2.7有源噪声控制
有源噪音控制技术在耳机中的应用
有源噪音控制技术在耳机中的应用随着科技的不断进步，耳机已经成为了人们日常生活中必不可少的配件之一。
然而，使用耳机的同时也带来了一些问题，其中之一就是噪音影响。
为了解决耳机使用过程中产生的噪音问题，科技界引入了有源噪音控制技术。
本文将探讨有源噪音控制技术在耳机中的应用，并讨论其优势和未来发展的趋势。
一、有源噪音控制技术简介有源噪音控制技术是一种使用反向信号来抵消噪音的方法。
它通过内置的麦克风和数字信号处理器（DSP）实时地监测环境中的噪音，并生成相应的反向信号来减小或消除噪音。
这种技术可以应用于各种设备，包括耳机、喇叭和汽车音响系统等。
二、1. 降低环境噪音的影响在城市生活中，噪音污染已经成为一个普遍存在的问题。
当人们使用耳机时，环境噪音会对音乐和通话质量产生负面影响。
有源噪音控制技术可以减少环境噪音的干扰，让用户更好地享受音乐或通话，提高听觉体验。
2. 提高通话质量通话过程中的背景噪音会干扰双方的交流效果。
有源噪音控制技术可以通过实时监测环境噪音，并根据麦克风捕获到的声音生成相应的反向信号，抵消环境噪音的影响，从而提高通话质量。
3. 保护听力健康长时间使用高音量的耳机可能对听力造成损害。
有源噪音控制技术可以在降低噪音干扰的同时，提高音频质量，使用户能够以较低的音量享受更清晰的声音。
这为用户提供了更好的听觉保护，减少了听力损伤的风险。
三、有源噪音控制技术的优势1. 实时性有源噪音控制技术可以实时监测环境噪音，并立即生成相应的反向信号。
这种实时性使得用户能够在使用耳机时立刻感受到噪音的减少，享受更好的音频效果。
2. 自适应性有源噪音控制技术具备自适应的特点，它可以根据不同的环境噪音对其进行抵消或消除。
无论是嘈杂的城市交通声还是飞机上的引擎噪音，它都能够提供有效的噪音控制解决方案。
3. 可调节性有源噪音控制技术通常可以根据用户的个人需求进行调节。
用户可以根据环境条件和个人喜好自由调节噪音控制的程度，从而达到最佳的听觉体验。
有源噪声控制技术及其在舰船中的应用
有源噪声控制技术及其在舰船中的应用陈克安【摘要】有源噪声控制技术作为与传统噪声控制技术互补性极强的一种新型噪声控制技术,历经30多年的蓬勃发展,在基础理论、研究方法、关键技术及系统实现等各方面均已形成一套完整的体系,在实际应用、产业化发展和商业推广方面也获得了实质性进展,这为舰船领域中应用该噪声控制技术提供了可能性.首先,综述了开发有源噪声控制系统所必须的声场分析、系统组成及其关键技术,描述了有源控制系统工程应用的典型案例,包括舰船舱室噪声有源控制、管道噪声有源控制等.然后,针对有源控制技术在舰船噪声控制中的进一步应用,论述了有源吸声、有源隔声及智能声学结构等前沿技术的可行性及需要解决的问题.%Due to the rapid development during past three decades, Active Noise Control(ANC) has become a highly complementary noise control approach in comparison with traditional approaches, and has formed a complete system including basic theory, investigation approach, key techniques and system implementation. Meanwhile, substantial progress has been achieved in such fields as the practical application, industrialization development and commercial popularization of ANC, and this developed technique provides a practical and feasible choice for the active control of ship noise. In this review paper, its sound field analysis, system setup and key techniques are summarized, typical examples of ANC-based engineering applications including control of cabin noise and duct noise are briefly described, and a variety of forefronts and problems associated with the applications of ANCin ship noise control, such as active sound absorption, active sound insulation and smart acoustic structure, are subsequently discussed.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2017(012)004【总页数】6页(P17-21,34)【关键词】有源噪声控制;声场分析;舰船噪声【作者】陈克安【作者单位】西北工业大学航海学院,陕西西安 710072【正文语种】中文【中图分类】TB535噪声控制是众多行业和领域必须面对的重要问题。
