降噪耳機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種降噪耳機(jī)。該降噪耳機(jī)包括檢測噪聲信號的噪聲檢測麥克風(fēng)(1)、對噪聲信號進(jìn)行移相的移相單元(4)、音頻輸入單元(5)、加法單元(6)和揚(yáng)聲器單元(7)，噪聲檢測麥克風(fēng)的噪聲信號輸出被耦合到移相單元的輸入，加法單元的輸入分別連接到音頻輸入單元和移相單元的輸出，加法單元的輸出連接到揚(yáng)聲器單元，其特征在于，所述移相單元包括用于在噪聲信號的較低頻率側(cè)提供負(fù)反饋的負(fù)反饋電路(41)。本實(shí)用新型所要解決的一個技術(shù)問題是如何提高用戶的收聽體驗(yàn)。本實(shí)用新型的一個用途是用于降噪耳機(jī)。
【專利說明】
降噪耳機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及揚(yáng)聲器技術(shù)，更具體地，本實(shí)用新型涉及一種降噪耳機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]—般來說，降噪耳機(jī)分為主動降噪耳機(jī)(或有源降噪耳機(jī))和被動降噪耳機(jī)。主動降噪耳機(jī)通過產(chǎn)生外界噪聲的反向聲波，而抵消外界噪聲，從而達(dá)到降噪的效果。被動降噪耳機(jī)主要通過使用隔音材料包圍耳朵而形成封閉空間，從而阻擋外界噪聲。
[0003]主動降噪耳機(jī)通常包括噪聲檢測麥克風(fēng)、前置功率放大器、帶通濾波單元、移相單元、音頻輸入單元、加法單元和揚(yáng)聲器單元。噪聲檢測麥克風(fēng)用于檢測噪聲信號。前置功率放大器用于對所檢測的噪聲進(jìn)行放大。帶通濾波單元對所放大的噪聲信號進(jìn)行濾波，以選取所需頻段的噪聲信號，例如，50Hz至300Hz的噪聲信號。移相單元用于產(chǎn)生反相的噪聲信號。加法單元用于將音頻輸入信號與反相的噪聲信號相加，以抵消音頻輸入信號中的噪聲。揚(yáng)聲器單元用于輸出音頻輸入信號和反相的噪聲信號。
[0004]例如，中國專利CN201420353526.3公開了一種有源降噪耳機(jī)電路。該專利在此全部引入作為參考。
[0005]目前，當(dāng)主動降噪耳機(jī)在密閉環(huán)境中被使用時，如果有氣流的變化，則降噪耳機(jī)的揚(yáng)聲器會輸出“噗噗”聲。這種“噗噗”聲會影響用戶使用耳機(jī)收聽音頻的體驗(yàn)。
[0006]因此，需要提供一種新的技術(shù)方案來處理現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的一個目的是提供一種用于降噪耳機(jī)的新技術(shù)方案。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供一種降噪耳機(jī)，包括檢測噪聲信號的噪聲檢測麥克風(fēng)、對噪聲信號進(jìn)行移相的移相單元、音頻輸入單元、加法單元和揚(yáng)聲器單元，噪聲檢測麥克風(fēng)的噪聲信號輸出被耦合到移相單元的輸入，加法單元的輸入分別連接到音頻輸入單元和移相單元的輸出，加法單元的輸出連接到揚(yáng)聲器單元，其特征在于，所述移相單元包括用于在噪聲信號的較低頻率側(cè)提供負(fù)反饋的負(fù)反饋電路。
[0009]優(yōu)選地，所述移相單元包括反相放大器，所述噪聲檢測麥克風(fēng)的噪聲信號輸出被耦合到該反相放大器的反相輸入端，該反相放大器的正相輸入端接地，以及所述負(fù)反饋電路包括第一峰值濾波器，該第一峰值濾波器被連接在該反相放大器的反相輸入端和輸出端之間，以及該第一峰值濾波器是中心頻率fo位于噪聲信號的較低頻率處的峰值濾波器。
[0010]優(yōu)選地，所述第一峰值濾波器是中心頻率fQ小于10Hz的峰值濾波器。
[0011]優(yōu)選地，所述第一峰值濾波器是中心頻率fο小于50Hz的峰值濾波器。
[0012]優(yōu)選地，所述第一峰值濾波器是中心頻率fo等于1Hz的峰值濾波器。
[0013]優(yōu)選地，該第一峰值濾波器包括串聯(lián)的第一電阻和第二電阻以及串聯(lián)的第一電容和第二電容，串聯(lián)的第一電阻和第二電阻與串聯(lián)的第一電容和第二電容并聯(lián)，在第一電阻和第二電阻的中間通過第三電容接地，在第一電容和第二電容的中間通第三電阻接地。
[0014]優(yōu)選地，噪聲檢測麥克風(fēng)的噪聲信號輸出經(jīng)由前置放大器和帶阻濾波器被耦合到移相單元的輸入。
