2017-主动降噪技术现状与发展趋势_22页

主动降噪技术现状与发展趋势总结

核心内容概述

主动降噪技术是一种利用声波相消性干涉原理，通过产生与噪声相位相反的反相声波来抵消原始噪声的技术。该技术在降低噪声污染方面具有显著优势，尤其在低频噪声控制上效果突出。当前，主动降噪技术已广泛应用于主动降噪耳机和汽车车内噪声主动控制等领域，但其应用仍受到成本、性能和复杂性等因素的限制。

主要观点

• 主动降噪技术原理：通过电声处理，运算出反相波并放大重放，使噪声振幅大幅衰减。
• 降噪性能极限：受骨导传声阈值限制，无法完全消除所有频率范围内的噪声。
• 技术分类：主动降噪耳机可分为前馈式、反馈式和复合式三类，每种结构在降噪性能和实现方式上各有特点。
• 应用现状：主动降噪耳机已较为成熟，汽车领域则处于发展阶段，主要应用于中高档车型。
• 发展趋势：技术将向智能化、节能化、融合化、集成化、模块化和价格亲民化方向发展。

关键信息

1. 主动降噪耳机技术发展沿革

• 1936年：Lueg提出有源噪声控制概念并申请专利。
• 1953年：Olson发表文章，提出电子吸声器概念并实现实际控制系统。
• 1980年代：随着电子技术的发展，主动降噪耳机进入快速发展阶段。
• 1990年代：中国开始相关研究，南京大学和中科院声学所取得重要成果。
• 当前应用：主要厂商包括Bose、Sennheiser、Sony、歌尔声学、华为等，产品性能逐步提升。

2. 主动降噪耳机技术现状

• 分类：
  • 前馈式：通过参考传声器获取噪声信息，控制信号驱动扬声器产生反相声波，具有较好的降噪效果，但对噪声方向性敏感。
  • 反馈式：利用误差传声器检测噪声反馈，控制更为灵活，但容易出现啸叫问题。
  • 复合式：结合前馈和反馈结构，降噪效果更佳，但系统复杂、成本高。
• 降噪性能极限：主要受限于骨导传声阈值，范围在50dB至70dB之间。
• 研究热点：
  • 降噪算法模型与优化：自适应噪声控制算法是当前研究的重点。
  • 降噪结构与原理研究：双层结构和骨传导技术是当前的热点方向。
  • 产品化研究：厂商重点研究成本控制、芯片通用化等方向，以推动产品普及。

3. 汽车车内噪声主动控制技术发展沿革

• 起源与发展：自上世纪80年代起，国际上对车内噪声控制展开研究，如Bose、通用汽车等。
• 中国发展：南京大学、中科院声学所、清华大学等科研机构在该领域开展研究，但商业化进程较慢。
• 技术特点：汽车噪声控制环境更为复杂，需结合被动与主动降噪；同时需保留关键驾驶声音，如鸣笛和警报声。

4. 汽车车内噪声主动控制现状

• 研究热点：降噪算法优化、结构与原理研究、工程实现等。
• 主要研究机构：国外以Bose、哈曼等为主，国内则以清华大学、中科院声学所、南京大学等为代表。
• 典型应用示例：
  • 凯迪拉克XTS：采用Bose主动降噪系统，通过麦克风和扬声器实现噪声抵消。
  • 广汽本田歌诗图：采用ASC主动降噪系统，结合隔音材料与空气动力学设计。

5. 主动降噪技术发展趋势

• 智能化：通过自适应和数字化算法，提升产品对不同场景的适配性。
• 节能化：优化电路和系统设计，降低功耗，实现无线充电、远程充电等。
• 融合化、集成化：与智能终端和汽车设计、工艺、制造等环节融合，提升整体性能。
• 技术独立化：各厂商和科研机构将拥有更多独立专利，推动技术发展。
• 模块化、价格亲民化：主动降噪系统将实现模块化设计，降低产品成本，扩大市场应用。

产业链与产品示例

总结

主动降噪技术作为重要的噪声控制手段，具有良好的降噪效果和广阔的应用前景。随着技术的不断进步和市场需求的增加，该技术将在更多领域得到应用。然而，目前仍面临成本高、技术壁垒等问题，需进一步推动产品化、商业化和技术创新，以实现更广泛的应用。未来，主动降噪技术将更加智能、节能、集成，并逐步走向亲民化。