一種便攜式室內(nèi)降噪器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種便攜式室內(nèi)降噪器，具體包括殼體、濾聲腔、包含主動(dòng)降噪芯片的主動(dòng)降噪單元以及揚(yáng)聲器，殼體通過位于其底部的若干吸盤與玻璃表面貼合連接；揚(yáng)聲器置于殼體底部，開口朝向室內(nèi)；殼體與玻璃表面接觸的一側(cè)開口，濾聲腔、主動(dòng)降噪單元置于殼體內(nèi)，且濾聲腔同樣設(shè)有面向玻璃的開口，主動(dòng)降噪單元位于濾聲腔遠(yuǎn)離玻璃表面的一側(cè)，主動(dòng)降噪單元拾取自窗外進(jìn)入室內(nèi)并穿過濾聲腔后剩余的原噪聲，其中主動(dòng)降噪芯片產(chǎn)生頻率與原噪聲相同、相位與原噪聲相反的音頻信號(hào)，音頻信號(hào)被傳送至揚(yáng)聲器產(chǎn)生與原噪聲波長和傳播方向相同，相位相反的消噪聲波。本發(fā)明基于主動(dòng)降噪技術(shù)，使得來自室外的低頻噪聲可以被有效的減少，從而改善室內(nèi)的生活和工作環(huán)境。
【專利說明】一種便攜式室內(nèi)降噪器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及降噪裝置領(lǐng)域，尤其為一種便攜式室內(nèi)降噪器。

【背景技術(shù)】
[0002]噪聲污染、大氣污染、水污染和固體廢棄物污染已被列為當(dāng)今社會(huì)的四大環(huán)境公害。尤其當(dāng)過度暴露在噪聲污染中，不僅會(huì)讓人感到煩躁、嚴(yán)重影響睡眠和心理健康，也會(huì)引發(fā)學(xué)習(xí)障礙和耳鳴等疾病，甚至增加患心臟病等疾病的風(fēng)險(xiǎn)，從而減少人的壽命。因此，如何減少噪聲污染已成為21世紀(jì)新形勢(shì)下環(huán)境污染控制的主要問題之一。
[0003]盡管主被動(dòng)降噪技術(shù)在某些領(lǐng)域里的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟，但在日常室內(nèi)降噪中的應(yīng)用卻鮮有報(bào)道，這與現(xiàn)有降噪技術(shù)的特點(diǎn)和局限性有密不可分的關(guān)系。例如對(duì)噪聲源解頻水平的高低以及對(duì)高精度電子學(xué)元件的依賴性，都會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有設(shè)備在遇到復(fù)雜的多頻、時(shí)變及包含次生源的噪聲時(shí)，效果會(huì)大打折扣；而且昂貴的成本也縮小了適用領(lǐng)域，從而不能滿足于日常室內(nèi)噪聲控制的需求。因此，研制一臺(tái)能夠有效消除室內(nèi)噪聲，且具備低成本、低功耗和易攜帶的便攜式降噪器，用來改善和提高人們?nèi)粘Ｉ钏匠蔀槿遮吰惹械男枨蟆?br>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種低成本、低功耗和易攜帶的便攜式降噪器，具體由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種便攜式室內(nèi)降噪器，該便攜式室內(nèi)降噪器與玻璃窗位于室內(nèi)的一側(cè)玻璃表面連接，具體包括殼體、濾聲腔、包含主動(dòng)降噪芯片的主動(dòng)降噪單元以及若干揚(yáng)聲器，所述殼體通過位于其底部的若干吸盤與所述玻璃表面貼合連接；所述揚(yáng)聲器置于殼體底部，且開口朝向室內(nèi)；所述殼體與玻璃表面接觸的一側(cè)開口，所述濾聲腔、主動(dòng)降噪單兀置于殼體內(nèi)，且濾聲腔同樣設(shè)有面向玻璃的開口，所述主動(dòng)降噪單元位于濾聲腔遠(yuǎn)離所述玻璃表面的一偵牝所述主動(dòng)降噪單元拾取自窗外進(jìn)入室內(nèi)并穿過濾聲腔后剩余的原噪聲，其中主動(dòng)降噪芯片產(chǎn)生頻率與原噪聲相同、相位與原噪聲相反的音頻信號(hào)，所述音頻信號(hào)被傳送至揚(yáng)聲器產(chǎn)生與原噪聲波長和傳播方向相同，相位相反的消噪聲波。
