CN206713019U - 主动降噪装置和耳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及主动降噪装置和耳机。主动降噪装置包括音频主体、控制器、连接在所述音频主体与所述控制器之间的运算电路；前馈麦克风，设置在所述音频主体上，用于接收所述音频主体外部的噪音；及反馈麦克风，设置在所述音频主体上，用于接收所述音频主体内部的噪音；所述前馈麦克风和所述反馈麦克风均能与所述控制器电连接；所述反馈麦克风和所述控制器之间设置有第二开关。在前馈麦克风和反馈麦克风的共同作用下，能有效将存在于音频主体外部的噪音和音频主体内部的噪音同时消除，提高了降噪装置对噪音频率的衰减范围，克服了传统降噪装置对噪音频率衰减范围较小而导致降噪效果有限的缺陷，从而确保环境噪音和内部噪音无法对用户构成干扰。

Description

主动降噪装置和耳机

技术领域

本实用新型涉及降噪技术领域，特别是涉及一种主动降噪装置和包含该主动降噪装置的耳机。

背景技术

一般的，传统的降噪装置为被动式降噪装置，通过使用塑料、泡沫、编制网等复合材料对声音进行隔离，这样会增大降噪装置的体积和重量，使用不方便，改进后的主动降噪装置采用一个麦克风，麦克风将采集到的噪音信号输送至控制器，控制器对其运算并向喇叭传输与噪音信号相位相差180°的反相信号，喇叭还原的反相信号将与噪音抵消，但是，该种降噪装置的降噪效果有限。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种提高降噪效果的主动降噪装置和包含该主动降噪装置的耳机。

一种主动降噪装置，包括：

音频主体、控制器、连接在所述音频主体与所述控制器之间的运算电路；

前馈麦克风，设置在所述音频主体上，用于接收所述音频主体外部的噪音；及

反馈麦克风，设置在所述音频主体上，用于接收所述音频主体内部的噪音；

所述前馈麦克风和所述反馈麦克风均能与所述控制器电连接；

所述反馈麦克风和所述控制器之间设置有第二开关。

在其中一个实施例中，所述音频主体包括壳体，所述壳体围设成一内腔，所述内腔内设有喇叭。

在其中一个实施例中，所述前馈麦克风设于所述壳体上，且所述前馈麦克风的信号接收端朝向所述壳体的外部。

在其中一个实施例中，所述反馈麦克风设置在所述内腔中。

在其中一个实施例中，所述运算电路包括与所述控制器和音频信号源连接的加法器，及连接在所述音频主体和所述加法器之间的放大器。

在其中一个实施例中，所述前馈麦克风和所述控制器之间设置有第一开关。

在其中一个实施例中，所述运算电路上还连接有用于产生白噪声信号或扫频信号的测试信号发生器。

在其中一个实施例中，所述放大器包括电流放大器或电压放大器。

一种耳机，包括上述任一的主动降噪装置。

在其中一个实施例中，所述耳机包括头戴式耳机或入耳式耳机。

本实用新型提供的主动降噪装置和包含该主动降噪装置的耳机，由于设置了前馈麦克风和反馈麦克风，在前馈麦克风和反馈麦克风的共同作用下，能有效将存在于音频主体外部的噪音和音频主体内部的噪音同时消除，提高了降噪装置对噪音频率的衰减范围，克服了传统降噪装置对噪音频率衰减范围较小而导致降噪效果有限的缺陷，从而确保环境噪音和内部噪音无法对用户构成干扰。同时通过设置第二开关控制反馈麦克风的闭合，当播放音乐时，通过第二开关关闭反馈麦克风，避免反馈麦克风接收音乐，从而避免接收到的音乐被处理为与音乐相抵消的反相音乐引起音质变差。

