段。相位的偏离会导致降噪耳机的降噪性能的降低。
根据本实用新型的一个实施例，可以通过在移相单元4中增加负反馈电路41来降低移相单元4的低频频率响应。负反馈电路(41)用于在噪声信号的较低频率侧提供负反馈。噪声信号的较低频率侧指的是低于降噪耳机的降噪频段的中心频率的一侧。例如，假设降噪频段是50Hz至300Hz，则较低频率侧可以指的是在小于175Hz范围(0-175Hz)内的频率。“噗噗”主要是由于低频响应引起的。此外，移相单元的低频频率响应可能是逐渐改变的。因此，负反馈电路41提供负反馈的信号可以位于较低频率侧的一个范围内，而不必是一个具体值。例如，所述负反馈的频率范围可以是小于100Hz的频率范围；优选地，是小于50Hz的频率范围；更优选地，是小于10Hz的频率范围。
图2是根据本实用新型的一个例子的降噪耳机的噪声检测麦克风、前置放大器、带阻滤波器和移相单元的电路图。图2示出了一个具体的例子。
在图2中，省略了移相单元4之后的部分。图2示出了噪声检测麦克风1和前置放大器2。这些装置可以是现有技术的，并且不是本实用新型所关注的，因此，在这里省略对它们的描述。本领域技术人员根据图2所示的内容可以知道如何形成所述装置。前置放大器2可以报考放大器器件21。
在图2中，通过使用带阻滤波器3，使得产生的反相噪声信号更趋近于声学传递函数。
在图2的例子中，所述移相单元4包括反相放大器42。所述噪声检测麦克风1的噪声信号输出被耦合到该反相放大器42的反相输入端。例如，所述噪声检测麦克风1的噪声信号输出经由所述前置放大器2和带阻滤波器3被耦合到该反相放大器42的反相输入端。该反相放大器42的正相输入端接地。通过这种方式，反相放大器42形成一个反相器，用于对输入的噪声信号进行反相。反相放大器42还包括诸如电阻、电容等的元件，用于对反相放大器42进行偏置。
如图2所示，负反馈电路41包括峰值滤波器。该峰值滤波器被连接在反相放大器42的反相输入端和输出端之间。
例如，负反馈电路41中的峰值滤波器可以是中心频率f0位于噪声信号的较低频率的峰值滤波器；优选地，是中心频率f0小于100Hz的峰值滤波器；更优选地，是中心频率f0小于50Hz的峰值滤波器；还更优选地，是中心频率f0等于10Hz的峰值滤波器。
所述峰值滤波器41包括串联的第一电阻R1和第二电阻R2以及串联的第一电容C1和第二电容C2。串联的第一电阻R1和第二电阻R2与串联的第一电容C1和第二电容C2并联。在第一电阻R1和第二电阻R2的中间通过第三电容C3接地。在第一电容C1和第二电容C2的中间通第三电阻R3接地。
通过使用峰值滤波器可以针对期望的频率信号提供负反馈。本领域技术人员在本实用新型的教导下，可以根据需要通过选取适当的的电容和电阻来设置峰值滤波器的通带带宽。
通过采用峰值滤波器可以相对有效地针对期望频率的噪声信号抑制移相单元的低频响应。
图3是根据本实用新型的一个例子的降噪耳机的频率响应的曲线图。图4是根据本实用新型的一个例子的降噪耳机的相位响应的曲线图。
在图3和图4的例子中采用图2所示的电路，其中，峰值滤波器41的中心频率f0等于10Hz。
在图3中，A表示通过本实用新型移相电路后产生的噪声频率响应曲线，B表示左声道的实际噪声频率响应曲线，C表示右声道的实际频率响应曲线。通过图3可以看出，曲线A在小于约10Hz的频率范围内逐渐下降。这样，对于小于10Hz的噪声信号，可以降低频率响应，从而在一定程度上减小“噗噗”声。曲线A、B、C在降噪频段(约50Hz至300Hz)内基本相符。
在图4中，D表示通过本实用新型移相电路后产生的噪声相位响应曲线，E表示左声道的实际噪声相位响应曲线，F表示右声道的实际相位响应曲线。曲线D、E、F在降噪频段(约50Hz至300Hz)内基本相符。
通过图3和图4可以看出，通过采用本实用新型的方案可以在保证降噪性能的情况下减小低频频率响应。
此外，由于可以仅针对低频降低频率响应，因此，技术人员可以相对独立地调整其他频段的频率响应。因此，本实用新型的技术方案可以给技术人员对降噪耳机的设计提供一定的灵活性。
虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
Claims (7)
1.一种降噪耳机，包括检测噪声信号的噪声检测麦克风(1)、对噪声信号进行移相的移相单元(4)、音频输入单元(5)、加法单元(6)和扬声器单元(7)，噪声检测麦克风的噪声信号输出被耦合到移相单元的输入，加法单元的输入分别连接到音频输入单元和移相单元的输出，加法单元的输出连接到扬声器单元，其特征在于，所述移相单元(4)包括用于在噪声信号的较低频率侧提供负反馈的负反馈电路(41)。
2.根据权利要求1所述的降噪耳机，其特征在于，所述移相单元包括反相放大器(42)，所述噪声检测麦克风的噪声信号输出被耦合到该反相放大器的反相输入端，该反相放大器的正相输入端接地，以及
所述负反馈电路(41)包括第一峰值滤波器，该第一峰值滤波器被连接在该反相放大器的反相输入端和输出端之间，以及该第一峰值滤波器是中心频率f0位于噪声信号的较低频率处的峰值滤波器。
3.根据权利要求2所述的降噪耳机，其特征在于，所述第一峰值滤波器是中心频率f0小于100Hz的峰值滤波器。
4.根据权利要求3所述的降噪耳机，其特征在于，所述第一峰值滤波器是中心频率f0小于50Hz的峰值滤波器。
5.根据权利要求4所述的降噪耳机，其特征在于，所述第一峰值滤波器是中心频率f0等于10Hz的峰值滤波器。
6.根据权利要求2所述的降噪耳机，其特征在于，该第一峰值滤波器(41)包括串联的第一电阻(R1)和第二电阻(R2)以及串联的第一电容(C1)和第二电容(C2)，串联的第一电阻和第二电阻与串联的第一电容和第二电容并联，在第一电阻和第二电阻的中间通过第三电容(C3)接 地，在第一电容和第二电容的中间通第三电阻(R3)接地。
7.根据权利要求1所述的降噪耳机，其特征在于，噪声检测麦克风1的噪声信号输出经由前置放大器(2；21)和带阻滤波器(3)被耦合到移相单元（4）的输入。
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