有源降噪裝置及方法和用於抽油煙機的噪聲控制系統的製作方法
2023-05-13 05:30:11 1
專利名稱：有源降噪裝置及方法和用於抽油煙機的噪聲控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電器設計及製造技術領域，特別涉及一種有源降噪裝置及方法和 用於抽油煙機的噪聲控制系統。
背景技術：
由於噪聲的汙染給人們的生產和生活帶來了諸多不便，因此噪聲的控制也變得越 來越重要。傳統控制噪聲源的方法主要是採用無源控制技術，即採用吸聲、隔聲、使用消聲 器等聲學方法進行降噪。然而，這種無源降噪機制對中、高頻噪聲比較有效，而對低頻噪聲 效果不是很大。在抽油煙機的進風口處，由於空氣的快速流動，空氣與抽油煙機的濾油網和 油煙機的內壁產生磨察，從而產生連續不斷的低頻噪聲。同時，在排風口處，空氣與排風通 道的側壁產生磨察，產生的低頻噪聲信號會沿著內壁向下傳輸。因此即使在內壁和排風管 道安裝吸聲材料，也很難將不接觸側壁的噪聲消除。此外，如果採用阻擋的方式安放消聲材 料，還會對抽油煙機的排風通常造成影響。如果全部利用結構消噪，會導致結構變的非常復 雜，極大地增加製造成本。所以目前利用傳統的無源控制技術很難降低抽油煙機進風口產 生的低頻噪聲。
因此，現有技術的缺點是，抽油煙機進風口產生的噪聲很難被抑制或被消除，從而 導致用戶的使用不便。發明內容
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，特別是解決目前抽油煙機 噪聲難以抑制或消除的缺陷。
本發明實施例提出了一種有源降噪裝置，包括第一採集模塊，用於採集噪聲信 號；第二採集模塊，用於採集誤差信號；判決模塊，用於根據所述誤差信號的幅值判斷所述 誤差信號是否收斂；遞歸式最小均方RLS模塊，用於根據所述噪聲信號及所述誤差信號採 用RLS算法生成係數估計值；係數修訂模塊，用於根據所述判決模塊的判決結果對所述RLS 模塊生成的係數估計值進行修正；均衡濾波模塊，用於根據所述係數修訂模塊修正後的系 數估計值對所述噪聲信號進行濾波處理，並產生與所述噪聲信號相位相反的幹涉抵消信 號；放大模塊，用於根據所述噪聲信號的幅度對所述幹涉抵消信號進行放大；和次噪聲源 模塊，用於根據所述放大後的幹涉抵消信號產生相應地抵消聲波。
本發明實施例還提出了一種有源降噪方法，包括以下步驟分別採集噪聲信號和 誤差信號；根據所述誤差信號的幅值判斷所述誤差信號是否收斂，並根據所述噪聲信號及 所述誤差信號採用RLS算法生成係數估計值；根據是否收斂的判決結果對生成的係數估計 值進行相應地修正；根據修正後的係數估計值對所述噪聲信號進行濾波處理，並產生與所 述噪聲信號相位相反的幹涉抵消信號；根據所述噪聲信號的幅度對所述幹涉抵消信號進行 放大；和根據所述放大後的幹涉抵消信號產生相應地抵消聲波。
本發明實施例通過採用有源噪聲控制的方式對噪聲進行抵消，特別是對抽油煙機的噪聲進行抵消，從而有效地抑制或消除抽油煙機產生的噪音。此外，本發明實施例還可通 過RLS算法可以實現對噪聲信號的快速跟蹤，同時增加了對複雜信號的實時跟蹤性能，從 而進一步克服了信號收斂速度慢且不均勻的缺陷。因此本發明實施例還能夠更有效地抵消 噪聲聲波，使得降噪效果更加明顯，而且更加適宜於實際應用。
本發明實施例還提出了一種用於抽油煙機的噪聲控制系統，包括有源降噪裝置， 所述有源降噪裝置為如上所述的有源降噪裝置，其中，所述有源降噪裝置中的第一採集模 塊和第二採集模塊安裝在抽油煙機進風口的軸線上，且所述第二採集模塊位於所述第一採 集模塊的下方。
