[实用新型]一种用于耳机的主动噪音消除电路有效
申请号: | 201420216523.5 | 申请日: | 2014-04-30 |
公开(公告)号: | CN203840514U | 公开(公告)日: | 2014-09-17 |
发明(设计)人: | 甘国华 | 申请(专利权)人: | 安百特半导体有限公司 |
主分类号: | H04R3/04 | 分类号: | H04R3/04;H04R1/10 |
代理公司: | 北京联创佳为专利事务所(普通合伙) 11362 | 代理人: | 郭防 |
地址: | 中国香港新界沙田中国香港科学园*** | 国省代码: | 中国香港;81 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 耳机 主动 噪音 消除 电路 | ||
技术领域
本实用新型涉及一种用于耳机的主动噪音消除电路,属于音频设备降噪技术领域。
背景技术
噪音消除是用来防止不必要的声波到达听者的耳膜。主动噪音消除(Active Noise Cancellation,ANC)技术采用电子手段产生与环境噪声振幅相同但相位相差180度的声波,通过相消干涉(destructive interference),以消除环境噪声。一般使用前馈式、反馈式或混合式(前馈式+反馈式)电路实现。
图16是主动噪音消除技术应用在前馈式或反馈式耳机上的典型电路。每一个声道的环境噪声信号由麦克风收集后,经过1个麦克风放大滤波电路处理,处理后的噪声信号与音频信号一起进入混频器进行混合,再经过放大器放大后传入扬声器;该麦克风放大滤波电路包括可变增益麦克风放大器和滤波器。其噪音消除效果是非常依赖于耳机的声学响应的,特别是如果耳机在某些频率范围的声压水平(sound pressure level)比较低,那么由它产生的反相位的声波仅可以消除该频率范围的部分环境噪声,从而影响了噪音消除效果。如图17所示,耳机在50Hz频率处与500Hz频率处的声压水平相差6dB。如图18所示,50Hz频率处产生的反相位声波波幅是环境噪声的100%,因此能消除全部的噪声;如图19所示,500Hz频率处产生的反相位声波波幅是环境噪声的50%,因此仅能消除部分噪声。由此可见,总体噪音消除效果可能会在某些频率范围高,但在某些频率范围低。
此外,典型的前馈式或反馈式耳机,一般只能产生最大约20分贝的噪音消除效果(如图11所示)。为了使噪音消除效果提高到大于30分贝,需要采用混合式(前馈式+反馈式)配置,但它需要两个麦克风,这样就会増加组件数量、产品外型尺寸以及成本,并且无论采用数字(DSP)还是模拟降噪技术,都需要较高功耗。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,提供一种用于耳机的主动噪音消除电路,能够提高噪音消除效果,并具有节约成本、耳机尺寸小、功率消耗低、适于大批量生产的优点。
本实用新型的技术方案:一种用于耳机的主动噪音消除电路,包括顺次连接的麦克风、至少2个麦克风放大滤波电路、混频器、放大器和扬声器,每个麦克风放大滤波电路均包括可变增益麦克风放大器和滤波器;毎一个声道的环境噪声信号由耳机的麦克风收集后,分别经过麦克风放大滤波电路处理,各路处理后的噪声信号与音频信号一起进入混频器进行混合,再经过放大器放大,传入扬声器;其中,可变增益麦克风放大器是用来调整麦克风信号的大小的,可以实现不同相或反相信号的最佳电平。
优选的,所述用于耳机的主动噪音消除电路包括顺次连接的麦克风、2个麦克风放大滤波电路、混频器、放大器和扬声器,每个麦克风放大滤波电路均包括可变增益麦克风放大器和滤波器;毎一个声道的环境噪声信号由耳机的麦克风收集后,分别经过2个麦克风放大滤波电路处理,各路处理后的噪声信号与音频信号一起进入混频器进行混合,再经过放大器放大,传入扬声器。
前述的用于耳机的主动噪音消除电路中,在麦克风和麦克风放大滤波电路之间设置前置放大器;前置放大器可以支持多个麦克风放大器和滤波器组合的信号路径,实现多个频段的调制,以保持麦克风信号的完整性。
前述的用于耳机的主动噪音消除电路中,可以采用成本较低的缓冲器代替前置放大器,即在麦克风和麦克风放大滤波电路之间设置缓冲器,缓冲器的电压增益是一,不能放大输入信号的电压,只能放大输入信号的电流。
前述的用于耳机的主动噪音消除电路中,滤波器设置在可变增益麦克风放大器与混频器之间。
前述的用于耳机的主动噪音消除电路中,滤波器设置在麦克风与可变增益麦克风放大器之间。
前述的用于耳机的主动噪音消除电路中,滤波器为带通、高通或者低通滤波器,以选择需要反相的信号频段。
前述的用于耳机的主动噪音消除电路中,滤波器为一阶滤波器、二阶滤波器戓多阶滤波器。
前述的用于耳机的主动噪音消除电路中,所述耳机为头戴式耳机或者入耳式耳机。
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