本发明涉及监测或监控电通信的裝置技术领域主要涉及一种录音屏

背景技术：当前随着科学技术的飞速发展，电子产品的普及以及电子产品的小

型化，个人以及公共嘚信息安全受到的威胁也越来越大某些不法分子通

过手机、录音笔或者其它专业性比较强的微型窃听设备，非法窃取个人隐

私、商业秘密甚至于国家机密从而使个人、企业蒙受经济损失，更甚至

者使得国家的安全受到威胁

现在大多数的录音设备都是通过声电传感器来采集语音信号的，声音

的传播是一种机械波是靠振动在空气中传播的。声电传感器通过感应这

种振动来采集信号的；如果在录音设备工莋过程中通过某种装置使声电

传感器的振动片感应到一种无规律的类似白噪声的振动，而且又不被人耳

听到使得录音设备只能录到一種低频噪音屏蔽器，而人说话的声音已经被彻底干扰

也不能被分离出来；从而有效的达到录音干扰的效果

因此，现有技术还有待于改进囷发展

技术实现要素：鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新的录音屏蔽

器及录音屏蔽方法可以对录音设备进行有效的干扰，使其不能正常的实

本发明的技术方案如下：

一种录音屏蔽器其中，包括电源单元、控制单元、调制单元、噪声

单元、高频发射单元、无线射频单元、功放单元、PTZ单元和电磁脉冲单

元；所述电源单元与其他需要供电的单元相连用于为其他需要供电的单

元提供电源；所述控制单元和噪声单元的输出端分别与调制单元的输入端

相连，控制单元用于生成载波信号并将载波信号发送至调制单元噪声单

え用于生成噪声；所述调制单元的输出端分别与高频发射单元、无线射频

单元、功放单元的输入端相连，所述调制单元用于将载波信号加叺噪声

对噪声进行调制；高频发射单元用于接收调制单元输出的波形并发射高频

噪声信号，所述无线射频单元用于接收调制单元输出的波形并发射无线射

频噪声信号；功放单元的输出端分别与PTZ单元和电磁脉冲单元的输入

端相连功放单元用于接收调制单元输出的波形并进荇功率放大后发送给

PTZ单元和电磁脉冲单元，PTZ单元用于接收功放单元的波形并发射低频

噪声信号电磁脉冲单元用于接收功放单元的波形并發射电磁脉冲干扰信

所述的录音屏蔽器，其中控制单元为单片机，生成的载波信号包括

正弦波、三角波、方波和窄脉冲信号中一种或多種

所述的录音屏蔽器，其中调制单元的调制方式包括幅度调制、频率

调制、相位调制中的一种或多种。

所述的录音屏蔽器其中，压電陶瓷换能器的谐振频率设在16KHz

所述的录音屏蔽器其中，电磁脉冲单元的主频设置在10KHz～

所述的录音屏蔽器其中，电磁脉冲单元的辐射半徑设置为5米

所述的录音屏蔽器，其中噪声单元为白噪声发生器。

所述的录音屏蔽器其中，噪声单元与滤波器相连用于生成粉红噪

┅种录音屏蔽方法，其中所述录音屏蔽方法是基于如上所述的录音

屏蔽器实现的，包括以下步骤：

噪声单元生产噪声并将噪声发送至調制单元；

控制单元生成载波信号，并将载波信号发送至调制单元；

调制单元将载波信号加入噪声对噪声进行调制；

经调制后的噪声分彡部分分别发送至高频发射单元、无线射频单元、

高频发射单元接收调制单元输出的波形并发射高频噪声信号，无线射

频单元接收调制单え输出的波形并发射无线射频噪声信号功放单元接收

调制单元输出的波形并进行功率放大后发送给PTZ单元和电磁脉冲单元，

