專利名稱：消噪系統(tǒng)的制作方法
在傳統(tǒng)的有源消噪(ANC)方案中，檢測來自噪聲源的噪聲，并作出響應驅動位于下游的揚聲器產(chǎn)生消噪信號。在發(fā)生消噪后，位于揚聲器下游的諸如麥克風的動態(tài)壓力傳感器檢測合成的噪聲，并向揚聲器驅動電路提供反饋信號修正來自話筒的消噪信號。所有有源噪聲系統(tǒng)的主要復雜性在于將管道特性疊加在消噪處理上，所述消噪處理包括從消噪揚聲器向噪聲源發(fā)射并反射的噪聲。由輸入麥克風檢測這種附加的噪聲，若處理不當，將引起系統(tǒng)或反饋的不穩(wěn)定性。所以，作為消噪部分，需要把控制揚聲器反射并生成的噪聲從輸入麥克風的噪聲源引起的噪聲辨別并分離出來。傳統(tǒng)的有源消噪方案的另一個缺點是在輸入噪聲傳感器、消噪器和誤差噪聲傳感器之間連續(xù)地要求漸增的物理距離。物理距離反映檢測噪聲、處理信息、產(chǎn)生抵銷信號和檢測抵銷信號的結果所需的時間，而且每一步與要求附加物理距離的時間延遲相對應?？s短這些時間延遲導致整體尺寸的減小，從而使ANC更具有商業(yè)吸引力。此外，以前的ANC系統(tǒng)用自適應無窮-脈沖-響應(IIR)濾波器來建立從控制揚聲器到輸出麥克風的反饋的模型。然而，根據(jù)它們的結構，很容易引起IIR濾波器的穩(wěn)定性問題。
本發(fā)明所提供的主要改進在于排除了自適應IIR濾波器結構。結果，提供一種具有更穩(wěn)定的控制結構和較大系統(tǒng)耐用性的系統(tǒng)。本發(fā)明采用兩個可以單獨使用但最好是一起使用的漸增結構。一個特性是應用兩個傳感麥克風，它們沿著管道相隔一段短距離設置，從而可區(qū)分管道中正向和反向傳播的波。第二個特性是直接檢測消噪揚聲器的錐體的速度，它與產(chǎn)生的聲音直接相關。將與消噪揚聲器的錐體速度成正比的信號與話筒的輸入相比并從中減去。這導致在揚聲器瞬態(tài)響應方面的驚人改進，同時主群時延減小(實驗結果達到6毫秒)。
本發(fā)明的一個目的在于，提供來自消噪揚聲器的信號，它與正向傳播聲壓波成正比。
本發(fā)明的另一個目的在于，允許區(qū)別從源向ANC系統(tǒng)傳播的正向傳播壓力波前，從而排除了反饋建模的要求。
本發(fā)明的又一個目的在于，減小管道相關有源噪聲控制所需的輸入麥克風與揚聲器的距離或聲學設備長度。本發(fā)明將實現(xiàn)這些目的，和在下文中將變得明顯的其它目的。
基本上講，將多個隔開的檢測麥克風設置在或靠近噪聲源并處理檢測的信號，從而只隔離源于噪聲源的聲波的正向傳播波分量，并將它作為輸入提供給抵銷揚聲器的驅動電路。抵銷揚聲器的話筒錐體速度與抵銷揚聲器產(chǎn)生的聲音相對應。通過檢測話筒錐體的速度并將檢測到的速度與驅動信號相比較，可以縮短響應時間和距離。


圖1是現(xiàn)有技術的消噪系統(tǒng)的示意圖；圖2是本發(fā)明的消噪結構的示意圖；圖3是圖2設備的抵銷揚聲器的剖面圖；圖4是圖2設備的前進波濾波器的示意圖；圖5是可以替代圖4實施例的正向壓力波近似濾波器的示意圖；圖6是運用控制器的數(shù)字實現(xiàn)法構成的系統(tǒng)的示意圖；和圖7是運用控制器的模擬實現(xiàn)法構成的系統(tǒng)的示意圖。
圖1是基于美國專利第4,677,676號和第4,677,677號，它被畫成運用自適應無窮-脈沖-響應(IIR)濾波器的有源消噪系統(tǒng)。與其試圖用專用的模擬電路和濾波器抵銷反饋聲音分量，不如建立前饋(檢測麥克風到揚聲器)和反饋(揚聲器到檢測麥克風)聲道效果的模型。簡要地說，在啟動時，閉合開關S1，使白噪聲源10除了與自適應誤差通道濾波器14和乘法器16連接外，還與抵銷揚聲器12相連。此時，濾波器14-1和14-2的濾波系數(shù)為零。斷開開關S2，從而白噪聲源10為揚聲器12提供唯一的輸入。濾波器14建立從由白噪聲源10引起的對抵銷揚聲器12的輸入電壓到由誤差麥克風18測得的輸出電壓這一條通路的模型。向加法器20提供誤差麥克風18的輸出和濾波器14的輸出。把加法器20的輸出作為乘法器16的輸入，把乘法器16的輸出作為濾波器14的第二輸入。為了系統(tǒng)的穩(wěn)定性需要濾波器14，而且在確認誤差通路后，將它復制成主控制運算結構的濾波器14-1和14-2。
