TWI802055B - 可堆疊多重抗噪訊號的主動式降噪積體電路、方法及使用其之主動降噪耳機 - Google Patents
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Abstract
本發明關於一種可堆疊多重抗噪訊號的主動式降噪積體電路、方法及使用其之主動降噪耳機，此可堆疊多重抗噪訊號主動降噪音方法適用於具有多個主動噪音消除濾波單元之聲音播放裝置，此可堆疊多重抗噪訊號主動降噪音方法包括：擷取該些主動噪音消除濾波單元所輸出的至少其中之一抗噪訊號；將上述抗噪訊號根據聲音通道環境之轉移函數以及其餘各個主動噪音消除濾波單元的運算，分別產生解耦合訊號；將該些抗噪訊號與上述解耦合訊號進行訊號疊加；以及將疊加後的訊號與一音訊訊號混合，以進行音訊播放，藉以消除噪音。
Description
本發明涉及一種噪音消除的技術，尤指一種可堆疊多重抗噪訊號的主動式降噪積體電路、方法及使用其之主動降噪式耳機。
一般耳機的降噪音技術有分為被動式噪音消除(passive noise cancellation，PNC)以及主動式噪音消除(active noise cancellation，ANC)。被動式噪音消除主要是透過耳機隔音材料或特殊結構盡量隔絕噪音。一般是入耳式耳塞或全罩耳式耳機，長期配戴的話會使耳朵脹疼，過大聲壓甚至還會影響聽力。主動式噪音消除即在耳機內設置專門降噪電路，一般透過音頻接收器(如微型麥克風)和抗噪音輸出晶片，接收、分析外界噪音並產生一個反相聲波，藉由聲波的破壞性干涉以抵消噪音。
又，上述主動式噪音消除一般分為前饋式降噪(feed-forward ANC)、反饋式降噪(feedback ANC)以及複合式降噪(hybrid ANC)。前饋式降噪是將降噪麥克風置於耳機外側，透過麥克風接收到耳機外側的噪音，並藉由數位訊號處理積體電路來處理後，轉換產生出一抗噪(anti-noise)訊號。而反饋式降噪則是將降噪麥克風置於耳機內側，接收使用者在耳道內聲音訊號，反饋
至數位訊號處理積體電路以產生一抗噪訊號。另外，複合式降噪則是以二至多個以上的降噪麥克風接取噪音，並分別透過不同的數位訊號處理積體電路產生多個抗噪訊號，進行聲波訊號疊加後，來抵消噪音。
由於反相聲波是經由多個不同位置麥克風與不同的訊號處理所產生，最終的觀察點接收到多個反相聲波疊加後，進而導致過度補償，反而讓人耳聽到更多噪音。有鑑於此，如何減輕或消除上述相關領域的缺失，實為有待解決的問題。
本發明提供一種主動式降噪耳機，此主動式降噪耳機包括一音訊轉換設備以及本發明實施例的可堆疊多重主動式降噪積體電路，此可堆疊多重主動式降噪積體電路包括一第一路徑，輸出一第一路徑抗噪訊號，其中該第一路徑抗噪訊號受一物理通道轉換為一第一訊號，該第一路徑包括：一第一主動噪音消除濾波單元，用以產生一第一抗噪訊號；一第二路徑，接收含有該第一訊號的成分的一誤差訊號，並且輸出一第二路徑抗噪訊號至該物理通道，該第二路徑包括：一第二主動噪音消除濾波單元，用以產生一第二抗噪訊號，其中該第二抗噪訊號衍生出該第二路徑抗噪訊號；以及一第一解耦合單元，用以基於該第一抗噪訊號移除該第二路徑中該第一訊號的成分。
本發明另外提供一種可堆疊多重主動降噪音方法，適用於具有多個主動噪音消除濾波單元之聲音播放裝置，此可堆疊多重主動降噪音方法包括：提供一第一路徑，輸出一第一路徑抗噪訊號，其中該第一路徑抗噪訊號受一物理通道轉換為一第一訊號，該第一路徑包括：一第一主動噪音消除濾波單元，用以產生一第一抗噪訊號；提供一第二路徑，接收含有該第一訊號的成分的一誤差訊
號，並且輸出一第二路徑抗噪訊號至該物理通道，該第二路徑包括：一第二主動噪音消除濾波單元，用以產生一第二抗噪訊號，其中該第二抗噪訊號衍生出該第二路徑抗噪訊號；基於該第一抗噪訊號移除該第二路徑中該第一訊號的成分；以及基於該第一路徑抗噪訊號及該第二路徑抗噪訊號進行播放，藉以消除噪音。
本發明的精神在於在主動式降噪耳機中的主動降噪音裝置內，設置多個主動噪音消除濾波單元。進一步，針對每一個主動噪音消除濾波單元之輸出訊號造成其他主動噪音消除濾波單元所產生的多餘成份，藉由解耦合的方式將上述多餘成份消除，因此，主動降噪音裝置所輸出的噪音消除訊號能更加符合所接收到的噪音，進而能恰當的消除噪音。
本發明的其他優點將搭配以下的說明和圖式進行更詳細的解說。
101:左無線耳機
102:右無線耳機
103:行動裝置
19:耳機外殼
20:可堆疊多重主動降噪音積體電路
21:音訊轉換設備
201:第一麥克風
202:第二麥克風
203:第一主動噪音消除濾波單元
204:第二主動噪音消除濾波單元
205、72:物理通道
301:雜訊
302:僅開啟第一主動噪音消除濾波單元203(Feed Forward，FF)的雜訊抑制結果
303:僅開啟第二主動噪音消除濾波單元204(Feedback，FB)的雜訊抑制結果
304:開啟第一主動噪音消除濾波單元203以及第二主動噪音消除濾波單元204(FF+FB)的預期雜訊抑制結果
305:開啟第一主動噪音消除濾波單元203以及第二主動噪音消除濾波單元204(FF+FB)的真實雜訊抑制結果
40、50、60:第一解耦合單元
70、80:第二解耦合單元
401、501:第一通道模擬濾波器
402、503、603:第一加法電路
502、601:第三主動噪音消除濾波單元
504、604、702:第二加法電路
601:第三主動噪音消除濾波單元
602、701、801:第二通道模擬濾波器
603:第一加法電路
604、702、802:第二加法電路
71:非隔離式耳機
91:第三主動噪音消除濾波單元
90:第三解耦合單元
S1001~S1003:本發明一較佳實施例的可堆疊多重主動降噪音方法之個步驟
第1圖繪示為本發明一較佳實施例的主動式降噪耳機的示意圖。
第2圖繪示為本發明一較佳實施例的主動式降噪耳機的等效取樣時間方塊示意圖。
第3圖繪示為第2圖實施例的壓抑雜訊結果比較圖。
第4圖繪示為本發明一較佳實施例的具備良好隔離之主動式降噪耳機的等效取樣時間方塊示意圖。
