CN214544741U

CN214544741U - 降噪耳机

Info

Publication number: CN214544741U
Application number: CN202120826480.2U
Authority: CN
Inventors: 赵经聪; 于锴; 周玉洁
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Inc
Priority date: 2021-04-21
Filing date: 2021-04-21
Publication date: 2021-10-29
Anticipated expiration: 2031-04-21

Abstract

本实用新型公开一种降噪耳机，包括：壳体，所述壳体的入耳侧设有出声孔；第一扬声器，所述第一扬声器装设于所述壳体内，且所述第一扬声器的开口朝向所述出声孔；第二扬声器、噪声采集装置、降噪电路和音频处理电路，所述第二扬声器、所述噪声采集装置和所述降噪电路均装设于所述壳体内；所述噪声采集装置与所述降噪电路连接，所述降噪电路与所述第二扬声器连接；所述音频处理电路与所述第一扬声器连接，用于向所述第一扬声器输出中高频音频信号，所述音频处理电路还与所述第二扬声器或所述降噪电路连接，用于向所述第二扬声器输出低频音频信号。本实用新型降噪耳机可以提高声音播放效果的同时，可以有减少佩戴状态不稳定时高频噪声的抬升。

Description

降噪耳机

技术领域

本实用新型属于耳机领域，特别涉及一种降噪耳机。

背景技术

近来，随着TWS(True Wireless Stereo，真无线立体声)技术的普及，让无线智能耳机成为了用户喜爱的电子产品。

基于技术的进步，现无线智能耳机一般具有降噪功能。无线智能耳机的常规降噪方式包括被动降噪和主动降噪结合。其中，被动降噪是指物理隔离声音；主动降噪一般是通过产生与噪音相反的声波以抵消噪音。在主动降噪***中，噪音可以通过前馈麦克风和/或反馈麦克风采集，前馈麦克风和/或反馈麦克风采集到噪音后，传输到主动降噪电路，以产生与噪音相反的声波。然而现有主动降噪技术只能对低频段声音进行抵消，并不是对高频段的声音进行抵消，因此高频段的声音大多数都是采用被动降噪来解决，故而常见的耳机的降噪***采用主动降噪和被动降噪相结合。然而被动降噪的降噪效果取决于耳机的佩戴状态，佩戴状态不稳定的情况下，被动降噪效果不稳定，主动降噪***生成的降噪信号不仅不能很好的抵消噪音，反而造成高频噪音抬升。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种降噪耳机，旨在避免高频噪声抬升，以达到降噪效果更佳的同时，提升耳机的音质效果的目的。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种降噪耳机，所述耳机包括：

壳体，所述壳体的入耳侧设有出声孔；

第一扬声器，所述第一扬声器装设于所述壳体内，且所述第一扬声器的开口朝向所述出声孔；

第二扬声器、噪声采集装置、降噪电路和音频处理电路，所述第二扬声器、所述噪声采集装置和所述降噪电路均装设于所述壳体内；所述噪声采集装置与所述降噪电路连接，所述降噪电路与所述第二扬声器连接；所述音频处理电路与所述第一扬声器连接，用于向所述第一扬声器输出中高频音频信号，所述音频处理电路还与所述第二扬声器或所述降噪电路连接，用于向所述第二扬声器输出低频音频信号。

可选地，所述第一扬声器位于靠近所述出声孔的位置。

可选地，所述壳体包括主体部和入耳部，所述主体部与所述入耳部连接，所述出声孔设置在所述入耳部上，所述第一扬声器设置在所述入耳部内，所述噪声采集装置、所述第二扬声器和所述降噪电路设置在所述主体部内。

可选地，所述降噪耳机还包括：

低频滤波器，所述低频滤波器连接于所述音频处理电路和所述第一扬声器之间，所述低频滤波器用于过滤低频信号；

中高频滤波器，所述中高频滤波器连接于所述音频处理电路和所述第二扬声器之间，或者所述中高频滤波器连接于所述音频处理电路和所述降噪电路之间，所述中高频滤波器用于过滤中高频信号。