斷開開關S1并閉合開關S2。當在抵銷揚聲器12處執(zhí)行控制時，識別自適應濾波器22和24。在誤差麥克風18處測量系統(tǒng)性能，并通過乘法器26和28將它反饋到控制系統(tǒng)以分別修正濾波器22和24。特別是，在閉合開關S2后，檢測麥克風30檢測由噪聲源34(由揚聲器代表)在管道32中產(chǎn)生的噪聲和抗噪聲或抵銷揚聲器12產(chǎn)生的噪聲，并向濾波器14-1和22提供代表檢測噪聲的輸入。向乘法器26提供濾波器14-1的濾波輸出作為第二輸入，而向濾波器22提供乘法器26的輸出作為第二輸入。向加法器36提供濾波器22的輸出，而通過加法器38向抵銷揚聲器12、濾波器24和濾波器14-2提供加法器36的輸出。向乘法器28提供濾波器14-2的輸出作為第二輸入，并向濾波器24提供乘法器28的輸出作為第二輸入。向加法器36提供濾波器24的輸出作為第二輸入。通常，作為橫向自適應濾波器實現(xiàn)濾波器14、22和24的結構，而且運用最小均方值(LMS)技術實現(xiàn)自適應過程。
在圖2中，賦予與圖1中的結構相對應的結構以相同的標號，而且標號32一般指諸如在受調(diào)空氣分布中用到的管道。諸如壓縮機和風扇的機械裝備產(chǎn)生噪聲，將它們集中表示為產(chǎn)生正向壓力波Pf的噪聲源一揚聲器34，所述正向壓力波與聲音的音質(zhì)速度的正向分量成正比，并由圖2中的箭頭表示。在音學中主要有兩個不同的速度。第一個是質(zhì)點速度，它是實際的分子級速度。第二是信息傳播的速度，即聲速。第一或質(zhì)點速度是以輸入或源條件為基礎的。第二速度，或聲速，是以液體媒質(zhì)的熱力學和物理性能為基礎的。下游噪聲源及引起反射的管道特性產(chǎn)生反向壓力波Pf，它也由圖2中的箭頭表示。將麥克風30-1和30-2設置在噪聲源34的管道32下游，相對于噪聲源34成彼此間隔的關系。由于檢測麥克風30-1和30-2相對于噪聲源34彼此隔開，所以它們在不同時刻和不同位置以其波型檢測正向壓力波和反向壓力波，從而通過各個信號的適當處理，區(qū)別兩種壓力波。
操作抵銷話筒13以產(chǎn)生聲音來抵銷噪聲源34的聲音。特別是，話筒13產(chǎn)生正向壓力波Pfs，它相對于話筒13在管道32的上游或下游發(fā)送。參照圖3，話筒13包括具有北磁極13-1和南磁極13-2的永久磁鐵。在磁極13-1和13-2之間規(guī)定一條空隙。話筒錐體13-3由錐體懸掛裝置13-4支撐在框架13-5上。將錐體13-3的一部分13-3A設置在空隙中并作為線圈13-6和13-7的“線圈架”，將所述線圈膠著在錐體13-3的線圈架13-3A上。線圈架13-3A幾乎無質(zhì)量且有剛度，用以保持可隨其移動的線圈13-6和13-7。當將交流電施于線圈13-6時，使它在空隙中的磁場范圍內(nèi)移動并且在它的移動中帶動線圈13-3，在導致噪聲的生成。線圈13-6的移動同樣引起線圈13-7的移動，在線圈13-7中感生電壓，而感應電壓與作為一個整體移動的錐體13-3和線圈13-6及13-7的速度成正比。
