有源消声技术与应用

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有源消声技术与应用述评

有源消声技术与应用述评

有源消声技术与应用述评
有源消声技术是指通过电子设备和算法来对噪声进行实时的反向干扰,从而达到消除噪声的效果。

这种技术已经在各个领域得到广泛应用,比如汽车、航空、电子通讯等。

有源消声技术的优点在于可以实现精确的噪声消除,并且对于复杂的噪声环境也能够有效应对。

同时,有源消声技术还可以在不改变原有声音质量的情况下进行消声,因此在保持声音质量的要求较高的场合具有很大的优势。

在汽车行业中,有源消声技术可以有效地降低车内的噪声,提高车辆的舒适性和安静性,同时还可以减少车辆的振动和噪音对车内设备和乘客的影响。

在航空领域,有源消声技术可以减少发动机和机翼产生的噪声,有效地提高飞机的飞行质量和乘客的舒适度。

在电子通讯领域,有源消声技术可以用于手机和耳机等设备中,消除环境噪声对通信质量的影响,提供更好的通信体验。

总之,有源消声技术在各个领域的应用都有很大的潜力和广阔的市场前景。

未来,随着技术的不断发展和创新,有源消声技术将会在更多的领域得到应用和推广,为人们带来更加安静、舒适的生活和工作环境。

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消声原理的应用范围是什么

消声原理的应用范围是什么

消声原理的应用范围是什么1. 概述消声原理是指利用特定的技术手段,通过改变声波传播的路径或者改变声波的传播特性,从而减少或消除噪音的方法。

消声技术在各个领域都有广泛的应用,下面将介绍消声原理在不同领域的具体应用范围。

2. 汽车行业•车内噪音控制:消声原理可以应用于汽车内部空间,通过改进车身隔音材料、优化发动机、底盘和供电系统的设计,以及采用主动和被动消声技术,降低车内噪音,提升乘坐舒适度。

•发动机噪音控制:消声原理可以应用于汽车发动机的设计和制造,通过改进燃烧系统、降低机械噪音和振动,以及采用降噪罩等设备,减少发动机噪音,提高驾驶体验。

3. 建筑行业•建筑隔音:消声原理可以应用于建筑物的外围墙体、门窗、屋顶和地板的设计和施工,通过使用隔音材料、隔音层和隔音结构来减少外界噪音对室内的干扰,提供一个安静的工作和居住环境。

•建筑声学设计:消声原理可以应用于建筑物内部的声学设计,通过合理布置吸声材料、减震装置和隔声设备,为人们提供舒适、安静的音乐厅、办公室和会议室等场所。

4. 工业行业•厂房噪音控制:消声原理可以应用于工厂的噪音控制,通过改进生产设备的设计和维护,采用吸声材料、隔音设备和降噪罩等措施,降低生产过程中产生的噪音,保护工人的听力和健康。

•工业设备噪音控制:消声原理可以应用于工业设备的噪音控制,通过改进设备本身的结构和运行方式,减少机械噪声和振动,采用降噪罩、隔音屏和减震设备等手段,降低设备运行时产生的噪音污染。

5. 航空航天行业•飞机噪音控制:消声原理可以应用于飞机的噪音控制,通过改进飞机的气动外形设计、发动机的结构和喷口配置,以及采用吸音涂层和吸音材料等措施,减少飞机在起飞、降落和飞行过程中产生的噪音,降低对机组和乘客的影响。

•航天器噪音控制:消声原理可以应用于航天器的噪音控制,通过改进发射火箭的外形设计、提高发动机的燃烧效率和降低振动,以及采用减震装置和隔音材料等手段,减少航天器发射和飞行过程中产生的噪音,确保航天任务的顺利进行。

