今年，Covid-19推动了数百万人突然转向家里的工作。这些重大变化也导致了某些小工具的广泛使用。
例如，许多成年人在家和他们的孩子在线上学校，学校课程，工作会议和嘈杂的宠物在线上学，可以干扰每个人的在线任务。这使得降噪耳机，消除了从对话中的背景噪音，非常有用的设备。
在本文中，我们将看一下一些基本的技术概念，即噪声消除耳机依赖于抑制噪声分量。
降噪耳机如何工作？
降噪耳机采用叠加原理，有效地衰减耳机耳杯内的环境噪音。基本思想是感知来自嘈杂环境的不需要的声波，并通过扬声器产生适当的取消声波。
取消波应与幅度的穿透噪声匹配，并具有如下所示的相反相位。
取消波的图。使用的图像礼貌Markus Guldenschuh.
以这种方式，通过次级路径产生的声波将破坏性地干扰来自主路径的噪声，并且将有效地减弱噪声分量。这种噪声抑制技术通常被称为文献中的主动噪声控制（ANC）。
请注意，ANC在各种应用领域中使用。例如，许多设备，例如空调，冰箱和割草机，采用ANC验证电动机，压缩机等的不可避免的噪音
虽然ANC的基本思想似乎很简单，但有许多因素应该考虑到达到所需的噪声衰减水平。下面，我们将看看简单的ANC系统的框图，该系统使用特定类型的控制器称为“自适应前馈控制器”来了解有关该技术的更多信息。
馈线ANC
管道 - 声学馈电ANC系统如下所示：
管道 - 声学馈电ANC系统。使用的图像礼貌alina miza.
该示例具有单个参考传感器（“参考麦克风”），单个辅助源（“取消扬声器”）和单个错误传感器（“错误麦克风”）。该系统通过参考麦克风拾取不需要的声场（噪声分量），并在扬声器处生成取消信号。
系统以误差麦克风拾取的噪声最小化的方式自动调整其参数。
过滤器位于ANC的心脏
控制系统基本上是一种数字滤波器，其模拟参考麦克风和扬声器之间的声学系统，以产生与噪声信号相同的幅度的消除波 - 但是具有反相阶段。设计师需要确定过滤器订购和类型（或者冷杉或者IIR.）。
除了这些过滤器类型中的每一个可以提供的优点和缺点之外，其中一个可能是更好的选择，这取决于要建模的声学系统的特性。
例如，如果声学系统具有显着的声波反射边界，则包括反馈循环的IIR滤波器可能更合适。但是，如果没有反射，那么当波浪进入自由空间时，灭菌器会导致更有效的解决方案。
FIR滤波器架构的示例 - 在这种情况下，一个8个抽头FIR滤波器架构。使用的图像礼貌Altera.
过滤器顺序是依赖于应用程序，并且可能会受到消除声波的复杂性的影响。此外，滤波器顺序可能存在上限，因为过滤器顺序会影响其延迟。
从参考麦克风到取消扬声器的不同电子块的延迟时间的总和不应该大于到到达扬声器位置所需的时间。如果不是这种情况，则无法发生取消。
此外，如我们我们下面讨论的，滤波器系数在ANC系统中不是恒定的。具有较大的过滤器顺序，自适应算法需要确定更大数量的滤波器系数。这可以减慢自适应算法电路甚至导致收敛问题。
需要自适应滤波器
ANC系统的滤波器系数不是恒定的，应由控制器自动调整。这是因为系统特征可以随时间变化。
例如，扬声器上的空气流或温度变化可以略微改变系统响应。此外，随着组件随时间的增长或真菌在工业环境中的传感器和扬声器中增长，系统特性将改变，系统的噪音衰减性能会降低。
因此，随着系统变化，需要自动调整滤波器系数。自适应算法包括优化标准，其最小化由误差麦克风感测的声场的功率。下面描绘了这种系统的框图。
自适应算法如何最小化声场的功率的框图。使用的图像礼貌Sen M. Kuo.
结论
降息耳机市场可能只会继续在未来几个月从家中捕获的员工。希望本文在这些设备中发挥了更好的潜在技术。
特色图片（修改）使用礼貌b和alina miza.
您有设计消音耳机的经验吗？使用ANC Systems时，您遇到了什么挑战？在下面的评论中分享您的想法。