[0015]本實(shí)用新型的一個技術(shù)效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以在一定程度上減小“噗噗”聲，從而提高用戶的收聽體驗(yàn)。
[0016]通過以下參照附圖對本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會變得清楚。
【附圖說明】
[0017]構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并且連同說明書一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。
[0018]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的降噪耳機(jī)的示意性結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個例子的降噪耳機(jī)的噪聲檢測麥克風(fēng)、前置放大器、帶阻濾波器和移相單元的電路圖。
[0020]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一個例子的降噪耳機(jī)的頻率響應(yīng)的曲線圖。
[0021]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的一個例子的降噪耳機(jī)的相位響應(yīng)的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本實(shí)用新型的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本實(shí)用新型的范圍。
[0023]以下對至少一個示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對本實(shí)用新型及其應(yīng)用或使用的任何限制。
[0024]對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。
[0025]在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。
[0026]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0027]下面，參照附圖描述根據(jù)本實(shí)用新型的各個實(shí)施例和例子。
[0028]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的降噪耳機(jī)的示意性結(jié)構(gòu)圖。
[0029]如圖1所示，降噪耳機(jī)包括檢測噪聲信號的噪聲檢測麥克風(fēng)1、對噪聲信號進(jìn)行移相的移相單元4、音頻輸入單元5、加法單元6和揚(yáng)聲器單元7。
[0030]噪聲檢測麥克風(fēng)I的噪聲信號輸出被耦合到移相單元4的輸入。例如，所述噪聲檢測麥克風(fēng)I的噪聲信號輸出可以經(jīng)由前置放大器2和帶阻濾波器3被耦合到移相單元4的輸入。在這里使用帶阻濾波器3，以便使得產(chǎn)生的反相噪聲信號趨近于聲學(xué)傳遞函數(shù)。
[0031 ]加法單元6的輸入分別連接到音頻輸入單元5和移相單元5的輸出。加法單元6的輸出連接到揚(yáng)聲器單元7。
[0032]這里所述的噪聲檢測麥克風(fēng)1、前置放大器2、音頻輸入單元5、加法單元6和揚(yáng)聲器單元7可以是現(xiàn)有技術(shù)的，也可以是基于現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)的。由于它們不是本實(shí)用新型所關(guān)注的，因此，在這里不進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0033]本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)人發(fā)現(xiàn)，在降噪耳機(jī)中產(chǎn)生“噗噗”聲的一個原因在于，在由噪聲檢測麥克風(fēng)所檢測的噪聲信號經(jīng)過移相單元時，該噪聲信號由于移相單元的頻率響應(yīng)增益而在低頻發(fā)生飽和，從而產(chǎn)生“噗噗”聲。因此，如何降低移相單元的低頻頻率響應(yīng)增益是一個需要解決的技術(shù)問題。
