一种主动降噪智能书桌

1.本实用新型涉及书桌，具体涉及一种主动降噪智能书桌。


背景技术：

2.随着生活节奏的加快，学习任务和工作任务的加重，人们对其所处的学习环境提出了更高的舒适需求，良好的学习环境可以促进学习者的进步，在学习场所内，如何提高学习环境是一个急需解决的问题。高质量的学习环境可以使人注意力集中，提高人的学习效率和质量。目前可使用在学习场所的学习桌增加了挡板和平板电脑托盘来提升使用的舒适性，但是没有一种好的降噪措施来提升学习质量。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种主动降噪智能书桌，以解决学习过程中环境噪音对学习效率的影响。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
5.一种主动降噪智能书桌，包括带桌腿的桌面和主动降噪系统；
6.所述桌面的前侧设有前挡板，左、右两侧分别设有左挡板和右挡板；
7.所述主动降噪系统包括用于采集书桌四周环境噪声的参考传声器、用于处理环境噪声的主动降噪器和用于发出抵消环境噪声的次级声源的两个扬声器，所述参考传声器与主动降噪器设置于前挡板内侧中部并通过电信号连接，所述两个扬声器对称设置于所述左挡板和右挡板内侧，所述两个扬声器分别与主动降噪器电信号连接。
8.所述参考传声器、主动降噪器和两个扬声器均与多功能控制器电信号连接，所述多功能控制器上设有开关按钮、降噪功能按钮和led液晶屏显示。
9.进一步地，所述主动降噪系统还包括用于采集人耳处感受到的残余噪声的两个误差传声器，所述两个误差传声器对称设置于所述左挡板和右挡板内侧，且所述两个误差传声器分别与主动降噪器和多功能控制器电信号连接。
10.进一步地，所述多功能控制器上还设有usb充电接口、用于插接播放音频的usb接口、用于控制usb接口开关的放松功能按钮、耳机孔和调节音频音量的音量调节旋钮。
11.进一步地，所述多功能控制器位于所述桌面的左上角。
12.进一步地，所述两个扬声器分别位于所述左挡板和右挡板的中心位置。
13.进一步地，所述两个误差传声器分别设置于所述左挡板的左上方和右挡板的右上方。
14.进一步地，所述误差传声器与参考传声器均采用电容式咪头。
15.进一步地，所述桌面上设有平板电脑托板，所述平板电脑托板与桌面角度可调。
16.本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
17.学习场所内的噪声通过设在桌面前挡板的参考传声器，转化为模拟电信号，然后经过主动降噪器内的主动降噪模块进行噪声处理，利用声消干涉原理，产生与学习场所内
的噪声幅度相同、相位相反的次级信号，由扬声器输出，与学习场所内的环境噪声抵消，从而在人耳处形成静区，实现学习期间对外界噪声的主动抵消。
18.进一步地，在左挡板与右挡板的内侧对称设置误差传声器，用于采集人耳处感受的残余噪声并转化为残余模拟噪声信号，然后送入到主动降噪器的核心处理单元进行运算，残余模拟噪声信号经过主动降噪器的核心处理单元处理，产生与残余模拟噪声幅度相同，相位相反的次级声源，并由扬声器输出，次级声源与外界噪声相抵消后，又产生新的残余噪声经过误差传声器再传递至主动降噪器的核心处理单元中，如此循环可进一步降低人耳处感受到的残余噪声。
19.进一步地，在多功能控制器上设置usb接口，用于通过连接电脑或者u盘等方式播放各种有助于放松的音乐，如可以帮助放松的白噪声或粉红噪声，满足使用者对放松的需求。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例所涉的主动降噪智能书桌的结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例所涉的多功能控制器的结构示意图。
22.图中：1、桌面；2、前挡板；3、左挡板；4、右挡板；5、参考传声器；6、主动降噪器；7、扬声器；8、多功能控制器；81、开关按钮；82、降噪功能按钮；83、放松功能按钮；84、usb充电接口；85、usb接口；86、耳机孔；87、音量调节旋钮；88、led液晶屏显示；9、误差传声器；10、平板电脑托板。
具体实施方式
23.以下结合附图及实施例对本实用新型的具体内容做进一步详细解释说明。
24.参照图1-2，本实施例提供一种主动降噪智能书桌，包括带桌腿的桌面1和主动降噪系统；
25.桌面1的前侧设有前挡板2，左、右两侧分别设有左挡板3和右挡板4；
