CN208174980U - 一种基于扬声器阵列的主动降噪装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于扬声器阵列的主动降噪装置，通过具有扬声器阵列、麦克风以及主动降噪模组的主动降噪装置消除空间噪声。该主动降噪装置利用麦克风测量噪声信号、主动降噪模组生成消噪信号并利用扬声器播放消噪信号，实现空间噪声的消除。与相关技术中具有单个扬声器或多个分散扬声器的主动降噪装置相比，采用小功率扬声器阵列播放消声信号避免了采用单个或少数几个大功率扬声器带来的瞬态响应慢导致降噪效果恶化的问题；而且布置扬声器阵列可增加消噪信号在噪声空间中的分布空间，有效提高了密闭空间的降噪效果。
Description
技术领域
本实用新型设计主动降噪领域，具体而言，涉及一种基于扬声器阵列的主动降噪装置。
背景技术
随着经济的发展与科技的进步，主动降噪技术已日趋成熟，该技术已成功应用于主动降噪耳机的研发与应用，并取得了不错的降噪效果。主动降噪耳机通过麦克风对噪声信号进行检测，降噪电路对噪声信号处理后得到消噪信号，最后利用扬声器播放消噪信号，扬声器播放出的声音与噪声相互干涉，达到噪声消除的目的。主动降噪耳机是将噪声密闭在一个很小的空间内进行降噪处理，可以看作对空间中某一点进行主动降噪，根据降噪方案的不同，分别需要配置1个或2个麦克风和1个扬声器。
但是对于较大密闭空间的降噪问题，例如对塔式空气净化器进行主动降噪，一方面，若采用上述单点降噪的方法，为消除大的噪声，需采用1 个大功率的扬声器，然而大功率的扬声器反应速度慢，瞬态性能差，影响降噪效果；另一方面，这种采用单个扬声器的降噪方法，由于扬声播放的消噪信号无法有效覆盖整个降噪空间，其降噪效果始终达不到良好的水平。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种基于扬声器阵列的主动降噪装置，以解决较大密闭空间的降噪问题。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种基于扬声器阵列的主动降噪装置，包括：扬声器阵列、麦克风以及主动降噪模块；所述麦克风与所述主动降噪模块连接，所述主动降噪模块与所述扬声器阵列连接；
所述扬声器阵列包括：多个扬声器以及固定扬声器的装置；
所述固定扬声器的装置，包括具有多个均匀分布凹陷主表面板件、侧面板件以及与主表面相对的第二表面板件。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述固定扬声器的装置主表面形状可以为方形，圆形或三角形。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述固定扬声器的装置，主表面凹陷深度为15mm至25mm。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述固定扬声器的装置主表面的凹陷用于安装扬声器。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述麦克风数量不少于1个，且不多于扬声器的数量。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述麦克风通过支架固定在扬声器上方。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述主动降噪模块包括：依次连接的模数转换电路、降噪电路以及数模转换电路。
所述模数转换电路还与所述麦克风连接；所述数模转换电路还与所述扬声器连接。
本实用新型实施例提供的一种基于扬声器阵列的主动降噪装置，通过具有扬声器阵列、麦克风以及主动降噪模组的主动降噪装置消除空间噪声。该主动降噪装置利用麦克风测量噪声信号、主动降噪模组生成消噪信号并利用扬声器播放消噪信号，实现空间噪声的消除。与相关技术中具有单个扬声器或多个分散扬声器的主动降噪装置相比，采用小功率扬声器阵列播放消声信号避免了采用单个或少数几个大功率扬声器带来的瞬态响应慢导致降噪效果恶化的问题；而且布置扬声器阵列可增加消噪信号在噪声空间中的分布空间，有效提高了密闭空间的降噪效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本实用新型实施例提供的一种基于扬声器阵列的主动降噪装置的扬声器阵列、麦克风组合以及固定扬声器的装置结构示意图；
图2-1示出了本实用新型实施例提供的一种基于扬声器阵列的主动降噪装置中，固定扬声器的装置主表面示意图；
图2-2示出了本实用新型实施实施例提供的一种基于扬声器阵列的主动降噪装置中，固定扬声器的装置主表面示意图；
图3示出了本实用新型实施例提供的一种基于扬声器阵列的主动降噪装置连接示意图；
图4示出了本实用新型实施例提供的一种基于扬声器阵列的主动降噪装置中，降噪电路的具体结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为解决较大封闭空间的降噪问题，通常利用单个扬声器或分散在空间几个扬声器播放降噪模组生成的消噪信号，进而抵消噪声。这种基于扬声器个数和放置位置的降噪方案，一方面，由于大功率扬声器的瞬态响应慢，无法及时播放消噪信号儿导致降噪效果变差，另一方面，利用单点过几个分散的多点的消噪信号无法全面有效的消除较大空间的噪声。