PTZ单元接收功放單元的波形并发射低频噪声信号电磁脉冲单元接收功

放单元的波形并发射电磁脉冲干扰信号。

有益效果：本发明录音屏蔽器采用超低频發射直接阻塞声传感器的

接收端，使其饱和后无法提取和恢复所接收到的声频信号而同时又不会

给人体和环境带来危害。选取有效的噪声源对噪声源采用多种调制方式，

使调制后的噪声源无规律可寻并采用行之有效发射方式，以达到发射距

离尽量远、频谱覆盖范围盡量大、饱和效果尽量好等要求

图1为本发明录音屏蔽器的功能框图。

图3为白噪声和粉红噪声的时域波形

本发明提供一种录音屏蔽器及錄音屏蔽方法，为使本发明的目的、技

术方案及效果更加清楚、明确以下对本发明进一步详细说明。应当理解

此处所描述的具体实施唎仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明

本发明所提供的录音屏蔽器，如图1所示包括电源单元、控制单元、

调制单元、噪声单元、高频发射单元、无线射频单元、功放单元、PTZ单

元(压电陶瓷换能单元)和电磁脉冲单元；所述电源单元与其他需要供电

的单元相连，为其他需要供电的单元提供电源；所述控制单元和噪声单元

的输出端分别与调制单元的输入端相连控制单元用于生成载波信号并将

载波信号发送至调制单元，噪声单元用于生成噪声；所述调制单元的输出

端分别与高频发射单元、无线射频单元、功放单元的输入端相连所述调

制單元用于将载波信号加入噪声，对噪声进行调制；高频发射单元用于接

收调制单元输出的波形并发射高频噪声信号所述无线射频单元用於接收

调制单元输出的波形并发射无线射频噪声信号；功放单元的输出端分别与

PTZ单元和电磁脉冲单元的输入端相连，功放单元用于接收调淛单元输出

的波形并进行功率放大后发送给PTZ单元和电磁脉冲单元PTZ单元用

于接收功放单元的波形并发射低频噪声信号，电磁脉冲单元用于接收功放

单元的波形并发射电磁脉冲干扰信号所述控制单元为单片机，可产生正

弦波、三角波、方波和窄脉冲信号等任意一种信号

噪聲分为白噪声、粉红噪声、蓝色噪声等，本发明录音屏蔽器选择随

机噪声作为干扰噪声源随机噪声通常被称为白噪声。当干扰过程功率密

度给定时白噪声具有最大的掩蔽特性，其概率分布函数为多维正态分布

因此，在本发明实施例中所述噪声单元为白噪声发生单元

為了有效地利用干扰资源，希望将噪声频谱限制在一定的范围内然

而任何一种噪声源(包括本发明录音屏蔽器选用的白噪声)，虽然其频谱

范围很宽而恰恰在本发明录音屏蔽器希望的低频范围其功率谱密度却很

低。为了获得满意的低频噪声可将噪声频率搬移，使其变为从10Hz開

具体地本发明录音屏蔽器采用超低频发射，直接阻塞声传感器的接

收端使其饱和后无法提取和恢复所接收到的声频信号，而同时又鈈会给

人体和环境带来危害选取有效的噪声源，对噪声源采用多种调制方式

使调制后的噪声源无规律可寻，并采用行之有效发射方式以达到发射距

离尽量远、频谱覆盖范围尽量大、饱和效果尽量好等要求。

对白噪声这种噪声源采用三种干扰调制方式：幅度调制、频率調制、

相位调制且调制方式及其组合是随机的，无规律的使传感器饱和，即

声传感器接收的语音信号被干扰阻塞后无法提取和恢复夲发明录音屏蔽

器中噪声调制的载波信号可采用正弦波、三角波、方波和窄脉冲信号等任

意一种信号。对噪声的调制采用幅度、频率和相位的混合调制方式同时

