CN205946095U - 一种主动降噪耳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种主动降噪耳机。该主动降噪耳机包括音频输入电路、降噪麦克风、DSP电路、功放电路和耳机喇叭，以及耳套检测电路和MCU控制电路。其中，耳套检测电路用于对装配到耳机喇叭壳体上的不同材质的耳套进行检测；MCU控制电路，用于根据耳套检测电路给出的耳套类型，控制DSP电路采用相应参数的数字滤波器和数字均衡器对降噪麦克风输入的环境噪声信号和音频输入电路输入的音频信号的频响曲线进行处理。可见，采用本实用新型方案，人们可根据喜好或需要更换不同材质的耳套，且保证同一耳机上装配不同材质的耳套时音频音质和降噪效果保持一致，增强人们的使用体验。

Description

一种主动降噪耳机

技术领域

本实用新型涉及耳机技术领域，特别涉及一种主动降噪耳机。

背景技术

随着科技的进步，电子产品的普及，消费者对产品的要求越来越高。特别是人们对于头戴式或者压耳式主动降噪耳机产品的品质要求也越来越高。不仅要求其具有良好的音质和降噪表现以及漂亮的外观，同时也要求其在不同场合下佩戴具有良好的佩戴舒适性。

为了满足消费者对不同场合下佩戴舒适性的要求，主动降噪耳机一般选用的耳套由舒适的布料或者软皮质、蛋白丝皮制作而成。一种情况，现有技术的主动降噪耳机不能更换耳套，只能选用一种材质的耳套，选用皮质耳套适合冬天佩戴，夏天佩戴会让人感觉很热；选用布料或者蛋白丝材质的耳套适合夏天佩戴，冬天佩戴会冷。另一种情况，人们可以更换不同的耳套以适应环境的变化，但是耳机中对音频和环境噪音的处理是根据一种耳套设置的，其它材质耳套装配后的音频的频响曲线和降噪效果会很差，即使用不同材质耳套的音频的频响曲线和降噪效果不能保证一致性，甚至相差很大，降低人们的使用体验。

发明内容

鉴于现有技术中的主动降噪耳机不能更换耳套，或即使可以更换耳套，其音频的频响曲线和降噪效果不能保持一致的问题，提出了本实用新型的一种主动降噪耳机，以便解决或至少部分地解决上述问题。

根据本实用新型的的一个方面，提供了一种主动降噪耳机，包括音频输入电路、降噪麦克风、DSP电路、功放电路和耳机喇叭；所述音频输入电路和所述降噪麦克风作为DSP电路的输入、所述功放电路作为DSP电路的输出均与所述DSP电路连接，所述耳机喇叭与所述功放电路连接；其特征在于，所述主动降噪耳机还包括：耳套检测电路和MCU控制电路，所述耳套检测电路与所述MCU控制电路连接，所述MCU控制电路与所述DSP电路连接，

所述耳套检测电路，用于对装配到耳机喇叭壳体上的不同材质的耳套类型进行检测，并给出耳套类型的检测结果；

所述MCU控制电路，用于根据所述耳套检测电路给出的耳套类型的检测结果，控制所述DSP电路采用相应参数的数字滤波器对所述降噪麦克风输入的环境噪声信号进行降噪处理，以及控制所述DSP电路采用相应参数的数字均衡器调整所述音频输入电路输入的音频信号的频响曲线。

可选地，所述耳套检测电路包括：耳套检测开关和耳套检测脚，其中，所述耳套检测开关设置在耳机喇叭外壳上，并且与所述MCU控制电路连接；所述耳套检测脚仅设置在某种材质的耳套上并对应所述耳套检测开关的位置，另外种材质的耳套上不设置所述耳套检测脚；

在耳套装配到耳机喇叭壳体上时，根据所述耳套检测开关是否被所述耳套检测脚压下，判断出装配的是否为该种材质的耳套，从而给出耳套类型的检测结果。

可选地，所述耳套检测电路包括：霍尔元件和磁铁，其中，所述霍尔元件设置在耳机喇叭外壳上，并且与所述MCU控制电路连接；所述磁铁仅设置在某种材质的耳套上并对应所述霍尔元件的位置，另外种材质的耳套上不设置所述磁铁；

