TWI405909B - Fan noise cancellation system - Google Patents

Fan noise cancellation system Download PDF

Info

Publication number
TWI405909B
TWI405909B TW097101437A TW97101437A TWI405909B TW I405909 B TWI405909 B TW I405909B TW 097101437 A TW097101437 A TW 097101437A TW 97101437 A TW97101437 A TW 97101437A TW I405909 B TWI405909 B TW I405909B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
digital
analog
fan
converter
Prior art date
Application number
TW097101437A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200825293A (en
Original Assignee
Asia Vital Components Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asia Vital Components Co Ltd filed Critical Asia Vital Components Co Ltd
Priority to TW097101437A priority Critical patent/TWI405909B/zh
Priority to US12/148,721 priority patent/US8259955B2/en
Publication of TW200825293A publication Critical patent/TW200825293A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI405909B publication Critical patent/TWI405909B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17855—Methods, e.g. algorithms; Devices for improving speed or power requirements
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17879—General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G10K11/17883—General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being derived from a machine operating condition, e.g. engine RPM or vehicle speed
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/11—Computers, i.e. ANC of the noise created by cooling fan, hard drive or the like

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Description

風扇噪音消除系統
本發明係有關於噪音消除系統，尤指一種風扇噪音消除系統。
按，由於資訊科技發展迅速，電子產品(如：電腦等)已在人們生活與工作中，佔有越來越重要的地位，且成為不可或缺的工具。而一般為了提升電腦的運作效能，使得電腦內部工作的電子零件(例如：中央處理器，Central Processing Unit)所消耗的功率也就越大，因此，導致電子零件所產生的熱效應也越大，而相對的電腦內的溫度越高的工作曲線就越容易漂移，由此造成電子零件運作不穩定，容易使電腦產生誤動作，甚至產生電腦當機現象，而嚴重時會燒毀電腦內部工作的電子零件。由此可見，電腦之散熱一直是一個困擾業界的問題，因而，利用風扇來進行電子零件的散熱，就成為電腦架構中不可缺的一環；因風扇將電腦內產生的熱量帶走，使得電腦在運作中能夠穩定，但風扇雖解決電腦內散熱的問題，然而，卻也延伸出風扇在運作時，產生噪音帶來困擾的問題。
而風扇產生的噪音問題，使業者受到相當的重視，因為噪音會使人產生不同程度的不安與焦慮感，增加疲倦度，降低工作效能，更甚者會造成心理及生理的傷害，所以，有效地消除噪音不但在學術上有其意義，在工業上極具實用價值，且對日常生活上的改善也有很大的幫助；目前一般風扇噪音抑制方式可分為被動式噪音抑制及主動式噪音控制(Active Noise Control，簡稱ANC)，其中主動式噪音控制係利用次音源干涉破壞噪音源達到控制效果，但主動式噪音控制須藉由個人電腦才能實現控制器，且費用成本較高；而被動式噪音抑制係由本身機構件做改善而達到噪音量減小為目的，如：框罩形狀、扇葉形狀、靜葉及肋條等設計改變，上述的條件因素改變若需要兼顧到散熱的要求，通常使得風扇的噪音值愈來愈大，且對於低頻噪音衰減效果有限。
然而，上述之被動式噪音抑制與主動式噪音控制再使用時，仍具有下列缺點：1.被動式噪音抑制的機構件尺寸設計改變或風扇材質改善，均將增加成本，且對於低頻噪音則是無任何效果。
2.為了降低風扇噪音量，加裝上額外的被動扇葉或框架，使得風扇產生的共振頻率提早出現，導致風扇壽命因此降低，且使得電腦內部的電子零件受到共振的影響而損壞。
3.主動式噪音控制雖需透過個人電腦才能實現控制器，因此，使得單位成本高不符合需求。
是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本案之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。