附图说明

图1为一实施例提供的主动降噪装置的连接关系示意图；

图2为另一实施例提供的主动降噪装置的连接关系示意图；

图3为一实施例提供的主动降噪装置的简化结构示意图；

图4为另一实施例提供的主动降噪装置的简化结构示意图；

图5为再一实施例提供的主动降噪装置的简化结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些 实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1和图2，一种主动降噪装置，包括音频主体100、控制器200、运算电路300、前馈麦克风400和反馈麦克风500。运算电路300的一端与音频主体100连接，运算电路300的另一端与控制器200连接。前馈麦克风400设置在音频主体100上，前馈麦克风400的信号接收端背离音频主体100的发音部，前馈麦克风400用于接收音频主体100外面的环境噪音(该噪音离发音部较远)。反馈麦克风500设置在音频主体100上，反馈麦克风500的信号接收端朝向音频主体100的发音部，反馈麦克风500用于接收音频主体100里面的内部噪音，即外面的环境噪音泄进音频主体100内的噪音(该噪音离发音部较近)。

前馈麦克风400和反馈麦克风500均能与控制器200电连接，反馈麦克风500和控制器200之间设置有第二开关510。通过设置第二开关510控制反馈麦克风400的闭合，当播放音乐时，通过第二开关510关闭反馈麦克风400，避免反馈麦克风400接收音乐，从而避免接收到的音乐被处理为与音乐相抵消的反相音乐引起音质变差。

前馈麦克风400采集音频主体100外面的环境噪音，通过控制器200处理后，控制器200向音频主体100传输与该噪音信号相位刚好相反的反相信号，音频主体100将反相信号还原的声音刚好与该环境噪音抵消，从而消除了该环境噪音对有用声音的干扰。通过前馈麦克风400的作用，可以有效消除频率范围在1KHz到3KHz内变动的环境噪音。

反馈麦克风500采集音频主体100里面的内部噪音，通过控制器200处理后，控制器200向音频主体100传输与该噪音信号相位刚好相反的反相信号，音频主体100将反相信号还原的声音刚好与该内部噪音抵消，从而消除了该内部噪音对有用声音的干扰。通过反馈麦克风500的作用，可以有效消除频率范 围在低于1KHz内变动的内部噪音。

在前馈麦克风400和反馈麦克风500的共同作用下，能有效将存在于音频主体100外面的环境噪音和音频主体100里面的内部噪音同时消除，大幅提高了降噪装置对噪音频率的衰减范围，克服了传统降噪装置对噪音频率衰减范围较小而导致降噪效果有限的缺陷，从而确保低频和中频噪音无法对用户构成干扰。

参阅图2，音频主体100包括壳体110，壳体110围设成一内腔111，该内腔111内设置有喇叭120，喇叭120可以用于同时还原噪音(环境噪音和内部噪音)和有用声音信号。在一些实施例中，喇叭120为动圈喇叭，在其它实施例中，喇叭120也可以为动铁喇叭。当然，可以理解，也可以为动铁喇叭和动圈喇叭两者的结合。

参阅图2，具体的，反馈麦克风500和喇叭120均设置在内腔111中，反馈麦克风500与喇叭120的距离较近，确保反馈麦克风500刚好能接收到音频主体100的内腔111中的内部噪音。前馈麦克风400设置在壳体110上，前馈麦克风400的信号接收端朝向壳体110的外部，前馈麦克风400与喇叭120的距离较远，确保前馈麦克风400刚好能接收到壳体110外部的环境噪音。

参阅图2，运算电路300包括加法器310和放大器320，加法器310同时与控制器200和音频信号源700(用于发出有用声音信号)连接，控制器200处理的噪音信号和音频信号源700传输的有用声音信号集汇于该加法器310，加法器310起到对信号的相加作用。放大器320的一端与喇叭120连接，放大器320的另一端与加法器310连接，放大器320将来自于加法器310的电信号进行放大处理、并将其输送至喇叭120还原成声音信号。

