[发明专利]一种局域半封闭空间的主动噪声控制装置

说明书

本发明提出了一种局域半封闭空间的主动噪声控制装置。所述装置由若干参考传声器、若干虚拟误差传声器、若干监测传声器、一个控制器和两个次级扬声器组成，首先通过传声器来获取噪声信号，再由控制器处理噪声信号并得到对应的抵消信号，最后通过次级扬声器发出声音来抵消噪声。本发明的显著特征在于：通过高因果物理布局和虚拟传感降噪实现高带宽主动噪声控制，解决了常规主动噪声控制方法中因人耳距离误差传声器的距离大于中高频噪声静区的半径引起的中高频降噪效果不佳的问题，具有灵活度高和鲁棒性强等显著优点，可实现100Hz‑5kHz内10dB的平均降噪量。

技术领域

本发明涉及一种主动噪声控制装置，尤其涉及一种局域半封闭空间的主动噪声控制装置。

背景技术

在现代环境中，噪声一直给人们的生活带来很大困扰，高噪声不仅会损害人的听觉，还会引起心理上的不适，对人的身心健康带来不利影响。降噪方法分为被动降噪和主动降噪，其中被动降噪一般通过填充吸声材料来消除噪声，适用于用于高频噪声，而主动降噪则通过生成与噪声等大反相的声音来消除噪声，适用于低频噪声。在主动噪声控制方面，局域半封闭空间一般使用常规主动噪声控制方法，这种方法会将静区中心定位在误差传声器处，而物理规律表明，主动噪声控制的静区大小与声音频率成反比。由局域半封闭空间内部空间较大，而受限于实际条件，误差传声器一般只能安装在局域半封闭空间内壁上，离人耳有一定距离，因此在局域半封闭空间内应用常规主动噪声控制方法时会因为静区中心离人耳较远而无法消除中高频噪声。为了解决这个问题，人们提出了虚拟传感技术，但现有研究集中于自由空间内的有源降噪头靠，没有局域半封闭空间的，且降噪效果集中于1kHz频段内。本发明提出了一种局域半封闭空间的主动噪声控制装置，该装置基于虚拟传感技术，通过引入虚拟误差传声器和虚拟传感降噪算法来将静区中心定位在人耳处，可实现5kHz的宽带降噪，在保证低频降噪效果的同时有效地消除了中高频噪声。

发明内容

一种局域半封闭空间的主动噪声控制装置，其特征在于，该装置包含若干参考传声器、若干虚拟误差传声器、若干监测传声器、左次级扬声器、右次级扬声器和1个控制器；所述若干参考传声器、若干监测传声器、若干虚拟误差传声器连接到控制器的输入端，其中：

(1)参考传声器至少1个，位于局域半封闭空间外侧壁上，用以获取与噪声相干性高的参考信号；

(2)虚拟误差传声器至少2个，且对称位于人的左右耳处，用于获取虚拟位置噪声信号；

(3)监测传声器至少2个，且对称位于左次级扬声器、右次级扬声器周围0.5cm-3cm之内，用于虚拟误差传声器去除时，辅助虚拟传感降噪算法实现虚拟误差传声器位置处的降噪；

所述控制器用于处理输入的信号，通过虚拟传感降噪算法生成并输出两路抵消噪声的信号，其左右输出端分别连接到左次级扬声器和右次级扬声器的输入端；所述左次级扬声器置于局域半封闭空间内侧与人的左耳等高且正对人左耳的位置，右次级扬声器置于局域半封闭空间内侧与人的右耳等高且正对人右耳的位置，均用于输出声信号以抵消人耳附近的噪声。

进一步的，为使降噪效果达到最佳，所述参考传声器位于局域半封闭空间外侧壁上，且位于噪声主要入射方向，根据噪声入射方向，可以有多个布放，如局域半封闭空间后方外壁、局域半封闭空间顶部外壁，局域半封闭空间前前方外壁，且保证参考传声器距离虚拟误差传声器的距离，大于次级扬声器距离虚拟误差传声器的距离。

进一步的，所述虚拟误差传声器位于人的左右耳处，为扩大降噪静区，可采用多个虚拟误差传声器分别布放在人耳附近5cm范围内。

进一步的，所述监测传声器个数大于等于虚拟误差传声器个数。