RU179556U1

RU179556U1 - Active noise reduction system

Info

Publication number: RU179556U1
Application number: RU2017116204U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Травков
Original assignee: Андрей Александрович Травков
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2018-05-17

Abstract

Полезная модель относится к акустике, в частности к средствам защиты от акустических шумов. Устройство содержит блок регистрации звука, первый усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок селекции отчетов спектральных диапазонов частот, группу цифровых фильтров, блок синхронизации работы системы, блок селекции опорных адресов записей диапазонов частот, блок идентификации временных интервалов обработки отчетов, блок адресации текущих записей отчетов, блок приема цифровых сигналов свертки из базы данных сервера системы, цифроаналоговый преобразователь, второй усилитель и блок воспроизведения. Техническим результатом является повышение надежности шумоподавления. 5 ил.The utility model relates to acoustics, in particular to means of protection against acoustic noise. The device comprises a sound recording unit, a first amplifier, an analog-to-digital converter, a unit for selecting reports of spectral ranges of frequencies, a group of digital filters, a unit for synchronizing the operation of the system, a unit for selecting reference addresses of records of frequency ranges, an unit for identifying time intervals for processing reports, an addressing unit for current reports , a unit for receiving digital convolution signals from the system server database, a digital-to-analog converter, a second amplifier and a playback unit. The technical result is to increase the reliability of noise reduction. 5 ill.

Description

Полезная модель относится к средствам защиты от акустических шумов промышленных установок, шумы которых близки к белым, и условия периодичности шумов не выполняются.The utility model relates to means of protection against acoustic noise of industrial installations whose noise is close to white, and the conditions for the frequency of noise are not met.

Основа активных методов гашения акустических шумов и вибраций состоит в возбуждении таких дополнительных шумовых и вибрационных полей, интерференция которых с первичными полями приводит к заданному снижению остаточного уровня шумов в помещении.The basis of active methods for damping acoustic noise and vibration is to excite such additional noise and vibration fields, the interference of which with the primary fields leads to a predetermined reduction in the residual noise level in the room.

Разнообразие систем активного гашения шумов определяется способами формирования сигналов, обеспечивающих возбуждение дополнительных полей, разнообразием средств их возбуждения, особенностями объектов или характеристиками пространства, в котором обеспечивается активное гашение, и т.п.The variety of active noise suppression systems is determined by the methods of generating signals that provide excitation of additional fields, the variety of means of their excitation, the features of the objects or the characteristics of the space in which active suppression is provided, etc.

Впервые поставлена задача шумоподавления шумов, близких к белым. При отсутствии задержек в линии генерации и излучении сигнала антишума задача является тривиальной. Аналогично задача тривиальна в случае строго периодических шумов.For the first time the task of noise reduction of noise close to white. In the absence of delays in the generation line and emission of the anti-noise signal, the task is trivial. Similarly, the problem is trivial in the case of strictly periodic noises.

В промышленных установках шумы близки к белым, и условия периодичности не выполняются. Для положительного эффекта шумоподавления шумов, близких к белым, предлагается интеллектуальная обработка шума в режиме реального времени, позволяющая осуществлять генерацию сигнала антишума, компенсируя задержки в цепях обработки и приема и излучения сигнала антишума.In industrial installations, the noise is close to white, and the periodicity conditions are not met. For a positive effect of noise reduction of noise close to white, an intelligent real-time noise processing is proposed, which allows generating an anti-noise signal, compensating for delays in the processing and reception and emission chains of the anti-noise signal.

Известны технические решения поставленной задачи (1, 2)Known technical solutions to the problem (1, 2)

Первое из известных технических решений содержит регулирующее устройство, датчик ошибки, опорный датчик и несколько возбудителей вторичных звуковых волн, при этом возбудители вторичных звуковых волн предназначены для излучения волн шумоподавления, причем регулирующее устройство, соединенное с вторичными возбудителями, обрабатывает сигнал ошибки и опорный сигнал и вырабатывает вторичный сигнал, который по соответствующим линиям связи передается во вторичные возбудители для управления их излучением, так чтобы вторичные возбудители излучали волны шумоподавления, которые уменьшают сигнал ошибки, так что обеспечивается оптимальное ослабление звуковых волн, причем вторичные возбудители размещены таким образом, что они находятся на границе открытого прохода, через который проходят первичные звуковые волны, для того чтобы обеспечить активное ослабление звуковых волн в открытом пространстве, которое располагается в направлении их прохождения за открытым проходом, с помощью волн шумоподавления, действующих как "акустическая завеса" (1).The first known technical solution contains a control device, an error sensor, a reference sensor and several pathogens of secondary sound waves, while the pathogens of secondary sound waves are designed to emit noise reduction waves, and the control device connected to the secondary pathogens processes the error signal and the reference signal and generates a secondary signal, which is transmitted through the respective communication lines to the secondary pathogens to control their radiation, so that the secondary pathogens noise canceling waves that reduce the error signal are generated, so that optimal attenuation of sound waves is ensured, and secondary exciters are placed so that they are on the border of the open passage through which the primary sound waves pass in order to ensure active attenuation of sound waves in open space , which is located in the direction of their passage behind the open passage, using noise canceling waves acting as an “acoustic curtain” (1).