第5圖繪示為本發明一較佳實施例的具備良好隔離之主動式降噪耳機的等效取樣時間方塊示意圖。
第6圖繪示為本發明一較佳實施例的具備良好隔離之主動式降噪耳機的等效取樣時間方塊示意圖。
第7圖繪示為本發明一較佳實施例的不具備良好隔離之主動式降噪耳機的等效取樣時間方塊示意圖。
第8圖繪示為本發明一較佳實施例的主動式降噪耳機的等效取樣時間方塊示意圖。
第9圖繪示為本發明一較佳實施例的具備良好隔離之主動式降噪耳機的等效取樣時間方塊示意圖。
第10圖繪示為本發明一較佳實施例的可堆疊多重主動降噪音方法的流程圖。
以下說明為完成發明的較佳實現方式，其目的在於描述本發明的基本精神，但並不用以限定本發明。實際的發明內容必須參考之後的權利要求範圍。
必須了解的是，使用於本說明書中的”包含”、”包括”等詞，用以表示存在特定的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理、元件以及/或組件，但並不排除可加上更多的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理、元件、組件，或以上的任意組合。
於權利要求中使用如”第一”、”第二”、”第三”等詞是用來修飾權利要求中的元件，並非用來表示之間具有優先順序，前置關係，或者是一個元件先於另一個元件，或者是執行方法步驟時的時間先後順序，僅用來區別具有相同名字的元件。
必須了解的是，當元件描述為”連接”或”耦接”至另一元件時，可以是直接連結、或耦接至其他元件，可能出現中間元件。相反地，當元件描述為”直接連接”或”直接耦接”至另一元件時，其中不存在任何中間元件。使用來描述元件之間關係的其他語詞也可類似方式解讀，例如”介於”相對於”直接介於”，或者是”鄰接”相對於”直接鄰接”等等。
第1圖繪示為本發明一較佳實施例的主動式降噪耳機的示意圖。請參考第1圖，在此實施例中，是以無線耳機(wireless earbud)作為舉例。無線耳機是一對具有無線通訊能力的裝置，包含左無線耳機(left wireless earbud)101和右無線耳機(right wireless earbud)102，左無線耳機101與右無線耳機102之間並沒有實體
線互相連接。行動裝置103與左無線耳機101之間以及行動裝置103與右無線耳機102之間可使用無線通訊協定傳遞攜帶使用者的語音封包或音樂封包，例如藍芽(Bluetooth)的先進音訊分配規格(advanced audio distribution profile，A2DP)封包。
在另一些實施例中，行動裝置103與左無線耳機101之間以及行動裝置103與右無線耳機102之間也可使用Wi-Fi直連(Wi-Fi Direct)等其他的點對點(peer-to-peer，P2P)無線通訊協定，本發明並不以此為限。
上述實施例中，主動式降噪耳機雖是以無線耳機舉例，然所屬技術領域具有通常知識者應當知道，主動式降噪耳機亦可以有線耳機作為實施例，本發明不以此為限。
第2圖繪示為本發明一較佳實施例的主動式降噪耳機的等效取樣時間(sampled-time)方塊示意圖。在本實施例中，主動式降噪耳機為耳塞式耳機。請參考第2圖，主動式降噪耳機包括主動式降噪積體電路20以及音訊轉換設備21。音訊轉換設備21在此實施例包括一第一麥克風201、一第二麥克風202以及一揚聲器(未圖示)。在本發明實施例中，為了方面說明，以一虛線外框作為說明舉例，此虛線外框內表示耳機外殼19。其中，第一麥克風201在虛線外部，表示第一麥克風201配置於耳道外，用以接收耳道外的雜訊，第二麥克風202在虛線內部，表示第二麥克風202配置於耳道內。在以下實施例皆以此虛線外框做為表示，然此虛線並非用以限制本發明元件的配置。
第一麥克風201設置在耳機外殼19的外部，主要用於接收耳塞式耳機的外部噪音訊號。被第一麥克風201擷取的外部噪音訊號例如經過取向與類比數位轉換之後，轉換為一電訊號輸入給主動式降噪積體電路20。第一麥克風201可稱為參考麥克風。
第二麥克風202設置在耳機外殼19的內部，並位於耳機外殼19
與耳膜之間，主要用於接收使用者耳道裡面的噪音與迴音，亦即耳道回聲。耳機外殼19用於提供被動式噪音消除。舉例來說，耳機外殼19包括耳機隔音材料。更明確地，第二麥克風202用於接收在使用者耳道內的聲音訊號。被第二麥克風202擷取的聲音訊號將被轉換為電訊號，輸入給第二主動噪音消除濾波單元204。第二麥克風202可稱為誤差麥克風。
主動式降噪積體電路20用以基於通過第一麥克風201取得的電訊號及通過第二麥克風202取得的電訊號來產生抗噪電訊號。數位形式的抗噪電訊號例如依序經由數位類比轉換器、重建濾波器(reconstruction filter)、功率放大器及揚聲器的傳輸轉換為抗噪聲訊號。為了分析，前述的傳輸將以轉移函數來呈現。簡言之，抗噪電訊號經由前述傳輸的轉移函數轉換為抗噪聲訊號。據此，若要評估前述傳輸的轉移函數，需基於抗噪電訊號及抗噪聲訊號。
然而，實務上，無法直接取得抗噪聲訊號。一種可能的替代方式是通過第二麥克風202在無外部噪音訊號的情境下接收抗噪聲訊號，並將抗噪聲訊號轉換出類比形式的另一電訊號。所述另一電訊號例如依序經由前置放大器、抗混疊濾波器及類比數位轉換器的傳輸轉換為數位形式的電訊號，所述電訊號取代抗噪聲訊號來評估轉移函數。
雖然在替代方式下取得的轉移函數不僅涉及主動式降噪積體電路20至第二麥克風202的輸入的傳輸，還涉及第二麥克風202的輸出至主動式降噪積體電路20的傳輸，但為了簡化分析，此轉移函數可用來代表主動式降噪積體電路20至第二麥克風202的輸入的傳輸，在此以物理通道205表示之。需注意的是，物理通道205包括上述的揚聲器。簡言之，主動式降噪積體電路20輸出的抗噪電訊號經由上述物理通道205轉換為抗噪聲訊號。
另一方面，外部噪音訊號從耳機外殼19的外側進入耳機外殼19的內側，最後抵達第二麥克風202。此傳輸即為主要路徑(primary path)，未圖示。為了分析，主要路徑將以轉移函數來呈現。簡言之，外部噪音訊號經由主要路徑的轉移函數轉換為剩餘噪音訊號。據此，若要評估主要路徑的轉移函數，需基於外部噪音訊號及剩餘噪音訊號。