噪声控制的一般原则及噪声的主动控制技术
噪声控制的⼀般原则及噪声的主动控制技术⼀、噪声控制的⼀般原则噪声控制需从噪声声源的控制、传播途径的控制和接受者的防护三个⽅⾯考虑。
1. 噪声源的控制在噪声源处降低噪声是噪声控制的最有效⽅法。
通过研制和选择低噪声设备，改进⽣产加⼯⼯艺，提⾼机械零部件的加⼯精度和装配技术，合理选择材料等，都可达到从噪声源控制噪声的⽬的。
(1) 合理选择材料和改进机械设计降低噪声。
(2) 改进⼯艺和操作⽅法降低噪声。
例如，⽤低噪声的焊接代替⾼噪声的铆接；⽤液压代替⾼噪声的锤打等。
(3) 减⼩激振⼒降低噪声。
在机械设备上作业的过程中，尽量减⼩或避免运动的零部件的冲击和碰撞，尽量提⾼机械和运动部件的平衡精度。
减⼩不平衡离⼼惯性⼒和往复惯性⼒，从⽽减⼩激振⼒，使机械运转平稳，噪声降低。
(4) 提⾼运动零部件间的接触性能。
如尽量提⾼零部件的加⼯精度及表⾯精度，选择合适的配合，具有良好的润滑，减少摩擦和振动。
(5) 降低机械设备系统噪声辐射部件对欲振件的响应，尽量避免共振发⽣，适当提⾼机械结构的动刚度，提⾼机器零部件的加⼯和装配精度。
2. 嗓声传播途径的控制由于⽬前的技术⽔平、经济等⽅⾯的原因，⽆法把噪声源的噪声降到令⼈满意的程度，就可考虑在噪声传播途径上控制噪声。
在总体设计上采⽤闹静分开的原则控制噪声，例如，将机关、学校、科研院所与闹市区分开；闹市区与居民区分开；⼯⼚与居民兀分开；⾼噪声车间与办公室、宿舍分开；⾼噪声的机器与低噪声的机器分开。
这样利⽤噪声的⾃然衰减特性，减少噪声污染⾯，还可因地制宜，利⽤地形、地物，如⼭丘、⼟坡或已有的建筑设施降低噪声的作⽤。
另外，绿化不但能改善环境，⽽且具有降噪作⽤。
种植不同的树⽊，使树疏密及⾼低合理配置，可达到良好的降噪效果。
当利⽤上述⽅法仍达不到降噪要求时，就需要在噪声的传播途径上直接采取声学措施，包括吸声、隔声、消声、减振和隔振等常⽤噪声控制技术。
吸声：利⽤吸声材料或结构降低⼚房、室内反射声，如悬挂吸声体等可减噪4~10dB。
噪声源控制措施
噪声源控制措施简介在工业、建筑、交通等各个领域中，噪声源是一个广泛存在的问题。
噪声不仅会对人们的健康和生活质量造成影响，还会对环境和生态系统带来负面影响。
因此，为了保护人们的健康和环境的可持续发展，噪声源的控制是非常重要的。
噪声源控制措施旨在减少噪声源产生的噪声水平，从而降低对周围环境和人群的影响。
本文将介绍一些常见的噪声源控制措施，包括工程控制措施和管理措施。
工程控制措施声屏障声屏障是一种常见的噪声源控制措施，可以用来减少噪声的传播和扩散。
声屏障通常采用吸声材料构建，它可以吸收和减少噪声的反射，从而降低噪声水平。
声屏障可以被用作工业厂区、高速公路和住宅区等场所的噪声防护设施。
隔音材料隔音材料是一种可以减少噪声传播的材料。
它通常被应用在建筑物的墙壁、楼板等位置，用来隔离内部和外部的噪声。
隔音材料可以通过增加材料的密度和厚度来增强其隔音效果。
常见的隔音材料包括聚苯板、岩棉板等。
缓冲带缓冲带是一种用于减少噪声源对周围环境的影响的措施。
它通常是一片绿化带或者充满植物的区域，可以吸收和减少噪声的传播。
缓冲带可以被用于隔离工业区和居民区、公路和住宅区等场所。
除了减少噪声，缓冲带还可以改善环境的美观度和空气质量。
减振装置减振装置可以减少噪声源产生的振动和共振现象，从而降低产生的噪声水平。
减振装置可以应用于机械设备、工业生产线等地方。
常见的减振装置包括减振器、减震垫等。
管理措施工作时间调整工作时间调整是一种常见的管理措施，可以减少噪声源对人们的影响。
通过调整噪声源的工作时间，可以避免噪声在人们睡觉或休息时产生过多的干扰。
工作时间调整可以被应用于工业生产、施工等场所。
声音限制规定制定声音限制规定是一种有效的管理措施，可以限制噪声源的产生和扩散。
声音限制规定可以规定噪声源的最大允许噪声水平、工作时间限制等。
这些规定可以被用于工业、交通和建筑等领域，以保护周围环境和人们的健康。
噪声监测噪声监测是一种重要的管理措施，可以用来监测和评估噪声源对周围环境和人群的影响。
第二章 第七节 有源噪声控制
(二) 前馈控制系统 和后馈控制系统
前馈滤波器
误差传感器
(三) 单通道系统 和多通道系统
一个次级声源 一个误差传感器 多个次级声源 多个误差传感器
多数情况下,多通道系统对扩大消声空间, 多数情况下,多通道系统对扩大消声空间, 提高降噪量是必需的; 提高降噪量是必需的; 随通道数增多, 随通道数增多,控制器算法复杂程度大幅度 增加, 增加,对保持系统的实时性和稳定性都十分 不利. 不利.
