[发明专利]用于有源噪声消除的电路装置和方法

说明书

本发明属于用于有源噪声消除的电路装置和方法。

有源噪声消除也被称作为有源噪声减小并且用于例如头戴式听筒、耳机或电话中，以抑制不希望的和令人烦恼的环境噪声，并且以更加可识别的方式来再现有用的声音。这通过用安装的麦克风测量环境噪声来实现。为了消除这种环境噪声，产生所述环境噪声的反相信号并且将反相信号增加到有用声音中。因此，在用户的耳朵处，环境噪声在听觉上消除。

在这种有源噪声消除系统中，有用信号和为了消除环境噪声而处理的麦克风信号在电路的一个点上求和。在这方面，在两种选择——即有源求和和无源求和——之间区分出一种。在有源求和中，有源元件诸如运算放大器被沿着因而获得的求和信号的路径额外地提供给扬声器。在无源方法中情况不是这样。

本发明基于无源求和并且从将求和信号馈送到扬声器的端子的电路出发，扬声器的另一个端子称作为参考电位端子。借助于反相放大器，从麦克风的噪声信号产生补偿信号。将这种补偿信号和有用信号求和，并且将求和信号馈送到扬声器。在所描述的已知电路中，不需要额外的开关来将有源噪声消除去激活。另外，由于将有源噪声消除激活和去激活，所以在信号中不产生间断。由于不将有用信号经由有源元件馈送到扬声器的事实，所以优化了能量损耗。然而，有源噪声减小的校准由于受到有用信号源的阻抗的影响而复杂。

因此，在公开用于有源噪声消除的电路装置和方法中可以看出目的：相比之下，所述用于有源噪声消除的电路装置和方法具有加强的属性，例如，在对有用信号源的阻抗的敏感度方面。

这个目的用独立权利要求的主题来获得。加强例和实施例分别形成从属权利要求的主题。

在一个实施例中，用于有源噪声消除的电路装置的特征在于：第一输入端，所述第一输入端用于供应重放信号；第二输入端，所述第二输入端用于供应传感器信号；输出端的第一端子和第二端子，所述输出端的第一端子和第二端子被设计用于与扬声器连接；以及补偿器件。补偿器件被配置成用于根据传感器信号而分别产生第一噪声信号和第二噪声信号。第一输入端和第二输入端借助于补偿器件与输出端的第一端子和第二端子耦接，使得在输出端的第一端子处提供虚拟重放信号，并且在输出端的第二端子处提供叠加信号，使得虚拟重放信号与叠加信号之间的差分信号可以被馈送到扬声器。

重放信号和传感器信号被馈送到电路装置。补偿器件从传感器信号产生第一噪声信号和第二噪声信号。由于补偿器件和补偿器件与电路装置的输入端和输出端的端子的耦接，所以虚拟重放信号与补偿信号之间的差分信号被馈送到可连接的扬声器。

由于补偿器件和补偿器件与电路装置的输入端和输出端的耦接，所以一方面，空间中的环境噪声在扬声器的上游被抑制。另一方面，重放信号的音频源的阻抗对电路装置的影响减少。这明显地降低了对电路装置的第一输入端处的阻抗的敏感度。

通过诸如例如音频播放器的音频源，可获得重放信号。重放信号因而表示有用信号。传感器信号通过麦克风来记录，并且与环境噪声相对应，所述环境噪声借助于有源噪声消除而在扬声器的上游被消除。

在另一个实施例中，在与电路装置的第一输入端耦接的输出端的第一端子处形成针对传感器信号的虚拟零点。

因此，输出端的第一端子不被传感器信号调制。由于第一噪声信号和第二噪声信号的电流在电路节点处彼此消除，所以形成针对传感器信号的虚拟零点。

由于这种措施，所以有利地，重放信号源的阻抗的影响不影响噪声消除。

通过补偿器件以这样的方式使得第二噪声信号可利用：借助于扬声器，在再现信号与第一和第二噪声信号的无源求和的求和点处、即在电路装置的输出端的第一端子处，形成针对传感器信号的虚拟零点。

虚拟零点与到参考电位端子的连接相对应，而在这种情况下参考电位端子实际不存在。

在一个加强例中，第二噪声信号的与传感器信号相关的部分在其值方面适配于叠加信号的与传感器信号相关的部分，并且相对于其是反相的。

关于其值，第二噪声信号的源自传感器信号的电流部分在其值方面与叠加信号的源自传感器信号的电流部分相对应，但是相对于彼此是反相的。第二噪声信号的电流和叠加信号的电流因此在电路装置的输出端的第一端子处互相补偿。在此输出端处仅保留虚拟重放信号的电压部分。

在另一个实施例中，根据第二噪声信号和重放信号可获得虚拟再现信号。根据第一噪声信号和重放信号可获得叠加信号。

虚拟重放信号与叠加信号之间的差被馈送到可与电路装置的输出端连接的扬声器。因此，分别从重放信号与噪声信号或反相噪声信号的叠加中产生的信号，被馈送到扬声器的每个端子。