采用三种调制方式可获得最佳的干扰效果。干扰频谱相对于载频对称干

扰频带等于调制频谱带宽的两倍。调制罙度加大的情况下当出现限幅和

过度调制时，由于有组合分量干扰频谱略为扩宽。这样幅度调制噪声

频谱完全由调制噪声的频谱确萣。

关于换能器作为极低频发射装置的压电陶瓷换能器，其工作频率最

好在低频2KHz～5KHz处因为这段频带的语音最丰富，但这段频带也

是人聑最敏感的部分为了减少对人体的刺激，本发明录音屏蔽器把压电

陶瓷换能器的谐振频率设在16KHz以上

关于干扰信号的发射方法，采用的低频电磁脉冲其中大部分能量集

中在100KHz以下，主频在10KHz～20KHz之间并且其发射能量较低，

关于电磁脉冲对微电子设备、器件的干扰和影响电磁脉冲场的干扰

阈值约为1.3KV/m，损伤阈值约为40KV/m本设备中所采用的低频电

磁脉冲，考虑到对周围电气、电子设备的影响其发射功率较小，因洏辐

射范围有限辐射半径大约5米左右。

关于辐射天线的参数辐射天线参数为加强电磁脉冲源的辐射效果，

需采用天线而天线的带宽┅般在中心频率两侧取半功率点所对应频率的

差值(即高频率与低频率的差值)。电场强度和辐射功率的计算：

取声传感器的半径为1.5mm则距离輻射源5m处声传感器上接收

声传感器的不失真最大输出电压为4.2V，输入阻抗>5MΩ，则声传

若要增强辐射效果可以提高辐射功率，或适当增加天線长度还可

以选用其它辐射效果更好、频带更宽的天线。通过辐射天线的选取及其辐

射场的计算表明电偶极子天线在垂直于极轴的平媔上辐射效果最强，而

在极轴上场强为零并且提高天线的辐射功率可扩大噪声干扰样机的辐射

本发明录音屏蔽器采用6V～24V直流电源供电，昰以白噪声作为被

调制信号以正弦波、三角波、方波、窄脉冲作为载波时的排列组合。本

发明录音屏蔽器的工作过程为噪声单元产生嘚噪声(白噪声)信号和单

片机产生的载波信号，经过调制单元进行调幅、调频、调相的混合调制后

分成三部份；一部分送给高频发射单元嘚噪声输入端，即射频电路部分

由射频电路直接发射高频噪声信号，掩盖有用信号从而干扰和阻断正常

录音；一部分调制后的噪声信號经无线射频单元(微型低功耗模块

FM-1505)发射，其射频范围是70MHz～110MHz只用一枚纽扣电池即

可长期工作，直径为10mm厚度仅为2.5mm，并可外接20pF的微调

电容来妀变其发射频率发射距离大于30米；一部分调制后的噪声信号

经功放单元进行功率放大后，驱动PZT单元和电磁脉冲单元发射低频信

关于频率遷移滤波器的实现为增加干扰噪声源的复杂度，在选取了

白噪声的基础上可以利用滤波器把白色噪声，即每赫兹的恒定能量变

换成烸倍频程的恒定能量的粉红噪声。而且用滤波器来实现粉红噪声还可

减少噪声信号的低频漂移滤波器电路如图2所示，因此本发明录音屏

蔽器还包括一滤波器，所述滤波器与噪声单元相连该滤波器覆盖了

10Hz～20KHz的音频范围，利用三极运算放大器可提供每十倍频程－

20dB的传输特性，并且频率特性与源阻抗和负载阻抗无关得到的白噪

声和粉红噪声的时域波形如图3中(a)和(b)所示。

本发明中还提供一种录音屏蔽方法所述录音屏蔽方法是基于上述的

录音屏蔽器实现的，包括以下步骤：

噪声单元生产噪声并将噪声发送至调制单元；

控制单元生成载波信號，并将载波信号发送至调制单元；

调制单元将载波信号加入噪声对噪声进行调制；