[0034]可以通過使用低頻濾波器來降低移相單元的低頻頻率響應(yīng)增益。但是，這種方式會引起低頻相位的偏離。降噪耳機(jī)的主要降噪頻段是在低中頻，通常是在大約50Hz至300Hz的頻段。相位的偏離會導(dǎo)致降噪耳機(jī)的降噪性能的降低。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，可以通過在移相單元4中增加負(fù)反饋電路41來降低移相單元4的低頻頻率響應(yīng)。負(fù)反饋電路(41)用于在噪聲信號的較低頻率側(cè)提供負(fù)反饋。噪聲信號的較低頻率側(cè)指的是低于降噪耳機(jī)的降噪頻段的中心頻率的一側(cè)。例如，假設(shè)降噪頻段是50Hz至300Hz，則較低頻率側(cè)可以指的是在小于175Hz范圍(0-175HZ)內(nèi)的頻率。“噗噗”主要是由于低頻響應(yīng)引起的。此外，移相單元的低頻頻率響應(yīng)可能是逐漸改變的。因此，負(fù)反饋電路41提供負(fù)反饋的信號可以位于較低頻率側(cè)的一個范圍內(nèi)，而不必是一個具體值。例如，所述負(fù)反饋的頻率范圍可以是小于I OOHz的頻率范圍；優(yōu)選地，是小于5 OHz的頻率范圍；更優(yōu)選地，是小于I OHz的頻率范圍。
[0036]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個例子的降噪耳機(jī)的噪聲檢測麥克風(fēng)、前置放大器、帶阻濾波器和移相單元的電路圖。圖2示出了一個具體的例子。
[0037]在圖2中，省略了移相單元4之后的部分。圖2示出了噪聲檢測麥克風(fēng)I和前置放大器2。這些裝置可以是現(xiàn)有技術(shù)的，并且不是本實(shí)用新型所關(guān)注的，因此，在這里省略對它們的描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)圖2所示的內(nèi)容可以知道如何形成所述裝置。前置放大器2可以報考放大器器件21。
[0038]在圖2中，通過使用帶阻濾波器3，使得產(chǎn)生的反相噪聲信號更趨近于聲學(xué)傳遞函數(shù)。
[0039]在圖2的例子中，所述移相單元4包括反相放大器42。所述噪聲檢測麥克風(fēng)I的噪聲信號輸出被親合到該反相放大器42的反相輸入端。例如，所述噪聲檢測麥克風(fēng)I的噪聲信號輸出經(jīng)由所述前置放大器2和帶阻濾波器3被耦合到該反相放大器42的反相輸入端。該反相放大器42的正相輸入端接地。通過這種方式，反相放大器42形成一個反相器，用于對輸入的噪聲信號進(jìn)行反相。反相放大器42還包括諸如電阻、電容等的元件，用于對反相放大器42進(jìn)行偏置。
[0040]如圖2所示，負(fù)反饋電路41包括峰值濾波器。該峰值濾波器被連接在反相放大器42的反相輸入端和輸出端之間。
[0041]例如，負(fù)反饋電路41中的峰值濾波器可以是中心頻率fo位于噪聲信號的較低頻率的峰值濾波器;優(yōu)選地，是中心頻率fo小于10Hz的峰值濾波器;更優(yōu)選地，是中心頻率fo小于50Hz的峰值濾波器;還更優(yōu)選地，是中心頻率f ο等于1Hz的峰值濾波器。
[0042]所述峰值濾波器41包括串聯(lián)的第一電阻Rl和第二電阻R2以及串聯(lián)的第一電容Cl和第二電容C2。串聯(lián)的第一電阻Rl和第二電阻R2與串聯(lián)的第一電容Cl和第二電容C2并聯(lián)。在第一電阻Rl和第二電阻R2的中間通過第三電容C3接地。在第一電容Cl和第二電容C2的中間通第三電阻R3接地。
[0043]通過使用峰值濾波器可以針對期望的頻率信號提供負(fù)反饋。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，可以根據(jù)需要通過選取適當(dāng)?shù)牡碾娙莺碗娮鑱碓O(shè)置峰值濾波器的通帶帶寬。
[0044]通過采用峰值濾波器可以相對有效地針對期望頻率的噪聲信號抑制移相單元的低頻響應(yīng)。
[0045]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一個例子的降噪耳機(jī)的頻率響應(yīng)的曲線圖。圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的一個例子的降噪耳機(jī)的相位響應(yīng)的曲線圖。
[0046]在圖3和圖4的例子中采用圖2所示的電路，其中，峰值濾波器41的中心頻率fο等于1Hz0