Основным и принципиальным недостатком данного технического решения является ограниченность излучения по диапазону частот, так как используемые в них акустические системы (динамики) по своему строению являются резонансными колебательными системами и не позволяют воспроизводить широкополосный сигнал сколько-нибудь достоверно. Определенная масса и размеры компонентов таких систем не позволяют равноценно воспроизводить на одном динамике сигналы из разного частотного диапазона, порождая фазовые и амплитудные искажения на краях отведенного частотного диапазона.The main and fundamental drawback of this technical solution is the limited radiation in the frequency range, since the acoustic systems (speakers) used in them are resonant oscillatory systems in their structure and do not allow reproducing any broadband signal reliably. The specific mass and dimensions of the components of such systems do not allow equal reproduction of signals from a different frequency range on a single speaker, causing phase and amplitude distortions at the edges of the allocated frequency range.

Использование же нескольких динамиков, излучающих в разных частотных диапазонах, требует использования фильтров и не позволяет при суммировании получить форму сигнала, достаточную для качественного шумоподавления в широком частотном диапазоне.The use of several speakers emitting in different frequency ranges requires the use of filters and does not allow summing to obtain a signal shape sufficient for high-quality noise reduction in a wide frequency range.

Известно и другое техническое решение, содержащее микрофон, аналого-цифровой преобразователь, устройство обработки полученного сигнала, цифроаналоговый преобразователь и излучатель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит генератор высокочастотного излучения и смеситель, расположенные в системе между устройством обработки сигнала и цифроаналоговым преобразователем, широкополосный усилитель мощности, расположенный последовательно за цифроаналоговым преобразователем, и акустический фильтр ультразвуковых частот, расположенный после излучателя, а излучатель в системе является ультразвуковым (2).Another technical solution is known, comprising a microphone, an analog-to-digital converter, a device for processing the received signal, a digital-to-analog converter and an emitter, characterized in that it further comprises a high-frequency radiation generator and a mixer located in the system between the signal processing device and the digital-to-analog converter, a broadband power amplifier located sequentially behind the digital-to-analog converter, and an acoustic filter of ultrasonic frequencies, located after the emitter, and the emitter in the system is ultrasonic (2).

Данное техническое решение позволяет достаточно эффективно производить шумоподавление в среднечастотной области звукового спектра (приблизительно от 100 до 6000 Гц). Однако за пределами обозначенного частотного диапазона также возникают фазовые и амплитудные искажения, вследствие чего с ее помощью невозможно подавлять шумы в области высоких и низких частот.This technical solution allows sufficiently efficient noise reduction in the mid-frequency region of the sound spectrum (approximately from 100 to 6000 Hz). However, outside the designated frequency range, phase and amplitude distortions also occur, as a result of which it is impossible to suppress noise in the high and low frequencies with its help.

Цель полезной модели заключается в устранении указанного недостатка, т.е. в повышении надежности шумоподавления во всем диапазоне звуковых частот в заданном объеме путем интеллектуальной обработки шума в режиме реального времени, позволяющей осуществлять генерацию сигнала антишума, компенсируя задержки в цепях обработки и приема и излучения сигнала антишума.The purpose of the utility model is to eliminate this drawback, i.e. to increase the reliability of noise reduction in the entire range of sound frequencies in a given volume by intelligent noise processing in real time, which allows the generation of an anti-noise signal, compensating for delays in the processing and reception and emission chains of the anti-noise signal.