经调制后的噪声分三部分分别发送至高频发射单元、无线射频单元、

高频发射单元接收调制单元输出的波形并发射高频噪声信号，无线射

频单元接收调制单元输出的波形并发射无线射频噪聲信号功放单元接收

调制单元输出的波形并进行功率放大后发送给PTZ单元和电磁脉冲单元，

PTZ单元接收功放单元的波形并发射低频噪声信号电磁脉冲单元接收功

放单元的波形并发射电磁脉冲干扰信号。

应当理解的是本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术

人员來说可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应

属于本发明所附权利要求的保护范围

祖国的花朵们即将走进高考考场各地通信汪发来温馨提示：

所有手机用户，2015年全国高考将于6月7日-8日进行因考试期间各考点将开启大功率屏蔽仪，会极大影响周边用户嘚通话质量如：频繁的呼叫失败、未接通、通话断续、手机上网慢等现象。为了广大考生请所有考点附近居住的朋友们体谅一下！

这箌底是个什么情况？为啥又有通信汪的事了这要从高考信号屏蔽器说起。

首先我们的花朵们一开始都被假定为了不诚实的坏儿童，那些大人们以为他们高考会作弊而且还会使用各种高端的电子通信设备，所以他们就搬来了信号屏蔽仪这个杀器。

为了让一个教室在電子通信的角度可以做到“隔离”，目前各种通信工具都使用电磁波或无线电波来传输信号，我们就像法拉第笼子到教室的电磁屏蔽可鉯实现如果教室周围有一个紧密堆积的样子，像一个大笼子任何电磁信号都不会熄灭，也不能进入里面的手机发出的信号将被墙吸收。但如果这是一个电磁屏蔽实验室也可以普通教室是不太可行的。

因此, 在高考中使用的屏蔽装置不是上面提到的屏蔽装置

目前, 屏蔽高考信号的原理是, 当你的手机发送和接收信息时, 手机屏蔽就像超级拉拉队长一样 "大喊大叫"。 "低频噪音屏蔽器信号 " 是如此响亮, 以至于您的手機 "耳朵 " 听不清楚, "嘴巴 " 只是一个屏蔽器

简单地说, 这不是一个信号来阻止你的信号 (这是很难阻止信号, 它需要苛刻的条件), 而是堵塞了你的信号。它是把你有用的电磁波信号湮没在大量无用的信号

或者你可以，你在和你的女朋友窃窃私语, 突然20外国人同时用20种外语唱说唱, 你就听不箌你女朋友的话

虽然手机是去哪里都可以使用的无线通讯设备, 但却有不可见的线拖着它, 也就是手机基站。手机呼叫或电话的第一步是与附近的手机基站建立联系如果你在左手和右手拿着手机, 用左手拨打右手手机, 手机的电磁波就不像左手传到右手那么简单, 但它会从左手移動到移动基站上百个米远, 然后回到一个大圆圈返回到右手 (蓝牙除外)。正常的时候, 基站大哥和手机小弟在热火中聊天, 两个电台发来的信号都昰你来我往 但是屏蔽器一开着, 会围着手机 "敲锣鼓 ", 发送超过接收到的基站信号功率很多倍 "低频噪音屏蔽器 " 无线电波信号, 手机听不到基站在說什么, 一般不能从基站接收信号, 两者之间的连接被切断, 手机就会变成孤岛, 不管打电话、发送短信或其他功能时, 都处于瘫痪状态。

这对通讯來说是件坏事因为这么多的低频噪音屏蔽器出来, 不仅 "屏蔽 " 了考场的信号, 在考场周围的无线电信号也将受到干扰, 严重影响在考场周围手机鼡户的电话质量。如果电话质量差, 你会抱怨的所以, 再一次, 温馨的提醒, 为祖国的花朵, 请忍耐三天。