將誤差麥克風18設置在管道32中，與話筒13隔開并位于話筒13與噪聲源34相對的一側。通過電路，將檢測麥克風30-1和30-2、話筒13和誤差麥克風18連接起來，并且共同檢測噪聲、抵銷檢測的噪聲并修正抵銷作用。將前進波濾波器(PWF)40與檢測麥克風30-1和30-2連接，最好如圖4所示，將正向壓力波Pf與反向壓力波Pr區(qū)分開來。在該構成中，忽略流動效應，而且麥克風30-1和30-2具有相同的增益靈敏度。分別向加法器44和延時電路45提供通過檢測麥克風30-1和30-2檢測到的噪聲作為第一輸入。正向延遲46向延時電路45提供作為第二輸入的時延τ(其中τ＝L/c，L是麥克風30-1和30-2的間隔距離，而c是在管道32中的聲速)。延時電路45向加法器44提供第二輸入。向加法器48提供加法器44的輸出作為第一輸入。加法器48的輸出表示正向壓力波Pf，而且通過開關S2供給濾波器14-1和22，并將它作為第一輸入提供給反饋回路中的延時電路50。具有時延2τ的反饋延遲52向延時電路50提供第二輸入。由于模塊54接收來自延時電路50的輸入并向加法器48提供第二輸入，故0.95的損耗項出現(xiàn)在反饋回路中。反饋回路中的這個小漏泄控制濾波器40的穩(wěn)定性并使在其磁極處的濾波增益保持在合理的范圍內(nèi)。將該值任意設置為0.95，然而，可以選擇在0.9到0.99之間的任何值，而沒有明顯的精度損耗。
在圖2中，濾波器22和14-1接收表示在麥克風30-1處Pf的PWF40的輸出作為輸入。臨摹濾波器14的濾波器14-1(如圖1所示)向乘法器26提供第一輸入，而且向乘法器26提供來自誤差麥克風18的輸出信號作為第二輸入。向濾波器22提供乘法器26的輸出作為第二輸入。濾波器22具有表示已修正的正向壓力波的輸出，將它作為第一輸入通過加法器38供給加法器41。濾波器22的輸出解釋從麥克風30-1到抵銷話筒13的時延和任何與話筒13的頻率響應有關的異常狀況。通過加法器41向話筒13提供加法器38的輸出，它代表由系統(tǒng)作用引起的必需的話簡13的驅動力和任何增益修正。再參照圖3，通過加法器41向線圈13-6供電引起它的移動和產(chǎn)生聲音的整個錐體13-3的移動。線圈13-7隨著它移動，在磁極13-1和13-2之間空隙中的線圈13-7的移動在線圈13-7中感生與線圈13-7的移動/速度相關的電壓。由于線圈13-7與錐體13-3和線圈13-6一起作為一個整體移動，所以由線圈13-7的移動感生的電壓直接表示錐體13-3的移動速度，因此，由于錐體13-3的速度使話筒13產(chǎn)生的聲音直接正比于由其移動引起的話筒13的正向壓力波(Pfs)。檢測在線圈13-7中感生的電壓，通過作為增益K的反饋增益級42，將作為第二輸入供給加法器41，從而響應于話筒13的實際操作修正話筒13的驅動信號。
將圖1與圖2相比較，可以發(fā)現(xiàn)圖2裝置去掉了濾波器14-2和24、乘法器28和加法器36。
現(xiàn)在轉到圖5，可用正向壓力波近似濾波器100代替圖4的前進波濾波器40，PWF。向加法器101提供由檢測麥克風30-1檢測的噪聲作為第一輸入，并將它作為輸入供給除法器102。向加法器101提供由檢測麥克風30-2檢測的噪聲作為第二輸入。向積分器103提供加法器101的輸出，而積分器103向除法器104提供輸入。向加法器105提供除法器104和102的輸出分別作為第一和第二輸入，而加法器105具有輸出Pf。當kL＜λ/8(其中，k是聲波數(shù)，L是在麥克風30-1和30-2之間的間隔距離，而λ＝聲波波長)時，在圖4中敘述的PWF40的實施例簡化成圖5中的實施例。
敘述圖6和7的實施例前，說一下在揚聲器112和功率放大器113處的公共伺服(反饋)機理。伺服機構通過具有增益K的反饋增益級114提供與揚聲器的錐體速度成正比的反饋信號。通過諸如圖3所示將線圈設置在錐體上的各種機構，可以獲得速度反饋信號，其中所示線圈相對于揚聲器112的磁鐵移動，從而產(chǎn)生表示錐體移動和由揚聲器112生成的聲音的信號。反饋增益K是未知的，在控制啟動前必須將它確定下來。該增益依賴于揚聲器，通常相當于100。此外，假設功率放大器113具有單一功率轉移功能。實際上功率放大器113是一種電流放大器，向揚聲器112提供所需驅動的驅動電流。
