本實用新型屬于噪聲處理技術領域，特別涉及一種智能家居去噪裝置，以多通道主動噪聲控制為基礎的實現(xiàn)去噪。

背景技術：

日常生活中，我們每時每刻都會受到噪聲的影響。如民用領域中汽車發(fā)動機和排氣管道的噪聲，工業(yè)領域中通風管道、變壓器、壓縮機等帶來的噪聲。特別是房間內風扇、空調等電氣設備產生的噪聲對人們的工作、睡眠具有嚴重的影響，高強度的噪聲危害著人們的機體，使人感到疲勞，產生消極情緒，甚至引起疾病。由于人們對生活質量的要求越來越高，尤其是要求降低某些特殊環(huán)境下的噪聲，因此對噪聲的控制顯得尤為重要。

風扇噪聲在日常生活和工業(yè)生產中都是較為普遍的一種噪聲源，風扇的作用在于產生足夠的壓力使需要的氣體能夠通過，所以大體上風扇噪聲是由旋轉噪聲和絮流噪聲兩部分組成。由于這部分噪聲都處在低頻段，因此傳統(tǒng)的被動噪聲控制想要達到良好的降噪效果是困難的。

技術實現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術的不足，本實用新型目的在于解決房間內風扇、空調等產生的噪聲對人們的影響而設計的一種裝置，本裝置可以有效減弱房間內的低頻噪聲。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種智能家居去噪裝置，包括有與初級噪聲采集單元相連的DSP處理單元，DSP處理單元分別與次級噪聲輸出單元、殘余噪聲采集單元相連。

所述的初級噪聲采集單元包括參考傳感器，參考傳感器通過前置放大電路一與抗混疊濾波器一相連，抗混疊濾波器一與AD轉換模塊一相連。

所述的次級噪聲輸出單元包括DA轉換模塊，DA轉換模塊通過平滑濾波器與功率放大器相連，功率放大器與揚聲器相連。

所述的殘余噪聲采集單元包括有誤差傳感器，誤差傳感器通過前置放大電路二與抗混疊濾波器二相連，抗混疊濾波器二通過AD轉換模塊二與DSP處理單元相連。

所述的揚聲器按照扇形排列在誤差傳感器組成的靜音區(qū)上方。

DSP處理單元采用多通道NLMS算法自動調節(jié)相關參數(shù)，實現(xiàn)噪聲抵消。

DSP處理單元作為噪音抵消處理模塊。

所述的參考傳感器用來采集風扇噪聲信號以實現(xiàn)聲電轉換功能；前置放大電路將轉換后的電信號放大到一定的電平供后續(xù)電路處理；抗混疊濾波器濾除信號中一些無用的高頻分量；AD轉換模塊用來將模擬信號轉換為數(shù)字信號。

所述的DSP處理器采用自適應噪聲抵消技術中多通道NLMS算法能夠自動調節(jié)相關參數(shù)，跟隨實際情況變化，實現(xiàn)最佳抵消效果。

所述的DA轉換模塊(10)將數(shù)字信號轉換為模擬信號；平滑濾波器消除模擬信號的階梯，構建出波形平滑的低頻信號；功率放大器把微弱的電信號放大以驅動揚聲器發(fā)出聲音。

所述的誤差傳感器用來采集殘余噪聲信號以實現(xiàn)聲電轉換；前置放大電路將轉換后的電信號放大到一定的電平供后續(xù)電路處理；抗混疊濾波器濾除信號中無用的高頻分量防止通過AD轉換模塊后產生頻譜混疊。

噪聲源產生的噪聲在空間中傳播形成聲場；為了擴大噪聲抵消范圍，整個裝置選用多通道主動噪聲控制系統(tǒng)，通過扇形排列的揚聲器抵消所希望靜區(qū)區(qū)域內的噪聲能量，形成無聲區(qū)，通過控制扇形的角度就可以控制無聲區(qū)的大小。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果為：

本裝置針對房間內風扇、空調等產生的噪聲，采用多通道主動噪聲控制裝置，有效地抵消特定環(huán)境下低頻段的噪聲形成靜區(qū)。而且與傳統(tǒng)的被動控制方法相比，本實用新型結構簡單，使用更加輕便靈活。

本實用新型采用主動噪聲控制，主動噪聲控制是通過在聲場中加入與噪聲幅度相同、相位相反的聲波，此聲波與噪聲源進行相互疊加并抵消，從而實現(xiàn)降噪的一種噪聲控制方法。這種方法解決了對低頻段噪聲控制效果不理想的缺陷，并且實現(xiàn)起來體積小、便于設計、安裝和控制。同時，當噪聲處于室內環(huán)境時，聲波以球面波的形式傳播，此時必須選用多通道主動噪聲控制系統(tǒng)，通過扇形排列的次級聲源抵消某一區(qū)域內的噪聲能量，形成無聲區(qū)。因此該方法在日常生活和工業(yè)生產中對于低頻噪聲的抵消具有重要的意義。

附圖說明

圖1是本實用新型以多通道主動噪聲控制為方法進行家居環(huán)境去噪的系統(tǒng)結構圖。

圖中：1為初級噪聲源，2為初級噪聲采集單元，3為DSP處理單元，4為次級噪聲輸出單元，5為殘余噪聲采集單元，6為參考傳感器，7為前置放大電路一，8為抗混疊濾波器一，9為AD轉換模塊一，10為DA轉換模塊，11為平滑濾波器，12為功率放大器，13為揚聲器，14為誤差傳感器，15為前置放大電路二，16為抗混疊濾波器二，17為AD轉換模塊二。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