Поставленная цель достигается тем, что в систему, содержащую первый усилитель, вход которого соединен с выходом блока регистрации звука, а выход первого усилителя подключен к сигнальному входу аналого-цифрового преобразователя, тактирующий вход которого соединен с первым тактирующим выходом блока синхронизации работы системы, управляющий и установочный входы которого являются управляющим и установочным входами системы соответственно, группу цифровых фильтров, информационные выходы которых являются информационными выходами системы, предназначенными для выдачи цифровых сигналов на информационный вход сервера базы данных, блок приема цифровых сигналов свертки из базы данных сервера, информационный вход которого является информационным входом системы, предназначенным для приема цифровых сигналов свертки из базы данных сервера, а синхронизирующий вход блока приема цифровых сигналов свертки из базы данных сервера является синхронизирующим входом системы, предназначенным для приема синхронизирующих сигналов занесения цифровых сигналов свертки в блок приема цифровых сигналов свертки из базы данных сервера, цифроаналоговый преобразователь, информационный вход которого соединен с выходом блока приема цифровых сигналов свертки из базы данных сервера, тактирующий вход цифроаналогового преобразователя подключен к первому тактирующему выходу блока синхронизации работы системы, а выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом второго усилителя, выход которого подключен к входу блока воспроизведения, введены блок селекции отчетов спектральных диапазонов частот, информационный вход которого соединен с информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, синхронизирующий вход блока селекции отчетов спектральных диапазонов частот подключен к второму тактирующему выходу блока синхронизации работы системы, а управляющие входы группы блока селекции отчетов спектральных диапазонов частот соединены с соответствующими управляющими выходами группы блока синхронизации работы системы, при этом информационные выходы группы блока селекции отчетов спектральных диапазонов частот подключены к информационным входам соответствующих цифровых фильтров группы, блок селекции опорных адресов записей диапазонов частот, синхронизирующий вход которого соединен с синхронизирующим выходом блока селекции отчетов спектральных диапазонов частот, а управляющие входы группы блока селекции опорных адресов записей диапазонов частот подключены к соответствующим управляющим выходам группы блока синхронизации работы системы, блок идентификации временных интервалов обработки отчетов, счетный вход которого соединен с синхронизирующим выходом блока синхронизации работы системы, и блок адресации текущих записей отчетов, один информационный вход которого соединен с информационным выходом блока селекции опорных адресов записей диапазонов частот, другой информационный вход блока адресации текущих записей отчетов подключен к информационному выходу блока идентификации временных интервалов обработки отчетов, синхронизирующий вход блока адресации текущих записей отчетов подключен к первому синхронизирующему выходу блока селекции опорных адресов записей диапазонов частот, а адресный выход блока адресации текущих записей отчетов является адресным выходом системы, предназначенным для выдачи адресов записей на адресный вход сервера базы данных, при этом синхронизирующий вход блока идентификации временных интервалов обработки отчетов подключен к второму синхронизирующему выходу блока селекции опорных адресов записей диапазонов частот, являющемуся первым синхронизирующим выходом системы, предназначенным для выдачи сигналов управления на вход первого канала прерывания сервера базы данных, а синхронизирующий выход блока идентификации временных интервалов обработки отчетов является вторым синхронизирующим выходом, предназначенным для выдачи сигналов управления на вход второго канала прерывания сервера базы данных.This goal is achieved by the fact that in a system containing a first amplifier, the input of which is connected to the output of the sound recording unit, and the output of the first amplifier is connected to the signal input of an analog-to-digital converter, the clock input of which is connected to the first clock output of the system synchronization unit, controlling and the installation inputs of which are the control and installation inputs of the system, respectively, a group of digital filters, the information outputs of which are the information outputs of the system intended for issuing digital signals to the information input of the database server, the unit for receiving digital convolution signals from the server database, the information input of which is the information input of the system for receiving digital convolution signals from the server database, and the synchronizing input of the unit for receiving digital convolution signals from the server database is the synchronizing input of the system, intended for receiving synchronizing signals of entering digital convolution signals into the digital reception unit convolution signals from the server database, a digital-to-analog converter, the information input of which is connected to the output of the digital convolution signal receiving unit from the server database, the clock input of the digital-to-analog converter is connected to the first clock output of the system synchronization block, and the output of the digital-to-analog converter is connected to the input of the second amplifier , the output of which is connected to the input of the playback block, a block for selecting reports of spectral frequency ranges, an information input cat It is connected to the information output of an analog-to-digital converter, the synchronizing input of the block for selecting reports of the spectral frequency ranges is connected to the second clocking output of the block for synchronizing the operation of the system, and the control inputs of the group for the block for selecting reports of the spectral frequency ranges are connected to The information outputs of the group of the block for selecting reports of spectral frequency ranges are connected to the information inputs of corresponding digital filters of the group, the block of selection of reference addresses of records of frequency ranges, the synchronizing input of which is connected to the synchronizing output of the block of selection of reports of spectral ranges of frequencies, and the control inputs of the group of the block of selection of reference addresses of records of frequency ranges are connected to the corresponding control outputs of the group of the block of synchronization of the system, block identification of time intervals for processing reports, the counting input of which is connected to the synchronizing output of the synchronization block p system bots, and the address block of the current report records, one information input of which is connected to the information output of the selection block of the reference addresses of frequency band records, the other information input of the address block of the current report records is connected to the information output of the report time slot identification block, synchronizing the input of the address block of the current records of reports is connected to the first synchronizing output of the block of selection of reference addresses of records of frequency ranges, and the address output of the block of hell the recording of current records of reports is the address output of the system, intended for issuing the addresses of records to the address input of the database server, while the synchronizing input of the identification unit of the time intervals for processing reports is connected to the second synchronizing output of the selection block of the reference addresses of records of frequency ranges, which is the first synchronizing output of the system, designed to issue control signals to the input of the first channel of the database server interrupt, and the synchronizing output of the unit is identifiable The reporting time interval display is the second synchronizing output intended for issuing control signals to the input of the second interrupt channel of the database server.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 - представлена структурная схема системы, на фиг. 2 - структурная схема блока селекции отчетов спектральных диапазонов частот, на фиг. 3 - структурная схема блока синхронизации работы системы, на фиг. 4 - структурная схема блока селекции опорных адресов записей диапазонов частот, на фиг. 5 - структурная схема блока идентификации временных интервалов обработки отчетов.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a structural diagram of a system; FIG. 2 is a block diagram of a selection block of reports of spectral frequency ranges, FIG. 3 is a block diagram of a system synchronization unit; FIG. 4 is a block diagram of a selection block of reference addresses of frequency band records, FIG. 5 is a structural diagram of a unit for identifying time intervals for processing reports.