在圖6和7的實施例與圖2-4的實施例之間的主要區(qū)別在于，麥克風130-2用在PW濾波器132和作為誤差傳感器，直接放置在控制揚聲器112的上面。另一方面，如果需要的話，可將它設置在控制揚聲器112的下游。在步驟1和2期間，可以接通或斷開指示的噪聲源134。假設噪聲源134在步驟3期間是接通的。如果斷開它，ANC系統(tǒng)實際上是不可操作的。
為了啟動揚聲器112的校準，合上開關S3，斷開開關S4(只是圖6)和S5，并接通噪聲源134。白噪聲源110(等幅，寬帶頻率分布)向在揚聲器自適應校正模塊或電路190中的揚聲器校正濾波器(自適應有窮-脈沖-響應(FIR)結構)116，HC、乘法器129和理想揚聲器速度響應濾波器117，HD提供信號。電路190具有根據(jù)濾波器117的理想響應HD對揚聲器的速度響應計算要求的校正濾波器116，HC的功能。通過閉合的開關S3和加法器138，把HC校正濾波器116的輸出作為輸入供給伺服揚聲器。將伺服輸出(即在增益級K前的揚聲器錐體的速度)反饋到與速度響應濾波器117的輸出否定相加的加法器128。該信號表示誤差信號，是實際揚聲器的錐體速度與理想揚聲器的錐體速度的偏差。用最小均方值LMS的方法，將誤差信號與來自噪聲源110的輸入信號相結合。特別是，在乘法器129中將來自加法器128的信號與來自噪聲發(fā)生器110的輸入信號和通常稱為收斂參數(shù)的小常數(shù)(未圖示)相乘，所述小常數(shù)一般為輸入功率的0.1％。繼續(xù)該過程直至誤差信號減小到預定的小值。收斂后，將HC濾波器116復制成FIR控制器192或192’的濾波器116-1和C-裝置識別系統(tǒng)194(只是圖6)的濾波器116-2。FIR控制器192和192’產(chǎn)生使在麥克風或傳感器130-2處的聲壓最小的輸出。
C-裝置識別系統(tǒng)或電路194是自適應誤差通路識別電路，其功能是識別規(guī)定從對濾波器116-2的輸入電壓到來自麥克風或傳感器130-2的輸出電壓的通路的轉移功能C。為了啟動在自適應誤差通路識別濾波器模塊或圖6電路194中的C-裝置識別，閉合開關S4，斷開開關S3和S5，并接通白噪聲源110。噪聲源110向自適應C-濾波器140和LMS乘法器141提供信號，所述濾波器140是誤差裝置(從對伺服揚聲器的輸入電壓到來自麥克風130-2的輸出電壓的通路)的橫向濾波器(自適應FIR結構)模型。白噪聲源110通過閉合的開關S4、校正濾波器116-2、加法器138和功率放大器113將輸入直接送到伺服揚聲器，其中所述功率放大器113用聲能通過揚聲器112激發(fā)管道32。由麥克風130-2檢測這個聲信號，并在加法器142中將它與濾波器140的輸出否定相加而產(chǎn)生誤差信號。用LMS(收斂參數(shù)未圖示)方法，在乘法器141處將誤差信號與噪聲發(fā)生器110的輸出相結合。繼續(xù)該過程直至誤差信號減小到預定小值。在收斂后，將C-濾波器140復制成FIR控制器或自適應數(shù)字有源噪聲控制濾波模塊或電路192的濾波器140-1。
為了啟動圖6的FIR控制器或控制濾波電路192和圖7的192’，閉合開關S5，斷開開關S3和S4(只是圖6)，并斷開白噪聲源110。在閉合開關S5之前，來自噪聲源134的噪聲沿著管道32向麥克風130-1、130-2和揚聲器112傳播。由于在管道32中主要的聲能以平面聲波傳播(任一管道剖面的聲壓都相同)，所以管道32起到聲波導的作用。在揚聲器112處，與噪聲源134相關的聲能響應于由揚聲器112的存在引起的標準管道阻抗的變化(即，揚聲器具有與管道不同的質(zhì)量、剛度和阻尼性能)。揚聲器112的一些聲能向上游反射回噪聲源134，一些聲能沿著管道32向下發(fā)送，而剩余聲能通過揚聲器的橫膈膜運動作為熱量而消散。在任何下游管道中斷處，例如分支或終點，發(fā)生類似的聲能的反射、發(fā)送和消散的交互作用。從這里所給出的物理描述，我們看到可把在管道中的聲場或聲壓P描述成在管道中正向和反向傳播的兩個平面聲波Pf和Pr。數(shù)學上，下列等式完整地描述了在管道中任一點的平面波、聲壓P和聲質(zhì)點速度U，其中x是縱向管道坐標，j是