可选地，所述低频滤波信号用于过滤频率为2KHZ以下的低频信号；所述中高频滤波器用于过滤频率为2KHZ及以上的中高频信号。

可选地，所述音频处理电路上设置有蓝牙模块，所述蓝牙模块用于与外置设备连接，接收所述外置设备的音频信号。

可选地，所述噪声采集装置包括前馈麦克风，所述前馈麦克风与所述降噪电路连接。

可选地，所述噪声采集装置还包括反馈麦克风，所述反馈麦克风与所述降噪电路连接，且所述反馈麦克风位于所述第一扬声器和所述第二扬声器之间。

可选地，所述第一扬声器、反馈麦克风和所述第二扬声器设置在同一水平线上。

可选地，所述第一扬声器为动铁扬声器，所述第二扬声器为动圈扬声器。

本实用新型实施例中的降噪耳机，通过将第一扬声器设置于出声孔侧，且设置第一扬声器仅与音频处理电路连接，降噪电路只连接第二扬声器，降噪电路输出的降噪信号只通过第二扬声器发出，如此，基于佩戴不稳定而导致降噪信号过高时，降噪信号只经过第二扬声器输入到人耳，未经过第一扬声器输送到人耳，避免第一扬声器输出的声音信号出现高频噪音抬升，从而达到降低降噪耳机高频噪音抬升的效果。另外，基于所第一扬声器只与音频处理电路连接，音频处理电路向所述第一扬声器输出中高频音频信号，中高频音频信号直接输入人耳，提升音乐播放效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的降噪耳机的结构示意图；

图2是本实用新型提供的降噪耳机的降噪***示意图；

图3是本实用新型提供的降噪耳机的降噪调试***示意图；

图4是本实用新型提供的降噪耳机中前馈***信号传输示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	降噪耳机	20	第一扬声器
10	壳体	30	第二扬声器
				11	主体部	40	前馈麦克风
12	入耳部	50	反馈麦克风
				60	降噪电路	70	音频处理电路
80	低频滤波器	90	中高频滤波器

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种降噪耳机，可以提高耳机的声音播放效果的同时，还可以有效避免佩戴状态不稳定时高频噪音抬升的问题出现。

需要说明的是，本实施例中的所述降噪耳机为主动降噪耳机。所述降噪耳机具有主动降噪***和被动降噪***，被动降噪***是基于物理隔离实现的，如在耳机上设置耳罩隔离外部的噪音，其主要用来隔离中高频噪音，以此达到对中高频噪音的降噪效果。主动降噪***基于产生与噪声信号的频率相同、相位相反的降噪信号以抵消该噪声信号来实现的。由于中高频信号波长短，无法采用主动降噪***来对中高频信号进行降噪，因此，主动降噪***主要是对低频信号进行抵消。

在降噪耳机佩戴不稳定时，在同样的环境下，主动降噪***生产的降噪信号则可能会出现大于经过被动降噪***处理后的噪音信号，此时，该降噪信号不仅达不到降噪效果，反而抬升高频噪音信号。基于此本实用新型实施例提出的降噪耳机通过减少进入主动降噪***的中高频信号和减少基于反馈麦克风采集到的中高频信号，以达到降低降噪***高频噪声抬升的效果。

具体地，请参照请参照图1和图2，本实施例提出的降噪耳机100包括：

壳体10，所述壳体10的入耳侧设有出声孔。其中，所述入耳侧为用户佩戴耳机时，朝向耳朵内的一侧，所述降噪耳机100基于所述出声孔向人耳传输声波。

第一扬声器20，所述第一扬声器20装设于所述壳体10内，且所述第一扬声器20的开口朝向所述出声孔。

第二扬声器30、噪声采集装置、降噪电路60和音频处理电路70，所述第二扬声器30、所述噪声采集装置和所述降噪电路60均装设于所述壳体10内，所述噪声采集装置与所述降噪电路60连接，所述降噪电路60与所述第二扬声器30连接；所述音频处理电路70与所述第一扬声器20连接，用于向所述第一扬声器20输出中高频音频信号，所述音频处理电路70还与所述第二扬声器30连接，或者经所述降噪电路60与所述第二扬声器30连接，用于向所述第二扬声器30输出低频音频信号。