爰此，為解決上述習知技術之缺點，本發明之主要目的，在於提供一種風扇噪音消除系統，係偵測風扇轉速變化所產生的前饋訊號，及由感應單元(Sensor)讀取的回授訊號，並將上述訊號傳送至訊號放大單元做訊號放大後，再傳送至訊號轉換單元以轉換為一數位訊號，且經由一複合式控制器接收數位訊號，使複合式控制器依據接收的數位訊號做修正與快速收歛運算，取得一反向數位訊號，訊號轉換單元係接收反向數位訊號再轉換為一反向類比訊號，且訊號放大單元將接收的反向類比訊號做功率放大，並產生一控制訊號，依據控制訊號驅使一揚聲器(Loudspeaker)發出反向聲波，因此，俾風扇產生的噪音聲波與揚聲器發出的反向聲波可相互抵消，有效地達到降低噪音，且散熱效果佳。
本發明之另一目的，該訊號放大單元設有一前級放大器(Pre－Amplifie)及一後級放大器(Power Amplifier)，當風扇轉速變化所產生的前饋訊號，及感應單元偵測的回授訊號傳送至前級放大器做訊號放大後，並透過訊號轉換單元轉換為數位訊號後，傳遞給複合式控制器做修正與快速收歛運算並取得反向數位訊號，且在經由訊號轉換單元轉換與後級放大器做功率放大處理後，並發出控制訊號以驅使揚聲器產生與噪音源大小相等，相位相反的聲波來減低噪音，以降低風扇所產生的寬頻噪音，並使散熱效果佳。
為便 貴審查委員能對本發明的目的、技術特徵及其功效，有更進一步的認識與瞭解，茲特舉若干實施例，並配合圖示，詳細說明如下：
本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。
本發明係一種風扇噪音消除系統，請參閱第1、2圖係為本發明之一較佳實施例，如圖所示本系統係為一獨立單體(Standalone)的系統，其應用的方式為主動式噪音控制(Active Noise Control，簡稱ANC)係針對風扇低頻的噪音做處理，且不需搭配個人電腦做輔助使用，以達到節省成本；其中該系統至少包括一數位信號微處理器1(Micro Digital Signal Processor，簡稱Micro－DSP)、一感應單元15(Sensor)及一揚聲器16(Loudspeaker)，其中該感應單元15係可為一誤差麥克風151(Error Microphone)，係用以偵測回饋誤差的一回授訊號，並該揚聲器16係可為一喇叭161(Speaker)；該數位信號微處理器1係包括一複合式控制器(Hybrid controller)10、一訊號轉換單元12、一訊號放大單元13，其中該訊號放大單元13將接收的風扇3轉速變化產生一前饋訊號，及誤差麥克風151偵測的回授訊號做訊號放大處理，再傳送至該訊號轉換單元12，使訊號轉換單元12將上述訊號轉換為一數位訊號(Digital Signals)，而該複合式控制器10將接收到的數位訊號做修正與快速收歛演算出一反向數位訊號，並將反向數位訊號再傳送至該訊號轉換單元12，使訊號轉換單元12依接收的反向數位訊號，再轉換為一反向類比訊號，嗣，該訊號轉換單元12將反向類比訊號傳送至該訊號放大單元13，使得該訊號放大單元13將接收到的反向類比訊號做功率放大處理後，產生一控制訊號，俾喇叭161依據接收的控制訊號發出一反向聲波，故，使得風扇3產生的噪音聲波與喇叭161發出的反向聲波彼此相互抵消，以達到抑制噪音，且不影響到散熱的效果與可節省成本。
該訊號放大單元13係分別設有一前級放大器131(Pre－Amplifier，或稱前置級放大器)及一後級放大器(Power Amplifier，或稱功率放大器)133，該前級放大器131係以將接收到的訊號做訊號放大處理，且該前級放大器131與該誤差麥克風151、風扇3電性連接，而該後級放大器133，係電性連接喇叭161，且用於增強訊號功率；該訊號轉換單元12分別設有一類比/數位轉換器121(Analogue to Digital Converter，簡稱ADC)及一數位/類比轉換器123(Digital to Analogue Converter，簡稱DAC)，該類比/數位轉換器121係用以將接收的類比訊號轉換為數位訊號，且該類比/數位轉換器121與該前級放大器131、複合式控制器10電性連接，而該數位/類比轉換器123係用以接收到的反向數位訊號轉換為反向類比訊號，且該數位/類比轉換器123與該後級放大器133、複合式控制器10電性連接。
在該較佳實施例中，復請參閱第1、2圖所示，該複合式控制器10係由一前饋式控制器102(Feedforward controller)及一回饋式控制器103(Feedback controller)所構成，該前饋控制器102具有性能佳與穩定，而該回饋式控制器103具有收斂快速運算，當風扇3運轉時，依據風扇3轉速高低變化產生的前饋訊號，傳送至該前級放大器131，同時，該誤差麥克風151偵測回饋誤差的回授訊號也傳送至前級放大器131，使得該前級放大器131將回授訊號與前饋訊號做訊號放大，並將放大後的訊號再傳送至該類比/數位轉換器121，而該類比/數位轉換器121將接收到的訊號轉換為數位訊號，嗣，該複合式控制器10將讀取接收的數位訊號做修正與快速收歛運算後，並取得反向數位訊號，俾由該數位/類比轉換器123接收到的數位訊號轉換為反向類比訊號後，再經由該後級放大器133將反向類比訊號做功率放大處理，並產生控制訊號以驅動喇叭161發出反向聲波，因此，使得風扇3產生的噪音聲波可與喇叭161所發出的反向聲波相互抵消，以達到寬頻噪音消除之目的，並使散熱效果佳。
本發明未見公開及使用，亦符合發明專利要件，爰依法提出申請，謹請賜准專利，是所至盼。
需陳明者，以上所述僅為本案之較佳實施例，前述之各步驟不代表實施順序，且並非用以限制本發明，若依本發明之構想所作之改變，在不脫離本發明精神範圍內，對於各種變化，修飾與應用，所產生等效作用，均應包含於本案之權利範圍內，合予陳明。
數位信號微處理器．．．1
複合式控制器．．．10
前饋式控制器．．．102
回饋式控制器．．．103
訊號轉換單元．．．12
類比/數位轉換器．．．121
數位/類比轉換器．．．123
訊號放大單元．．．13
前級放大器131
後級放大器．．．133
感應單元．．．15
誤差麥克風．．．151
揚聲器．．．16
喇叭．．．161
風扇．．．3
第1圖係為本發明之複合式控制器之系統示意圖；第2圖係為本發明之電路方塊示意圖。
數位信號微處理器．．．1
複合式控制器．．．10
前饋式控制器．．．102
回饋式控制器．．．103
訊號轉換單元．．．12
類比/數位轉換器．．．121
數位/類比轉換器．．．123
訊號放大單元．．．13
前級放大器．．．131
後級放大器．．．133
感應單元．．．15
誤差麥克風．．．151
揚聲器．．．16
喇叭．．．161