然而，實務上，無法直接取得外部噪音訊號及剩餘噪音訊號。一種可能的替代方式是通過第一麥克風201接收外部噪音訊號，並將外部噪音訊號轉換出類比形式的另一電訊號。所述另一電訊號例如依序經由前置放大器、抗混疊濾波器及類比數位轉換器的傳輸轉換為數位形式的電訊號，所述電訊號取代外部噪音訊號來評估主要路徑的轉移函數。另一方面，通過第二麥克風202在主動式降噪積體電路20被禁能的情境下接收剩餘噪音訊號，並將剩餘噪音訊號轉換出類比形式的另一電訊號。所述另一電訊號例如依序經由前置放大器、抗混疊濾波器及類比數位轉換器的傳輸轉換為數位形式的電訊號，所述電訊號取代剩餘噪音訊號來評估主要路徑的轉移函數。
在實際主動式降噪耳機操作時(也就是主動式降噪積體電路20致能時)，抗噪聲訊號與剩餘噪音訊號進行干涉，以達到主動式降噪的效果。
主動式降噪積體電路20包括第一路徑及第二路徑。
第一路徑接收來自第一麥克風201的輸出訊號，並且輸出一第一路徑抗噪訊號至物理通道205。第一路徑抗噪訊號受物理通道205轉換為用於消除噪音的第一訊號。
第二路徑接收來自第二麥克風202的輸出訊號，並且輸出一第二路徑抗噪訊號至物理通道205。第二路徑抗噪訊號受物理通道205轉換為用於消除噪音的第二訊號。
第一路徑包括第一主動噪音消除濾波單元203。進一步來說，第一路徑從第一麥克風201的輸出端開始，經由第一主動噪音消除濾波單元203，到物理通道205的輸入端。
第二路徑包括第二主動噪音消除濾波單元204。進一步來說，第二路徑從第二麥克風202的輸出端開始，經由第二主動噪音消除濾波單元204，到物理通道205的輸入端。
在第2圖實施例中，第一主動噪音消除濾波單元203將對第一麥克風201輸出的電訊號進行濾波處理後，產生一第一抗噪訊號y'1(n)。第一抗噪訊號y'1(n)在本實施例中做為第一路徑抗噪訊號。第一主動噪音消除濾波單元203的權重在第2圖中標記為W 1。第一主動噪音消除濾波單元203可使用多種方式實施，如使用通用硬體(例如，微控制單元、數位訊號處理器、單一處理器、具平行處理能力的多處理器、圖形處理器或其他具運算能力的處理器)，並且在執行軟體以及/或韌體指令時，提供主動噪音消除濾波的功能。
第二主動噪音消除濾波單元204將對第二麥克風202輸出的電訊號進行濾波處理後，產生一第二抗噪訊號y'2(n)。一第二抗噪訊號y'2(n)在本實施例中做為第二路徑抗噪訊號。第二主動噪音消除濾波單元204的權重在第2圖中標記為W 2。第二主動噪音消除濾波單元204可使用多種方式實施，如使用通用硬體(例如，微控制單元、數位訊號處理器、單一處理器、具平行處理能力的多處理器、圖形處理器或其他具運算能力的處理器)，並且在執行軟體以及/或韌體指令時，提供主動噪音消除濾波的功能。
在本實施例中，第一抗噪訊號y'1(n)以及第二抗噪訊號y'2(n)係各自輸入至物理通道205。然而，本揭露不限定於此。在一些實施例中，第一抗噪訊號y'1(n)以及第二抗噪訊號y'2(n)可以在數位域內相加，經加總的抗噪訊號輸入至物理通道205。
音訊轉換設備21將第一抗噪訊號y'1(n)以及第二抗噪訊號y'2(n)經由物理通道205將被轉換為聲音訊號，並合成為一噪音消除訊號(也就是前述的抗噪聲訊號)。此噪音消除訊號實際在耳道傳導時，會因為聲波在耳道裡的反射與衰減，產生迴音干擾。換句話說，噪音消除訊號會經過一真實環境的物理通道到達使用者耳朵以及第二麥克風202。
在本實施例中，可堆疊多重主動降噪音積體電路20例如是具有雙抗噪音系統，也就是具有兩個主動噪音消除濾波單元203及204，可以對應地輸出兩個噪音消除訊號。兩個噪音消除訊號互相干涉一般會預期可以達到更進一步壓抑噪音的效果。然而，實際上並非如此，詳細說明於第3圖。請參考第3圖，第3圖繪示為第2圖實施例的壓抑雜訊結果比較圖。
如第3圖所示，縱代表振幅(magnitude)大小以及橫軸代表頻率。標號301表示雜訊；標號302表示僅開啟第一主動噪音消除濾波單元203(feed forward，FF)的雜訊抑制結果；標號303表示僅開啟第二主動噪音消除濾波單元204(feedback，FB)的雜訊抑制結果；標號304表示開啟第一主動噪音消除濾波單元203以及第二主動噪音消除濾波單元204(FF+FB)的預期雜訊抑制結果；而標號305表示開啟第一主動噪音消除濾波單元203以及第二主動噪音消除濾波單元204(FF+FB)的真實雜訊抑制結果。比較標號304及305可觀察出，標號304及305在相對低頻處有重疊，但在相對高頻處沒有重疊。也就是說，在相對高頻處，真實雜訊抑制結果無法達到預期雜訊抑制結果。
為了說明為何有這樣的結果，參回至第2圖，d(n)代表源自外部噪音訊號的主噪音訊號，亦即前述的剩餘噪音訊號；y 1(n)代表相關於第一主動噪音消除濾波單元203所輸出的第一抗噪訊號y'1(n)的第一訊號，該第一訊號y 1(n)為聲音訊號；y 2(n)代表相關於第二主
動噪音消除濾波單元204所輸出的第二抗噪訊號y'2(n)的第二訊號，該第二訊號y 2(n)為聲音訊號；以及，e(n)代表第二麥克風202輸出的誤差訊號。需特別說明的是，為了簡化說明，省略聲音訊號轉換為數位形式的電訊號的過程。
第二麥克風202所輸出的誤差訊號e(n)可視為是數位形式的電訊號。
在沒有開啟任何主動噪音消除濾波單元203以及204的情況下，第二麥克風202僅擷取到主噪音訊號d(n)做為誤差訊號e(n)，也就是，e(n)=d(n)。在開啟第二主動噪音消除濾波單元204的情況下，第二麥克風202擷取到主噪音訊號d(n)以及第二訊號y 2(n)做為誤差訊號e(n)，也就是，e(n)=d(n)+y 2(n)。主噪音訊號d(n)及第二訊號y 2(n)經由加法單元206相加。需說明的是，在圖中所繪示的加法單元206並非為實體元件，僅是分析中方便理解。類似地，在開啟主動噪音消除濾波單元203以及204的情況下，第二麥克風202擷取到主噪音訊號d(n)、第一訊號y 1(n)以及第二訊號y 2(n)做為誤差訊號e(n)，也就是，e(n)=d(n)+y 1(n)+y 2(n)。