，k是聲波數(shù)，ρ是管道媒質(zhì)密度，c是管道媒質(zhì)聲速，而下標f和r分別指明正向和反向P＝(Pf·e-j·k·x+Pr·e-j·k·x)·e-j·ω·t，u＝(Uf·e-j·k·x-Ur·e-j·k·x)·e-j·ω·tUf＝Pf/ρ·c ，Ur＝Pr/ρ·c將上述等式中的常量規(guī)定為k+＝kc·(1-M)，k-＝kc·(1+M)k=k0-jα(M)1-M2]]>其中M＝馬赫數(shù)和α(M)＝衰減系數(shù)。
注意，正向壓力波Pf與聲質(zhì)點速度Uf波同相(具有相同符號)，而反向壓力波Pr與聲質(zhì)點速度Ur反相(負號)。整個聲壓是標量，它沒有與它相關的明顯的方向，只有幅度。相反的，聲速U是矢量，根據(jù)定義具有方向和幅度。任意選擇由在管道32中以左到右的方式傳播的波表示正x方向，注意在反向速度Ur中的負號反映了這一點。ANC系統(tǒng)的最終目的在于抵銷傳播到接收器的所有噪聲。在大多數(shù)情況下，這位于設置在ANC系統(tǒng)下游的某些點處。對于這些情況，被抵銷噪聲的唯一違反分量是與波傳播的正向分量相關聯(lián)的能量。由于假設在管道中反向傳播的所有能量是由在管道中某些點處的正向波的反射分量引起的(假設沒有下游源)，所以在沒有任何正向傳播分量的情況下，反射波分量必定為零。此外，由于來自揚聲器112的這些聲波實際上是相對于前進波PW，麥克風陣列的反向聲波，所以當有源時，通過只檢測聲場的正向波分量，可抑制來自揚聲器112的所有反饋聲能。
由于麥克風測量任意點的總聲壓(正向波和反向波之和)，所以理想的辦法是設計某種裝置，通過它只測量壓力波的正向分量。用PW濾波器132準確地實現(xiàn)了這一目的。
注意，正向聲速分量Uf經(jīng)特定聲阻抗量ρc與正向壓力分量相關(即，Uf＝(Pf/ρc))。通過擁有一種理想的速度源(平坦的頻率響應)，可以準確地復制聲壓。通過利用伺服機構和校正功能Hc，揚聲器的速度響應大體上變得理想了。再參照圖6和7，原理上，PW、ANC系統(tǒng)進行消噪所需的只是知道系統(tǒng)的適當時延和增益因數(shù)。該時延表示在麥克風130-2處測得的正向壓力波傳播到控制揚聲器112所需的時間。已知在麥克風130-1和控制揚聲器112之間的間隔距離，可通過τ＝L/c計算時延τ。其中，L是從麥克風130-1到控制揚聲器112的距離，c是波傳播速度。此外，基于上面描述的波傳播等式，控制的理論上的“增益因數(shù)”是
。在該等式中，AR是管道對揚聲器的面積比，并假設為1比1，對于麥克風130-1和130-2的壓力-電壓的傳遞函數(shù)。圖6和7實現(xiàn)裝置運用相應于圖4的PW濾波器40的前進波濾波器132。由于流動和高次聲學效果使得控制所需的時延和增益都可能存在某些變化性，所以圖6的FIR控制器192或控制濾波電路的控制實施例運用自適應濾波器120(A)。此外，先前稱為“理論上的”增益因數(shù)假設1比1，對于麥克風130-1和130-2的壓力-電壓傳遞函數(shù)。通常，這不是使得圖6所述的自適應系統(tǒng)比圖7的系統(tǒng)更加理想的理由。該技術自動計算需要的增益和時延，并解決這兩個量對時間的變化。然而，對于低成本和較低潛能的系統(tǒng)，可以采用圖7的FIR控制器或自適應噪聲控制濾波模塊或電路192’。在圖6和圖7中，麥克風130-1和130-2向前進波濾波器132提供輸入信號，此外，麥克風130-2向圖6的FIR控制器或控制濾波電路192和圖7的192’提供輸入。