第七节
噪声控制技术 ——有源噪声源噪声控制系统 三
有源噪声控制的工程应用
二 有源噪声控制系统
控制器部分 有源噪声 控制系统 的组成 电声部分
构造简单,成本低廉, 构造简单,成本低廉,只能完成传递 函数简单的单通道控制器, 函数简单的单通道控制器,系统特性 模拟电路: 不能适应环境的变化. 不能适应环境的变化. 由数字信号处理器完成特定算法, 由数字信号处理器完成特定算法,通 常是自适应性的, 常是自适应性的,适合完成多通道和 数字电路: 时变环境下的有源噪声控制, 时变环境下的有源噪声控制,可靠性 但价格较高,电路结构复杂. 好,但价格较高,电路结构复杂. 主要包括次级声源(电声器件,振动作动器), 主要包括次级声源(电声器件,振动作动器), :参考传感器(对前馈控制方式而言), 参考传感器(对前馈控制方式而言), 误差传感器. 误差传感器.
(二)自适应有源噪声控制
(二)自适应有源噪声控制
基本原理:在控制中采用自适应方法,以 自动调节次级声信号,确保次级声信号能 有效地抵消初始声信号,提高消声效果, 达到降噪目的
有源噪声控制系统中包括多个次级声源和误差传感 器,这种控制器的传递函数十分复杂,用模拟电路难以 这种控制器的传递函数十分复杂, 实现.因此采用自适应有源噪声控制方法. 实现.因此采用自适应有源噪声控制方法. 自适应有源噪声控制方法
基于虚拟传感器有源噪声控制系统及实时实现
物理传感器 到虚拟传感器之问 的传递 函数 ，对虚拟传
感器处 的初级噪声进行估计 ，进 而获得该处的误差 信 号。 该技术 以增加算法的复杂度 为代价 ， 获得 了更为精 确 的虚拟传感器声压信 号 ， 因而降噪效果得到提高。
此 ，ｌｏ 和 Ｇ ｒｉ Ｅｌ ｔ ｉｔ ａｃ ａ等在 头靠 系统 中引入 了虚拟 传感
ｃ ｎ ｅ ｅ ｔ ｅｙ ｍｏ ｅ ｔ ｅｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｄ ｔ ｅｖｒｕ ｌ ｅ ｓ ｒ ａ ｆ ｃｉ ｌ ｖ ｏ ｔ ｌ ｔ ｉ ａ ｎ ｏ． ｖ ｈ ｏｆ ｉ ｏｈ ｔ ｓ
【 ｙ ｗ ｒｓ ｖｒ ａ ｓｎｏ ；ａｔ ｅｎ ｉ ｏｔ ｌ Ｘ ＭＳ ａ ｏｉ ｍ；ｅ ｏ ａｈｍｏｅ ｉｅｔｙ Ｋｅ ｏ ｄ 】 ｉｕｌ ｅｓｒ ｃｉ ｏ ｅ ｃｎ ｏ；Ｆ Ｌ ｌ ｒｈ ｔ ｖ ｓ ｒ ｇ ｔ ｒ ｒｐ ｔ ｒ ｄｌ ｄ ｎｉ ｆ
该 技 术 实 际 上是 虚 拟 传 感 器 技 术 的一 种 扩 展 ，利 用 从
些场合并不适用 ， 如发 动机排气 口附近 、 有腐蚀性气体
的环 境 ， 不适 合 布放 误 差 传 感 器 ， 因此 不 能 实 现 有 效 降 噪 ； 如有源 头靠系统 ， 在人 头附近获得一 个静 区 ， 再 为 误差 传感 器 应 靠 近 人 头 ， 就 造 成 了使 用 上 的不 便 。 这 为
噪 声 控 制
⑨６ ＠ ＠⑥响 ０ ， ＠０
文 章 编 号 ：０２ ８ ８ （０ ０ ０ — ０ ８ ０ １０ — ６ ４ ２ １ ）８ ０ ６ — ３
基于虚拟传感器有源噪声控制 系统及实 时实现
张瑞 华 ， 智 波 谢
・
论文・