第二主動噪音消除濾波單元204是基於第二麥克風202收到的誤差訊號e(n)來產生第二抗噪訊號y'2(n)。然而，在此情況下，基於式子e(n)=d(n)+y 1(n)+y 2(n)可知，第二麥克風202擷取到的誤差訊號e(n)已經受到第一訊號y 1(n)的干擾，使得第二主動噪音消除濾波單元204產生的第二抗噪訊號y'2(n)不是有效的，進而導致了例如雜訊處理過度的問題。簡言之，每一次的第二麥克風202接收的聲音都含有第一訊號y 1(n)，導致實際的噪音無法被適當的壓抑或是過渡補償。
上述的實施例中的耳機類型是耳塞式耳機，也就是說，耳機外殼19視為可有效阻隔第二訊號y 2(n)傳播至耳塞式耳機的外部，使得第一麥克風201是無法接收到第二訊號y 2(n)。若耳機為開放式而
使耳機外殼19視為無法有效阻隔第二訊號y 2(n)傳播至耳機的外部時，第一麥克風201會接收到第二訊號y 2(n)，其將導致互相干擾的情況更加嚴重，進而可能導致雜訊反而會比只有單一降噪系統的情況更加嚴重。
為了解決以上所述的問題，一種可能的方式是基於線性系統的數學原理將第一訊號y 1(n)從誤差訊號e(n)中移除，如本案第4圖的實施例。
第4圖繪示為本發明一較佳實施例的具備良好隔離之主動式降噪耳機的等效取樣時間方塊示意圖。第4圖的主動式降噪耳機採用複合式降噪架構。參照第4圖，第4圖的主動式降噪耳機類似於第2圖的主動式降噪耳機，差別在於，第4圖的可堆疊多重主動降噪音積體電路20進一步包括一第一解耦合單元40。第一解耦合單元40是用來將第二麥克風202所擷取到的誤差訊號e(n)中的第一訊號y 1(n)以電訊號處理方式去除。在一些實施例中，第一解耦合單元40是通過數位訊號處理器來實現。在本實施例，第一路徑從第一麥克風201的輸出端開始，經由第一主動噪音消除濾波單元203，到物理通道205的輸入端；以及，第二路徑從第二麥克風202的輸出端開始，經由第二主動噪音消除濾波單元204，到物理通道205的輸入端。
第一解耦合單元40包括一第一通道模擬濾波器401以及一第一加法電路402。第一通道模擬濾波器401例如是模擬物理通道205的轉移函數，此模擬的物理通道用Z域轉移函數表示為
。換言之，模擬的物理通道
實質上相同於物理通道S(z)205。
物理通道205用以代表ANC濾波器(例如第一主動噪音消除濾波單元203或第二主動噪音消除濾波單元204)至第二麥克風202的傳輸，藉此分析ANC濾波器輸出的電訊號在經過所述傳輸後的轉換，其中以轉移函數S(z)來代表模擬結果。在一些可能的實施方
式中，係將外部噪音源移除，並基於ANC濾波器輸出的電訊號及基於經由第二麥克風202取得的誤差訊號e(n)來評估轉移函數S(z)，其中因無外部噪音源，不存在主噪音訊號d(n)。故，誤差訊號e(n)實質上相同於第一訊號y 1(n)及第二訊號y 2(n)中至少一者或其總和，視第一主動噪音消除濾波單元203及第二主動噪音消除濾波單元204的啟動情況而定。
第一通道模擬濾波器401接收第一主動噪音消除濾波單元203所輸出的第一抗噪訊號y'1(n)，以產生第一解耦合訊號
。在模擬的物理通道
實質上相同於物理通道S(z)205的情況下，由於模擬的物理通道
及物理通道S(z)205的輸入訊號均為第一抗噪訊號y'1(n)，模擬的物理通道
所輸出的第一解耦合訊號
實質上等效於物理通道S(z)205所輸出的第一訊號y 1(n)。接著，第一加法電路402的第一輸入埠接收第一解耦合訊號
，第一加法電路402的第二輸入埠接收誤差訊號e(n)。接著，第一加法電路402將誤差訊號e(n)中的第一解耦合訊號
的成份扣除(視為扣除第一訊號y 1(n))，並提供給第二主動噪音消除濾波單元204。第二主動噪音消除濾波單元204所接收到的誤差訊號e(n)便實質上等於d(n)+y 2(n)，不再含有第一訊號y 1(n)。因此，雜訊抑制效果會顯著的提昇。本實施例藉由第一解耦合單元40在電路的訊號處理中，將誤差訊號e(n)的第一訊號y 1(n)扣除，以解決上述過度補償的問題。
第5圖繪示為本發明一較佳實施例的具備良好隔離之主動式降噪耳機的等效取樣時間方塊示意圖。第5圖的主動式降噪耳機採用複合式降噪架構。請參考第2圖以及第5圖，在此實施例中，可堆疊多重主動降噪音積體電路20同樣地額外新增了一第一解耦合單元50，用以將第一訊號y 1(n)以電訊號處理方式去除。
在此實施例中，第一解耦合單元50包括一第一通道模擬濾波器501、一第三主動噪音消除濾波單元502、一第一加法電路503以及一第二加法電路504。
第一通道模擬濾波器501的功能相同於第4圖實施例的第一通道模擬濾波器401。第一通道模擬濾波器501用以模擬物理通道205，接收第一抗噪訊號y'1(n)，以產生第一解耦合訊號
，其中，第一抗噪訊號y'1(n)為由第一麥克風201所接收的外部噪音訊號，並經過取樣數位/類比轉換之後，透過第一主動噪音消除濾波單元203之運算獲得。
在本實施例中，第三主動噪音消除濾波單元502的轉移函數例如與第二主動噪音消除濾波單元204的轉移函數相同，因此第三主動噪音消除濾波單元502的權重也為W 2。也就是說，第三主動噪音消除濾波單元502的濾波運算與第二主動噪音消除濾波單元204的濾波運算相同。因此，當第一解耦合訊號
輸入進第三主動噪音消除濾波單元502時，第三主動噪音消除濾波單元502所輸出的第三抗噪訊號可表示為
。
第二主動噪音消除濾波單元204接收到第二麥克風202所輸出的誤差訊號，標記為d(n)+y 1(n)+y 2(n)，故第二主動噪音消除濾波單元204所輸出的訊號標記為〔d(n)+y 1(n)+y 2(n)〕W 2。
第一加法電路503的第一輸入埠接收第三抗噪訊號
，第一加法電路503的第二輸入埠接收第二抗噪訊號〔d(n)+y 1(n)+y 2(n)〕W 2。由於