特別參照圖6，向FIR控制器的濾波器140-1和自適應濾波器120或控制濾波電路192提供濾波器132的輸出作為輸入。濾波器140-1向乘法器150提供第一輸入。麥克風130-2向乘法器150提供第二輸入。向自適應濾波器120提供乘法器150的輸出。向濾波器116-1提供濾波器120輸出，而通過閉合的開關S5向揚聲器112以及加法器138和功率放大器113提供濾波器116-1的輸出?，F(xiàn)在參照圖7，通過固定延時電路195提供濾波器132的輸出作為FIR控制器的增益級152或控制濾波電路192’的第一輸入。麥克風130-2向增益級152提供第二輸入。向濾波器116-1提供增益級152的輸出，而通過閉合的開關S5向揚聲器112以及加法器138和功率放大器113提供濾波器116-1的輸出。在圖7中，將麥克風130-2提供的誤差信號作為帶固定延時電路195的模擬自動增益控制電路152的輸入。該電路較之由饋電增益因數(shù)
提出的固定增益濾波器的優(yōu)點在于，該電路可用DC方式響應于揚聲器或麥克風靈敏度的任何變化。由于該系統(tǒng)不能響應于個別頻率變化，所以該系統(tǒng)不如圖6的系統(tǒng)堅強，從而它的性能不如圖6的性能。然而，該系統(tǒng)的成本比圖6的系統(tǒng)要低得多。
上述圖6和7的系統(tǒng)許多優(yōu)于現(xiàn)有技術之處在于它們能減小安裝所需的距離?？蓪z測麥克風130-1和130-2隔開一段相對小的距離，例如，對于設置在管道中的純模擬系統(tǒng)，距離為有關最高頻率的1/8波長。與已知輸入信號并事后檢測它的結果相對，通過線圈13-7檢測錐體13-3的移動可以決定由驅動結構產(chǎn)生的聲音。對于模擬方法，假設包括麥克風、伺服揚聲器和輔助電子電路的ANC系統(tǒng)的所有元件都是“理想的”。即，具有單一的輸入-輸出傳遞函數(shù)。在數(shù)字系統(tǒng)的情況下，用自適應濾波器補償可能在實際ANC系統(tǒng)中發(fā)生的不確定性，即非理想的傳遞函數(shù)。
在圖6和7的數(shù)字和模擬PW系統(tǒng)中，分別將麥克風130-2用于監(jiān)視，并提供關于系統(tǒng)性能的反饋信息(誤差傳感器)-它還向PW濾波器132提供輸入。兩個系統(tǒng)都趨于使麥克風130-2的整個壓力最小。這實質(zhì)上迫使在麥克風112處建立壓力等于零的條件，從而使所有發(fā)送的聲能都將趨于零。
權利要求
1.空氣分布結構的消噪系統(tǒng)，其特征在于，包括用于傳送空氣的管道裝置(32)；相對于所述管道裝置設置的噪聲源(34)，以在所述管道裝置中發(fā)送噪聲作為正向分量，其中由于所述管道裝置的共同作用使所述正向分量經(jīng)受反射以產(chǎn)生反射分量，從而來自所述噪聲源的噪聲以正向分量和反射分量的形式出現(xiàn)在管道中；設置在所述管道裝置中的檢測裝置(30-1；30-2；130-1-130-2)；相對于所述管道裝置設置的消噪裝置(13；112)，以在所述管道裝置中發(fā)送抵銷噪聲；與所述檢測裝置和所述消噪裝置相連的電路，它包括用于區(qū)別所述正向分量和所述反射分量并產(chǎn)生表示所述正向分量的輸出的裝置(40；100；132)，和用于驅動所述消噪裝置以產(chǎn)生與所述正向分量相對應的噪聲的裝置。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于區(qū)別所述正向分量和所述反射分量的所述裝置是前進波濾波器(40；132)。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于區(qū)別所述正向分量和所述反射分量的所述裝置是正向壓力波近似濾波器(100)。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電路包括裝置(13-7)和裝置(42；114)，其中所述裝置(1 3-7)用于檢測與所述消噪裝置的實際輸出相對應的參數(shù)，而所述裝置(42；114)用于將所述檢測到的輸出反饋到用于驅動所述消噪裝置的所述裝置以調(diào)節(jié)用于驅動所述消噪裝置的所述裝置。