Система (фиг. 1) содержит блок 1 регистрации звука, первый усилитель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, блок 4 селекции отчетов спектральных диапазонов частот, цифровые фильтры 5-7 группы, блок 8 синхронизации работы системы, блок 9 селекции опорных адресов записей диапазонов частот, блок 10 идентификации временных интервалов обработки отчетов, блок 11 адресации текущих записей отчетов, блок 12 приема сигнала свертки, цифроаналоговый 13 преобразователь, второй 14 усилитель и блок 15 воспроизведения.The system (Fig. 1) contains a unit 1 for recording sound, a first amplifier 2, an analog-to-digital converter 3, a unit 4 for selecting reports of spectral frequency ranges, digital filters 5-7 groups, a unit 8 for synchronizing the operation of the system, a unit 9 for selecting reference addresses for recording ranges frequencies, block 10 identifying time intervals for processing reports, block 11 addressing the current records of reports, block 12 receiving a convolution signal, digital-to-analog 13 converter, second amplifier 14 and playback unit 15.

На фиг. 1 показаны управляющий 20, установочный 21, информационный 22 и синхронизирующий 23 входы системы, а также адресный 24, информационные 25-27 выходы группы системы, первый 28 и второй 29 синхронизирующие выходы системы.In FIG. 1 shows the control 20, installation 21, information 22 and synchronizing 23 inputs of the system, as well as address 24, information 25-27 outputs of the system group, the first 28 and second 29 synchronizing outputs of the system.

Блок 1 (фиг. 1) регистрации звука выполнен в виде микрофона, имеющего выход 30.Block 1 (Fig. 1) of sound recording is made in the form of a microphone having an output 30.

Первый усилитель 2 (фиг. 1) имеет вход 31 и выход 32.The first amplifier 2 (Fig. 1) has an input 31 and an output 32.

Аналого-цифровой преобразователь 3 (фиг. 1) имеет сигнальный 33 и синхронизирующий 34 входы, а также информационный выход 35.The analog-to-digital Converter 3 (Fig. 1) has a signal 33 and synchronizing 34 inputs, as well as information output 35.

Блок 4 (фиг. 2) селекции отчетов спектральных диапазонов частот содержит регистры 75-77, группы элементов 78-80 И, а также элемент 81 задержки. На чертеже показаны информационный 36, синхронизирующий 37 входы, и группа 38-40 управляющих входов, а также группа 41-43 информационных и синхронизирующий 44 выходы.Block 4 (Fig. 2) of selection of reports of spectral frequency ranges contains registers 75-77, groups of elements 78-80 And, as well as delay element 81. The drawing shows information 36, synchronizing 37 inputs, and a group of 38-40 control inputs, as well as a group of 41-43 information and synchronizing 44 outputs.

Цифровые фильтры 5-7 (фиг. 1) имеют информационные входы 45-47 и информационные выходы 25-27 соответственно.Digital filters 5-7 (Fig. 1) have information inputs 45-47 and information outputs 25-27, respectively.

Блок 8 (фиг. 3) синхронизации работы системы содержит генератор импульсов 82, триггер 83, элементы 84, 85 И, делитель частоты 86, счетчик 87 и дешифратор 88. На чертеже показаны управляющий 20 и установочный 21 входы, а также первый 48 и второй 49 тактирующие выходы, группа 51-53 управляющих, и синхронизирующий 50 выходы.Block 8 (Fig. 3) of the synchronization system includes a pulse generator 82, trigger 83, elements 84, 85 And, frequency divider 86, counter 87 and decoder 88. The drawing shows the control 20 and installation 21 inputs, as well as the first 48 and second 49 clock outputs, a group of 51-53 controllers, and a synchronizing 50 outputs.

Блок 9 (фиг. 4) селекции опорных адресов записей диапазонов частот содержит постоянное запоминающее устройство 89, регистр 90, элементы 91-93 И, элементы 94-96 задержки. На чертеже показаны синхронизирующий 54 вход, группа управляющих входов 55-57, а также информационный 58, первый 59 и второй 60 синхронизирующие выходы.Block 9 (Fig. 4) selection of reference addresses of records of frequency ranges contains a read-only memory 89, register 90, elements 91-93 AND, elements 94-96 delay. The drawing shows a clock input 54, a group of control inputs 55-57, as well as information 58, the first 59 and second 60 clock outputs.

