有源降噪有源降噪的仪器系统

有源降噪的仪器系统主要包括传声器、放大器、调相装置、功率放大器和扬声器。它是一种能够减少传声器邻区声压的电声负反馈系统。传声器将所接收到的声压转变为相应的电压，通过放大器把电压放大到反相装置所要求的输入电压，经反相装置将这个电压的相位改变180°,送给功率放大器,功率放大后推动扬声器使其产生与原来的声压大小相等而相位相反的声压，这两个声压彼此相互抵销，达到降低噪声的目的。为了有效地实现反声作用，使用的各种设备应分别满足下述要求：

①传声器：在使用频率范围内，作用声压和输出电压的相位改变应很小；有恒定的比例关系，即有平直的频响特性；灵敏度要高。

②扬声器：放大器的输出变压器和扬声器耦合时，电压常产生相当大的相位变化。为避免这种现象，反声技术所用的扬声器最好采用阻抗较高、而且用无变压器的直接耦合式的联结。为保证反声系统所用的扬声器为简单辐射器，应安装在内壁有高效率吸声处理的扬声匣内。为使扬声器在规定的频率范围内基本上保持平直的频响特性，可在其磁场结构的后部，加一层绸缎类的多孔性声阻。

③放大线路：要求频率响应平直，各级的相位变化不大；各级间不出现再生和正反馈。为了避免，可用使输出信号随频率增加而下降的办法。

利用电子线路和扩声设备产生与噪声的相位相反的声音──反声，来抵销原有的噪声而达到降噪目的的技术，也称为反声技术。用于有源降噪的仪器设备称为电子吸声器或电子消声器。有源降噪技术和利用吸声材料将声能转变为热能的降噪技术相比，其原理截然不同。

从本质上来讲，有源降噪相当于在原系统中引入了一部分负反馈的电路（开环或者闭环都有），从而在实际输出时可以大幅削弱原来噪声信号的幅度、功率与分贝，达到实际降噪的目的。原理核心思想就是反馈与系统的自稳定原理。

有源降噪系统在理想的条件下所能达到的降噪效果。但环境中的噪声频率的成分很复杂且强度随时间起伏，往往在某些频段和位置上的噪声被抵销,而在另外一些频段和位置上却有所增加,难以达到理想的效果。

有源降噪技术自1947年H.F.奥尔森首次提出后，引起很多人的兴趣。除在较小范围内用于降低低频噪声（如机床旁工人耳边、飞机座舱驾驶员头部附近等），或在较大范围内用于降低简单声源（如大变压器站、大加压站等）的噪声以外，并未普遍应用。把有源降噪技术应用到较大范围内的问题尚在探讨。例如，有人利用惠更斯原理，在噪声源的近场区产生惠更斯子波，以期在远场区达到降声的目的 。

负反馈的原理不但可用来控制噪声，还可用于控制振动和混响。

利用恒流源代替放大电路中的负载，就构成有源负载放大电路。这种放大电路不仅单级电路电压放大倍数高，还可以改善放大电路的其他性能。因此，这种有源负载放大电路已成为模拟集成电路设计特色之一。

有源负载共射放大电路的基本形式。T是共射放大级，PNP型管T1 、T2及电阻组成恒流源电路。此时，放大电路的负载为有源器件T2，故称为有源负载放大电路。

由于 为恒流源输出电阻ro与负载电阻RL的并联值，只要RL足够大，这种电路的电压放大倍数可高达几千倍。而且放大倍数与负载两端直流压降（或Ic）无关。

带恒流源负载的差动放大电路。T1 、T2组成带恒流源的差动放大电路，T3、T4 组成镜像恒流源电路，作为差动放大电路的有源负载。这种差动放大电路不仅电压放大倍数大，而且共模输入电压范围也大。

当uid输入时，T1 管集电极电流为IC1，T2 管集电极电流为 - IC2，且- IC2 = IC1 ；当T1管集电极电流增加的同时，T3 管电流必然也增加，且IC1 = IC3；由于IC3与IC4 为镜像关系，即IC3= IC4，这样流过负载的电流

IL = IC4 - IC2 = IC3- IC2= IC1- IC2 = 2 IC1；即负载中得到的是单端输出信号电流的两倍，也就是等于双端输出时的信号电流。这表明恒流源负载差动放大电路还能在不降低放大倍数和共模抑制比的前提下，将双端输出变为单端输出，实现单端化。

编辑

利用恒流源代替放大电路中的负载，就构成有源负载放大电路。这种放大电路不仅单级电路电压放大倍数高，还可以改善放大电路的其他性能。因此，这种有源负载放大电路已成为模拟集成电路设计特色之一。

T是共射放大级，PNP型管T1 、T2及电阻组成恒流源电路。此时，放大电路的负载为有源器件T2，故称为有源负载放大电路。

由于 为恒流源输出电阻ro与负载电阻RL的并联值，只要RL足够大，这种电路的电压放大倍数可高达几千倍。而且放大倍数与负载两端直流压降（或Ic）无关。

T1 、T2组成带恒流源的差动放大电路，T3、T4 组成镜像恒流源电路，作为差动放大电路的有源负载。这种差动放大电路不仅电压放大倍数大，而且共模输入电压范围也大。

当uid输入时，T1 管集电极电流为IC1，T2 管集电极电流为 - IC2，且- IC2 = IC1 ；当T1管集电极电流增加的同时，T3 管电流必然也增加，且IC1 = IC3；由于IC3与IC4 为镜像关系，即IC3= IC4，这样流过负载的电流

IL = IC4 - IC2 = IC3- IC2= IC1- IC2 = 2 IC1；即负载中得到的是单端输出信号电流的两倍，也就是等于双端输出时的信号电流。这表明恒流源负载差动放大电路还能在不降低放大倍数和共模抑制比的前提下，将双端输出变为单端输出，实现单端化。