需要注意的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例
参见图1-3所示的主动降噪装置的扬声器阵列、麦克风以及扬声器固定装置结构示意图、固定扬声器的装置主表面示意图以及主动降噪装置连接示意图。本实施例提出一种基于扬声器阵列的主动降噪装置，包括麦克风 100，扬声器阵列300以及主动降噪模块200(图中未示出)。
上述麦克风100与主动降噪模块200连接，主动降噪模块200与上述扬声器阵列300连接。
上述扬声器阵列300分别包括多个扬声器302和固定扬声器的装置 304。
上述固定扬声器的装置304包括具有多个均匀分布凹陷主表面板件、侧面板件以及与主表面相对的第二表面板件。
在一个实施方式中，上述固定扬声器的装置304的主表面形状为正方形，如图2-1所示。
在一个实施方式中，上述固定扬声器的装置304的主表面形状为圆方形，如图2-2所示。
其中，上述固定扬声器的装置304的尺寸和主表面的形状需根据具体的降噪场景和实施对象确定。
在一个实施方式中，上述固定扬声器的装置304，其主表面的凹陷的正视图为圆形，深度为15mm至25mm，且每个凹陷的形状与深度均相同。
在一个实施方式中，上述多个扬声器302安装于固定扬声器的装置304 主表面的凹陷中，凹陷与相应的扬声器形成一个封闭的后部体积。由于多个凹陷独立均匀的分布在固定扬声器的装置304主表面上，因此，也就形成了多个独立的封闭后部体积。当上述多个扬声器302同时发声时，多个独立的封闭体积使得声音无法通过向后传播而相互影响。
在一个实施方式中，上述麦克风100的数量不少于1个，且不多于扬声器的数量。
在一个实施方式中，麦克风100通过支架固定在扬声器上方。由于麦克风的数量少于等于扬声器的数量，因此，当麦克风100与扬声器302数量相等时，每个扬声器302上方都会安装之对应的麦克风100；当麦克风 100小于扬声器302数量时，需根据降噪需求和实现难易程度，将麦克风 100安装在部分扬声器320的上方。
在一个实施方式中，如图2-1所示，扬声器302分别布置主表面为正方形的1-9号凹陷中，若麦克风100个数为4，则可将其布置在2、4、6、8 或1、3、7、9凹陷上方。
在一个实施方式中，如图2-2所示，扬声器302分别布置在主表面为圆形的1-5号凹陷中，若麦克风100个数为5，则可将其布置所有凹陷上方；若麦克风100个数为3，则可将其布置在1、3、5或2、3、4凹陷上方。
此处不一一列举所有的扬声器302和麦克风100相应的布置方式。
参见图4所示的主动降噪模块各部份组成结构示意图，本实施例还提出一种降噪模块200，该降噪模块200包括：依次连接的模数转换电路202、降噪电路204以及数模转换电路206。
上述模数转换电路202，还与各麦克风100相连，用于对麦克风100采集的噪声信号进行模数转换，并将转换后的数字信号传输给上述降噪电路 204。
上述降噪电路204，用于对模数转换后的噪声信号进行处理，得到消噪信号，并将上述得到的消噪信号传输至上述数模转换电路206。
上述数模转换电路206，还与扬声器302连接，用于对上述消噪信号进行数模转换，并将数模转换后的消噪信号传输至上述扬声器302。
模数转换电路202、降噪电路204、以及数模转换电路206可以分别采用现有的任何可以实现模数转换、滤波、以及数模转换的芯片或者集成电路，这里不再一一赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (7)
1.一种基于扬声器阵列的主动降噪装置，其特征在于，包括：扬声器阵列、麦克风以及主动降噪模块，
所述麦克风与所述主动降噪模块连接，所述主动降噪模块与所述扬声器阵列连接；
所述扬声器阵列包括多个扬声器以及固定扬声器的装置；
所述固定扬声器的装置包括具有多个均匀分布凹陷主表面板件、侧面板件以及与主表面相对的第二表面板件。
2.根据权利要求1所述的基于扬声器阵列的主动降噪装置，其特征在于，所述固定扬声器的装置主表面形状可以为方形，圆形或三角形。
3.根据权利要求1所述的基于扬声器阵列的主动降噪装置，其特征在于，所述固定扬声器的装置，主表面凹陷深度为15mm至25mm。
4.根据权利要求1所述的基于扬声器阵列的主动降噪装置，其特征在于，所述固定扬声器的装置主表面的凹陷用于安装扬声器。
5.根据权利要求1所述的基于扬声器阵列的主动降噪装置，其特征在于，所述麦克风数量不少于1个，且不多于扬声器的数量。
6.根据权利要求1所述的基于扬声器阵列的主动降噪装置，其特征在于，所述麦克风通过支架固定在扬声器上方。
7.根据权利要求1所述的基于扬声器阵列的主动降噪装置，其特征在于，所述主动降噪模块包括：依次连接的模数转换电路、降噪电路以及数模转换电路，
所述模数转换电路还与所述麦克风连接；所述数模转换电路还与所述扬声器连接。
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| CN111657991A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-09-15 | 北京航空航天大学 | 一种智能阵列传感器电子听诊系统 |
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