Блок 10 (фиг. 5) идентификации временных интервалов обработки отчетов содержит счетчик 97, регистр 98, и компаратор 99. На чертеже показаны счетный 61 и синхронизирующий 62 входы, а также информационный 63 и синхронизирующий 64 выходы.Block 10 (Fig. 5) of identification of time intervals for processing reports includes a counter 97, a register 98, and a comparator 99. The drawing shows a counting 61 and synchronizing 62 inputs, as well as information 63 and synchronizing 64 outputs.

Блок 11 (фиг. 1) адресации текущих записей отчетов выполнен в виде сумматора, имеющего информационные 65-66, и синхронизирующий входы, а также адресный 24 выход, являющийся адресным выходом системы.Block 11 (Fig. 1) addressing the current records of reports is made in the form of an adder having information 65-66, and synchronizing inputs, as well as address 24 output, which is the address output of the system.

Блок 12 (фиг. 1) приема цифровых сигналов свертки выполнен в виде регистра, имеющего информационный вход 22, синхронизирующий вход 23, а также информационный выход 105.Block 12 (Fig. 1) of receiving digital convolution signals is made in the form of a register having an information input 22, a synchronizing input 23, and an information output 105.

Цифроаналоговый преобразователь 13 (фиг. 1) имеет информационный 106 и тактирующий 107 входы, а также сигнальный выход 108.The digital-to-analog converter 13 (Fig. 1) has information 106 and clock inputs 107, as well as signal output 108.

Второй усилитель 14 (фиг. 1) имеет сигнальный вход 109 и сигнальный выход 110.The second amplifier 14 (Fig. 1) has a signal input 109 and a signal output 110.

Блок 15 воспроизведения (фиг. 1) выполнен в виде динамика, имеющего сигнальный вход 111.The playback unit 15 (Fig. 1) is made in the form of a speaker having a signal input 111.

Все узлы и элементы системы выполнены на стандартных потенциально-импульсных элементах.All nodes and elements of the system are made on standard potential-impulse elements.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

Запуск системы осуществляется подачей на управляющий вход 20 блока 8 синхронизации сигнала, который, поступая на единичный вход триггера 83 блока 8, устанавливает последний в единичное состояние. При этом высоким потенциалом с прямого выхода триггера 83 будут открыты по одному входу элементы 84 и 85 И. В результате тактирующие импульсы с выхода генератора 82 импульсов проходят через элемент 84 на первый 48 тактирующий выход блока 8 и далее поступают на синхронизирующий вход 34 аналого-цифрового преобразователя 3.The system is launched by applying to the control input 20 of the block 8 synchronization signal, which, entering the single input of the trigger 83 of block 8, sets the latter in a single state. At the same time, elements 84 and 85 I will be open at one input at a high potential from the direct output of trigger 83. As a result, the clock pulses from the output of the pulse generator 82 pass through element 84 to the first 48 clock output of block 8 and then go to the clock input 34 of the analog-digital transducer 3.

Параллельно с этим, акустический шум звукового диапазона (от 15 до 25000 Гц) улавливается блоком 1, и с выхода 30 блока 1 поступает на вход 31 усилителя 2. После усиления акустический шум с выхода 32 усилителя 2 поступает на сигнальный вход 33 цифроаналогового преобразователя, где и преобразуется в цифровой код, который с выхода 35 цифроаналогового преобразователя поступает на информационный 36 вход блока 4, осуществляющего селекцию отчетов спектральных диапазонов частот акустического шума под управлением блока 8.In parallel, the acoustic noise of the sound range (from 15 to 25000 Hz) is captured by block 1, and from the output 30 of block 1 is fed to the input 31 of the amplifier 2. After amplification, the acoustic noise from the output 32 of the amplifier 2 is fed to the signal input 33 of the digital-to-analog converter, where and converted into a digital code, which from the output of the 35 digital-to-analog converter is fed to the information 36 input of block 4, which selects reports of the spectral frequency ranges of acoustic noise under control of block 8.

Блок 4 содержит n-каналов отчетов спектральных диапазонов частот акустического шума (так называемых семплов), каждый из которых состоит из элементов И группы и регистра. На фиг. 2 для примера показаны первый канал, представленный элементами 78 И группы и регистром 75, второй канал, представленный элементами 79 И группы и регистром 76, и третий канал, представленный элементами 80 И группы и регистром 77. В опытном образце системы блок 4 содержит 12- каналов отчетов спектральных диапазонов частот акустического шума.Block 4 contains n-channels for reporting spectral frequency ranges of acoustic noise (the so-called samples), each of which consists of AND elements of a group and a register. In FIG. 2, for example, the first channel represented by the AND elements of the group 78 and the register 75 is shown, the second channel represented by the AND elements of the group 79 and the register 76, and the third channel represented by the AND elements of the group 80 and the register 77. In the prototype system, block 4 contains 12- channels for reporting spectral frequency ranges of acoustic noise.