在耳套装配到耳机喇叭壳体上时，根据所述霍尔元件是否被所述磁铁触发输出一个电平信号，判断出装配的是否为该种材质的耳套，从而给出耳套类型的检测结果。

可选地，所述MCU控制电路中预置有对应不同材质的耳套类型的数字滤波器的参数和数字均衡器的参数；

所述DSP电路包括：一个数字均衡器、一个数字滤波器和一个信号混合电路；其中，所述数字均衡器的输入端连接所述音频输入电路，所述数字滤波器的输入端连接所述降噪麦克风，所述数字均衡器的参数和所述数字滤波器的参数由所述MCU控制电路根据装配到耳机喇叭壳体上的耳套类型进行配置；

所述信号混合电路连接所述数字均衡器的输出端和所述数字滤波器的输出端，用于将所述数字均衡器处理后的音频信号和所述数字滤波器处理后的环境噪音信号混合在一起后输出到所述功放电路。

可选地，所述DSP电路包括：第一多路复用模拟开关、若干数字均衡器、若干数字滤波器、第二多路复用模拟开关和一个信号混合电路；其中，所述若干数字均衡器和若干数字滤波器并联在所述第一多路复用模拟开关和所述第二多路复用模拟开关之间，所述第一多路复用模拟开关的两路输入分别连接所述音频输入电路和所述降噪麦克风，所述第二多路复用模拟开关的两路输出分别连接所述信号混合电路；每一个数字均衡器的参数和每一个数字滤波器的参数对应一种材质的耳套类型进行预置；

所述MCU控制电路分别连接所述第一多路复用模拟开关和所述第二多路复用模拟开关的控制端，用于根据装配到耳机喇叭壳体上的耳套类型控制所述第一多路复用模拟开关和所述第二多路复用模拟开关导通相应参数的一路数字均衡器和一路数字滤波器；

所述信号混合电路，用于将导通的一路数字均衡器处理后的音频信号和导通的一路数字滤波器处理后的环境噪音信号混合在一起后输出到所述功放电路。

综上所述，本实用新型设计一种主动降噪耳机，先在耳机中预置不同材质的耳套的数字滤波器的参数和数字均衡器的参数，对装配到耳机喇叭壳体上的不同材质的耳套类型进行检测，当检测出装配到耳机上的耳套类型后，采用相应材质耳套类型的数字均衡器的参数调整音频信号的频响曲线，以及采用相应材质耳套类型的数字滤波器的参数对环境噪声信号进行降噪处理，处理后的音频信号和环境噪音信号混合在一起后经过功放电路输入到耳机喇叭进行播放。采用本实用新型方案，人们可以根据喜好或需要更换不同材质的耳套，且同一耳机上装配不同材质的耳套时音频音质和降噪效果保持一致，增强人们的使用体验。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的主动降噪耳机的一种电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的主动降噪耳机的另一种电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种耳套检测电路示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种耳套检测电路示意图。

具体实施方式

本实用新型的设计思路是：为了使人们能根据喜好或需要更换不同材质的主动降噪耳机的耳套，同时保证主动降噪耳机在不同材质耳套下保持一致的音频品质，以及能达到一样的降噪效果，可在耳机中预置不同材质的耳套的数字滤波器的参数和数字均衡器的参数，根据检测出装配到耳机上的不同材质的耳套类型，采用相应材质耳套类型的数字均衡器的参数调整音频输入电路输入的音频信号的频响曲线，以及采用相应材质耳套类型的数字滤波器的参数对降噪麦克风输入的环境噪声信号进行降噪处理。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的主动降噪耳机的一种电路结构示意图。如图1所示，该主动降噪耳机包括音频输入电路110、降噪麦克风120、DSP电路130、功放电路140和耳机喇叭150，其中音频输入电路110和降噪麦克风120作为DSP电路130的输入、功放电路140作为DSP电路130的输出均与DSP电路130连接，耳机喇叭150与功放电路140连接；同时，该主动降噪耳机还包括：耳套检测电路160和MCU控制电路170，耳套检测电路160与MCU控制电路170连接，MCU控制电路170与DSP电路130采用I2C或者SPI连接。

其中，耳套检测电路160用于对装配到耳机喇叭壳体上的不同材质的耳套类型进行检测，并给出耳套类型的检测结果。

MCU控制电路170，用于根据耳套检测电路160给出的耳套类型的检测结果，控制DSP电路130采用相应参数的数字滤波器对降噪麦克风120输入的环境噪声信号进行降噪处理，以及控制DSP电路130采用相应参数的数字均衡器调整音频输入电路110输入的音频信号的频响曲线。

