一种汽车车内主动降噪系统与装置的制作方法

本发明涉及汽车电子领域，具体涉及一种汽车车内主动降噪系统、装置及方法

背景技术：

在汽车驾驶与乘坐中，为了得到一个较为安静舒适的环境，远离嘈杂的噪音(如:发动机轰鸣声，车体震动噪音)困扰是人们所追求的，以往汽车行业为了消除车内噪音的通用做法是降低车载的风阻系数，比如在发动机盖、轮胎周边、后备箱盖下等产生噪音的位置添加大量的隔音材料进行物理降噪，然而由于物理降噪取决于隔音材料的本身的特性以及材料的用量，而材料学的发展相当缓慢，一味地增加隔音材料对车重也带来了负担以致汽车的噪音消除效果陷入了瓶颈。

主动噪音消除系统简称anc(activenoisecancelling)，通过使用声学自适应算法产生同幅反相的反声音或反噪音来消除不需要的声音。原始、不想要的声音与反声音在声学上相叠加，就可同时消除这两种声音。设置有主麦克风、辅麦克风、主麦克风初级滤波模块、辅麦克风初级滤波模块、噪声方向滤波模块、非线性散射噪声滤波模块、时频空统计分离模块和人耳反向工程模块，主麦克风与主麦克风初级滤波模块连接，辅麦克风与辅麦克风初级滤波模块连接，主麦克风初级滤波模块、辅麦克风初级滤波模块与噪声方向滤波模块连接，噪声方向滤波模块与非线性散射噪声滤波模块连接，非线性散射噪声滤波模块与时频空统计分离模块连接，时频空统计分离模块与人耳反向工程模块连接。

由于物理降噪取决于隔音材料的本身的特性以及材料的用量，而材料学的发展相当缓慢，一味地增加隔音材料对车重也带来了负担以致汽车的噪音消除效果陷入了瓶颈。结构复杂，占用空间较大，并且没有针对发动机的噪音进行降噪，降噪效果不理想。

现阶段主动降噪系统主要用于头戴耳机的降噪，这种方式能够很好的抑制环境噪声，但是其有效工作空间范围小，只能实现耳机的小范围噪声消除，但对于汽车车内较大的空间则不能达到较好的降噪效果。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构紧凑，占用空间小，能够测量发动机的转速并确定噪声基频，并主要针对发动机的噪音进行降噪，有效降低了整个车内的噪音，使用范围广泛。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种汽车车内主动降噪系统，包括至少一传声器，用于采集车内原始噪音信号；一信号反向处理电路，用于将传声器所采集的噪音信号转化为相位反向噪音信号；一功放模块，用于放大所述相位反向噪音信号至原始噪音信号的幅值；一发声器，用于在车内输出与原始噪音信号相位反向幅值相同的声波，传声器、信号反向处理电路、功放模块以及发声器依次连接。

一种汽车车内主动降噪装置，包括前馈麦克风、误差麦克风，用于采集车内原始噪音信号，所述前馈麦克风和误差麦克风分别安装在一端开口的密闭隔音管道中，前馈麦克风安装在隔音管道的封闭端，误差麦克风安装在隔音管道的开口端，隔音管道的中段安装有朝向开口端的噪声扬声器，隔音管道的中段设置有一个密闭隔音支管，密闭隔音支管内安装有朝向隔音管道的降噪扬声器，误差麦克风与前置放大器的一个输入端相连接，前置放大器的另一个输入端与前馈麦克风相连接，降噪扬声器与功放模块的一个输出端相连接，功放模块的另一个输出端与噪声扬声器相连接，信号调理模块的输入端分别连接有噪音发生器、信号发生器和发动机转速测量装置，前置放大器的输出端与dsp模块的一个输入端相连接，信号调理模块也与dsp模块的一个输入端口相连接，dsp模块的输出端还与信号调理模块的一个输入端口相连接。

还包括一信号处理模块，信号处理模块由声音分离器、anc控制器和混音器三部分构成，信号调理模块和前置放大器的一个输出端分别与声音分离器相连接，信号调理模块和前置放大器的另一个输出端分别与anc控制器的输入端相连接，声音分离器的输出端端与anc控制器的输入端相连接，anc控制器的输出端与混音器的输入端相连接，混音器的输出端与信号调理模块的一个输入端相连接。