參見圖1，一種智能家居去噪裝置，包括有與初級噪聲采集單元2相連的DSP處理單元3，DSP處理單元3分別與次級噪聲輸出單元4、殘余噪聲采集單元5相連。

所述的初級噪聲采集單元2包括參考傳感器6，參考傳感器6通過前置放大電路一7與抗混疊濾波器一8相連，抗混疊濾波器一8與AD轉換模塊一9相連。初級噪聲處采集單元2用來采集、處理噪聲信號，處理完成后將該信號送至DSP處理單元3中進行處理產生兩路輸出信號，處理方法采用自適應噪聲抵消技術中的多通道NLMS算法。

所述的次級噪聲輸出單元4包括有DA轉換模塊10，DA轉換模塊10通過平滑濾波器11與功率放大器12相連，功率放大器12與揚聲器13相連。其中由DSP處理單元3產生的兩路輸出信號經過DA轉換模塊10，將數(shù)字信號轉換成模擬信號；兩路模擬信號通過平滑濾波器11消除信號的階梯，構建出波形平滑的低頻信號；功率放大器12放大微弱的電信號以驅動兩個揚聲器13分別發(fā)出與噪聲源幅度相同、相位相反的噪聲進行抵消。

所述的殘余噪聲采集單元5包括有誤差傳感器14，誤差傳感器14位于所希望靜區(qū)，誤差傳感器14通過前置放大電路二15與抗混疊濾波器二16相連，抗混疊濾波器二16通過AD轉換模塊二17與DSP處理單元3相連。其中兩路誤差傳感器14分別采集抵消后的殘余噪聲信號，將采集后的信號轉化為電信號后送至前置放大電路15進行放大，抗混疊濾波器16濾除信號中一些無用的高頻分量；將濾除之后的信號輸入到AD轉換模塊二17中進行AD轉換；轉換后的數(shù)字信號繼續(xù)送入DSP處理單元3中進行自適應濾波器權值的更新以適應實際環(huán)境的變化。

所述的揚聲器13按照扇形排列在誤差傳感器14組成的靜音區(qū)上方。

所述的殘余噪聲采集單元5與DSP處理單元3相連。

DSP處理單元3采用多通道NLMS算法自動調節(jié)相關參數(shù)，實現(xiàn)噪聲抵消。

DSP處理單元作為噪音抵消處理模塊。

所述的參考傳感器6用來采集風扇噪聲信號以實現(xiàn)聲電轉換功能，將噪聲信號并將其轉化為電信號；前置放大電路一7將轉換后的電信號放大到一定的電平供輸出，供后續(xù)電路處理；抗混疊濾波器一8濾除信號中一些無用的高頻分量和其它的一些雜散信號，防止在經過AD轉換模塊一9后產生頻譜混疊；AD轉換模塊一9用來將模擬信號轉換為數(shù)字信號。

所述的DSP處理單元3采用自適應噪聲抵消技術中多通道NLMS算法能夠自動調節(jié)相關參數(shù)，跟隨實際情況變化，實現(xiàn)最佳抵消效果。

所述的DA轉換模塊10將數(shù)字信號轉換為模擬信號；平滑濾波器11消除模擬信號的階梯，構建出波形平滑的低頻信號；功率放大器12把微弱的電信號放大以驅動揚聲器13發(fā)出聲音。

所述的誤差傳感器14用來采集殘余噪聲信號以實現(xiàn)聲電轉換；前置放大電路二15將轉換后的電信號放大到一定的電平供后續(xù)電路處理；抗混疊濾波器二16濾除信號中無用的高頻分量防止通過AD轉換模塊二17后產生頻譜混疊。

初級噪聲源1產生的噪聲在空間中傳播形成聲場，風扇轉動時旋轉噪聲和絮流噪聲在空間內形成球面波；為了擴大噪聲抵消范圍，整個裝置選用多通道主動噪聲控制系統(tǒng)，通過扇形排列的揚聲器13抵消所希望靜區(qū)區(qū)域內的噪聲能量，形成無聲區(qū)，通過控制扇形的角度就可以控制無聲區(qū)的大小。

本發(fā)明中DSP處理單元3采用通用的DSP器件。

初級噪聲采集單元2中的參考傳感器6采集初級噪聲信號后送入前置放大電路一7進行信號放大，放大后的信號依次通過抗混疊濾波器一8和AD轉換模塊一9將模擬信號轉化為數(shù)字信號，然后送至DSP處理單元3進行自適應噪聲抵消處理；處理完成后的信號通過次級噪聲輸出單元4，即依次通過DA轉換模塊10、平滑濾波器11和功率放大器12將微弱信號進行放大以驅動揚聲器13發(fā)出與初級噪聲幅度相同、相位相反的噪聲；殘余噪聲采集單元5用來采集抵消之后的殘余噪聲信號，將該殘余信號放大、轉換成數(shù)字信號后繼續(xù)送至DSP處理單元中更新自適應濾波器的權值以適應實際環(huán)境的變化。采用多通道主動噪聲控制的方法設計本裝置可以抵消日常生活中房間內的風扇、空調、冰箱等產生的噪聲，從而減少低頻噪聲給人帶來的神經疲勞的危害等。

本實用新型在房間內用于抵消風扇噪聲時，在噪聲源1附近用參考傳感器6采集噪聲信號；初級噪聲采集單元2將采集處理后的信號輸入到DSP處理單元3進行自適應濾波處理產生與噪聲幅度相同、相位相反的噪聲；處理完成后兩路輸出信號通過各自的次級噪聲輸出單元4分別驅動兩個揚聲器13發(fā)出反噪聲與初級噪聲進行抵消；抵消后的殘余噪聲由兩路誤差傳感器14采集，分別通過兩路殘余噪聲采集單元5進行處理后輸入到DSP處理器7中進行濾波器權值的更新，自動調節(jié)系統(tǒng)參數(shù)，跟隨實際情景變化，最大幅度降低噪聲。