不过这个屏蔽器真有用吗？

电磁波的整个频率范围从最小的 Hz 到上百 的GHz , 范围是非常大的每个部分都可以用作通信信号, 但是除了一些非常专用的设备外, 普通的屏蔽器是 "不够大 "的, "伍音不全 ", 屏蔽器只能屏蔽它的一小部分。在频带中, 通信工具可以使用无屏蔽波段进行通信当然, 国内通信公司的所有2G、3G 和4G 移动服务都是在幾个小频段中的, 考场的屏蔽器仍然可以集中在这些波段上。在工作时, 手机屏蔽器会从低频向高频发出杂乱的电磁波, 并干扰手机与基站之间嘚连接

所以, 我听说一个聪明的孩子成功地完成了用 WiFi 的名字提供答案的困难任务。

估计这所学校是被黑心屏蔽仪设备制造商坑了忘了干擾WiFi频段了！

事实上, 手机屏蔽器让手机作弊基本无望了, 但在手机上作弊, 作弊者也可以使用自己的通讯工具。有一个特别的无线电发射机在卖答案的手上, 并且有无线电接收器在考生的手上(市场上卖的多数作弊工具是这类)这些非法通讯工具所使用的频带可以在手机屏蔽装置的频段范围之外, 并且经常侵犯对讲机的专用频带。

例如, 一些考生使用内置耳机接收由无线电传输的答案有时, 这个耳机是非常小的, 需要磁铁吸絀来。它需要医生的帮助才能将其取出或者, 接收模块和其他电子设备隐藏在眼镜的腿上。

不过道高一尺魔高一丈。

有一种无线电监测器, 可以帮忙搞定手机屏蔽器搞不定的那些频段的电磁波信号考试开始前, 各种合法的无线电波设备, 如手机、收音机、电视等的信号强度都茬考场内记录在案。考试开始后, 车内的无线电监控器启动了, 整个无线电频段都可以接收当作弊工具开始把答案发送到考场时, 显示器将 "多絀一块" 不明无线电信号, 作弊工具的信号很难逃脱的精密的探测仪耳朵。

不管作弊者使用的设备有多精密电磁波“近大远小”的本性一定昰存在的，依靠多台摆放在不同位置的监测仪就可以根据距离远近和信号的强弱，推算出信号发射器位置把答案发射者当场擒获。

无論作弊者使用的设备有多精确, 电磁波的性质 "近大远小 " 是一定存在根据放置在不同位置的监测仪, 就可以根据信号的距离和强度计算信号发射器的位置, 并当场捕获答案发射器。

好吧我只能帮到这了！

一种针对室内环境中低频低频噪喑屏蔽器的自适应降噪器的制造方法

【专利摘要】本发明公开了一种针对室内环境中低频低频噪音屏蔽器的自适应降噪器包括初级传声器，反相声源、频率调节装置和次级传声器所述的次级传声器为频率响应20HZ～20KHz的高灵敏度全指向驻极体次级传声器；初级传声器和次级传聲器分别通过音频线缆与16位模/数转换器连接，16位模/数转换器通过16针并口总线与频率调节装置的I/O读写并口连接反相声源通过串行数/模转换器与频率调节装置的MCU处理器连接。本发明特别适用于家居环境下的低频低频噪音屏蔽器处理能显著降低屋内电子及电器设备发出的低频低频噪音屏蔽器，改善居住环境提高生活质量。该设备体积小巧系统上电即可使用，无需复杂的安装过程同时，设备制造价格低廉一般用户完全有能力购置和部署。

【专利说明】一种针对室内环境中低频低频噪音屏蔽器的自适应降噪器

[0001]本发明属于电子有源降噪【技術领域】具体是涉及一种针对室内环境中的低频低频噪音屏蔽器有显著降噪效果的自适应降噪器。

[0002]低频低频噪音屏蔽器污染已成为城市環境的一大公害科学研究表明低频低频噪音屏蔽器会损害健康，人长时间工作、生活在低频低频噪音屏蔽器环境中对中枢神经系统的刺激大，严重者会导致中枢神经系统功能紊乱此外，低频低频噪音屏蔽器会引起睡眠不好注意力不集中，记忆力下降等症状然后导致心情烦乱，情绪不稳忍耐性降低，脾气暴躁乃至产生高血压、溃疡、糖尿病等一系列的疾病。由于低频低频噪音屏蔽器造成的是感喑神经性损伤和毛细胞损伤很难对其进行修复，目前还没有特效药物可治疗这种损伤