需要说明的是，所述音频处理电路70直接与所述第二扬声器30连接时，直接将低频音频信号传输至所述第二扬声器30，所述第二扬声器30接收到所述音频处理电路70传输的低频音频信号和所述降噪电路60传输的降噪信号后，基于所述低频音频信号和所述降噪信号输出声音信号，其中，所述第二扬声器30输出的声音信号中的降噪信号对壳体10内的环境噪声信号进行抵消，以达到降噪的目的，而声音信号中的其它信号(包括低频音频信号和部分高频噪音信号)则通过所述出声孔传输至人耳内。或者，所述音频处理电路70经所述降噪电路60与所述第二扬声器30连接时，所述第二扬声器30接收到所述降噪电路60传输的声音信号后，输出所述声音信号，所述声音信号包括降噪信号和低频音频信号。

基于此，所述第一扬声器20只输出中高频音频信号，而所述第二扬声器30输出低频声音信号，所述低频声音信号包括低频音频信号和降噪信号。基于第一扬声器20的开口朝向所述出声孔，直接将中高频音频信号输出到人耳(无因为佩戴不稳定而导致降噪信号反抬升的高频信号)，能够提升音质效果，同时，基于降噪信号只传输给第二扬声器30，可以避免第一扬声器20中有高频噪声抬升，如此基于减少第一扬声器20输出的声音导致高频噪音抬升，在一定程度上使得降噪耳机100的高频噪声的抬升，起到更好的降噪效果。

具体地，本实施例中降噪耳机100能在一定程度上使得降噪耳机100的高频噪声的抬升，起到更好的降噪效果的原理如下所述：

请结合参照图3和图4，所述降噪耳机100在调试过程中采用如图3所示的降噪调试***，该降噪调试***中，降噪电路60连接所述第一扬声器20和所述第二扬声器30，噪声采集装置采集到的噪声信号发送至所述降噪电路60，所述降噪电路60基于所述噪声信号生成反向降噪信号后，发送至第一扬声器20和第二扬声器30，所述第一扬声器20和第二扬声器30结合音频信号发出声音信号，所述声音信号抵消噪声信号后，剩余的音频信号输送到人耳，使得输送到人耳的音频信号中无噪声信号。通过该降噪调试所述降噪耳机100的各项参数，如扬声器到人耳的声学通道的传递函数G、控制电路响应函数H和降噪耳机100耳机的被动降噪函数P等。如图4所示，c是控制信号，d为经P通道渗透到耳罩内的噪声信号，e为d和c混合后残余的噪声信号。理想情况下，c与d为等值反向的信号，相互抵消达到降噪的目的(然而，实际中因为耳机佩戴状态的不稳定，经P通道传到人耳的噪声信号d并不稳定，尤其是在高频段，这样就容易出现控制信号c高于噪声信号d的情况，造成噪声不仅没有抵消，反而出现抬升)。

结合图3和图4，在调试过程中，令c与d为等值反向的信号，通过人耳接收到的声音信号来确定扬声器到人耳的声学通道的传递函数G1：

如G1＝第一扬声器20到人耳的信号+第二扬声器30到人耳的信号；

进而基于G1和P计算出控制电路响应函数：H＝P-G1，其中，P通过噪声采集装置采集到的噪声差值确定，如外部噪声信号以及经过P通道渗透到耳罩内的噪声信号差值。

基于上述调试方式调试后，用户实际使用过程中，所述降噪耳机100采用如图2所述的降噪***，在该降噪***中，所述降噪电路60只将控制电路的响应函数的信号传递给第二扬声器30，如此，第二扬声器30到人耳的传动函数实质为：G2＝第二扬声器30到人耳的信号＜G1；