Claims (5)

  1. 一種風扇噪音消除系統，該系統至少包括：一揚聲器；一感應單元；一數位信號微處理器設有：一訊號放大單元，係設有一前級放大器與一後級放大器，該前級放大器與該感應單元電性連接，且該後級放大器與該揚聲器電性連接；一訊號轉換單元，該訊號轉換單元分別設有一類比/數位轉換器與一數位/類比轉換器，該類比/數位轉換器係電性連接該前級放大器，且該數位/類比轉換器與該後級放大器電性連接；一複合式控制器，該複合式控制器與該類比/數位轉換器、該數位/類比轉換器電性連接；及當風扇運轉產生一前饋訊號與該感應單元偵測到一回授訊號，同時上述訊號傳送至該前級放大器做訊號放大處理後，傳送至該類比/數位轉換器轉換為一數位訊號，該複合式控制器依據數位訊號做修正與快速收歛演算出一反向數位訊號後，再傳送到該數位/類比轉換器轉換為一反向類比訊號，而該後級放大器將接收的反向類比訊號做功率放大處理，並產生一控制訊號以驅使該揚聲器動作，使得達到寬頻噪音消除之目的。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之風扇噪音消除系統，其中該複合式控制器係由一前饋式控制器(Feedforward controller)及一回饋式控制器(Feedback controller)所構成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之風扇噪音消除系統，其中該感應單元係可為一誤差麥克風。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之風扇噪音消除系統，其中該揚聲器係可為一喇叭。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之風扇噪音消除系統，其中該系統係為一獨立單體(Standalone)的系統。
TW097101437A 2008-01-15 2008-01-15 Fan noise cancellation system TWI405909B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW097101437A TWI405909B (zh) 2008-01-15 2008-01-15 Fan noise cancellation system
US12/148,721 US8259955B2 (en) 2008-01-15 2008-04-22 Fan noise canceling system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW097101437A TWI405909B (zh) 2008-01-15 2008-01-15 Fan noise cancellation system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200825293A TW200825293A (en) 2008-06-16
TWI405909B true TWI405909B (zh) 2013-08-21

Family

ID=40850646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097101437A TWI405909B (zh) 2008-01-15 2008-01-15 Fan noise cancellation system

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8259955B2 (zh)
TW (1) TWI405909B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI577891B (zh) * 2014-03-06 2017-04-11 奇鋐科技股份有限公司 風扇自體主動式降噪系統
US10002602B2 (en) 2016-02-19 2018-06-19 Coretronic Corporation Method and system for reducing fan noise and electronic device using the same