實質上等效於y 1(n)，因此，第一加法電路503將兩訊號相減之後，輸出近似為〔d(n)+y 2(n)〕W 2。此〔d(n)+y 2(n)〕W 2即去除了y 1(n)的成份。又，該輸出〔d(n)+y 2(n)〕W 2中的主噪音訊號d(n)可忽略不計。因此，該輸出〔d(n)+y 2(n)〕W 2可進一步簡化為式子〔y 2(n)〕W 2，其在此表示為y'2(n)。由此可知，雖然第二主動噪音消除濾波單元204受到第一訊號y 1(n)的干擾，但該干
擾通過第三主動噪音消除濾波單元502及第一加法電路503被等效地消除了。
第二加法電路504的第一輸入埠耦接第一加法電路503的輸出埠，以接收輸出y'2(n)，第二加法電路504的第二輸入埠接收第一抗噪訊號y'1(n)，將兩訊號相加以獲得噪音消除訊號的電訊號成分y'1(n)+y'2(n)。在一些實施例中，可省略第二加法電路504。
上述第5圖之實施例是採用與第4圖不同的解耦合方式，卻同樣能夠消除多餘的第一訊號y 1(n)成份。以下另提出一個實施例，同樣可以消除多餘的第一訊號y 1(n)成份，使所屬技術領域具有通常知識者能據以實施本發明。
第6圖繪示為本發明一較佳實施例的具備良好隔離之主動式降噪耳機的等效取樣時間方塊示意圖。第6圖的主動式降噪耳機採用複合式降噪架構。不同於第5圖的實施例是對第二麥克風202提供的誤差訊號e(n)進行處理以達到解耦合的效果，在第6圖的實施例中，是對第一麥克風201提供的訊號進行處理以達到解耦合的效果，詳細說明如下。
第一解耦合單元60包括一第三主動噪音消除濾波單元601、一通道模擬濾波器602、一第一加法電路603以及一第二加法電路604，其中通道模擬濾波器602的功能相同於第4圖實施例的第一通道模擬濾波器401。
第三主動噪音消除濾波單元601的運算與第二主動噪音消除濾波單元204的運算相同，較為不同的是，此第三主動噪音消除濾波單元601接收由第一主動噪音消除濾波單元203所輸出的第一抗噪訊號y'1(n)，並輸出第三抗噪訊號y'1(n)W 2。之後，再經由第一通道模擬濾波器602處理，產生第一解耦合訊號
。
此外，第三主動噪音消除濾波單元601的操作類似於第5圖的第三主動噪音消除濾波單元502，差別在於，在第5圖的實施例中第
一抗噪訊號y'1(n)先經由第一通道模擬濾波器501處理，再經由第三主動噪音消除濾波單元502處理，而在本實施例中，第一抗噪訊號y'1(n)先經由第三主動噪音消除濾波單元601處理，再經由通道模擬濾波器602處理。根據線性系統的數學原理，上述配置順序的不同實質上不導致結果的改變，在此不予贅述。據此，在一些實施例中，可配置為第一抗噪訊號y'1(n)先經由通道模擬濾波器602處理，再經由第三主動噪音消除濾波單元601處理。
第一加法電路603的第一輸入埠接收第一解耦合訊號
，第一加法電路603的第二輸入埠接收第一抗噪訊號y'1(n)，並將兩者相減，之後透過第二加法電路604將第二主動噪音消除濾波單元204路徑上的訊號進行互相干涉，以消除第二主動噪音消除濾波單元204輸出的抗噪訊號〔d(n)+y 1(n)+y 2(n)〕W 2中多餘的第一訊號y 1(n)成份。明確來說，第一加法電路603輸出的訊號[y'1(n)-
]中的成分
用來消除第二主動噪音消除濾波單元204輸出的抗噪訊號〔d(n)+y 1(n)+y 2(n)〕W 2中的成分[y 1(n)W 2]。又，抗噪訊號〔d(n)+y 1(n)+y 2(n)〕W 2中的主噪音訊號d(n)可忽略不計。據此，第二加法電路604輸出的訊號為[y 2(n)W 2+y'1(n)]，其進一步簡化為[y'2(n)+y'1(n)]。
上述實施例中，都是以耳塞式耳機作為舉例。由於耳塞式耳機對於內部麥克風與外部麥克風之間具有良好的隔離作用，故內部麥克風所接收到的雜訊，外部麥克風是無法接收到的。因此，在上述實施例中，回聲噪音無法影響到第一麥克風。以下舉一個沒有良好隔離的例子。
第7圖繪示為本發明一較佳實施例的不具備良好隔離之主動式降噪耳機的等效取樣時間方塊示意圖。第7圖的主動式降噪耳機採用複合式降噪架構。請參考第7圖，在此實施例中，主動式降噪耳機是半入耳式(semi-in-ear)。此種類的主動式降噪耳機的耳
機外殼19無法有效地阻隔聲音從主動式降噪耳機的內部傳遞至主動式降噪耳機的外部，故耳道內部回聲的反向雜訊也會干擾到外部的第一麥克風201。因此，上述主動式降噪耳機的系統的可堆疊多重主動降噪音裝置除了第一解耦合單元40外，更包括一第二解耦合單元70。
此技術與上述幾個實施例的概念相同。第一解耦合單元40用以根據第一主動噪音消除濾波單元203所輸出的抗噪訊號，產生第一解耦合訊號。同樣地，第二解耦合單元70用以根據第二主動噪音消除濾波單元204所輸出的抗噪訊號，產生第二解耦合訊號。
在此實施例中，第一解耦合單元40類似於第4圖的實施例，包括一第一通道模擬濾波器401以及第一加法電路402。第一通道模擬濾波器401實質上相同於物理通道205，其接收第一主動噪音消除濾波單元203所輸出的第一抗噪訊號y'1(n)，以產生第一解耦合訊號
，此第一解耦合訊號
實質上幾乎等於第一訊號y 1(n)。第二麥克風202所接收的第一誤差訊號e 2(n)為[d 2(n)+y 1(n)+y 2(n)]。接著，第一加法電路402的第一輸入埠接收第一解耦合訊號
，第一加法電路402的第二輸入埠接收第一誤差訊號e 2(n)。藉此，第一解耦合訊號
將第一誤差訊號e 2(n)的y 1(n)成份扣除，並輸出給第二主動噪音消除濾波單元204，第二主動噪音消除濾波單元204所接收到的訊號e 2’(n)便實質上等於d 2(n)+y 2(n)。換言之，第二主動噪音消除濾波單元204不再受到第一訊號y 1(n)的干擾，而能夠產生有效的抗噪訊號。為了方便說明第7圖的實施例中，物理通道205的轉移函數表示為S 1(z)，第一通道模擬濾波器401的轉移函數表示為
。
另一方面，由於在本實施例中耳機的機構外觀不是隔離式，故，耳道內部回聲的反向雜訊也會干擾到外部的第一麥克風201，此真實環境的另一物理通道72同樣以Z域轉移函數表示為S 2(z)。換