Информационные выходы 41-43 каждого из регистров 75-77 блока 4 подключены к информационным входам 45-47 соответствующих цифровых фильтров 5-7, каждый из которых настроен на определенный спектральный диапазон (выбор спектральных окон осуществляется в диапазоне 0-15 кГц). По существу, в опытном образце системы совокупность цифровых фильтров 5-7 представляет собой 12-ти канальный цифровой фильтр, каждый канал которого настроен на определенный спектральный диапазон.The information outputs 41-43 of each of the registers 75-77 of block 4 are connected to the information inputs 45-47 of the corresponding digital filters 5-7, each of which is configured for a specific spectral range (the choice of spectral windows is in the range 0-15 kHz). Essentially, in a prototype system, the set of digital filters 5-7 is a 12-channel digital filter, each channel of which is tuned to a specific spectral range.

Для управления работой системы, в блоке 8 тактирующие импульсы генератора 82 с выхода элемента 85 И поступают на делитель частоты 86, с выхода которого они, во-первых, поступают на счетный вход счетчика 87, который предназначен для подсчета числа отчетов спектральных диапазонов частот акустического шума, которые должны быть выполнены блоком 4, а, во-вторых, через выход 49 блока 8 они выдаются на тактирующий вход 37 блока 4.To control the operation of the system, in block 8, the clock pulses of the generator 82 from the output of the element 85 And go to the frequency divider 86, from the output of which they, firstly, go to the counting input of the counter 87, which is designed to count the number of reports of the spectral frequency ranges of acoustic noise , which must be performed by block 4, and, secondly, through the output 49 of block 8, they are issued to the clock input 37 of block 4.

Код показаний числа отчетов счетчика 87 поступает на вход дешифратора 88, который, расшифровывая показания счетчика 87, последовательно формирует высокие разрешающие потенциалы на своих управляющих выходах 51-53 соответственно.The code of the readings of the number of reports of the counter 87 is fed to the input of the decoder 88, which, decoding the readings of the counter 87, sequentially generates high resolution potentials at its control outputs 51-53, respectively.

В результате этого, например, как только счетчик 87 блока 8 зафиксирует первый импульс, на выходе 51 дешифратора 88 появится высокий потенциал, который через вход 38 блока 4 откроет элементы 78 И по одному входу, на другой вход которых поступает цифровой код акустического шума с входа 36 блока 4.As a result of this, for example, as soon as the counter 87 of block 8 captures the first pulse, a high potential will appear at the output 51 of the decoder 88, which through the input 38 of block 4 will open the elements 78 And one input, the other input of which receives a digital code of acoustic noise from the input 36 blocks 4.

Цифровой код акустического шума с входа 36 блока 4 проходит через открытые элементы 78 И группы на информационный вход регистра 75, и заносится в него тактирующим импульсом с входа 37 блока 8, задержанным элементом 81 задержки на время срабатывания счетчика 87 и дешифратора 88 блока 8. Кроме того, тактирующий импульс с выхода элемента 81 задержки через выход 44 блока 4 выдается на вход 54 блока 9.The digital code of acoustic noise from the input 36 of block 4 passes through the open elements of the And group 78 to the information input of the register 75, and is entered into it by a clock pulse from the input 37 of the block 8, the delayed delay element 81 for the time of operation of the counter 87 and the decoder 88 of the block 8. In addition Moreover, the clock pulse from the output of the delay element 81 through the output 44 of the block 4 is issued to the input 54 of the block 9.

Параллельно с описанным процессом формирования первого отчета спектральных диапазонов частот акустического шума, управляющий потенциал с выхода 51 блока 8 через вход 55 блока 9 поступает на один вход элемента 91 И, на другой вход которого с входа 54 блока 9 поступает тактирующий импульс. Тактирующий импульс проходит через элемент 91 И на вход считывания фиксированной ячейки памяти постоянного запоминающего устройства 89, в которой записан опорный адрес зоны памяти сервера базы данных, выделенной для записи всех отчетов спектральных диапазонов частот акустического шума, например, первого из 12-ти каналов.In parallel with the described process of generating the first report of the spectral frequency ranges of acoustic noise, the control potential from the output 51 of block 8 through the input 55 of block 9 is fed to one input of the element 91 AND, the other input of which from the input 54 of block 9 receives a clock pulse. The clock pulse passes through element 91 And to the read input of a fixed memory cell of the permanent storage device 89, in which the reference address of the memory zone of the database server is recorded, which is allocated for recording all reports of the spectral frequency ranges of acoustic noise, for example, the first of 12 channels.