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102314868A (zh) * 2010-06-30 2012-01-11 中兴通讯股份有限公司 一种风扇噪音的抑制方法和装置
TWI494513B (zh) * 2012-11-26 2015-08-01 Aisa Vital Components China Co Ltd 風扇噪音及振動消除系統
CN103836006B (zh) * 2012-11-26 2016-09-14 深圳兴奇宏科技有限公司 风扇噪音及振动消除系统
CN103244465B (zh) * 2013-05-03 2015-07-29 湖北文理学院 用于便携式计算机的主动风扇噪音控制系统
CN103527445A (zh) * 2013-08-30 2014-01-22 青岛海信日立空调系统有限公司 一种空调及其噪声消除方法
CN104976159B (zh) * 2014-04-11 2019-11-01 中强光电股份有限公司 鼓风机及涡流噪音降低方法
CN105840462A (zh) * 2016-05-23 2016-08-10 苏州艾柏特精密机械有限公司 一种压缩机有源主动消声降噪系统
US11218824B1 (en) * 2019-02-12 2022-01-04 Apple Inc. Cooling and noise control for head-mounted device
CN111946641A (zh) * 2020-08-14 2020-11-17 广州众悦科技有限公司 一种用于大数据处理的散热装置
KR102664075B1 (ko) * 2023-07-07 2024-05-14 주식회사 삼신에스이 산업용 설비의 저소음을 위한 하이브리드 anc 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5010576A (en) * 1990-01-22 1991-04-23 Westinghouse Electric Corp. Active acoustic attenuation system for reducing tonal noise in rotating equipment
US6896095B2 (en) * 2002-03-26 2005-05-24 Ford Motor Company Fan shroud with built in noise reduction

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US539199A (en) * 1895-05-14 Candlestick
US5393199A (en) 1992-07-22 1995-02-28 Valeo Thermique Moteur Fan having a blade structure for reducing noise
US6244817B1 (en) 1996-12-05 2001-06-12 Mcdonnell Douglas Corporation Method and apparatus for a fan noise controller
JP2002349498A (ja) 2001-05-24 2002-12-04 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 低騒音ファン静翼
US7334998B2 (en) 2003-12-08 2008-02-26 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Low-noise fan exit guide vanes
US7158221B2 (en) 2003-12-23 2007-01-02 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for performing limited area spectral analysis

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5010576A (en) * 1990-01-22 1991-04-23 Westinghouse Electric Corp. Active acoustic attenuation system for reducing tonal noise in rotating equipment
US6896095B2 (en) * 2002-03-26 2005-05-24 Ford Motor Company Fan shroud with built in noise reduction

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI577891B (zh) * 2014-03-06 2017-04-11 奇鋐科技股份有限公司 風扇自體主動式降噪系統
US10002602B2 (en) 2016-02-19 2018-06-19 Coretronic Corporation Method and system for reducing fan noise and electronic device using the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20090180637A1 (en) 2009-07-16
TW200825293A (en) 2008-06-16
US8259955B2 (en) 2012-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI405909B (zh) Fan noise cancellation system
CN101498321B (zh) 风扇噪音消除系统
TWI353579B (zh)
CN111583897B (zh) 一种用于厨房家电的主动降噪系统及其控制方法
JP5709760B2 (ja) オーディオノイズキャンセリング
CN102422346B (zh) 音频噪声消除
WO2016177203A1 (zh) 一种管道降噪系统及方法
CN101400007A (zh) 主动消噪耳机及其消噪方法
TWI645116B (zh) 風扇噪音控制系統
TWI790737B (zh) 具散熱和前饋式主動噪音控制功能之電子系統
TW202309708A (zh) 具散熱和前饋式主動噪音控制功能之電子系統
US9341228B2 (en) Fan noise and vibration elimination system
TWI779863B (zh) 具散熱和前饋式主動噪音控制功能之電子系統
CN101499858B (zh) 通讯机房宽带噪音抑制系统
JP5266917B2 (ja) アクティブ消音装置
CN112752195A (zh) 用于耳机的音频功放处理方法和音频功放系统
JP2011123389A5 (zh)
TWI577891B (zh) 風扇自體主動式降噪系統
TWI494513B (zh) 風扇噪音及振動消除系統
TW201528250A (zh) 風扇
Li et al. Active noise control in the application of large suction side type range hood
JPH07129185A (ja) 浄水器用騒音低減装置
CN115727016A (zh) 具散热和前馈式主动噪音控制功能的电子系统
JPH01251214A (ja) 動作音低減装置
JPH06315680A (ja) 浄水器用騒音低減装置