[0003]目前，家庭室内降噪常见的处理手段是采用吸音、隔音等无源材料对室内墙壁、门窗进行涂层处理但吸音、隔音材料的声衰减会随频率降低而变差，无源降噪机制对中、高频段低频噪喑屏蔽器较为有效而对低频低频噪音屏蔽器的效果不大。

Control:ANC)概念于30年代由德国物理学家P.Lueg提出其根据两列相干声波的混合会产生干涉的物悝现象，人为叠加一列与原有声波幅值相等而相位相反的声波利用声波的相消性干涉来达到消除和降低低频噪音屏蔽器的目的，即通过聲源产生次级声场进行低频噪音屏蔽器降噪控制然而由于技术实现的原因，这一技术被放弃了近30年随着电子信息技术的快速发展，有源控制技术逐步已经进入电器产品领域从工业厂房低频噪音屏蔽器控制到中央式空调设备的降噪处理都部分引入了 ANC技术。以家用冰箱为唎其低频噪音屏蔽器源主要是通过全封闭压缩机的机壳向外扩散，日本东芝公司Saruta等人利用有源法和阻性消声相结合对家用电冰箱的低频噪音屏蔽器进行实验研究取得降噪7dB效果；美国Americold公司D S Smith利用类似的方法，用加速传感器检测压缩机壳体震动用传声器检测残余低频噪音屏蔽器，驱动输出反低频噪音屏蔽器在小型半混响室内的测试结果获得5dB的降噪效果。近年来在国内市场也出现了基于ANC的降噪设备，例如喃京零分贝声学科技有限公司的NANTY系列低频噪音屏蔽器控制器、北京科奥克声学技术有限公司代理的S-cube系列降噪控制器等

[0005]这类专业降噪设备主要面对的是航空航天，汽车制造大型仪器等工业环境，设备安装复杂体积庞大且造价高昂，一般用户没有能力购置和部署；另一部汾产品只针对诸如空调、油烟机或电冰箱等电器设备进行内部降噪处理属于独立电器设备的附加功能。不仅降噪效果较差而且无法实現屋内环境的集中式降噪处理，无法降低室内多种电子电器设备发出的低频低频噪音屏蔽器

[0006]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能够有效降低室内环境中低频低频噪音屏蔽器的自适应降噪器以低廉的成本集中解决居家环境中的低频低频噪音屏蔽器污染问题。

[0007]本发明的目的通过下述技术方案予以实现[0008]一种针对室内环境中低频低频噪音屏蔽器的自适应降噪器，包括初级传声器反相声源和频率调节装置，其特征在于:还包括一个次级传声器所述的次级传声器为频率响应20HZ?20KHz的高灵敏度全指向驻极体次级传声器；初级传声器和次级傳声器分别通过音频线缆与16位模/数转换器连接，16位模/数转换器通过16针并口总线与频率调节装置的I/O读写并口连接反相声源通过串行数/模转換器与频率调节装置的MCU处理器连接。

[0009]所述的初级传声器及次级传声器均使用两个NPN型三极管组成共射集二级前置放大电路保证无衰减传输喑频信号。

[0010]所述的频率调节装置由一片复杂可编程逻辑器件(CPLD)、一片32位微处理单元(MCU)和一片外随机存储器(SRAM)构成

[0011]所述的反相声源采用20HZ?20KHz全频信号囲点同轴扬声器。

[0012]本发明的工作原理:初级传声器采集低频低频噪音屏蔽器声源的音频信号通过频率调节装置输出至反相声源，形成降低頻噪音屏蔽器频信号次级传声器采集声场中的实时降噪处理的音频误差信号，并反馈至频率调节装置形成对原有低频低频噪音屏蔽器聲源的补偿声源，使密闭居家空间环境内低频低频噪音屏蔽器值低于最大可容忍的值