Код опорного адреса с выхода постоянного запоминающего устройства считывается на информационный вход регистра 90 и заносится в него синхронизирующим импульсом с входа 54 блока 9, задержанным элементом 94 на время срабатывания постоянного запоминающего устройства 89.The reference address code from the output of the read-only memory is read to the information input of the register 90 and entered into it by a synchronizing pulse from the input 54 of block 9, delayed by the element 94 for the duration of the operation of the read-only memory 89.

Код опорного адреса с выхода 58 блока 9 поступает на один 65 информационный вход сумматора 11, на другой информационный вход 66 которого поступает код с выхода 63 блока 10. По синхронизирующему сигналу с выхода 59 блока 9, поступающему на синхронизирующий вход 67, сумматор 11 суммирует входные коды и на адресном выходе 24 системы формирует итоговый адрес записи отчета спектральных диапазонов частот акустического шума с соответствующего информационного выхода 25-27 системы.The reference address code from the output 58 of block 9 is fed to one information input of the adder 11, to the other information input 66 of which the code is received from the output of 63 of the block 10. By the synchronizing signal from the output 59 of the block 9, which arrives at the synchronizing input 67, the adder 11 summarizes the input codes and at the address output 24 of the system generates the final address of the record report spectral frequency ranges of acoustic noise from the corresponding information output 25-27 of the system.

Кроме того, синхронизирующий импульс с выхода элемента 95 задержки дополнительно задерживается элементом 96 на время формирования итогового адреса на выходе блока 11, и затем через синхронизирующий выход 28 системы выдается на первый канал прерывания сервера базы данных. По этому сигналу сервер базы данных переходит на программу записи отчета спектральных диапазонов частот акустического шума с соответствующего информационного выхода 25-27 системы по указанному на выходе 24 адресу.In addition, the synchronizing pulse from the output of the delay element 95 is additionally delayed by the element 96 for the duration of the formation of the final address at the output of the block 11, and then through the synchronizing output 28 of the system is issued to the first channel of the database server interrupt. By this signal, the database server goes to the program for recording the report of the spectral ranges of frequencies of acoustic noise from the corresponding information output 25-27 of the system at the address specified on output 24.

Логика работы системы реализуется с помощью счетчика 87 блока 8, который настраивается на требуемую частоту дискретизации входного акустического сигнала (32 кГц, 44 кГц и т.д.). При переполнении счетчика 87 блока 8 на его выходе 115 формируется импульс переноса, который через выход 50 блока 8 поступает на счетный вход счетчика 97 блока 10, фиксируя факт окончания записи в сервер базы данных, первого массива данных, например, из 12-ти семплов.The logic of the system is implemented using the counter 87 of block 8, which is tuned to the required sampling frequency of the input acoustic signal (32 kHz, 44 kHz, etc.). When the counter 87 of block 8 overflows, a transfer pulse is generated at its output 115, which, through the output 50 of block 8, enters the counting input of the counter 97 of block 10, fixing the fact of the end of writing to the database server, the first data array, for example, from 12 samples.

В регистр 98 блока 10 заранее перед началом работы системы заносится константа - задается число массивов семплов, достаточное для того, чтобы система смогла начать процедуру обработки полученных и записанных в память сервера базы данных. Код константы с выхода регистра 98 поступает на один вход 101 компаратора 99, на другой вход 100 которого поступает текущее значение количества сформированных массивов семплов.A constant is entered into the register 98 of block 10 in advance of the system starting - the number of samples arrays is set, sufficient for the system to be able to start the processing of the database server received and stored in the memory. The constant code from the output of the register 98 is fed to one input 101 of the comparator 99, the other input 100 of which receives the current value of the number of generated arrays of samples.

Каждый раз с окончанием очередной процедуры записи очередного семпла в память сервера базы данных, синхронизирующий импульс с выхода 60 блока 9 через вход 62 блока 10 поступает на синхронизирующий вход компаратора 99, который сравнивает код константы регистра 98 с текущим значением кода счетчика 97. Как только показания счетчика 97 будут больше или равны численному значению константы, на выходе 103 компаратора 99 формируется сигнал, который с выхода 64 блока 10 поступает на вход второго канала прерывания сервера базы данных.Each time after the end of the next recording procedure of the next sample in the memory of the database server, the synchronizing pulse from the output 60 of block 9 through the input 62 of block 10 is fed to the synchronizing input of the comparator 99, which compares the register constant code 98 with the current value of the counter code 97. As soon as the readings the counter 97 will be greater than or equal to the numerical value of the constant, at the output 103 of the comparator 99 a signal is generated, which from the output 64 of the block 10 is fed to the input of the second channel of the database server interrupt.

По этому сигналу сервер базы данных переходит на подпрограмму чтения массивов данных, соответствующих каждому из спектральных окон и последовательно запускает алгоритмы прогнозирования фазы и амплитуды сигналов (по очереди для каждого окна). По окончании анализа управление передается программному модулю, осуществляющему свертку всех спектральных окон в единый сигнал, который с выхода сервера базы данных через информационный вход 22 системы выдается на информационный вход блока 12 и заносится в него синхронизирующим импульсом, поступающим с входа 23 системы.By this signal, the database server switches to the subroutine for reading the data arrays corresponding to each of the spectral windows and sequentially runs the algorithms for predicting the phase and amplitude of the signals (in turn for each window). At the end of the analysis, control is transferred to a software module that convolves all spectral windows into a single signal, which from the output of the database server through the information input 22 of the system is output to the information input of block 12 and is entered into it by a synchronizing pulse from the input of the system 23.

