[发明专利]一种自适应数字主动降噪架构

说明书

本发明公开了一种自适应数字主动降噪架构，包括依次连接的参考麦克风、第一模数转换器、第一高通滤波器和前馈自适应滤波器，还包括依次连接的误差传感器、第二模数转换器和第二高通滤波器，第一高通滤波器的输出端还连接有前馈固定滤波器，第二高通滤波器的输出端连接前馈自适应滤波器，第二高通滤波器的输出端还连接有反馈固定滤波器，前馈固定滤波器、前馈自适应滤波器和反馈固定滤波器的输出端信号叠加后进行数模转换并由扬声器输出。固定滤波器产生的降噪声波与自适应滤波器所产生的降噪声波叠加，以弥补单纯自适应架构在降噪效果上的不足，在误差麦克风采样通道中增加自动幅值控制电路以解决定点运算在精度上的不足。

技术领域

本发明涉及噪声控制技术领域，具体的说，是一种自适应数字主动降噪架构。

背景技术

随着民众对于噪声污染相关意识的逐步提高，降噪的需求越来越大，在低噪声环境中生活工作一方面可以有效保护听力，另一方面可保持相对良好的心情从而提高工作效率。目前的环境噪声中，通过被动降噪可以有效屏蔽高频噪声，但是对于低频噪声效果却不尽如人意，而主动降噪刚好能很好解决低频噪声的降噪问题，所以目前主动降噪技术在生活工作中的应用逐渐增多。主动降噪是指利用电子电路产生与噪声频率一致，相位相反，幅度一致的信号形成声波干涉，从而达到抑制噪声的效果。主动降噪主要分为模拟主动降噪和数字主动降噪，由于模拟降噪过度依赖于元器件的一致性，且无法随着外围环境参数的变化而自动条件，数字主动降噪刚好可以弥补这一问题。所以，目前学术界主要研究方向在自适应数字主动降噪方面。但是，传统的自适应架构存在部分非因果关系频段上降噪效果较差的问题，以及定点算法精度不足的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应数字主动降噪架构，用于解决现有技术中传统的自适应架构存在部分非因果关系频段上降噪效果较差的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种自适应数字主动降噪架构，包括参考麦克风、与参考麦克风依次连接的第一模数转换器、第一高通滤波器和前馈自适应滤波器，还包括误差传感器、与误差传感器依次连接的第二模数转换器和第二高通滤波器，所述第一高通滤波器的输出端还连接有前馈固定滤波器，所述第二高通滤波器的输出端连接所述前馈自适应滤波器，第二高通滤波器的输出端还连接有反馈固定滤波器，所述前馈固定滤波器、前馈自适应滤波器和反馈固定滤波器的输出端信号叠加后进行数模转换并由扬声器输出。

由于前馈自适应滤波器仅针对因果关系频段进行降噪，因此，在前馈通道和反馈通道分别增加前馈固定滤波电路和反馈固定滤波器，前馈固定滤波电路和反馈固定滤波器产生的降噪声波与前馈自适应滤波器所产生的降噪声波叠加，可以对非因果关系频段进行针对性调节以达到降噪效果，以弥补单纯自适应架构在降噪效果上的不足，提高整体降噪效果。

进一步地，所述第二高通滤波器的输出端与前馈自适应滤波器的输出端之间还连接有用于对信号幅值进行放大/减小的自动幅值控制电路。

由于前馈自适应滤波器通常采用定点算法，通过增加自动幅值控制电路使得在误差信号幅值较小的情况下，仍然可以对前馈自适应滤波器系数进行更新，从而达到最优的效果，解决了定点运算在精度上的不足。

进一步地，所述前馈固定滤波器采用有限冲击响应滤波器或者无限冲击滤波器。

进一步地，所述反馈固定滤波器采用有限冲击响应滤波器或者无限冲击滤波器。

前馈固定滤波器和反馈固定滤波器分别可以是有限冲击响应滤波器(FIR)、无限冲击滤波器(IIR)或者两者任意组合。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明在前馈通道和反馈通道增加固定滤波器，固定滤波器产生的降噪声波与自适应滤波器所产生的降噪声波叠加，以弥补单纯自适应架构在降噪效果上的不足，在误差麦克风采样通道中增加自动幅值控制电路以解决定点运算在精度上的不足。