26.主动降噪系统包括参考传声器5、两个误差传声器9、主动降噪器6和两个扬声器7，参考传声器5和两个误差传声器9分别与主动降噪器6电信号连接，主动降噪器6分别与两个扬声器7电信号连接；
27.其中，参考传声器5设置于前挡板2内侧中部，用于采集书桌四周的环境噪声，并将采集的外界噪音送入主动降噪器6的核心处理单元进行运算，外界噪声可以是空调噪声，风扇噪声，外界人员走路的声音，以及人们之间的谈话声等一种或者几种声音经过传播过程中进行叠加或不规则抵消形成在桌子附近的中低频复杂噪声。
28.两个误差传声器9对称设置于左挡板3和右挡板4内侧，具体的，一个误差传声器9设置于左挡板3的左上方，一个误差传声器9设置于右挡板4的右上方。误差传声器9用于采集人耳处感受的残余噪声并转化为残余模拟噪声信号，然后送入到主动降噪器6的核心处理单元进行运算。将误差传声器9分别设置于左挡板3的左上方和右挡板4的右上方距离人耳更近的位置，有助于准确采集人耳处感受的残余噪声。
29.主动降噪器6设置于前挡板2的内侧中部，优选的，主动降噪器6与参考传声器5封装于一个外壳内，且参考传声器5位于主动降噪器6的正上方。
30.具体的，主动降噪器6内设有主动降噪模块，主动降噪模块的核心处理单元采用stm32，主动降噪模块包括有源滤波器、自适应滤波器和功率放大器，有源滤波器的输入端与参考传声器5相连，有源滤波器的输出端和误差传声器9的输出端均与自适应滤波器的输入端相连，自适应滤波器的输出端与功率放大器的输入端相连，功率放大器的输出端与扬声器7相连；主动降噪模块的核心处理单元stm32利用fx-lms算法处理由参考传声器5以及误差传声器9传来的主噪声模拟信号和残余噪声模拟信号后，经过自适应滤波器和功率放大器的处理后，由扬声器7输出的次级声源与室内噪声相互抵消，实现主动降噪功能。
31.需要说明的是，误差传声器9用于采集已经经过主动降噪器6处理后的人耳处感受到的残余噪声信号，该残余噪声信号是外界噪声信号与主动降噪器6产生并由扬声器7发出的次级信号进行干涉相消后残余的噪声信号，残余噪声信号经过误差传声器9采集，自适应滤波器将采集到的残余噪声信号进行滤波处理，然后经过模数转换器转化为数字信号送入到主动降噪器6的控制器中进行运算，用于更新当前自适应滤波器的权系数，得到新的次级信号，然后接着通过功率放大器由扬声器7输出该次级信号并与环境噪声进行下次抵消，此时产生新的残余噪声信号又经过误差传声器9采集后传递至主动降噪器6中，进行下一次滤波器权系数更新，直到确定最优的滤波器系数，实现主动降噪的最佳效果。
32.参考传声器5和误差传声器9使用的是驻极体电容式传声器，采用的是电容式咪头，利用具有永久电荷隔离的聚合材料震动膜，将声信号转换为电信号。参考传声器5和误差传声器9采用电容式咪头，其灵敏度高，使用寿命长，成本低。
33.两个扬声器7对称设置于左挡板3和右挡板4的中心位置，有助于输出的与学习场所内噪声幅度相同、相位相反的次级信号与学习场所内的环境噪声抵消，从而在人耳处形成静区；
34.桌面1的中心位置设有平板电脑托板10，平板电脑托板10与桌面1的角度可调。
35.桌面1的左上角设有多功能控制器8，多功能控制器8分别与参考传声器5、两个误差传声器9、主动降噪器6和两个扬声器7电连接，多功能控制器8上设有开关按钮81、降噪功能按钮82、放松功能按钮83、usb充电接口84、usb接口85、耳机孔86、音量调节旋钮87和led液晶屏显示88；
36.其中，开关按钮81：用于控制多功能控制器8的开、关；
37.降噪功能按钮82：降噪功能按钮82处于打开状态，主动降噪智能书桌就开启降噪功能；降噪功能按钮82处于关闭状态，主动降噪智能书桌就关闭降噪功能；
38.放松功能按钮83：放松功能按钮83处于打开状态，主动降噪智能书桌就开启放松功能，播放有助于放松的音乐；放松功能按钮83处于关闭状态，主动降噪智能书桌就关闭放松功能；
39.usb充电接口84：参考传声器5、两个误差传声器9、主动降噪器6和两个扬声器7以及多功能控制器8分别通过多功能控制器8上的usb充电接口84与12v电源相连，从而满足供电需求；
40.usb接口85：用于通过连接电脑或者u盘等方式播放各种有助于放松的音乐，并通过扬声器7发出，从而为主动降噪智能书桌提供放松功能；
41.耳机孔86：具体为3.5mm标准耳机孔，可以通过插入3.5mm标准耳机以达到耳机播放音频的要求；
42.音量调节旋钮87：用于控制放松音频的音量大小；
43.led液晶屏显示88：用于显示当前噪声大小、降噪量和工作模式。
44.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。