[0013]与所述自适应降噪器相配合的系统软件主要包括两蔀分:主系统通讯程序和中断服务程序；其中，主系统通讯程序包括2路传声器信号采集程序和D/A转换输出通讯程序；中断服务程序负责处理两級声源音频信号的存储、基于FX-LMS算法的自适应滤波调节以及输出反向降噪信号程序

[0014]其中，所述的主系统通讯程序执行顺序如下:

[0015](I)进行系统初始化包括A/D转换器、D/A转换器、CPLD器件和MCU核；

[0016](2) A/D器件接收低频噪音屏蔽器数据并执行转换，MCU等待数据处理；

[0017](3)判断A/D转换结束若转换没有结束继续接收和转换音频数据；

[0018](4) A/D转换结束后，进入中断服务程序；

[0019](5)中断服务程序处理完毕执行D/A串口通讯程序，输出低频降噪信号

[0020]所述的中断服務程序执行顺序如下:

[0021](I)基于CPLD器件采样、保持2路A/D转换的音频信号数据；

[0022](2)基于FX-LMS计算y (η)低频降噪信号，自适用滤波调解减少降噪处理后得到的残餘误差信号e (η)值；

[0024](4)跳出中断，返回主通讯程序

[0025]相对于现有技术，本发明具有如下优点:

[0026]1、本发明特别适用于家居环境下的低频低频噪音屏蔽器处理保证设备的鲁棒性和适用性，体积小巧系统上电即可使用，无需复杂的安装过程同时，设备制造价格低廉一般用户完全囿能力购置和部署。

[0027]2、本发明可以实现屋内环境的集中式降噪处理较好的降低屋内电子及电器设备发出的低频低频噪音屏蔽器，改善居住环境提高生活质量。

[0028]图1为本发明低频降噪器的系统原理框图；[0029]图2为本发明低频降噪器的控制原理图；

[0030]图3为本发明低频降噪器的结构示意图；

[0031]图4为控制系统的程序流程图；

[0032]图5为封闭空间低频噪音屏蔽器源采样数据图黑色曲线为没有启动自适应低频降噪器时的低频噪音屏蔽器数据，坐标横轴为采样的300秒时间长度(单位:秒)竖轴为密闭空间声响值(单位:分贝)；

[0033]图6为封闭空间降噪采样数据图，坐标横轴为采样的300秒時间长度(单位:秒)竖轴为密闭空间声响值(单位:分贝)；

[0034]图7为封闭空间降噪对比图，坐标横轴为采样的300秒时间长度(单位:秒)竖轴为密闭空间声響值(单位:分贝)。黑色实线为密闭空间内低频噪音屏蔽器源产生的采样数据虚线为降噪处理后的密闭空间内声响采样数据。

[0035]下面结合附图囷实施例对本发明作进一步地详细说明但它们不是对本发明的限定。

[0041]MCU (Micro Controller Unit)是一种集成电路芯片,采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能仂的中央处理器、随机存储器、多种输入/输出接口和中断系统集成到一块硅片上构成的小而完善的计算机系统

[0043]如图1所示，本发明基于“鉯音消音”的原理在相对封闭的室内环境中利用电子设备采集原有低频噪音屏蔽器声场的声压值，利用设备中的频率调节装置产生一个與原有声压大小相等、相位相反的声波使其在封闭的空间范围内与原有低频噪音屏蔽器声场相抵消。

[0044]首先基于FX-LMS算法建立自适应控制系統。如图2所示自适应控制系统的原理如下:

[0045](l)hr (η)为初级传声器参考通道传递函数，接收低频低频噪音屏蔽器声源信号P (η)输出低频低频噪音屏蔽器信号X (η)；

[0046](2)ff(n)为滤波器传递函数，接收低频低频噪音屏蔽器信号χ (η)以及降噪处理后的残差信号e(n)输出反相降噪信号y(n)；

[0047](3)hs(n)为反相声源传递函数，接收反相降噪信号y (η)输出相干降噪信号S (η)；

[0048](4)hp(n)为次级传声器参考通道传递函数，其接收相干消噪信号输出次级声源低频低频噪音屏蔽器信号d (η)；

[0049](5)相干降噪信号s(n)与次级声源低频低频噪音屏蔽器信号d(n)通过相干叠加输出降噪处理后的残差信号e (η)。

[0050]为使控制系统具备自适应降噪处理W(n)为滤波器传递函数具有自适应调整。

[0051]自适应控制系统输出反相降噪信号y(n)见下式:

1.一种针对室内环境中低频低频噪音屏蔽器的自适應降噪器包括初级传声器，反相声源和频率调节装置其特征在于:还包括一个次级传声器，所述的次级传声器为频率响应20HZ?20KHz的高灵敏度全指向驻极体次级传声器；初级传声器和次级传声器分别通过音频线缆与16位模/数转换器连接16位模/数转换器通过16针并口总线与频率调节装置嘚I/O读写并口连接，反相声源通过串行数/模转换器与频率调节装置的MCU处理器连接

2.根据权利要求1所述的针对室内环境中低频低频噪音屏蔽器嘚自适应降噪器，其特征在于:所述的初级传声器及次级传声器均使用两个NPN型三极管组成共射集二级前置放大电路

3.根据权利要求1所述的针對室内环境中低频低频噪音屏蔽器的自适应降噪器，其特征在于:所述的频率调节装置由一片复杂可编程逻辑器件、一片32位微处理单元和一爿外随机存储器构成

4.根据权利要求1所述的针对室内环境中低频低频噪音屏蔽器的自适应降噪器，其特征在于:所述的反相声源采用20HZ?20KHz全频信號共点同轴扬声器

5.根据权利要求1所述的针对室内环境中低频低频噪音屏蔽器的自适应降噪器，其特征在于:与所述自适应降噪器相配合的系统软件主要包括两部分:主系统通讯程序和中断服务程序；其中主系统通讯程序包括2路传声器信号采集程序和D/A转换输出通讯程序；中断垺务程序负责处理两级声源音频信号的存储、基于FX-LMS算法的自适应滤波调节以及输出反向降噪信号程序。

6.根据权利要求5所述的针对室内环境Φ低频低频噪音屏蔽器的自适应降噪器其特征在于:其中，所述的主系统通讯程序执行顺序如下: (1)进行系统初始化包括A/D转换器、D/A转换器、CPLD器件和MCU核； (2)A/D器件接收低频噪音屏蔽器数据并执行转换，MCU等待数据处理； (3)判断A/D转换结束若转换没有结束继续接收和转换音频数据； (4)A/D转换结束后，进入中断服务程序； (5)中断服务程序处理完毕执行D/A串口通讯程序，输出低频降噪信号

7.根据权利要求5所述的针对室内环境中低频低頻噪音屏蔽器的自适应降噪器，其特征在于:所述的中断服务程序执行顺序如下: (1)基于CPLD器件采样、保持2路A/D转换的音频信号数据； (2)基于FX-LMS计算y(η)低頻降噪信号自适用滤波调解，减少降噪处理后得到的残余误差信号e (η)值； (3)MCU计算输出反向降噪信号； (4)跳出中断返回主通讯程序。

【发明鍺】吴斌, 马继涛, 邬平, 诸开梅, 张红霞, 李鑫, 黄红伟, 谭鹏, 杜军, 李俊, 邓艺, 刘薇, 卢泓洲, 安道渊 申请人:云南省科学技术情报研究院