[0005]所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述主動(dòng)降噪單元還包括依次連接的傳聲兀件(4 ), A\D轉(zhuǎn)換模塊(5 )、電壓放大模塊(6 )和功率放大模塊(7 ),所述傳聲原件對(duì)原噪聲進(jìn)行拾取將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，所述A\D轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后再通過電壓放大模塊(6)和功率放大模塊(7)將上述數(shù)字信號(hào)放大，放大后的數(shù)字信號(hào)被送至主動(dòng)降噪芯片，所述主動(dòng)降噪芯片產(chǎn)生頻率與原噪聲相同、相位與原噪聲相反的新的音頻信號(hào)。
[0006]所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述殼體呈圓桶狀，其內(nèi)壁上沿軸向設(shè)置有若干卡槽板，所述聲元件，A\D轉(zhuǎn)換模塊、電壓放大模塊、功率放大模塊以及主動(dòng)降噪芯片依次置于所述卡槽板上。
[0007]所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述殼體上部設(shè)置有電源，該電源通過位于殼體頂端的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)與所述揚(yáng)聲器和主動(dòng)降噪單元連接。
[0008]所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述殼體的下部設(shè)有環(huán)形底座，所述吸盤有四個(gè)且均布在環(huán)形底座內(nèi)。
[0009]所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述殼體的外壁通過若干緩沖元件與所述玻璃表面連接。
[0010]所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述環(huán)形底座內(nèi)插接有剛性材料制成的接觸器，該接觸器一端與玻璃表面接觸另一端通過若干連接臂與緩沖元件連接臂與所述殼體的外壁連接。
[0011]所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述殼體外圍均勻設(shè)置有若干揚(yáng)聲器固定桿、所述揚(yáng)聲器固定桿一端設(shè)置有揚(yáng)聲器保護(hù)罩，該揚(yáng)聲器保護(hù)罩穿過所述環(huán)形底座與所述玻璃表面接觸，所述揚(yáng)聲器置于所述揚(yáng)聲器保護(hù)罩內(nèi)，所述揚(yáng)聲器固定桿內(nèi)設(shè)有連接所述主動(dòng)降噪單元和揚(yáng)聲器的音頻連接線。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明基于主動(dòng)降噪技術(shù)的特點(diǎn)，來自室外的低頻噪聲可以被有效的減少，從而改善室內(nèi)的生活和工作環(huán)境。本發(fā)明質(zhì)量輕，體積小，通過環(huán)形底座設(shè)置的多個(gè)吸盤可以長時(shí)間牢固地貼合于窗戶玻璃上，在有效降低室內(nèi)噪聲的同時(shí)，不需要額外加固窗戶，不會(huì)影響窗戶的整體布局和采光性，也不會(huì)影響室內(nèi)裝修的協(xié)調(diào)性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的一種便攜式室內(nèi)降噪器側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明的一種便攜式室內(nèi)降噪器俯視結(jié)構(gòu)圖；
圖3是本發(fā)明的一種便攜式室內(nèi)降噪器實(shí)施原理圖；