5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電路提供的時延(22)對應于所述噪聲源的噪聲在所述檢測裝置和所述消噪裝置之間傳播所需的時間。
6.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測裝置(30-1；30-2；130-1；130-2)是一對傳感器，它們相對于所述噪聲源成間隔關系。
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)還包括第二檢測裝置(18)，將它設置在所述管道裝置中的一個位置上，從而將所述消噪裝置設置在所述第二檢測裝置和所述噪聲源中間；將所述第二檢測裝置與所述電路相連，以提供表示所述噪聲源的噪聲和所述消噪裝置的噪聲之間交互作用的結果的信號；所述電路包括裝置(41)，它響應于表示所述噪聲源的噪聲和所述消噪裝置的噪聲之間交互作用的結果的所述信號，以調(diào)節(jié)用于驅動所述消噪裝置的所述裝置。
8.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，將所述傳感器對中的一個傳感器(130-2)設置成與所述消噪裝置相對，而且將所述傳感器對中的所述一個傳感器(130-1)與形成所述電路一部分的誤差檢測裝置(132)相連。
9.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電路包括前進波濾波器(40；132)和有窮-脈沖-響應控制器(192；192’)，其中所述前進波濾波器(40；132)與所述傳感器對相連，而所述無窮-脈沖-響應控制器(192；192’)與所述傳感器對中的一個傳感器及所述前進波濾波器相連并向所述消噪裝置提供輸出。
10.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括揚聲器校準電路，它包括白噪聲源(10；100)、自適應橫向濾波器(140)和理想的揚聲器速度響應傳遞函數(shù)；和裝置(S3)，它用于將所述校準電路與所述消噪裝置有選擇地連接，并使所述控制器的所述輸出無效。
11.如權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括自適應誤差通路識別電路，它包括自適應橫向濾波器(14；116)并使之與所述白噪聲源相連。
12.如權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括臨摹所述識別電路的所述自適應橫向濾波器的濾波器(140-1)。
13.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括臨摹所述揚聲器校準電路的所述自適應橫向濾波器的濾波器(116-1)。
14.如權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括臨摹所述揚聲器校準電路的所述自適應橫向濾波器的濾波器(116-1)。
15.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測裝置包括相對于設置在所述消噪裝置上游的所述噪聲源成間隔關系的一對傳感器。
全文摘要
沿著空調(diào)系統(tǒng)的管道間隔開的兩個麥克風向電路提供輸入,從而將生成的噪聲與反射噪聲區(qū)分開來。電路產(chǎn)生的時延對應于生成噪聲從上游麥克風傳到抵銷話筒所需的時間。由電路驅動抵銷話筒,并經(jīng)受時間延遲,從而由適當驅動的話筒抵銷在話筒處的噪聲。在較佳實施例中,檢測話筒的移動,從而使產(chǎn)生的實際聲音與抵銷話筒驅動信號所需的聲音相比較。
文檔編號F01N1/00GK1180980SQ97121339
公開日1998年5月6日 申請日期1997年10月17日 優(yōu)先權日1996年10月18日
發(fā)明者馬克·A·丹尼爾斯 申請人:運載器有限公司