通過本發明實施例的用於抽油煙機的噪聲控制系統可以準確地採集噪聲源信號， 從而更有效地抵消噪聲源信號。且通過將第一採集模塊和第二採集模塊安裝在抽油煙機進 風口的軸線上，可以極大地降低人操作平臺處的噪聲。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中
圖1為本發明實施例有源降噪裝置結構圖2為本發明實施例的均衡濾波模塊結構示意圖3為本發明實施例的有源降噪方法流程圖4為本發明實施例的用於抽油煙機的噪聲控制系統結構圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、 「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」 「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所 示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝 置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限 制。
此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發明的描述中，除非另有規定和限定，需要說明的是，術語「安裝」、「相連」、 「連接」應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可 以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對於本領域的普通技術人員而言，可以根據 具體情況理解上述術語的具體含義。
有源噪聲控制是噪聲控制領域近幾十年發展的新技術，它彌補了傳統無源降噪控 制對低頻信號的不足，特別適合低頻噪聲控制。其降噪機理是兩列相同頻率、相位固定的聲波會發生相消性的幹涉。在本發明實施例中，主要採用有源噪聲控制的方式對噪聲進行抵消，特別是對抽油煙機的噪聲進行抵消。
如圖1所示，為本發明實施例有源降噪裝置結構圖。該有源降噪裝置包括第一採集模塊100、第二採集模塊200、判決模塊300、RLS (遞歸式最小均方)模塊400、係數修訂模塊500、均衡濾波模塊600、放大模塊700和次噪聲源模塊800。其中，第一採集模塊100 用於採集噪聲信號。第二採集模塊200相對於第一採集模塊100具有一定的距離，第二採集模塊200用於採集誤差信號。由於第二採集模塊200相對於第一採集模塊100在聲波的傳播路徑上具有一定的距離，因此第二採集模塊200獲得的聲波信號為經過幹涉抵消後的信號，即噪聲信號與幹涉抵消信號的誤差。其中，在本發明的一個實施例中，第一採集模塊 100和第二採集模塊200可為麥克風，當然在本發明的其他實施例中還可通過其他方式進行採集。且在本發明的實施例中，第一採集模塊100可在抽油煙機進風口處採集噪聲信號， 並尋找抽油煙機聲場中信號強度的最佳點，以使採集的噪聲信號的波形非常接近實際噪聲信號的波形，從而進一步提高採集精度。判決模塊300用於根據電平量化後的誤差信號的幅值判斷有誤差信號是否收斂。RLS模塊400用於根據噪聲信號及誤差信號採用RLS算法生成係數估計值。由於抽油煙機進風口處的噪聲信號是一種未知的，時變的、非線性的廣譜信號。而RLS算法由於具有較快的收斂速度和特徵值分布不敏感的特性，因此處理這種非平穩的信號較為合適。如圖1所示，其中，x(n)為麥克風採集的噪聲信號，d(n)為次噪聲源模塊800輸出的期望信號。
其中，濾波器的輸出可以表示為
權利要求