圖中，1-玻璃窗，2-濾聲腔,3-阻尼材料,4-傳聲兀件,5-A\D轉(zhuǎn)換模塊,6-電壓放大模土夾，7-功率放大模塊，8-主動(dòng)降噪芯片，9-電源，10-電池室，11-開關(guān)，12-卡槽板，13-殼體，14-連接臂，15-緩沖元件，16-連接器，17-揚(yáng)聲器，18-揚(yáng)聲器固定桿，19-音頻連接線，20-揚(yáng)聲器保護(hù)罩，21-吸盤，22-環(huán)形底座。

【具體實(shí)施方式】
[0014]結(jié)合圖1圖2所示，該便攜式室內(nèi)降噪器與玻璃窗位于室內(nèi)的一側(cè)玻璃表面連接，具體包括殼體13、濾聲腔2、包含主動(dòng)降噪芯片8的主動(dòng)降噪單元以及四個(gè)揚(yáng)聲器17，揚(yáng)聲器17的開口方向朝向室內(nèi)，殼體的下部設(shè)有環(huán)形底座22，吸盤21有四個(gè)且均布在環(huán)形底座22內(nèi)，殼體13通過位于其底部的四個(gè)吸盤與玻璃表面貼合連接；殼體13外圍均勻設(shè)置有四根揚(yáng)聲器固定桿18、揚(yáng)聲器固定桿18 —端分別設(shè)置有揚(yáng)聲器保護(hù)罩20,四個(gè)揚(yáng)聲器保護(hù)罩20置于環(huán)形底座22內(nèi)且分別位于相鄰兩個(gè)吸盤21之間，該揚(yáng)聲器保護(hù)罩20穿過位于殼體底部的環(huán)形底座與玻璃表面接觸，揚(yáng)聲器置于揚(yáng)聲器保護(hù)罩內(nèi)，且與窗外相對(duì)；揚(yáng)聲器固定桿內(nèi)設(shè)有連接主動(dòng)降噪單元和揚(yáng)聲器的音頻連接線19。
[0015]殼體13與玻璃表面接觸的一側(cè)開口，濾聲腔、主動(dòng)降噪單兀置于殼體內(nèi)，且濾聲腔由阻尼材料3如橡膠，泡沫塑料等制作形成且同樣設(shè)有面向玻璃的開口，主動(dòng)降噪單元位于濾聲腔遠(yuǎn)離玻璃表面的一側(cè)，主動(dòng)降噪單元拾取自窗外進(jìn)入室內(nèi)并穿過濾聲腔后剩余的原噪聲，其中主動(dòng)降噪芯片8產(chǎn)生頻率與原噪聲相同、相位與原噪聲相反的音頻信號(hào)，音頻信號(hào)被傳送至揚(yáng)聲器產(chǎn)生與原噪聲波長相同，相位相反的消噪聲波。
[0016]主動(dòng)降噪單元還包括依次連接的傳聲元件4，A\D轉(zhuǎn)換模塊5、電壓放大模塊6和功率放大模塊7，傳聲原件4對(duì)原噪聲進(jìn)行拾取將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，A\D轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后再通過電壓放大模塊6和功率放大模塊7將上述數(shù)字信號(hào)放大，放大后的數(shù)字信號(hào)被送至主動(dòng)降噪芯片，主動(dòng)降噪芯片8產(chǎn)生頻率與原噪聲相同、相位與原噪聲相反的新的音頻信號(hào)。其中主動(dòng)降噪芯片可采用AS3420、AS3400、AS3500、AS3501、AS3502等型號(hào)的芯片。
[0017]殼體13呈圓桶狀，其內(nèi)壁上沿軸向設(shè)置有若干卡槽板12，傳聲元件4，A\D轉(zhuǎn)換模塊5、電壓放大模塊6、功率放大模塊7以及主動(dòng)降噪芯片8依次置于卡槽板上。
[0018]殼體上部設(shè)置有電源，該電源通過位于殼體頂端的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)與揚(yáng)聲器和主動(dòng)降噪單元連接。電源具體包括電源電路9和裝填電池的電池室10。電源電路9分別通過引線與傳聲元件4，A\D轉(zhuǎn)換模塊5、電壓放大模塊6、功率放大模塊7以及主動(dòng)降噪芯片8連接，向各部分供電。
[0019]殼體的外壁通過四個(gè)緩沖元件15與玻璃表面連接。環(huán)形底座內(nèi)插接有剛性材料制成的接觸器16，該接觸器一端與玻璃表面接觸另一端通過若干連接臂14與緩沖元件15連接臂與殼體的外壁連接。接觸器、緩沖元件以及連接臂形成緩沖裝置，避免玻璃由于噪聲波產(chǎn)生的振動(dòng)傳遞到殼體。
[0020]以下是本發(fā)明利用上述的基于噪聲自消技術(shù)的便攜式降噪器，從工作原理方面進(jìn)行歸納說明:
如圖3的便攜式室內(nèi)降噪器實(shí)施原理圖所示，完整的降噪過程分四個(gè)部分來實(shí)現(xiàn)，各自實(shí)現(xiàn)的功能有所不同，第一部分為接觸部分，第二部分為被動(dòng)降噪部分，第三部分為主動(dòng)降噪處理部分，第四部分為主動(dòng)降噪輸出部分。
[0021]其中，第一部分為接觸部分，主要靠四套完全相同的揚(yáng)聲器保護(hù)罩20、四個(gè)完全相同的吸盤21和環(huán)形底座22來實(shí)現(xiàn)功能，目的是支撐和加固整個(gè)便攜式室內(nèi)降噪器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，起到外圍骨架的作用，同時(shí)吸盤21用于將整個(gè)裝置牢牢吸附在玻璃窗I上，使整個(gè)裝置能正常工作，吸盤21的應(yīng)用也使得整個(gè)裝置方便拆裝，易攜帶。
[0022]第二部分為被動(dòng)降噪部分，位于整個(gè)便攜式室內(nèi)降噪器的中前端，主要靠濾聲腔
2、阻尼材料3和四套完全相同的剛性緩沖裝置來實(shí)現(xiàn)功能，所述的每一套剛性緩沖裝置都由緩沖裝置連接臂14、緩沖元件15和剛性材料連接器16組成。其中，濾聲腔2的內(nèi)壁是由可以吸附噪聲的阻尼材料3制成，當(dāng)透過玻璃窗I的初級(jí)高頻噪聲傳到濾聲腔2時(shí)，一部分可以被濾聲腔2吸收，一部分可以在濾聲腔2的內(nèi)壁發(fā)生反射，發(fā)生后的聲波向窗外發(fā)散出去，剩下的一部分穿過濾聲腔2到達(dá)后面的主動(dòng)降噪處理部分中，這樣一方面可以減弱初級(jí)高頻噪聲，另一方面可以減小后續(xù)主動(dòng)降噪的壓力，使主動(dòng)降噪針對(duì)某一范圍的低頻噪聲效果更佳。同時(shí)，玻璃受聲波的影響會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，從而生成二次噪聲，由緩沖裝置連接臂14、緩沖元件15和剛性材料連接器16組合在一起的剛性緩沖裝置，依靠緩沖的原理可以吸收和傳遞來自玻璃振動(dòng)的二次噪聲，并將一部分高頻造成轉(zhuǎn)變?yōu)榈皖l噪聲，從而也可被主動(dòng)降噪部分進(jìn)行減弱和消除。
[0023]第三部分為主動(dòng)降噪處理部分,主要靠最傳聲兀件4,A\D轉(zhuǎn)換模塊5、電壓放大模塊6、功率放大模塊7和主動(dòng)降噪芯片8來實(shí)現(xiàn)功能。經(jīng)過濾聲腔2的噪聲首先會(huì)到達(dá)傳聲元件4，進(jìn)入傳聲元件4的噪聲即為主動(dòng)降噪裝置拾取的噪聲，稱為原噪聲；原噪聲經(jīng)過傳聲元件4產(chǎn)生電信號(hào)經(jīng)A\D轉(zhuǎn)換模塊5進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后經(jīng)通過電壓放大模塊6和功率放大模塊7將電信號(hào)放大，放大的電信號(hào)使得聲音特征更加明顯，便于后續(xù)分析調(diào)相；接著放大的電信號(hào)到達(dá)主動(dòng)降噪芯片8，主動(dòng)降噪芯片8對(duì)放大的電信號(hào)進(jìn)行相位分析，并根據(jù)相位分析結(jié)果，產(chǎn)生頻率與原噪聲相同，相位與原噪聲相反(相差180度)的新的音頻信號(hào)，從而完成噪聲信號(hào)的主動(dòng)降噪處理的功能。
[0024]第四部分為主動(dòng)降噪輸出部分，主要靠由四條音頻連接線19和四個(gè)揚(yáng)聲器17來實(shí)現(xiàn)功能。主動(dòng)降噪處理部分輸出的相位與原噪聲相反的新音頻信號(hào)會(huì)通過四條音頻連接線19分別傳輸至四個(gè)揚(yáng)聲器17中,借助揚(yáng)聲器17朝向室內(nèi)的擴(kuò)音罩,輸出的聲音進(jìn)入室內(nèi)，且方向與原噪聲方向相同。根據(jù)波的干涉疊加原理，新聲音與原噪聲的聲波在交匯處的波長相同，相位相反，傳播過程中，兩波相互削弱或完全抵消，達(dá)到消聲目的。