有源消声技术

有源消声技术

用声音还可以削弱声音呢
拿一个音叉,把它敲响后,在耳边慢慢转动,听!它发出来的声音时强时弱。

为什么时强时弱呢?
这和音叉的两个叉股有关系。

两个叉股就是两个声源,它们发出了疏密相间的声波。

假如甲声源传来的疏波和乙声源传来的密波恰好同时到达某点,那么这一点的空气就会安静无波,在这里也就听不到声音了。

当然这两个声波的频率和振幅必须相同,相位必须相反,才会以声消声。

根据这个原理,科学家正在研究“反噪声术”。

他们先在一个长方形的管道中做实验:在管道里安了两只喇叭,一只用来产生噪声,另一只用来产生反噪声,试验结果是管道内的噪声几乎减弱到听不到的程度。

后来,科学家又用话筒把涡轮机发出的噪声接收下来,送入扩大机中进行放大和倒相,再用喇叭播出反噪声,结果使涡轮机的噪声减弱了10分贝。

科学家还惊异地发现,在噪声与反噪声相遇的地方,会造成一块“闹中取静”的安静地带。

尽管四周一片喧哗,但在这一小块地方却是寂静无声的。

目前能造出来的安静地带的空间还很小,大约2只有立方米左右,可以容纳一位同学在里边静心读书,以声消声的“反噪声术”在实验中虽然有了令人鼓舞的结果,但要付诸实用还要跨越许多障碍。

这就有待于人们去进一步探索、研究与发现。

噪音的利用

噪音的利用

噪音的利用现在当今社会中无形的“四大杀手”,一直被人憎恶。

它们分别是:水污染、大气污染、噪音污染、固体废弃物污染。

噪音俨然成为了大家深痛欲绝的对象。

可是,噪音不仅仅是破坏了地球生态平衡的罪魁祸首之一,它还可以造福人类。

除了书上所说的“噪音除草”,噪音在生活中还有很多应用。

事例一——有源消声我们通常所采用的三种降噪措施,即在声源处降噪、在传播过程中降噪及在人耳处降噪,都是消极被动的.为了积极主动地消除噪声,人们发明了“有源消声”这一技术.它的原理是:所有的声音都由一定的频谱组成,如果可以找到一种声音,其频谱与所要消除的噪声完全一样,只是相位刚好相反(相差180°),就可以将这噪声完全抵消掉.关键就在于如何得到那抵消噪声的声音.实际采用的办法是:从噪声源本身着手,设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来.由此看来,有源消声这一技术实际上是“以毒攻毒”.事例二——噪声诊病美妙、悦耳的音乐能治病,这已为大家所熟知.但噪声怎么能用于诊病呢?最近,科学家制成一种激光听力诊断装置,它由光源、噪声发生器和电脑测试器三部分组成.使用时,它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声,振动耳膜,然后微型电脑就会根据回声,把耳膜功能的数据显示出来,供医生诊断.它测试迅速,不会损伤耳膜,没有痛感,特别适合儿童使用.此外,还可以用噪声测温法来探测人体的病灶.事例三——利用噪声发电噪声是一种能量的污染,比如噪声达到160 dB的喷气式飞机,其声功率约为10000 W;噪声达140 dB的大型鼓风机,其声功率约为100 W。

“聚沙可成塔”,这自然引起新能源开发者的兴趣。

科学家发现人造铌酸锂具有在高频高温下将声能转变成电能的特殊功能。

科学家还发现,当声波遇到屏障时,声能会转化为电能,英国的学者就是根据这一原理,设计制造了鼓膜式声波接收器,将接收器与能够增大声能、集聚能量的共鸣器连接,当从共鸣器来的声能作用于声电转换器时,就能发出电来.看来,利用环境噪声发电已指日可待。

消声原理的应用有哪些方法

消声原理的应用有哪些方法

消声原理的应用有哪些方法1. 声吸音材料的应用•声吸音材料是一种能够吸收声波能量的材料,通过表面的多孔结构和材料本身对声波的阻尼作用,将声波能量转化为热能而吸收掉。