将数字均衡器处理后的音频信号和数字滤波器处理后的环境噪音信号混合在一起后输出到功放电路140，进而驱动耳机喇叭150播放。

具体地，数字滤波器对降噪麦克风120输入的环境噪声信号进行降噪处理后，会生成一个与环境噪音相位相反的噪声信号，把环境噪音抵消以达到降噪的效果。但是在实际使用过程中，降噪麦克风120在收集环境噪音的同时会将一部分音频信号收集起来，那么在对环境噪音进行处理的时候也会同时处理收集到的部分音频信号，为了补偿作为环境噪音被处理而削弱音频品质的那部分音频信号，需要对音频信号进行补偿处理，即通过数字均衡器调整音频输入电路110输入的音频信号的频响曲线。

可见，本实用新型设计方案是，先在耳机中预置不同材质的耳套的数字滤波器的参数和数字均衡器的参数，对装配到耳机喇叭壳体上的不同材质的耳套类型进行检测，当检测出装配到耳机上的耳套类型后，采用相应材质耳套类型的数字均衡器的参数调整音频信号的频响曲线，以及采用相应材质耳套类型的数字滤波器的参数对环境噪声信号进行降噪处理，处理后的音频信号和环境噪音信号混合在一起后经过功放电路输入到耳机喇叭。采用本实用新型方案，同一耳机上装配不同材质的耳套时音频音质和降噪效果保持一致，人们可以根据喜好或需要更换不同材质的耳套，增强人们的使用体验。

在本实用新型的下面实施例中，以皮质耳套和织布材质的耳套两种耳套类型为例进行说明。

实施例一

把两种耳套的数字滤波器和数字均衡器的参数都预置在MCU电路中，MCU根据检测到的耳套类型，把相应的数字均衡器和数字滤波器的参数配置到DSP电路的数字滤波器和数字均衡器中。具体地，

MCU控制电路170中预置有对应皮质耳套的数字均衡器的参数和数字滤波器的参数；以及对应织布材质耳套的数字均衡器的参数和数字滤波器参数。

DSP电路130包括：一个数字均衡器131、一个数字滤波器132和一个信号混合电路133。其中，数字均衡器131的输入端连接音频输入电路110，数字滤波器132的输入端连接降噪麦克风120，数字均衡器131的参数和数字滤波器132的参数由MCU控制电路170根据装配到耳机喇叭壳体上的耳套类型进行配置。

在本实施例中，如果装配到耳机上的耳套为皮质耳套，当耳套检测电路160检测到皮质耳套时，MCU控制电路170就会将对应皮质耳套的数字均衡器的预置参数配置到DSP电路130中的数字均衡器131中，将数字滤波器的预置参数配置到DSP电路130中的数字滤波器132中，进而对降噪麦克风120输入的环境噪声信号和音频输入电路110输入的音频信号进行处理；如果装配到耳机上的耳套为织布材质耳套，当耳套检测电路160检测到织布材质耳套时，MCU控制电路170就会将对应织布材质耳套的数字均衡器的预置参数配置到DSP电路130中的数字均衡器131中，将对应织布材质耳套的数字滤波器的预置参数配置到DSP电路130中的数字滤波器132中，进而对降噪麦克风120输入的环境噪声信号和音频输入电路110输入的音频信号进行处理。

信号混合电路133连接DSP电路130的数字均衡器131的输出端和数字滤波器132的输出端，将数字均衡器131处理后的音频信号和数字滤波器132处理后的环境噪音信号混合在一起后输出到功放电路140，功放电路140会驱动耳机喇叭150进行音频的播放。

实施例二

把两种耳套的数字滤波器和数字均衡器的参数都预置在DSP电路中,在DSP电路中设置多路复用模拟开关，MCU根据检测到的耳套类型控制DSP电路的多路复用开关切换到相应参数的数字均衡器和数字滤波器。具体地，