句話說，此第二物理通道72的轉移函數S 2(z)用以代表主動式降噪積體電路20至第一麥克風201的輸入之間的傳輸。同樣地，可堆疊多重主動降噪音積體電路20所輸出的抗噪訊號y'1(n)與y'2(n)經由第二物理通道72傳輸後，x 1(n)代表相關於第一抗噪訊號y'1(n)對應的聲音訊號，x 2(n)代表相關於第二抗噪訊號y'2(n)的聲音訊號。就實際聲音訊號傳輸來說，由於訊號x 1(n)及x 2(n)是由耳道內傳送到第一麥克風201，其通道響應是和耳道內的通道響應不同。因此，訊號x 1(n)及x 2(n)不同於聲音訊號y 1(n)及y 2(n)。
除接收訊號x 1(n)及x 2(n)以外，第一麥克風201還接收外部噪音訊號d 1(n)，據此，第一麥克風201將外部噪音訊號d 1(n)、訊號x 1(n)及x 2(n)作為第二誤差訊號e 1(n)。另說明，外部噪音訊號d 1(n)進入主動式降噪耳機的外部後轉換為主噪音訊號d 2(n)，主噪音訊號d 2(n)實質上等同於第2圖實施例的主噪音訊號d(n)。
若不對第二誤差訊號e 1(n)進行處理，而讓第一主動噪音消除濾波單元203接收包含訊號x 2(n)的第二誤差訊號e 1(n)，類似於第2圖實施例說明的理由，第一主動噪音消除濾波單元203受到訊號x 2(n)的干擾，因而產生的抗噪訊號無法有效的消除噪音。因此，需從第二誤差訊號e 1(n)中移除訊號x 2(n)，使得第一主動噪音消除濾波單元203接收的訊號不含有訊號x 2(n)。
因此，本實施例提出一第二解耦合單元70，包括一第二通道模擬濾波器701以及一第二加法電路702。由於訊號x 2(n)是由物理通道72所輸出，因此為了有效地消除第二誤差訊號e 1 (n)中的訊號x 2(n)，第二通道模擬濾波器701需模擬上述物理通道72，而非模擬物理通道205。
第二通道模擬濾波器701接收第二主動噪音消除濾波單元204輸出的第二抗噪訊號y'2(n)，以產生第二解耦合訊號
。此第二解耦合訊號
實質上幾乎等於訊號x 2(n)。接著，第二加法電路
702的第一輸入埠接收第二解耦合訊號
，第二加法電路702的第二輸入埠接收第二誤差訊號e 1(n)。藉此，將第二誤差訊號e 1(n)中的訊號x 2(n)成份扣除，並輸出給第一主動噪音消除濾波單元203。第一主動噪音消除濾波單元203所接收到的訊號e 1’(n)便實質上等於d 1(n)+x 1(n)，第一主動噪音消除濾波單元203不會受到訊號x 2(n)的干擾，因而產生的第一抗噪訊號y'1(n)是有效的。
在本實施例中，第一路徑從第一麥克風201的輸出端開始，經由第一主動噪音消除濾波單元203，到物理通道205及72的輸入端。第二路徑從第二麥克風202的輸出端開始，經由第二主動噪音消除濾波單元204，到物理通道205及72的輸入端。第一路徑抗噪訊號受第二物理通道72轉換為第三訊號x 1(n)。第二路徑抗噪訊號受第二物理通道72轉換為第四訊號x 2(n)。換句話說，第一路徑接收到含有第四訊號x 2(n)成分的第二誤差訊號e 1(n)，使得第一路徑中的第一主動噪音消除濾波單元203受到第四訊號x 2(n)干擾。本實施例中的第二解耦合單元70基於第二抗噪訊號y'2(n)移除第一路徑中第四訊號x 2(n)的成分。
在另一些實施例中，僅以單一麥克風來實現，但是確有雙抗噪音系統的例子。如第8圖所示，第8圖繪示為本發明一較佳實施例的主動式降噪耳機的等效取樣時間方塊示意圖。第8圖的實施例主動式降噪耳機採用反饋式降噪架構。請參考第8圖，在此實施例中，僅有第二麥克風202(耳道內雜訊接收麥克風)，然而，在此實施例中，確有第一主動噪音消除濾波單元203以及第二主動噪音消除濾波單元204。
不同於第7圖的實施例，若第一主動噪音消除濾波單元203接收的訊號未經解耦合處理，也就是直接接收未經解耦合處理的誤差訊號e(n)，第一主動噪音消除濾波單元203將會受到第二訊號y 2(n)的干擾，而非第7圖的實施例的訊號x 2(n)。因此為了有效地
消除誤差訊號e(n)中的訊號y 2(n)，第二解耦合單元80中的通道模擬濾波器801需模擬上述物理通道205，而非模擬物理通道72，以產生第二解耦合訊號
。同樣地，第二加法電路802接收第二解耦合訊號
與誤差訊號e(n)，並將誤差訊號e(n)中的訊號y 2(n)成份扣除，輸出給第一主動噪音消除濾波單元203。第一主動噪音消除濾波單元203所接收到的訊號e 1’(n)便實質上等於d(n)+y 1(n)，使得第一主動噪音消除濾波單元203不會受到訊號y 2(n)的干擾，因而產生有效噪的第一抗噪訊號y'1(n)。
也就是說，請參考第7圖與第8圖，第7圖與第8圖的實施例採用幾乎相同的消除架構，唯一的差異是第8圖僅有第二麥克風202。由於消除多餘的成份之方法類似，故在此不予贅述。
在本實施例中，第一路徑從第二麥克風202的輸出端開始，經由第一主動噪音消除濾波單元203，到物理通道205的輸入端。第二路徑從第二麥克風202的輸出端開始，經由第二主動噪音消除濾波單元204，到物理通道205的輸入端。
第9圖繪示為本發明一較佳實施例的具備良好隔離之主動式降噪耳機的等效取樣時間方塊示意圖。第9圖的主動式降噪耳機採用複合式降噪架構。請先參考第9圖以及第8圖，第9圖與第8圖的差異在於，額外增加了前饋式降噪，也就是增加第一麥克風201以及第三主動噪音消除濾波單元91。
對於第一主動噪音消除濾波單元203來說，若第一主動噪音消除濾波單元203接收的訊號未經解耦合處理，第一主動噪音消除濾波單元203會受到訊號y 0(n)及y 2(n)的干擾。因此，利用第三解耦合單元90中的通道模擬濾波器901及加法電路902用於消除訊號y 0(n)的干擾，以及利用第二解耦合單元80消除訊號y 2(n)的干擾。消除干擾的原理，相同於前述各實施例，於此不再贅述。
對第二主動噪音消除濾波單元204來說，若第二主動噪音消除濾