常见的声吸音材料有海绵材料、玻璃纤维、岩棉等。

•在建筑、汽车、船舶等领域中,使用声吸音材料可以有效降低噪音水平,改善环境舒适度。

常见的应用包括车内静音处理、机房隔音处理、音乐录音室的声学处理等。

2. 消声器的应用•消声器是一种能够将噪音转化为其他形式能量并减弱声波传播的装置。

它通过声学设计和材料的选择,使声波经过消声器时发生阻尼和散射,从而降低噪音水平。

常见的消声器包括汽车排气消声器、空调消声器、风扇消声器等。

•在工业生产和生活环境中,消声器被广泛应用于减少设备噪音、改善室内声环境。

例如,在工厂中,使用消声器可以降低机械运转产生的噪音,保护工人的听力健康;在办公室中,使用消声器可以减少空调、风扇等设备产生的噪音,提供一个安静的工作环境。

3. 声屏障的应用•声屏障是一种能够阻挡声波传播的障碍物,通过反射、散射等作用减少噪音的传播,保护周围环境免受噪音干扰。

常见的声屏障材料有混凝土、玻璃、金属板等。

•在城市交通、工业园区等地方,声屏障被广泛应用于降低噪音污染。

例如,在高速公路旁设置声屏障可以减少车辆噪音对周围居民的影响;在工业园区内,使用声屏障可以降低设备和机械产生的噪音,提供一个相对安静的工作环境。

4. 声波消隐技术的应用•声波消隐技术是一项利用声波传播特性来掩盖或屏蔽敏感信息的技术。

通过对声波的控制,在特定频率和方向上产生干扰,使敏感信息无法被窃听或检测到。

这项技术在军事、保密通信等领域中应用广泛。

•声波消隐技术可以有效保护关键信息的安全,防止敌方窃取或破坏。

例如,在军事通信中,使用特殊的设备和技术,将敏感信息通过声波传递,只有具备相应设备和解码技术的人才能够获取信息,增加信息的保密性。

5. 噪音控制技术的应用•噪音控制技术是一种将声音限制在合理水平内的技术,通过声音分析、控制和处理,减少噪音对人体健康和环境的影响。

有源降噪耳机技术及现状

有源降噪耳机技术及现状

有源降噪耳机技术及现状1.主动降噪耳机技术原理随着电子产品消费市场的不断发展,日常生活中越来越多的人们使用耳机聆听高质量的音乐。

然而,城市的噪声污染越来越严重,在室外使用普通耳机耳塞,只能提高音量来盖过噪声,这样一来不但不能享受美妙的音乐,对自己的听力也有很大的影响,你也许很快就会感到听觉疲劳。

此时,如果想静静地享受音乐世界,那么降噪耳机可能成为最佳选择。

在降噪耳机领域,被动式噪音控制(Passive Noise Control, PNC)及主动式噪音控制(Active Noise Control, ANC)是目前最主要的两种噪音消除方式。

且一般的噪音消除方式也是采用被动式降噪,例如市售的耳塞、耳罩…等。

其原理是利用外部硬质材料与内部的填充材料,以隔离与吸收噪音的原理,阻当外界的噪音进入耳朵,尤其对高频噪音的降噪效果更是明显,这也是现在噪音抑制最常使用的方法。

然而,這种降噪方式虽然实现容易,但对800Hz或更低频率的低频噪音而言,若要应用这种被动式减噪,需要负担大量的设备成本以及材料重量,此时被动式降噪方式则失去了实际上的效益,并且被动式降噪的方式,在抑制噪音的同时,也会阻隔使用者谈话的声音,这也是被动式的主要缺点之一。

而ANC原理是使用一套降噪控制处理电路,进行适应性运算,来输出与欲消除的噪音相位相反,頻率与能量相同的声波,以达到消音的目的;与PNC不同的是,ANC是以波形的重叠原理为基础。

即由噪音与抑制声波相结合,来造成破坏性的干涉而产生声波能量相消的效果,若抑制波的波形与欲消音的声波振幅、频率相同,且反相时,则会得到消音效果,如图1所示。

(原始噪音信号)(消音信号)(消音后信号)图1 主动消噪原理示意图耳机主动降噪的基本概念并不复杂,但如何实现高品质的降噪效果却并不简单,特别是滤波电路的设计及生产过程控制更加关键。