第一扬声器20到人耳的传递函数中并没有降噪信号，故而在高频段G2*H＜实际噪声d，可以避免产生高频噪声抬升。

因此，本实施例中的降噪耳机100，通过将第一扬声器20设置于出声孔侧，且设置第一扬声器20仅与音频处理电路70连接，降噪电路60只连接第二扬声器30，降噪电路60输出的降噪信号只通过第二扬声器30发出，如此，基于佩戴不稳定而导致降噪信号过高时，降噪信号只经过第二扬声器30输入到人耳，未经过第一扬声器20输送到人耳，避免第一扬声器20输出的声音信号出现高频噪音抬升，从而达到降低降噪耳机100高频噪音抬升的效果。另外，基于所第一扬声器20只与音频处理电路70连接，音频处理电路70向所述第一扬声器20输出中高频音频信号，中高频音频信号直接输入人耳，提升音乐播放效果。

需要说明的是，所述第一扬声器20只输出中高频声音信号，所述第二扬声器30只输出低频声音信号，可以基于音频处理电路70对输入所述第一扬声器20和所述第二扬声器30的信号进行处理实现分频，也可以基于在所述第一扬声器20和所述第二扬声器30的输入端设置滤波器实现。

如一实施例中，所述降噪耳机100还包括：

低频滤波器80，所述低频滤波器80连接于所述音频处理电路70和所述第一扬声器20之间，所述低频滤波器80用于过滤低频信号。

中高频滤波器90，中高频滤波器90连接于所述音频处理电路70和所述第二扬声器30之间，或许所述中高频滤波器90连接于所述音频处理电路70和所述降噪电路60之间，所述中高频滤波器90用于过滤中高频信号。

所述音频处理电路70将音频信号传送至所述低频滤波器80和所述中高频滤波器90，所述音频信号经所述低频滤波器80后，将低频信号过滤，使得输入所述第一扬声器20内的信号为中高频音频信号，而所述音频信号经所述中高频滤波器90后，将中高频信号过滤，使得输入所述第二扬声器30内的信号为低频音频信号。如此，所述第一扬声器20输出的信号为中高频音频信号，基于所述第一扬声器20位于靠近出声孔的位置，实现直接将中高频音频信号输入人耳，提高音质效果。而所述第二扬声器30输出的信号为基于所述低频音频信号和降噪信号混合后的声音信号，其中降噪信号对环境噪声相互抵消处理，如此，输入人耳的声音信号为第一扬声器20输出的中高频音频信号和第二扬声器30输出的声音信号混合后的声音信号，人耳能够听到音效更好的音乐。

本实施例中，所述低频滤波信号用于过滤频率为2KHZ以下的低频信号；所述中高频滤波器90用于过滤频率为2KHZ及以上的中高频信号。

可以理解的是，所述噪声采集装置包括前馈麦克风40，所述前馈麦克风40与所述降噪电路60连接。所述前馈麦克风40用于采集降噪耳机100外部的环境噪声信号，并将采集后的环境噪声信号传输至所述降噪电路60，所述降噪电路60基于所述环境噪声信号以及所述壳体10内实际传输的噪声信号确定降噪信号，进而将所述降噪信号传输至所述第二扩声器，所述第二扩声器输出声音信号以对环境噪声进行抵消。

在可选实施例中，为了进一步提高降噪效果，所述降噪耳机100还具有反馈降噪***，也即所述噪声采集装置还包括反馈麦克风50，所述反馈麦克风50与所述降噪电路60连接，且所述反馈麦克风50位于所述第一扬声器20和所述第二扬声器30之间。所述反馈麦克风50用于采集所述壳体10内的噪声信号，其中，壳体10内的噪声信号包括从壳体10外传输的噪声信号和基于所述第二扬声器30发出降噪信号后未被所述降噪信号抵消的其它噪声信号，所述反馈麦克风50将采集到的壳体10内的噪声信号反馈至所述降噪电路60，所述降噪电路60基于前馈麦克风40和反馈麦克风50传送的噪声信号来生成降噪信号，使得壳体10内更多的噪声被抵消，达到更佳的降噪效果。