波單元204接收的訊號未經解耦合處理，第二主動噪音消除濾波單元204會受到訊號y 0(n)及y 1(n)的干擾。因此，利用第三解耦合單元90中的通道模擬濾波器901及加法電路903用於消除訊號y 0(n)的干擾，以及利用第一解耦合單元40消除訊號y 1(n)的干擾。消除干擾的原理，相同於前述各實施例，於此不再贅述。另外，在本實施例中，為了簡化元件示意圖中走線複雜度，第9圖中加法單元206與第二麥克風202繪製的相對位置與第8圖中的加法單元206與第二麥克風202的位置對調，然本領域具有通常知識者應當可以推知，圖式中加法單元206與第二麥克風202的相對位置不能用以限制本發明的元件配置。
由上述的說明可知，本實施例進一步還包括了一第三路徑，第三路徑從第一麥克風201的輸出端開始，經由第三主動噪音消除濾波單元91，到物理通道205的輸入端。第三主動噪音消除濾波單元91所輸出的第三抗噪訊號y'0(n)在本實施例例如為第三路徑抗噪訊號，並且，第三抗噪訊號y'0(n)經過物理通道205轉換為第三訊號y 0(n)。由於第一路徑與第二路徑都接收到含有第三訊號y 0(n)成分的誤差訊號e(n)。因此，本實施例提出的第三解耦合單元90，基於第三抗噪訊號y'0(n)移除第一路徑與第二路徑中的第三訊號y 0(n)的成分。
為了解決以上所述的問題，本發明實施例提出一種可堆疊多重主動降噪音方法。第10圖繪示為本發明一較佳實施例的可堆疊多重主動降噪音方法的流程圖。請參考第10圖，此可堆疊多重主動降噪音方法包括下列步驟：
步驟S1001：提供一第一路徑，輸出一第一路徑抗噪訊號，其中該第一路徑抗噪訊號受一物理通道轉換為一第一訊號，第一路徑包括：一第一主動噪音消除濾波單元，用以產生一第一抗噪訊號；提供一第二路徑，接收含有第一訊號的成分的一誤差訊號，
並且輸出一第二路徑抗噪訊號至物理通道，第二路徑包括：一第二主動噪音消除濾波單元，用以產生一第二抗噪訊號，其中第二抗噪訊號衍生出第二路徑抗噪訊號。
步驟S1002：基於第一抗噪訊號移除第二路徑中第一訊號的成分。如第4圖所示，藉由將第一抗噪訊號，透過第一通道模擬濾波器401，在第二主動噪音消除濾波單元的輸入端，將第二主動噪音消除濾波單元204所收到的誤差訊號e(n)中的第一訊號y 1(n)之成份移除。再者，如第5圖所示，藉由將第一抗噪訊號，透過第一通道模擬濾波器501以及第三主動噪音消除濾波單元502(此單元與第二主動噪音消除濾波單元的轉移函數相同)，產生解耦合訊號，並且在第二主動噪音消除濾波單元204的輸出端進行解耦合。同樣地，如第6圖所示，藉由將第一抗噪訊號，透過聲音通道模擬濾波器602以及第三主動噪音消除濾波單元601(此單元與第二主動噪音消除濾波單元的轉移函數相同)，產生解耦合訊號，並且在第二主動噪音消除濾波單元204的輸出之後進行解耦合。換句話說，只要有至少兩個主動噪音消除濾波單元，且上述主動噪音消除濾波單元所生成的抗噪訊號會互相耦合的情況下，便可以藉由其中一個特定抗噪訊號產生解耦合訊號，將其他主動噪音消除濾波單元路徑中，特定抗噪訊號之成份消除。藉此，本發明可以消除上述互相干擾的情況。上述第7、8、9圖的實施例便是利用此精神所衍生的實施例。故本發明並不以4、5、6圖為限。
步驟S1003：基於第一路徑抗噪訊號及第二路徑抗噪訊號進行播放，藉以消除噪音。
綜上所述，本發明的精神在於在主動式降噪耳機中的主動降噪音裝置內，設置多個主動噪音消除濾波單元，且每一個主動噪音消除濾波單元之輸出訊號造成其他主動噪音消除濾波單元所產生的
多餘成份，藉由解耦合的方式將上述多餘成份消除，因此，上述多個主動噪音消除濾波單元所輸出的訊號便可以以符合真實噪音的情況，恰當的堆疊，進而所輸出的噪音消除訊號能更加符合所接收到的噪音，更能恰當的消除噪音。
雖然圖1至圖9中包含了以上描述的元件，但不排除在不違反發明的精神下，使用更多其他的附加元件，已達成更佳的技術效果。此外，雖然圖10的流程圖採用指定的順序來執行，但是在不違反發明精神的情況下，熟習此技藝人士可以在達到相同效果的前提下，修改這些步驟間的順序，所以，本發明並不侷限於僅使用如上所述的順序。此外，熟習此技藝人士亦可以將若干步驟整合為一個步驟，或者是除了這些步驟外，循序或平行地執行更多步驟，本發明亦不因此而侷限。
雖然本發明使用以上實施例進行說明，但需要注意的是，這些描述並非用以限縮本發明。相反地，此發明涵蓋了熟習此技藝人士顯而易見的修改與相似設置。所以，申請權利要求範圍須以最寬廣的方式解釋來包含所有顯而易見的修改與相似設置。
20:可堆疊多重抗噪訊號的主動降噪積體電路
21:音訊轉換設備
201:第一麥克風
202:第二麥克風
203:第一主動噪音消除濾波單元
204:第二主動噪音消除濾波單元
205:物理通道
40:第一解耦合單元
401:第一通道模擬濾波器
402:第一加法電路
Claims (12)
- 一種可堆疊多重主動式降噪積體電路，包括：一第一路徑，輸出一第一路徑抗噪訊號，其中該第一路徑抗噪訊號受一物理通道轉換為一第一訊號，該第一路徑包括：一第一主動噪音消除濾波單元，用以產生一第一抗噪訊號；一第二路徑，接收含有該第一訊號的成分的一誤差訊號，並且輸出一第二路徑抗噪訊號至該物理通道，該第二路徑包括：一第二主動噪音消除濾波單元，用以產生一第二抗噪訊號，其中該第二抗噪訊號衍生出該第二路徑抗噪訊號；以及一第一解耦合單元，用以基於該第一抗噪訊號移除該第二路徑中該第一訊號的成分。
- 如請求項1所述的可堆疊多重主動式降噪積體電路，其中，該第一解耦合單元包括：一第一通道模擬濾波器，用以模擬該物理通道，接收該第一抗噪訊號，以產生一第一解耦合訊號；以及一第一加法電路，包括一第一輸入埠以及一第二輸入埠以及一輸出埠，其中，該第一加法電路的第一輸入埠接收該第一解耦合訊號，該第一加法電路的第二輸入埠接收該誤差訊號，該第一加法電路的輸出埠耦接該第二主動噪音消除濾波單元。
