混合控制結構由寬帶ANC子系統（BANC）、窄帶ANC子系統（NANC）和正弦噪聲抑制子系統（SNC）三部分組成。這種混合系統的設計目標是有效地控制同時包含寬帶噪聲和窄帶噪聲（例如周期性的正弦噪聲）的環境噪聲。

1. 寬帶ANC子系統（BANC）

作用：

寬帶噪聲控制（BANC）用于處理頻率范圍較廣的噪聲。寬帶噪聲通常是不規則的，其頻率分布較為廣泛。BANC系統的主要目的是抑制那些頻率范圍廣泛且不具備明顯周期性的噪聲源。

• 功能：
  • 對于頻率分布較廣的噪聲，BANC使用全頻帶或廣頻帶的噪聲抑制技術。它通過生成反向噪聲信號與入射噪聲相干擾，從而減少噪聲的影響。
  • 在BANC系統中，噪聲信號通常是白噪聲或寬帶噪聲，它具有較多的頻率成分，因此需要采用適合的算法（如自適應濾波、最小均方誤差（LMS）算法等）來生成反向信號。

結構圖：

• 傳感器（麥克風）：用于檢測寬帶噪聲信號。
• 信號處理單元：對噪聲信號進行分析，估算噪聲頻譜，生成反向噪聲信號。
• 揚聲器/聲源：產生反向噪聲，用以干擾噪聲源。
• 反饋系統：調整反向信號的幅度和相位，確保最佳噪聲控制效果。

例子：

• 工業環境中的機器噪聲。
• 辦公室環境中的空調噪聲。

2. 窄帶ANC子系統（NANC）

作用：

窄帶噪聲通常集中在某些特定頻段內，例如風扇的噪聲、電子設備的諧波噪聲等。窄帶噪聲的頻率范圍較窄，因此NANC子系統專注于對某些頻率區域的噪聲進行抑制。

• 功能：
  • NANC專門處理頻率集中在某個狹窄頻帶內的噪聲。它比寬帶系統具有更高的頻率分辨率。
  • NANC系統通過調節濾波器參數，針對特定頻率范圍的噪聲生成反向信號，從而有效減少干擾。

結構圖：

• 傳感器（麥克風）：用來采集窄帶噪聲信號。
• 帶通濾波器：用于識別并隔離特定頻帶的噪聲信號。
• 信號處理單元：進行頻率識別，并計算產生相位反轉的反向噪聲信號。
• 揚聲器/聲源：產生與噪聲相反相位的反向信號，進行噪聲消除。
• 反饋系統：優化反向信號的相位和幅度。

例子：

• 特定設備（如電力系統、風機）的固定頻率噪聲。
• 某些音頻設備中的諧波噪聲。

3. 正弦噪聲抑制子系統（SNC）

作用：

正弦噪聲（例如，50Hz電網噪聲、機械設備的周期性噪聲）具有明確的頻率和相位特征，SNC子系統專門設計用來消除這些周期性噪聲。

• 功能：
  • 通過生成與噪聲信號相反相位的正弦波反向信號進行干涉，達到消除噪聲的效果。
  • SNC系統通常針對某一固定頻率（或少數幾個固定頻率）的噪聲進行干預，精確地計算噪聲的頻率、幅度和相位，從而通過生成反向信號進行噪聲消除。

結構圖：

• 傳感器（麥克風）：用于捕捉正弦噪聲信號。
• 信號分析單元：提取噪聲信號的頻率、幅度和相位信息。
• 正弦波反向信號生成器：基于提取的信息生成與噪聲相位相反的反向正弦信號。
• 揚聲器/聲源：發射反向的正弦波信號，用以干擾噪聲信號。
• 反饋系統：實時調節反向信號，以確保精確消除噪聲。

例子：

• 風扇或電動機的周期性噪聲。
• 電力系統中由變壓器或輸電線路引起的諧波噪聲。

4. 混合控制結構

混合控制結構將BANC、NANC和SNC三種技術結合在一起，目的是應對環境中的多種不同噪聲源。環境中的噪聲往往不僅僅是寬帶或窄帶噪聲，常常同時包含多種類型的噪聲，例如同時存在低頻的正弦噪聲和寬頻帶的噪聲。通過結合三種技術，混合控制結構能夠更有效地處理復雜的噪聲問題。

混合控制結構的工作原理：

• 寬帶噪聲（由BANC控制）：BANC子系統處理所有頻率范圍廣泛的噪聲，產生一個具有寬頻帶響應的反向信號來消除這些噪聲。
• 窄帶噪聲（由NANC控制）：NANC子系統則專注于那些頻率相對集中、較窄的噪聲。它通過帶通濾波器和精細調整的反向信號對窄帶噪聲進行抑制。
• 正弦噪聲（由SNC控制）：SNC系統專門針對周期性噪聲（正弦噪聲），計算并生成反向正弦波信號，從而消除這種類型的噪聲。

混合控制結構的優勢：

• 全面的噪聲控制：結合了寬帶、窄帶和正弦噪聲控制技術，可以更全面、精準地應對不同種類的噪聲。
• 高效性：由于每個子系統都專注于不同類型的噪聲，整體系統在處理多種噪聲源時能提高效率，降低能量消耗。
• 適應性強：系統可以根據環境變化自動調整參數，適應不同頻率的噪聲。

總結：

這種混合控制結構利用了寬帶噪聲控制（BANC）、窄帶噪聲控制（NANC）和正弦噪聲抑制（SNC）三種技術的優勢，形成了一種強大的噪聲消除系統。BANC負責消除廣泛頻帶的噪聲，NANC則專注于窄帶噪聲，SNC通過生成與周期性噪聲相位相反的正弦波進行干擾，達到消除噪聲的目的。通過這種方式，系統能夠高效地應對復雜環境中的各種噪聲源。