[0047]在圖3中，A表示通過本實(shí)用新型移相電路后產(chǎn)生的噪聲頻率響應(yīng)曲線，B表示左聲道的實(shí)際噪聲頻率響應(yīng)曲線，C表示右聲道的實(shí)際頻率響應(yīng)曲線。通過圖3可以看出，曲線A在小于約1Hz的頻率范圍內(nèi)逐漸下降。這樣，對于小于1Hz的噪聲信號，可以降低頻率響應(yīng)，從而在一定程度上減小“噗噗”聲。曲線A、B、C在降噪頻段(約50Hz至300Hz)內(nèi)基本相符。
[0048]在圖4中，D表示通過本實(shí)用新型移相電路后產(chǎn)生的噪聲相位響應(yīng)曲線，E表示左聲道的實(shí)際噪聲相位響應(yīng)曲線，F(xiàn)表示右聲道的實(shí)際相位響應(yīng)曲線。曲線D、E、F在降噪頻段(約50Hz至300Hz)內(nèi)基本相符。
[0049]通過圖3和圖4可以看出，通過采用本實(shí)用新型的方案可以在保證降噪性能的情況下減小低頻頻率響應(yīng)。
[0050]此外，由于可以僅針對低頻降低頻率響應(yīng)，因此，技術(shù)人員可以相對獨(dú)立地調(diào)整其他頻段的頻率響應(yīng)。因此，本實(shí)用新型的技術(shù)方案可以給技術(shù)人員對降噪耳機(jī)的設(shè)計(jì)提供一定的靈活性。
[0051]雖然已經(jīng)通過示例對本實(shí)用新型的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上示例僅是為了進(jìn)行說明，而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下，對以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求來限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種降噪耳機(jī)，包括檢測噪聲信號的噪聲檢測麥克風(fēng)(I)、對噪聲信號進(jìn)行移相的移相單元(4)、音頻輸入單元(5)、加法單元(6)和揚(yáng)聲器單元(7)，噪聲檢測麥克風(fēng)的噪聲信號輸出被耦合到移相單元的輸入，加法單元的輸入分別連接到音頻輸入單元和移相單元的輸出，加法單元的輸出連接到揚(yáng)聲器單元，其特征在于，所述移相單元(4)包括用于在噪聲信號的較低頻率側(cè)提供負(fù)反饋的負(fù)反饋電路(41)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降噪耳機(jī)，其特征在于，所述移相單元包括反相放大器(42)，所述噪聲檢測麥克風(fēng)的噪聲信號輸出被親合到該反相放大器的反相輸入端，該反相放大器的正相輸入端接地，以及 所述負(fù)反饋電路(41)包括第一峰值濾波器，該第一峰值濾波器被連接在該反相放大器的反相輸入端和輸出端之間，以及該第一峰值濾波器是中心頻率fo位于噪聲信號的較低頻率處的峰值濾波器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降噪耳機(jī)，其特征在于，所述第一峰值濾波器是中心頻率fo小于10Hz的峰值濾波器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的降噪耳機(jī)，其特征在于，所述第一峰值濾波器是中心頻率fo小于50Hz的峰值濾波器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降噪耳機(jī)，其特征在于，所述第一峰值濾波器是中心頻率fo等于I OHz的峰值濾波器。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降噪耳機(jī)，其特征在于，該第一峰值濾波器(41)包括串聯(lián)的第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)以及串聯(lián)的第一電容(Cl)和第二電容(C2)，串聯(lián)的第一電阻和第二電阻與串聯(lián)的第一電容和第二電容并聯(lián)，在第一電阻和第二電阻的中間通過第三電容(C3)接地，在第一電容和第二電容的中間通第三電阻(R3)接地。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降噪耳機(jī)，其特征在于，噪聲檢測麥克風(fēng)I的噪聲信號輸出經(jīng)由前置放大器(2;21)和帶阻濾波器(3)被耦合到移相單元(4)的輸入。
【文檔編號】H04R1/10GK205510340SQ201620094869
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】劉志軍, 臧遠(yuǎn)偉, 曹新放, 徐江濤
【申請人】歌爾聲學(xué)股份有限公司