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式室內(nèi)降噪器，其特征在于，該便攜式室內(nèi)降噪器與玻璃窗位于室內(nèi)的一側(cè)玻璃表面連接，具體包括殼體、濾聲腔、包含主動(dòng)降噪芯片的主動(dòng)降噪單元以及若干揚(yáng)聲器，所述殼體通過位于其底部的若干吸盤與所述玻璃表面貼合連接；所述揚(yáng)聲器置于殼體底部，且開口朝向室內(nèi)；所述殼體與玻璃表面接觸的一側(cè)開口，濾聲腔、主動(dòng)降噪單元置于殼體內(nèi)，且濾聲腔同樣設(shè)有面向玻璃的開口，所述主動(dòng)降噪單元位于濾聲腔遠(yuǎn)離所述玻璃表面的一側(cè)，所述主動(dòng)降噪單元拾取自窗外進(jìn)入室內(nèi)并穿過濾聲腔后剩余的原噪聲，其中主動(dòng)降噪芯片產(chǎn)生頻率與原噪聲相同、相位與原噪聲相反的音頻信號(hào)，所述音頻信號(hào)被傳送至揚(yáng)聲器產(chǎn)生與原噪聲波長和傳播方向相同，相位相反的消噪聲波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其特征在于，所述主動(dòng)降噪單元還包括依次連接的傳聲兀件(4 ), A\D轉(zhuǎn)換模塊(5 )、電壓放大模塊(6 )和功率放大模塊(7 ),所述傳聲原件對(duì)原噪聲進(jìn)行拾取將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，所述A\D轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后再通過電壓放大模塊(6)和功率放大模塊(7)將上述數(shù)字信號(hào)放大，放大后的數(shù)字信號(hào)被送至主動(dòng)降噪芯片，所述主動(dòng)降噪芯片產(chǎn)生頻率與原噪聲相同、相位與原噪聲相反的新的音頻信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其特征在于，所述殼體呈圓桶狀，其內(nèi)壁上沿軸向設(shè)置有若干卡槽板，所述聲元件，A\D轉(zhuǎn)換模塊、電壓放大模塊、功率放大模塊以及主動(dòng)降噪芯片依次置于所述卡槽板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其特征在于，所述殼體上部設(shè)置有電源，該電源通過位于殼體頂端的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)與所述揚(yáng)聲器和主動(dòng)降噪單元連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其特征在于，所述殼體的下部設(shè)有環(huán)形底座，所述吸盤有四個(gè)且均布在環(huán)形底座內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其特征在于，所述殼體的外壁通過若干緩沖元件與所述玻璃表面連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其特征在于，所述環(huán)形底座內(nèi)插接有剛性材料制成的接觸器，該接觸器一端與玻璃表面接觸另一端通過若干連接臂與緩沖元件連接臂與所述殼體的外壁連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式室內(nèi)降噪器，其特征在于，所述殼體外圍均勻設(shè)置有若干揚(yáng)聲器固定桿、所述揚(yáng)聲器固定桿一端設(shè)置有揚(yáng)聲器保護(hù)罩，該揚(yáng)聲器保護(hù)罩穿過所述環(huán)形底座與所述玻璃表面接觸，所述揚(yáng)聲器置于所述揚(yáng)聲器保護(hù)罩內(nèi)，所述揚(yáng)聲器固定桿內(nèi)設(shè)有連接所述主動(dòng)降噪單元和揚(yáng)聲器的音頻連接線。
【文檔編號(hào)】H04R3/02GK104053093SQ201410288032
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】虞歷堯, 郜海陽, 薛秋蒙, 于田甜, 王超, 閆文輝, 卜令兵, 黃興友, 王震 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)