参见图2，图2为本实用新型实施例提供的主动降噪耳机的另一种电路结构示意图。图2与图1的不同之处在于DSP电路的内部结构。

DSP电路230包括：第一多路复用模拟开关236、第一数字均衡器231、第一数字滤波器232、第二数字均衡器233、第二数字滤波器234、第二多路复用模拟开关237和一个信号混合电路235；其中，第一数字滤波器232、第二数字均衡器233、第二数字滤波器234并联在第一多路复用模拟开关236和第二多路复用模拟开关237之间，第一多路复用模拟开关236的两路输入分别连接音频输入电路210和降噪麦克风220，第二多路复用模拟开关237的两路输出分别连接信号混合电路235；第一数字均衡器231的参数和第一数字滤波器232的参数对应皮质耳套的进行预置；第二数字均衡器233的参数和第二数字滤波器234的参数对应织布材质耳套的进行预置。

MCU控制电路270分别连接第一多路复用模拟开关236和第二多路复用模拟开关237的控制端，用于根据装配到耳机喇叭壳体上的耳套类型控制第一多路复用模拟开关236和第二多路复用模拟开关237导通相应参数的一路数字均衡器和一路数字滤波器。

在本实施例中，如果装配到耳机上的耳套为皮质耳套，当耳套检测电路260检测到皮质耳套，MCU控制电路270就会控制第一多路复用模拟开关236和第二多路复用模拟开关237导通第一数字均衡器231的参数和第一数字滤波器232这一路，进而对降噪麦克风220输入的环境噪声信号和音频输入电路210输入的音频信号进行处理；如果装配到耳机上的耳套为织布材质耳套，则当耳套检测电路460检测到皮质耳套，MCU控制电路270就会控制第二数字均衡器233的参数和第二数字滤波器234这一路，进而对降噪麦克风220输入的环境噪声信号和音频输入电路210输入的音频信号进行处理。

信号混合电路235，用于将导通的一路数字均衡器处理后的音频信号和导通的一路数字滤波器处理后的环境噪音信号混合在一起后输出到功放电路240，功放电路240会驱动耳机喇叭250进行音频的播放。

下面是本实用新型实施例给出了两种耳套检测电路，分别采用实施例三和实施例四进行说明。

实施例三

参见图3，图3为本实用新型实施例提供的一种耳套检测电路示意图。如图3所示，该耳套检测电路包括耳套检测开关310和耳套检测脚320。其中，耳套检测开关310设置在耳机喇叭外壳340上，并且与MCU控制电路连接；耳套检测脚320仅设置在皮质耳套330上并对应耳套检测开关310的位置，织布材质的耳套350上不设置耳套检测脚。

在耳套装配到耳机喇叭壳体340上时，根据耳套检测开关310是否被耳套检测脚320压下，判断出装配的是否为皮质耳套330，若被压下则判断是皮质耳套；否则就是织布材质的耳套，从而给出耳套类型的检测结果。MCU控制电路会根据耳套检测电路给出的耳套类型的检测结果，控制DSP电路采用相应参数的数字滤波器和数字均衡器。

实施例四

参见图4，图4为本实用新型实施例提供的另一种耳套检测电路示意图。如图4所示，该耳套检测电路包括：霍尔元件410和磁铁420。其中，霍尔元件410设置在耳机喇叭外壳440上，并且与MCU控制电路连接；磁铁420仅设置在皮质耳套430上并对应霍尔元件410的位置，织布材质的耳套450上不设置磁铁。

当耳套装配到耳机喇叭壳体440上时，根据霍尔元件410是否被磁铁420触发而发出一个电平信号，判断出装配的是否为皮质耳套430，若发出一个电平信号则判断是皮质耳套；否则就是织布材质的耳套，从而给出耳套类型的检测结果。MCU控制电路会根据耳套检测电路给出的耳套类型的检测结果，控制DSP电路采用相应参数的数字滤波器和数字均衡器。

需要说明的是，本实用新型中的耳机耳套可以但不限于是皮质耳套和/或织布材质的耳套，因每种耳套对应的处理音频信号和环境噪音信号的参数都不一样，只需要把所使用的不同材质的耳套的对应参数预置到相应的数字均衡器和数字滤波器中即可。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种主动降噪耳机，先在耳机中预置不同材质的耳套的数字滤波器的参数和数字均衡器的参数，对装配到耳机喇叭壳体上的不同材质的耳套类型进行检测，当检测出装配到耳机上的耳套类型后，采用相应材质耳套类型的数字均衡器的参数调整音频信号的频响曲线，以及采用相应材质耳套类型的数字滤波器的参数对环境噪声信号进行降噪处理，处理后的音频信号和环境噪音信号混合在一起后经过功放电路输入到耳机喇叭。采用本实用新型方案，人们可以根据喜好或需要更换不同材质的耳套，且保证同一耳机上装配不同材质的耳套时得到的音频音质和降噪效果一致，增强人们的使用体验。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种主动降噪耳机，包括音频输入电路、降噪麦克风、DSP电路、功放电路和耳机喇叭；所述音频输入电路和所述降噪麦克风作为DSP电路的输入、所述功放电路作为DSP电路的输出均与所述DSP电路连接，所述耳机喇叭与所述功放电路连接；其特征在于，所述主动降噪耳机还包括：耳套检测电路和MCU控制电路，所述耳套检测电路与所述MCU控制电路连接，所述MCU控制电路与所述DSP电路连接，