1.一種有源降噪裝置，其特徵在於，包括 第一米集模塊，用於米集噪聲信號； 第二採集模塊，用於採集誤差信號； 判決模塊，用於根據所述誤差信號的幅值判斷所述誤差信號是否收斂； 遞歸式最小均方RLS模塊，用於根據所述噪聲信號及所述誤差信號採用RLS算法生成係數估計值； 係數修訂模塊，用於根據所述判決模塊的判決結果對所述RLS模塊生成的係數估計值進行修正； 均衡濾波模塊，用於根據所述係數修訂模塊修正後的係數估計值對所述噪聲信號進行濾波處理，並產生與所述噪聲信號相位相反的幹涉抵消信號； 放大模塊，用於根據所述噪聲信號的幅度對所述幹涉抵消信號進行放大；和 次噪聲源模塊，用於根據所述放大後的幹涉抵消信號產生相應地抵消聲波。
2.如權利要求1所述的有源降噪裝置，其特徵在於，還包括 幹擾信號處理模塊，用於對所述誤差信號進行濾波以去除所述誤差信號中的高頻脈衝信號。
3.如權利要求1所述的有源降噪裝置，其特徵在於，其中，所述係數修訂模塊還用於保存初始係數，所述係數修訂模塊在所述有源降噪裝置啟動時輸出所述初始係數。
4.如權利要求1所述的有源降噪裝置，其特徵在於，所述第一採集模塊和所述第二採集模塊為麥克風。
5.如權利要求1所述的有源降噪裝置，其特徵在於，還包括 第一電平量化模塊，用於對所述噪聲信號進行電平量化；第二電平量化模塊，用於對所述誤差信號進行電平量化。
6.一種有源降噪方法，其特徵在於，依次包括以下步驟 分別採集噪聲信號和誤差信號； 根據所述誤差信號的幅值判斷所述誤差信號是否收斂，並根據所述噪聲信號及所述誤差信號採用RLS算法生成係數估計值； 根據是否收斂的判決結果對生成的係數估計值進行相應地修正； 根據修正後的係數估計值對所述噪聲信號進行濾波處理，並產生與所述噪聲信號相位相反的幹涉抵消信號； 根據所述噪聲信號的幅度對所述幹涉抵消信號進行放大；和 根據所述放大後的幹涉抵消信號產生相應地抵消聲波。
7.如權利要求6所述的有源降噪方法，其特徵在於，還包括 對所述誤差信號進行濾波以去除所述誤差信號中的高頻脈衝信號。
8.如權利要求6所述的有源降噪方法，其特徵在於，還包括 分別對所述噪聲信號和所述誤差信號進行電平量化。
9.一種用於抽油煙機的噪聲控制系統，其特徵在於，包括 有源降噪裝置，所述有源降噪裝置為如權利要求1-5任一項所述的有源降噪裝置，其中，所述有源降噪裝置中的第一採集模塊和第二採集模塊安裝在抽油煙機進風口的軸線上，且所述第二採集模塊位於所述第一採集模塊的下方。
10.如權利要求9所述的用於抽油煙機的噪聲控制系統，其特徵在於，所述第一採集模塊和第二採集模塊均位於所述抽油煙機的濾油網的上方。
11.如權利要求9所述的用於抽油煙機的噪聲控制系統，其特徵在於，所述有源降噪裝置中的次噪聲源模塊為兩個，且所述兩個次噪聲源模塊對稱地安裝在所述抽油煙機進風口軸線的兩側。
12.如權利要求11所述的用於抽油煙機的噪聲控制系統，其特徵在於，所述兩個次噪聲源模塊傾斜設置，且所述兩個次噪聲源模塊與所述進風口的軸線的夾角為40-50度。
全文摘要
本發明提出了一種有源降噪裝置，包括第一採集模塊，用於採集噪聲信號；第二採集模塊，用於採集誤差信號；判決模塊，用於根據誤差信號的幅值判斷誤差信號是否收斂；RLS模塊，用於採用RLS算法生成係數估計值；係數修訂模塊，用於根據判決結果對RLS模塊生成的係數估計值進行修正；均衡濾波模塊，用於根據修正後的係數估計值對噪聲信號進行濾波處理，並產生與噪聲信號相位相反的幹涉抵消信號；放大模塊，用於根據噪聲信號的幅度對幹涉抵消信號進行放大；和次噪聲源模塊，用於根據放大後的幹涉抵消信號產生相應地抵消聲波。本發明實施例通過RLS算法可以實現對噪聲信號的快速跟蹤，同時增加了對複雜信號的實時跟蹤性能。
文檔編號G10K11/16GK103035234SQ20111030216
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者劉學光, 範文華, 陶孝收, 官健, 李彩雲 申請人:比亞迪股份有限公司