一种适用于汽车车内的降噪方法，具体包括以下步骤：

步骤一、在车厢内适当位置装载一定数目的传声器，用来拾取车内的噪音信号；

步骤二、将拾取到的噪音信号送入信号反向处理电路中进行分析、补偿、比对并使其相位反向180度处理；

步骤三、处理后将拾取到的噪音信号送入信号反向处理电路中进行分析、补偿、比对并使其相位反向180度处理。

作为优选的技术方案，噪声信号反向处理电路应尽可能高速、高精度还原噪声信号，且整个车内环境结构要做相应计算测试声学特性，再根据实际调整噪音信号处理电路。

本发明的有益效果是：本发明通过发动机转速测量装置对发动机转速进行测量并确定发动机噪声基频，再使用声学自适应算法，将两个频率和幅值相同、相位相差180度的正弦波信号叠加后会相互抵消，产生同幅反相的反声音实现对噪音的有效抵消，有效降低噪声，得到我们所需的一个相对安静的车内环境，同时保留了车内所需要的mp3播放的音乐声、车内谈话声。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为anc主动降噪原理图；

图2为本发明的系统原理图；

图3为本发明有anc和无anc的线条曲线图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示，anc主动降噪原理是基于两个频率和幅值相同、相位相差180度的正弦波信号叠加后会相互抵消，它不受波长的长短限制，利用此原理便能实现车内噪音消除效果，图中实线为噪音信号，虚线为处理后的反向信号。

如图2所示，包括顺次连接的:至少一传声器，用于采集车内原始噪音信号；一信号反向处理电路，用于将传声器所采集的噪音信号转化为相位反向噪音信号；一功放模块，用于放大所述相位反向噪音信号至原始噪音信号的幅值；一发声器，用于在车内输出与原始噪音信号相位反向幅值相同的声波。

具体的实施方法为:在车厢内适当位置装载一定数目的传声器(mic)，用来拾取车内的噪音信号，将拾取到的噪音信号送入信号反向处理电路中进行分析、补偿、比对并使其相位反向180度处理后，送给车载内装置的功放模块放大后由喇叭发出与最原始噪声相位反向幅度相同的声波，从而消除整个车厢闭环系统中的噪音。

由于这是一个反馈的过程，所以在某些情况下，闭环系统可能会不稳定。所以噪声信号反向处理电路应尽可能高速、高精度还原噪声信号，且整个车内环境结构要做相应计算测试声学特性，再根据实际调整噪音信号处理电路，最终能很好的消除部分车内噪音达到我们降噪的效果，如图3所示。

其中，整个装置包括前馈麦克风、误差麦克风，用于采集车内原始噪音信号，所述前馈麦克风和误差麦克风分别安装在一端开口的密闭隔音管道中，前馈麦克风安装在隔音管道的封闭端，误差麦克风安装在隔音管道的开口端，隔音管道的中段安装有朝向开口端的噪声扬声器，隔音管道的中段设置有一个密闭隔音支管，密闭隔音支管内安装有朝向隔音管道的降噪扬声器，误差麦克风与前置放大器的一个输入端相连接，前置放大器的另一个输入端与前馈麦克风相连接，降噪扬声器与功放模块的一个输出端相连接，功放模块的另一个输出端与噪声扬声器相连接，信号调理模块的输入端分别连接有噪音发生器、信号发生器和发动机转速测量装置，前置放大器的输出端与dsp模块的一个输入端相连接，信号调理模块也与dsp模块的一个输入端口相连接，dsp模块的输出端还与信号调理模块的一个输入端口相连接。

信号反向处理电路，用于将传声器所采集的噪音信号转化为相位反向噪音信号，所述信号处理模块由声音分离器、anc控制器和混音器三部分构成，信号调理模块和前置放大器的一个输出端分别与声音分离器相连接，信号调理模块和前置放大器的另一个输出端分别与anc控制器的输入端相连接，声音分离器的输出端端与anc控制器的输入端相连接，anc控制器的输出端与混音器的输入端相连接，混音器的输出端与信号调理模块的一个输入端相连接；功放模块，用于放大所述相位反向噪音信号至原始噪音信号的幅值；发声器，用于在车内输出与原始噪音信号相位反向幅值相同的声波。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。