当前的耳机主动降噪技术主要有前馈式和反馈式两种方式。

在前馈式系统(如图2)中,采样麦克风位于耳机外部或耳机罩开口处,以直接采集耳机外部的噪音信号,经过ANC处理电路后,从喇叭中播放出适当幅度的反相噪声,用以抵消进入到耳罩内的噪音,其最主要的特点是噪音的消除回路是开环的;而在反馈式系统(如图3)中,麦克风位于耳机内部喇叭的前面或附近,麦克风采集耳罩内部的噪音信号,再经过ANC电路组成的闭环负反馈回路,推动喇叭产生反向噪声信号以抵消耳罩内部的噪声,由于反馈式主动降噪系统的噪音检测麦克风在耳罩的内部,通过闭环回路反馈自动调节,因此这种方式更加精确反馈耳朵附近的噪声,降噪的效果也相对要比前馈式的更好,但结构、电路及调试工作相对要复杂些。

消声原理的应用有哪些内容

消声原理的应用有哪些内容

消声原理的应用1. 概述消声原理是指通过吸音、隔音、降噪等方式来减少声音传播的原理。

消声技术在日常生活和工业领域中有着广泛的应用。

本文将介绍一些消声原理的应用。

2. 建筑和室内环境•建筑隔音:消声技术被广泛应用于建筑中,可用于减少楼内和楼间声音的传播,改善住宅、办公室、酒店、医院等场所的室内环境。

•会议室和录音棚:在会议室和录音棚中使用消声材料可以减少外界噪音的干扰,提高语音的清晰度和音质。

•音乐厅和剧院:消声技术可以减少音乐厅和剧院中的回声,保持音乐和人声的良好传输,提高听众的听觉体验。

3. 交通工具和载具•汽车隔音:安装消声材料可以降低汽车引擎、轮胎和行驶过程中的噪音,提高驾驶的舒适性。

•飞机隔音:消声技术可以减少飞机内部引擎和空气动力学噪音,为乘客提供安静的航行环境。

•火车隔音:安装消声材料可以降低火车行进时的轮轨噪音,改善乘客的旅行体验。

4. 工业和制造业•工厂和车间:在工厂和车间中使用消声设备和隔音隔热材料可以减少机器和设备产生的噪音,改善工人的工作环境。

•发电厂和工程项目:消声技术可以减少发电厂和工程项目中的机械、风力和水力设备的噪音,减少对附近居民的干扰和污染。

•制造业:在制造业中使用消声技术可以降低机器的噪音,提高工人的工作效率和舒适性。

5. 电子设备•计算机和服务器:消声技术可以减少计算机和服务器产生的风扇噪音,提高办公环境的安静程度。

•家用电器:在家用电器中使用消声材料可以降低洗衣机、吸尘器、冰箱等电器的噪音,提高居家环境的舒适性。

•通信设备:消声技术可用于减少通信设备的电磁干扰和噪音,提高通信质量。

6. 医疗和科研领域•医院和诊所:消声技术可以减少医院和诊所内的机器噪音和走廊上的人声噪音,提供安静的治疗环境。

•实验室:在实验室中使用消声设备可以减少实验仪器和设备产生的噪音,保证实验结果的准确性。

•科学研究:消声技术可以在声学研究中用于减少实验室和野外环境中的杂音,提高实验的可靠性和数据的准确性。

发动机排气噪声有源消声技术研究

发动机排气噪声有源消声技术研究

气噪声低频成 分 的治 理。清华 大学与 日本 交 通部合 作, 采用该方法对 卡车在加 速工 况下的发动机排气进
行 了有 源 消 声研 究 , 发 动 机 转 速 1 0 在 0~24 0/ n 2 0 rmi 范 围加 速 时取 得 了 3~1 d 的 消声 效 果 。 A C技 术 0B N 较 无 源 消声 有 更 大 的灵 活 性 , 着 电子 技 术 的不 断 提 随