在本实施例中，将所述反馈麦克风50设置在所述第一扩声器和所述第二扩声器之间，所述反馈麦克风50只采集所述第二扩声器发出的声音信号，如此，降噪电路60中获取到的噪声信号只有经过第二扬声器30发出的噪声信号，而第一扬声器20发出的中高频信号无法获取，故而可以降低输入降噪电路60的中高频噪音信号。因此，在所述降噪耳机100佩戴不稳定时，可以降低降噪电路60产生的降噪信号，避免降噪信号过高而产生高频噪音提升，进一步提高降噪耳机100的降噪效果。

可选实施例中，所述第一扬声器20、反馈麦克风50和所述第二扬声器30设置在同一水平线上。如此，所述反馈麦克风50能够更准确的采集第二扬声器30发出的噪声信号，且相对于设置于其它位置，所述反馈麦克风50设置在所述第一扬声器20的背部，更有效的避免采集到第一扬声器20发出的中高频噪音。

可选实施例中，所述第一扬声器20位于靠近所述出声孔的位置。耳机在佩戴时，出声孔靠近人耳，将所述第一扬声器20设置在靠近所述出声孔的位置，使得输入第一扬声器20的音频信号可以直接送入人耳，提高音乐播放效果。

可选实施例中，所述壳体10包括主体部11和入耳部12，所述主体部11与所述入耳部12连接，所述出声孔设置在所述入耳部12上，所述第一扬声器20设置在所述入耳部12内，所述噪声采集装置、所述第二扬声器30和所述降噪电路60设置在所述主体部11内。

可选实施例中，所述入耳部12的容置腔小于所述主体部11的容置腔，所述入耳部12的容置腔和所述主体部11的容置腔之间设有开口连通，所述反馈麦克风50设置在所述开口处，而所述第一扬声器20设置在所述入耳部12远离所述开口的位置，更有效的防止第一扬声器20发出的声音信号被所述反馈麦克风50采集。

可选实施例中，所述音频处理电路70上设置有蓝牙模块，所述蓝牙模块用于与外置设备连接，接收所述外置设备的音频信号。所述蓝牙模块与所述音频处理电路70连接，接收到外置设备发出的音频信号后，将音频信号输出至所述音频处理电路70处理。

可选实施例中，为了进一步提高耳机的使用效果，本实施例中的所述第一扬声器20为动铁扬声器，所述第二扬声器30为动圈扬声器。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种降噪耳机，其特征在于，所述降噪耳机包括：

壳体，所述壳体的入耳侧设有出声孔；

2.如权利要求1所述的降噪耳机，其特征在于，所述第一扬声器位于靠近所述出声孔的位置。

3.如权利要求2所述的降噪耳机，其特征在于，所述壳体包括主体部和入耳部，所述主体部与所述入耳部连接，所述出声孔设置在所述入耳部上，所述第一扬声器设置在所述入耳部内，所述噪声采集装置、所述第二扬声器和所述降噪电路设置在所述主体部内。

4.如权利要求1所述的降噪耳机，其特征在于，所述降噪耳机还包括：

5.如权利要求4所述的降噪耳机，其特征在于，所述低频滤波信号用于过滤频率为2KHZ以下的低频信号；所述中高频滤波器用于过滤频率为2KHZ及以上的中高频信号。

6.如权利要求1所述的降噪耳机，其特征在于，所述音频处理电路上设置有蓝牙模块，所述蓝牙模块用于与外置设备连接，接收所述外置设备的音频信号。

7.如权利要求1所述的降噪耳机，其特征在于，所述噪声采集装置包括前馈麦克风，所述前馈麦克风与所述降噪电路连接。

8.如权利要求7所述的降噪耳机，其特征在于，所述噪声采集装置还包括反馈麦克风，所述反馈麦克风与所述降噪电路连接，且所述反馈麦克风位于所述第一扬声器和所述第二扬声器之间。

9.如权利要求8所述的降噪耳机，其特征在于，所述第一扬声器、反馈麦克风和所述第二扬声器设置在同一水平线上。

10.如权利要求1所述的降噪耳机，其特征在于，所述第一扬声器为动铁扬声器，所述第二扬声器为动圈扬声器。