前馈麦克风400和控制器200之间设置有第一开关410。通过第一开关410和第二开关510的作用，可以使前馈麦克风400和反馈麦克风500两者同时工作，或者使其中之一工作。

参阅图2和图3，在一些实施例中，当控制器200检测到音频信号源700没有产生有用声音信号、且整个降噪装置处于嘈杂环境时，第一开关410和第二开关510同时连通，前馈麦克风400和反馈麦克风500同时工作。前馈麦克风 400将采集壳体110外部频率相对较高的环境噪音，反馈麦克风500同时采集壳体110的内腔111中频率相对较低的内部噪音，经过控制器200和运算电路300处理后，喇叭120还原环境噪音和内部噪音的反相信号，使得两种形式的噪音被衰减和消除，防止噪音对用户的干扰。

参阅图2和4，当控制器200检测到音频信号源700产生有用声音信号时，可以只将第一开关410连通、而第二开关510断开，此时，前馈麦克风400工作，反馈麦克风500停止工作，以防止壳体110外部的环境噪音对有用声音的干扰。当然，也可以第一开关410和第二开关510同时连通，使前馈麦克风400和反馈麦克风500同时工作。

参阅图2和5，在其他实施例中，当控制器200检测到音频信号源700没有产生有用声音信号、且整个降噪装置处于较为安静环境时，第一开关410断开，第二开关510连通，前馈麦克风400停止工作，反馈麦克风500工作。同时，加法器310上还连接有测试信号发生器600，测试信号发生器600用于产生白噪声信号或扫频信号，白噪声信号或扫频信号经喇叭120播放，反馈麦克风500接收的白噪声信号或扫频信号经控制器200处理，以描述出降噪装置与人耳之间形成的交互声场的数学模型，以提高其降噪能力。

本实用新型还提供一种耳机，耳机可以为头戴式耳机或入耳式耳机，该耳机包括上述的降噪装置，音频信号源700可以为手机、掌上电脑或其它电子设备，例如，当欣赏视频或音频文件时，能防止噪音对视频或音频文件中有用声音的干扰。再如，为了减少地铁、飞机、公交车或商场等噪音污染时，同样可以使用含有该降噪装置的耳机，以免噪音影响正常休息和工作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专 利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种主动降噪装置，其特征在于，包括：

音频主体、控制器、连接在所述音频主体与所述控制器之间的运算电路；

前馈麦克风，设置在所述音频主体上，用于接收所述音频主体外部的噪音；及

反馈麦克风，设置在所述音频主体上，用于接收所述音频主体内部的噪音；

所述前馈麦克风和所述反馈麦克风均能与所述控制器电连接；

所述反馈麦克风和所述控制器之间设置有第二开关。

2.根据权利要求1所述的主动降噪装置，其特征在于，所述音频主体包括壳体，所述壳体围设成一内腔，所述内腔内设有喇叭。

3.根据权利要求2所述的主动降噪装置，其特征在于，所述前馈麦克风设于所述壳体上，且所述前馈麦克风的信号接收端朝向所述壳体的外部。

4.根据权利要求2所述的主动降噪装置，其特征在于，所述反馈麦克风设置在所述内腔中。

5.根据权利要求1所述的主动降噪装置，其特征在于，所述运算电路包括与所述控制器和音频信号源连接的加法器，及连接在所述音频主体和所述加法器之间的放大器。

6.根据权利要求1所述的主动降噪装置，其特征在于，所述前馈麦克风和所述控制器之间设置有第一开关。

7.根据权利要求1所述的主动降噪装置，其特征在于，所述运算电路上还连接有用于产生白噪声信号或扫频信号的测试信号发生器。

8.根据权利要求5所述的主动降噪装置，其特征在于，所述放大器包括电流放大器或电压放大器。

9.一种耳机，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的主动降噪装置。

10.根据权利要求9所述的耳机，其特征在于，所述耳机包括头戴式耳机或入耳式耳机。