电控 消声 目的 , 已成 为 近 年来 发 动机 排 气 噪 声 治 理 领 域 备 受 关 注 的 一 个 热 点 。为 此 , 要 研 究 了有 源 消 声 技 它 主 术 在发 动 机排 气 降 噪 方 面 的应 用 , 对 其 进 行 了 模 拟 实验 。结 果表 明 , 源 消声 技 术 具 有 明显 的降 噪效 果 。 并 有 关 键 词 :有 源 消 声 ;发 动 机排 气 降噪 ;L MS算 法 ;数 字信 号处 理
1 有 源消声控 制 系统硬 件设计
1 1 系统 硬 件 整体 设 计 .
利用 T 30 C 4 2 D P和 A 8 S 1单 片 机 组 MS2 V 5 0 S T9 5
成双处理器 系统实现对数据 的采集和运算 。D P完成 S 自适应 控制算 法 , 片机 处理来 自 E U等非 声学 参 单 C 数, 判断出最佳的消声算法 、 参数及 工作模式等 , 控 并 制其他芯片 , 使系统处于最佳控制效果 。音频 编码 芯
参考信号 。如英 国 Es s x大 学 的 C al e hp n等人 提 出根 i
据发动机转 速 同步脉 冲信号 和误 差传感 器传 来 的发
动 机 排气 管 下 游 残余 噪 声 信 号 , 过 数 字 滤 波 和 频 道 通
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有源消声技术与应用摘要:近十几年来,有源消声技术成为噪声控制领域一个多学科交叉、渗透、延伸的研究热点,它以其体积小、重量轻、低频消声效果好等优点获得普遍的关注。

本文简述有源消声的基本原理,对有源消声理论研究、实现技术、产品应用三个方面的国内外研究现状、进展和难点进行了详细的阐述和分析,较为完整地展示了当前该研究领域的全貌,最后进一步分析了有源消声走向工程化过程中存在的一些主要问题,提出了有源消声技术的几个重点发展方向。

关键词:噪声控制;有源消声;降噪;自适应控制噪声作为环境污染的第三大公害,一直困扰着人们。

研究[1]表明,噪声在50~60dB 范围,会使人感觉烦恼,在60~65dB ,会使烦恼度大大增加,在65dB 以上,则人体健康有可能受到危害。

对于厂矿企业的工作人员,应保证不超过85dB。

噪声影响人们的身心健康、损伤听力及相关的系统、降低工作效率,严重的甚至造成安全事故。

因此,人们探索出“多管齐下”的噪声综合治理方法[2][3]:首先是从声源着手,改进结构设计,减少声源发出的噪声等级,这是最为有效的方法,但有时由于技术、成本等方面的限制,还不能从根本上杜绝噪声源;其次是隔声、吸声等被动消除噪声的方法(也称为无源法),它对高频噪声的消声效果很好,但是对低频噪声效果不明显,而且消声装置体积庞大,安装维护困难;其三是有源消声技术,它对低频噪声效果很好,相对被动消声方法而言,还具有系统小、重量轻、控制易等优点,随着现代控制技术的发展和控制芯片成本的下降,有源消声的实现也越来越容易,已成为噪声控制的一个研究热点。

有源消声[3]也称有源降噪、有源噪声控制、有源噪声抵消、有源声衰减,英文名称也有多种,含义相差不大。

目前学术界用得最多的还是有源消声(ANC)这一说法。

就是根据两个声波相消性干涉或声辐射抑制的原理,通过抵消声源(次级声源)产生与被抵消声源(初级声源)的声波大小相等、相位相反的声波辐射,相互抵消,从而达到降低噪声的目的[2]。

有源消声的概念是由德国人PaulLueg 提出,1934年申请专利,1936年撰文阐明其基本原理,但是由于电子技术等方面的限制,制造不出所需的电子控制系统,因此该技术长期得不到发展,直到60年代末,随着电子技术的发展,ANC的研究才又重新兴起。