С выхода 105 блока 12 цифровой сигнал поступает на информационный вход цифроаналогового преобразователя 13, где преобразуется в широкополосный аналоговый сигнал, который с выхода 108 цифроаналогового преобразователя 13 через вход 109 поступает на широкополосный усилитель 14, где он усиливается до необходимого уровня и далее с выхода 110 усилителя 14 поступает на вход 111 блока воспроизведения.From the output 105 of block 12, the digital signal is fed to the information input of the digital-to-analog converter 13, where it is converted to a broadband analog signal, which from the output 108 of the digital-to-analog converter 13 passes through input 109 to the broadband amplifier 14, where it is amplified to the required level and then from the output of amplifier 110 14 is input to the playback unit 111.

Таким образом, введение новых блоков и новых конструктивных связей позволило существенно повысить надежность шумоподавления во всем диапазоне звуковых частот в заданном объеме путем интеллектуальной обработки шума в режиме реального времени, позволяющей осуществлять генерацию сигнала антишума, компенсируя задержки в цепях обработки и приема и излучения сигнала антишума.Thus, the introduction of new blocks and new constructive connections made it possible to significantly increase the noise reduction reliability over the entire range of sound frequencies in a given volume by real-time intelligent noise processing, which allows generating an anti-noise signal, compensating for delays in the processing and reception and emission chains of the anti-noise signal.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания заявки:Sources of information taken into account when drawing up the description of the application:

1. Патент РФ №2411592 (10.02.2011)1. RF patent No. 2411592 (02/10/2011)

2. Патент РФ №2545462 (24.06.2013) (прототип).2. RF patent No. 2545462 (06.24.2013) (prototype).

Claims

An active noise reduction system containing a first amplifier, the input of which is connected to the output of the sound recording unit, and the output of the first amplifier is connected to the signal input of an analog-to-digital converter, whose clock input is connected to the first clock output of the system synchronization unit, the control and installation inputs of which are control and installation inputs of the system, respectively, a group of digital filters, the information outputs of which are the information outputs of the system, is intended which are used for issuing digital signals to the information input of the database server, the unit for receiving digital convolution signals from the server database, the information input of which is the information input of the system for receiving digital convolution signals from the server database, and the synchronizing input of the unit for receiving digital convolution signals from the server’s database is the synchronizing input of the system, designed to receive synchronizing signals for entering digital convolution signals into the digital signal receiving unit with wrappers from the server database, a digital-to-analog converter, the information input of which is connected to the output of the digital signal reception unit of the convolution from the server database, the clock input of the digital-to-analog converter is connected to the first clock output of the system synchronization block, and the output of the digital-to-analog converter is connected to the input of the second amplifier, the output which is connected to the input of the playback unit, characterized in that the system comprises a unit for selecting reports of spectral frequency ranges, information the ion input of which is connected to the information output of an analog-to-digital converter, the synchronizing input of the spectral frequency range report selection block is connected to the second clocking output of the system operation synchronization unit, and the control inputs of the spectral frequency range report selection block group are connected to the corresponding control outputs of the system operation report group block while the information outputs of the group block selection reports of spectral frequency ranges are connected to information to the inputs of the corresponding digital filters of the group, a block for selecting reference addresses of records of frequency ranges, a synchronizing input of which is connected to a synchronizing output of a block for selecting reports of spectral ranges of frequencies, and control inputs of a group of a block for selecting reference addresses of records for frequency ranges are connected to the corresponding control outputs of a group of block for synchronizing the system , a unit for identifying time intervals for processing reports, the counting input of which is connected to the synchronizing output of the block synchronization of the system, and the addressing block of the current records of reports, one information input of which is connected to the information output of the block of selection of reference addresses of records of frequency ranges, the other information input of the block of addressing of the current records of reports is connected to the information output of the identification block of time intervals for processing reports, synchronizing the input of the addressing block current records of reports is connected to the first synchronizing output of the selection block of reference addresses of records of frequency ranges, and the address The th output of the address block of the current report records is the address output of the system intended for issuing the addresses of the records to the address input of the database server, while the synchronizing input of the identification unit for identifying time intervals for processing reports is connected to the second synchronizing output of the block of selection of reference addresses of records of frequency ranges, which is the first synchronizing system output, designed to issue control signals to the input of the first channel of the database server interrupt, and synchronizing output One of the units for identifying time intervals for processing reports is the second synchronizing output intended for issuing control signals to the input of the second interrupt channel of the database server.