- 如請求項1所述的可堆疊多重主動式降噪積體電路，其中，該第一 解耦合單元包括：一第一通道模擬濾波器，用以模擬該物理通道，接收該第一抗噪訊號，以產生一第一解耦合訊號；以及一第三主動噪音消除濾波單元，其中，該第三主動噪音消除濾波單元的濾波運算與該第二主動噪音消除濾波單元的濾波運算相同，其中，該第三主動噪音消除濾波單元接收該第一解耦合訊號，產生一第三抗噪訊號；一第一加法電路，包括一第一輸入埠以及一第二輸入埠以及一輸出埠，其中，該第一加法電路的第一輸入埠接收該第三抗噪訊號，該第一加法電路的第二輸入埠接收該第二抗噪訊號；以及一第二加法電路，包括一第一輸入埠以及一第二輸入埠以及一輸出埠，其中，該第二加法電路的第一輸入埠耦接該第一加法電路的輸出埠，該第二加法電路的第二輸入埠接收該第一抗噪訊號，其中，透過該第一加法電路以及該第二加法電路的訊號疊加，該第一抗噪訊號、該第二抗噪訊號以及該第一解耦合訊號合成為一噪音消除訊號。
- 如請求項1所述的可堆疊多重主動式降噪積體電路，其中，該第一解耦合單元包括：一第三主動噪音消除濾波單元，其中，該第三主動噪音消除濾波單元的濾波運算與該第二主動噪音消除濾波單元的濾波運算相同，其中，該第三主動噪音消除濾波單元接收該第一抗噪訊號，產生一第三抗噪訊號；一第一通道模擬濾波器，用以模擬該物理通道，接收該第三抗噪訊號，以產生一第一解耦合訊號；一第一加法電路，包括一第一輸入埠以及一第二輸入埠以及一輸出 埠，其中，該第一加法電路的第一輸入埠接收該第一解耦合訊號，該第一加法電路的第二輸入埠接收該第一抗噪訊號；以及一第二加法電路，包括一第一輸入埠以及一第二輸入埠以及一輸出埠，其中，該第二加法電路的第一輸入埠耦接該第一加法電路的輸出埠，該第二加法電路的第二輸入埠接收該第二抗噪訊號，其中透過該第一加法電路以及該第二加法電路的訊號疊加，該第一抗噪訊號、該第二抗噪訊號以及該第一解耦合訊號合成為一噪音消除訊號。
- 如請求項1所述的可堆疊多重主動式降噪積體電路，其中該物理通道為一第一物理通道，其中，該第二路徑抗噪訊號受一第二物理通道轉換為一第四訊號，其中，該誤差訊號為一第一誤差訊號，其中，該第一路徑接收含有該第四訊號的成分的一第二誤差訊號，其中，該可堆疊多重主動式降噪積體電路進一步包括：一第二解耦合單元，用以基於該第二抗噪訊號移除該第一路徑中該第四訊號的成分。
- 如請求項1所述的可堆疊多重主動式降噪積體電路，其中，該第二路徑抗噪訊號受該物理通道轉換為一第二訊號，其中，該誤差訊號進一步含有該第二訊號的成分，其中，該第一路徑接收該誤差訊號，其中，該可堆疊多重主動式降噪積體電路更包括：一第二解耦合單元，用以基於該第二抗噪訊號移除該第一路徑中該第二訊號的成分。
- 如請求項6所述的可堆疊多重主動式降噪積體電路，進一步包括：一第三路徑，輸出一第三路徑抗噪訊號，其中，該第三路徑抗噪訊 號受該物理通道轉換為一第三訊號，其中，該誤差訊號進一步含有該第三訊號的成分，該第三路徑包括：一第三主動噪音消除濾波單元，用以產生一第三抗噪訊號；以及一第三解耦合單元，用以基於該第三抗噪訊號移除該第二路徑中該第三訊號的成分，以及更用以基於該第三抗噪訊號移除該第一路徑中該第三訊號的成分。
- 如請求項6所述的可堆疊多重主動式降噪積體電路，其中，該第二解耦合單元包括：一第二通道模擬濾波器，用以模擬該物理通道，接收該第二抗噪訊號，以產生一第二解耦合訊號；以及一第二加法電路，包括一第一輸入埠以及一第二輸入埠以及一輸出埠，其中，該第二加法電路的第一輸入埠接收該第二解耦合訊號，該第二加法電路的第二輸入埠接收該誤差訊號，該第二加法電路的輸出埠耦接該第一主動噪音消除濾波單元。
- 一種主動式降噪耳機，包括：如請求項1至8中任一項所述的可堆疊多重主動式降噪積體電路；以及一音訊轉換設備，包括：一揚聲器，用以基於該第一路徑抗噪訊號及該第二路徑抗噪訊號進行播放，藉以消除噪音，其中該揚聲器為該物理通道的一部分；以及一麥克風，用以接收耳道回聲之噪音，轉換為該誤差訊號。
- 一種可堆疊多重主動降噪音方法，適用於具有多個主動噪音消除濾波單元之聲音播放裝置，此可堆疊多重主動降噪音方法包括：提供一第一路徑，輸出一第一路徑抗噪訊號，其中該第一路徑抗噪訊號受一物理通道轉換為一第一訊號，該第一路徑包括：一第一主動噪音消除濾波單元，用以產生一第一抗噪訊號；提供一第二路徑，接收含有該第一訊號的成分的一誤差訊號，並且輸出一第二路徑抗噪訊號至該物理通道，該第二路徑包括：一第二主動噪音消除濾波單元，用以產生一第二抗噪訊號，其中該第二抗噪訊號衍生出該第二路徑抗噪訊號；基於該第一抗噪訊號移除該第二路徑中該第一訊號的成分；以及基於該第一路徑抗噪訊號及該第二路徑抗噪訊號進行播放，藉以消除噪音。
- 如請求項10所述的可堆疊多重主動降噪音方法，其中基於該第一抗噪訊號移除該第二路徑中該第一訊號的成分，包括：根據該物理通道將該第一抗噪訊號轉換為一解耦合訊號；以及在該第二主動噪音消除濾波單元的輸入端，透過該解耦合訊號進行解耦合，以移除該第二路徑中該第一訊號的成分。
- 如請求項10所述的可堆疊多重主動降噪音方法，基於該第一抗噪訊號移除該第二路徑中該第一訊號的成分，包括：根據該物理通道以及該第二主動噪音消除濾波單元的轉移函數，產生解耦合訊號；以及在該第二主動噪音消除濾波單元的輸出端，透過該解耦合訊號進 行解耦合，以移除該第二路徑中該第一訊號的成分。
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| CN108140380A (zh) * | 2015-08-20 | 2018-06-08 | 思睿逻辑国际半导体有限公司 | 具有部分地由固定响应滤波器提供的反馈响应的自适应消噪反馈控制器及方法 |
| CN108156546A (zh) * | 2016-12-05 | 2018-06-12 | 骅讯电子企业股份有限公司 | 主动降噪校正***与扬声装置 |
| US20200005758A1 (en) * | 2017-06-26 | 2020-01-02 | Invictus Medical, Inc. | Active Noise Control Microphone Array |
-
2021
- 2021-10-22 TW TW110139241A patent/TWI802055B/zh active
Patent Citations (3)
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