有源消声的研究主要分为有源消声的理论研究、实现技术和产品应用三部分。

下面本文将就这三个方面的国内外研究现状和难点分别进行述评。

一.有源消声理论研究有源消声理论研究可以大致分为四个方面:有源消声机理的研究、管道有源消声的理论研究、空间有源消声的理论研究、次级声源和传声器的最优化研究。

有源消声的机理研究随着有源消声研究的发展,对有源消声机理的认识要求也越来越迫切,希望以此从声场理论方面对有源消声给予指导,另外消声效果的进一步提高,也有待于人们对有源消声机理的更为深刻的理解。

一般认为存在三种消声机制:声辐射抑制机制、声能量吸收机制、抗性能量存储机制。

不过除了能量吸收机制在管道有源消声中得到验证之外,其余两种机制在学术界尚未统一认识[4]。

管道中的噪声控制,以往主要采用阻性和抗性消声器的方法:阻性消声器对低频噪声效果很差;随着噪声频率的降低,抗性消声器的体积变得庞大,造价随之增加。

管道中安装了上述两种消声器后,会产生一定的阻力,引起压力损失,影响出力和供风,给风机增加额外的负载,反而使风机的噪声升高。

有源消声在低频段性能优越,以很小的体积就可以获得很好的消声效果,而且不会造成气流的压力损失。

这是ANC率先在管道中得到应用的一个重要原因,另外一个原因就是在管道中,一般均假设初级噪声频率小于管道截止频率,则初级声场就是平面波声场,因而声场分析就大大简化了。

文献[3]从理论上研究了管道有源消声的原理,得出结论:当初级声源和次级声源由无限远处逐步靠近时,能量机制逐渐以空间转移的形式向多极子场过渡,对于单次级声源管道有源消声,当次级声源为单指向性声源时,消声机制主要表现为对次级声源能量的吸收。

文献[5]、[6]对管道有源消声的理论分析模型作了详细的探讨,建立了气流管道有源消声器声学性能分析的理论模型,该理论模型对气流管道的有源消声器的设计具有指导作用。

二.有源消声实现技术有源消声研究的最终落脚点在应用,因此ANC 实现技术的研究是ANC 研究领域的重点,其中的核心内容是有源消声控制器的自适应控制算法。

目前ANC系统实现结构主要分为基于模拟电路的简易ANC系统、基于微机的通用ANC系统。

这二种结构形式各有特点。

2.1基于模拟电路的有源消声控制器早期的有源消声控制器是由模拟电路来完成信号处理任务,它通过求取声学通道传递函数,建立数学模型,然后依据经典控制理论,采用低阶模拟电路进行控制[8]。

模拟电路有源消声控制器的优点是成本低、体积较小,但是模拟电路系统的不足很明显:消声效果和性能受限制,系统运行不稳定,易受多种环境因素干扰而产生自激啸叫,控制算法和参数较为固定,不易灵活更改,控制性能受电路阶数限制,提高阶数会导致系统体积增大;另外系统缺乏跟踪能力,自适应系统由于稳定性问题阻碍了它的进一步实用。

2.2基于微机的有源消声控制器通用微机有源消声是一种既经济又有效的途径。

微机控制技术的优点在于可以方便、灵活地实现初步的自适应功能,对参数不断地进行动态调整,维持系统的最佳消声状态,适用于有源消声的实验研究和实际应用中对便携性要求不高的场合。

文献[9]、[10]在空间有源消声中取得了较好的效果,运用LMS算法、模糊控制算法、神经网络算法进行消声控制,取得的单频噪声消声量最高达40dB窄带噪声最高消声量可达25dB;文献[6]运用PID 算法进行控制,分别采用单次级声源和双次级声源系统在消声室中进行实验,取得了单频噪声30dB左右、1/3倍频程噪声20dB左右的消声效果。

