文献综述(或调研报告):
1. 前言
主动降噪技术(ANC)具有体积小重量轻环境适应性强等特点,尤其弥补了传统的被动噪声抑制的缺点,即对低频(200Hz的以下)噪声控制效果不大[8]1。由于本选题最终要设计一个主动降噪耳机的电路,因此查阅的文献基本围绕主动降噪耳机的原理以及相对应的电路控制算法。
2. 降噪耳机技术分支
任建宇等[9]研究表明,降噪耳机主流的技术分为被动降噪和主动降噪,被动降噪定义为通过耳机的外形设计,使用隔音材料,使用吸音材料等方法,将外界噪声挡在耳道之外。主动降噪又分为前馈式,反馈式和前馈+反馈式,前馈式的定义为将麦克风置于噪声环境中,直接采集外界噪声,生成一个与外界噪声波形相同,相位相反的反噪声,以消除外界噪声,反馈式定义为将麦克风放置在耳罩内波的喇叭附近,采集耳罩内部噪声,通过闭环回路反馈自动调节,使喇叭产生反向噪声信号以抵消耳罩内部的噪声,以消除外界噪声,前馈 反馈式定义为结合了前馈调节和反馈调节的降噪方法;同时具有两个麦克风,一个放置在噪声环境中,另一个放置在耳罩内部的喇叭附近。同时该文指出主动降噪系统中,前馈式降噪系统,反馈式降噪系统,前馈 反馈式降噪系统的复杂度依次递增。
3. 主动降噪技术的物理原理
根据声音的物理性质可知[10-11],基本所有声音都是由相应的频谱与能量构成,若能够找出一种声音与频谱所需要消除的噪声完全一样,但是相位相反,当两者相遇叠加后从理论上是可以消除噪声。
4. 主动降噪耳机系统分析
冯弘志[4]等研究表明,耳机主动降噪系统主要分为开环系统和闭环系统。开环系统与闭环系统的主要区别在于降噪耳机的噪声收集器和传声器在耳罩的位置,开环系统的噪声收集器的传声器位于耳罩的外部,闭环系统的噪声收集器和传声器位于耳罩的内部,开环系统虽然有设计简单的优点,但是因为耳罩内部的噪声和耳罩外部的噪声不同,经过系统处理所得的抗噪信号也不同,导致耳机的音质无法满足使用者的要求,而闭环系统就可以根据所收集到的噪音信号生成一个更为精准的抗噪信号。此时噪音收集器所采集到的噪音既包括耳机内部换能器所发出的声音,同时又有耳罩内部所产生的噪音,也就是人们能够感受到的噪音。
5. 噪声主动控制算法
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