所述耳套检测电路，用于对装配到耳机喇叭壳体上的不同材质的耳套类型进行检测，并给出耳套类型的检测结果；

所述MCU控制电路，用于根据所述耳套检测电路给出的耳套类型的检测结果，控制所述DSP电路采用相应参数的数字滤波器对所述降噪麦克风输入的环境噪声信号进行降噪处理，以及控制所述DSP电路采用相应参数的数字均衡器调整所述音频输入电路输入的音频信号的频响曲线。

2.如权利要求1所述的主动降噪耳机，其特征在于，所述耳套检测电路包括：耳套检测开关和耳套检测脚，其中，所述耳套检测开关设置在耳机喇叭外壳上，并且与所述MCU控制电路连接；所述耳套检测脚仅设置在某种材质的耳套上并对应所述耳套检测开关的位置，另外种材质的耳套上不设置所述耳套检测脚；

在耳套装配到耳机喇叭壳体上时，根据所述耳套检测开关是否被所述耳套检测脚压下，判断出装配的是否为该种材质的耳套，从而给出耳套类型的检测结果。

3.如权利要求1所述的主动降噪耳机，其特征在于，所述耳套检测电路包括：霍尔元件和磁铁，其中，所述霍尔元件设置在耳机喇叭外壳上，并且与所述MCU控制电路连接；所述磁铁仅设置在某种材质的耳套上并对应所述霍尔元件的位置，另外种材质的耳套上不设置所述磁铁；

在耳套装配到耳机喇叭壳体上时，根据所述霍尔元件是否被所述磁铁触发输出一个电平信号，判断出装配的是否为该种材质的耳套，从而给出耳套类型的检测结果。

4.如权利要求2或3所述的主动降噪耳机，其特征在于，所述MCU控制电路中预置有对应不同材质的耳套类型的数字滤波器的参数和数字均衡器的参数；

所述DSP电路包括：一个数字均衡器、一个数字滤波器和一个信号混合电路；其中，所述数字均衡器的输入端连接所述音频输入电路，所述数字滤波器的输入端连接所述降噪麦克风，所述数字均衡器的参数和所述数字滤波器的参数由所述MCU控制电路根据装配到耳机喇叭壳体上的耳套类型进行配置；

所述信号混合电路连接所述数字均衡器的输出端和所述数字滤波器的输出端，用于将所述数字均衡器处理后的音频信号和所述数字滤波器处理后的环境噪音信号混合在一起后输出到所述功放电路。

5.如权利要求2或3所述的主动降噪耳机，其特征在于，所述DSP电路包括：第一多路复用模拟开关、若干数字均衡器、若干数字滤波器、第二多路复用模拟开关和一个信号混合电路；其中，所述若干数字均衡器和若干数字滤波器并联在所述第一多路复用模拟开关和所述第二多路复用模拟开关之间，所述第一多路复用模拟开关的两路输入分别连接所述音频输入电路和所述降噪麦克风，所述第二多路复用模拟开关的两路输出分别连接所述信号混合电路；每一个数字均衡器的参数和每一个数字滤波器的参数对应一种材质的耳套类型进行预置；

所述MCU控制电路分别连接所述第一多路复用模拟开关和所述第二多路复用模拟开关的控制端，用于根据装配到耳机喇叭壳体上的耳套类型控制所述第一多路复用模拟开关和所述第二多路复用模拟开关导通相应参数的一路数字均衡器和一路数字滤波器；

所述信号混合电路，用于将导通的一路数字均衡器处理后的音频信号和导通的一路数字滤波器处理后的环境噪音信号混合在一起后输出到所述功放电路。