三.有源消声应用及产品有源消声经过近20 年的发展,在有源消声耳机、管道有源消声、局部空间有源消声等领域成功应用,国内外陆续有相应的专利和产品问世。

3.1有源消声耳机与耳罩有源消声耳机与耳罩可以应用于很多场合,如发动机实验室和生产车间、飞机驾驶舱和客舱、火车驾驶室和乘客车厢、坦克驾驶舱、工厂厂矿、高噪声环境中的无线对讲通讯系统及其他存在连续低频噪声的场合。

有源消声耳罩可以看作是有源消声技术在空间一个点上的应用,是空间有源消声的一种简单化模型,目前最有可能产品化。

国外对有源消声耳罩的研究已经比较完善,目前已有较为成熟的产品出售[11],国内在该领域虽取得了一定的研究成果、申请了发明专利,但还没有真正进行产品的实用化推广。

有源消声耳机控制器有模拟式和数字式两大类型,其中模拟式控制器具有体积小、成本低、实现易等特点,但是同时也存在稳定性欠佳、不易调节、适应性较差等不足。

目前国内有源消声耳罩控制器主要采用模拟电路。

清华大学张耿等人[8]以频率特性函数和传递函数为基础,采用二阶模拟电路实现前馈加反馈的有源消声复合控制器,该结构已获国家专利。

3.2管道有源消声实例管道有源消声可以应用于建筑物供热管道、通风管道、空调管道、烟囱或其它大型管网中的消声,也可以应用于汽车、摩托车排气管道的消声。

许多汽车制造厂家正在研究车用排气管道的有源消声器,虽然目前造价高于传统消声器,但是它不会增加排气阻力,可省油5% ,还能减少废气的排放量。

这对于今后新型汽车的环保要求无疑是非常有吸引力的。

另外,空气压缩机、泵中管道的有源消声研究已经较为成熟,正在陆续投入使用。

国内关于该领域的研究起于80 年代初,采用基于数字信号处理系统的自适应滤波器,可以在很宽的频率范围实现较为复杂的相频和幅频特性,而且即使管道系统的一些物理参数发生变化,滤波器的参数会自适应调整,以保证管道下游的消声效果最好。

四.有源消声技术存在的问题和发展方向有源消声技术虽然在声学理论、实现技术和方法等方面取得了长足进步,并且随着数字信号处理器和现代控制算法的进步,其研究与应用在深度和广度上日益发展,但仍存在诸多难点有待解决:(1)空间有源消声:从总的情况来看,三维空间有源消声的研究仍处于实验室阶段,几乎没有成功的实际应用实例,这主要是由于以下一些问题尚待解决:(a)空间有源消声的机理研究不够深入彻底,例如消声过程的能量转化机理等;(b)空间消声的基本单元及其消声的空间特性,尚缺乏满足实际应用要求的简单、有效的消声结构;(c)复杂的外界环境条件对消声效果的影响,这些外界条件包括声学环境、物理条件、声学器件特性等,而且目前的自适应控制算法尚未在实际应用中很好地解决该问题。

(2)时变噪声信号的控制:现在空间有源消声的实验报道大多数是针对单频或窄带噪声信号,一旦初级声源是非线性、时变信号,其自适应控制算法就不能保证消声系统的稳定性和较好的消声量,往往造成控制系统不能收敛,引起啸叫,所以针对实际应用中常常出现的时变噪声信号,如何有效地进行控制是空间有源消声走向实用的一个重要问题。

(3)产品实用工程化中的稳定性问题:目前有源消声实用化程度较高的产品是有源消声耳机和管道有源消声设备,但是都在不同程度上存在稳定性问题,在受到一些意外的环境干扰时,产品常常不能正常工作,影响了产品的进一步推广。

例如国外的开放式有源消声耳机,当声级过高时有可能造成信号过载;而且在高声级的低频噪声环境中会出现明显的“挤压”现象。

五.结语虽然有源消声技术还存在上述问题和困难,但是有理由相信,人们对高品质生活的不懈追求和日益进步的科技水平最终会克服这些技术障碍,带给人们一个更加宁静、舒适的新世纪。

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