混合控制结构由宽带ANC子系统（BANC）、窄带ANC子系统（NANC）和正弦噪声抑制子系统（SNC）三部分组成。这种混合系统的设计目标是有效地控制同时包含宽带噪声和窄带噪声（例如周期性的正弦噪声）的环境噪声。

1. 宽带ANC子系统（BANC）

作用：

宽带噪声控制（BANC）用于处理频率范围较广的噪声。宽带噪声通常是不规则的，其频率分布较为广泛。BANC系统的主要目的是抑制那些频率范围广泛且不具备明显周期性的噪声源。

• 功能：
  • 对于频率分布较广的噪声，BANC使用全频带或广频带的噪声抑制技术。它通过生成反向噪声信号与入射噪声相干扰，从而减少噪声的影响。
  • 在BANC系统中，噪声信号通常是白噪声或宽带噪声，它具有较多的频率成分，因此需要采用适合的算法（如自适应滤波、最小均方误差（LMS）算法等）来生成反向信号。

结构图：

• 传感器（麦克风）：用于检测宽带噪声信号。
• 信号处理单元：对噪声信号进行分析，估算噪声频谱，生成反向噪声信号。
• 扬声器/声源：产生反向噪声，用以干扰噪声源。
• 反馈系统：调整反向信号的幅度和相位，确保最佳噪声控制效果。

例子：

• 工业环境中的机器噪声。
• 办公室环境中的空调噪声。

2. 窄带ANC子系统（NANC）

作用：

窄带噪声通常集中在某些特定频段内，例如风扇的噪声、电子设备的谐波噪声等。窄带噪声的频率范围较窄，因此NANC子系统专注于对某些频率区域的噪声进行抑制。

• 功能：
  • NANC专门处理频率集中在某个狭窄频带内的噪声。它比宽带系统具有更高的频率分辨率。
  • NANC系统通过调节滤波器参数，针对特定频率范围的噪声生成反向信号，从而有效减少干扰。

结构图：

• 传感器（麦克风）：用来采集窄带噪声信号。
• 带通滤波器：用于识别并隔离特定频带的噪声信号。
• 信号处理单元：进行频率识别，并计算产生相位反转的反向噪声信号。
• 扬声器/声源：产生与噪声相反相位的反向信号，进行噪声消除。
• 反馈系统：优化反向信号的相位和幅度。

例子：

• 特定设备（如电力系统、风机）的固定频率噪声。
• 某些音频设备中的谐波噪声。

3. 正弦噪声抑制子系统（SNC）

作用：

正弦噪声（例如，50Hz电网噪声、机械设备的周期性噪声）具有明确的频率和相位特征，SNC子系统专门设计用来消除这些周期性噪声。

• 功能：
  • 通过生成与噪声信号相反相位的正弦波反向信号进行干涉，达到消除噪声的效果。
  • SNC系统通常针对某一固定频率（或少数几个固定频率）的噪声进行干预，精确地计算噪声的频率、幅度和相位，从而通过生成反向信号进行噪声消除。

结构图：

• 传感器（麦克风）：用于捕捉正弦噪声信号。
• 信号分析单元：提取噪声信号的频率、幅度和相位信息。
• 正弦波反向信号生成器：基于提取的信息生成与噪声相位相反的反向正弦信号。
• 扬声器/声源：发射反向的正弦波信号，用以干扰噪声信号。
• 反馈系统：实时调节反向信号，以确保精确消除噪声。

例子：

• 风扇或电动机的周期性噪声。
• 电力系统中由变压器或输电线路引起的谐波噪声。

4. 混合控制结构

混合控制结构将BANC、NANC和SNC三种技术结合在一起，目的是应对环境中的多种不同噪声源。环境中的噪声往往不仅仅是宽带或窄带噪声，常常同时包含多种类型的噪声，例如同时存在低频的正弦噪声和宽频带的噪声。通过结合三种技术，混合控制结构能够更有效地处理复杂的噪声问题。

混合控制结构的工作原理：

• 宽带噪声（由BANC控制）：BANC子系统处理所有频率范围广泛的噪声，产生一个具有宽频带响应的反向信号来消除这些噪声。
• 窄带噪声（由NANC控制）：NANC子系统则专注于那些频率相对集中、较窄的噪声。它通过带通滤波器和精细调整的反向信号对窄带噪声进行抑制。
• 正弦噪声（由SNC控制）：SNC系统专门针对周期性噪声（正弦噪声），计算并生成反向正弦波信号，从而消除这种类型的噪声。

混合控制结构的优势：

• 全面的噪声控制：结合了宽带、窄带和正弦噪声控制技术，可以更全面、精准地应对不同种类的噪声。
• 高效性：由于每个子系统都专注于不同类型的噪声，整体系统在处理多种噪声源时能提高效率，降低能量消耗。
• 适应性强：系统可以根据环境变化自动调整参数，适应不同频率的噪声。

总结：

这种混合控制结构利用了宽带噪声控制（BANC）、窄带噪声控制（NANC）和正弦噪声抑制（SNC）三种技术的优势，形成了一种强大的噪声消除系统。BANC负责消除广泛频带的噪声，NANC则专注于窄带噪声，SNC通过生成与周期性噪声相位相反的正弦波进行干扰，达到消除噪声的目的。通过这种方式，系统能够高效地应对复杂环境中的各种噪声源。