（ 浙江 万里 学院 电信 学 院 ，浙 江 宁波 ３ ５ ０ ） １ １０
噪声的控制措施
噪声的控制措施引言噪声是指不受欢迎的声音，它对人类的健康和生活品质有着重要的影响。
在日常生活中，噪声来自于各种各样的源头，如交通工具、工厂、建筑工地等。
为了保护人们的健康和提升生活质量，控制噪声变得至关重要。
本文将介绍一些常见的噪声控制措施，以帮助人们降低噪声水平。
噪声测量与评估在进行噪声控制之前，首先需要进行噪声测量和评估，以确定噪声的来源和水平。
常用的测量指标包括声压级（Lp）、声能平均值（Leq）和频谱分析等。
通过测量和评估，可以为后续的噪声控制提供基础数据。
噪声控制措施以下是一些常见的噪声控制措施：工程控制工程控制是通过改变噪声源的设计和操作来减少噪声的传播。
这包括以下几个方面：1.声音隔离：通过使用隔音材料和隔音结构来减少噪声的传播。
例如，在建筑物设计中使用吸音材料、减少振动传输等。
2.声音吸收：通过使用吸音材料来减少噪声的反射。
这可以通过在墙壁、天花板和地板上使用异形吸音板、吸音砖等来实现。
3.声音屏蔽：通过在噪声源和受影响区域之间设置屏蔽物来减少噪声的传播。
例如，在高速公路旁设置隔音屏障来减少交通噪声的传播。
行政控制行政控制是通过法律法规和管理措施来限制噪声的产生和传播。
以下是一些常见的行政噪声控制措施：1.噪声限制法规：政府可以颁布相关法规，限制噪声水平。
例如，规定交通工具的噪声限制标准、工厂的噪声排放标准等。
2.环境评估：在规划和建设项目之前需要进行环境评估，以评估项目对噪声环境的影响，并采取相应的措施来减少噪声。
3.噪声监测与处罚：建立噪声监测系统，定期对噪声进行监测，并对超过限制标准的噪声源进行处罚。
个人控制个人控制是指个体采取行动来减少自身受到的噪声影响。
以下是一些个人噪声控制措施：1.使用个人防护设备：如耳塞、耳罩等，可以有效减少人们受到的噪声影响。
2.调整生活方式：合理安排作息时间，选择低噪声的休闲活动场所，减少噪声对身体的影响。
结论噪声控制是保护人们健康和提升生活质量的重要措施。
噪音控制原理技术控制方法
噪音控制原理技术控制方法噪音控制原理、技术、控制方法汽车内噪声的来源可以从两个传播途径加以分类，即固体传播和空气传播。
根据车内噪声产生的不同震动源，噪声源又可分为以下3种：1变速器产生的振动2动力传动系统产生的噪声3其它噪声1变速器产生的震动汽车变速器噪声就是汽车的主要声源之一。
首先，变速器振动常常可以引致与其相连接部件的振动，影响整车的工作性能；其次，齿轮噪声的频率通常处在200hz一5000hz 的范围内，对这一频率范围的噪声人耳尤为脆弱；此外，由于变速器载荷和速度的提升，由此产生的齿轮噪声比其他声源的噪声更注重。
因此，从某种意义上说道，掌控了汽车变速器齿轮振动噪声，也就大大提高了汽车搭乘舒适性。
一般来说，变速器的振动噪声主要就是齿轮噪声。
齿轮系统的噪声强度不仅与齿轮压板的动态鞭策力有关，而且还与轮体、传动轴、轴承及箱体等的结构形式、动态特性以及动态压板力在它们之间的传达特性有关。
?2动力传动系统产生的噪声发动机燃烧和惯性力引起的震动传至车身引起弯曲振动和扭曲振动，向车内辐射中、低频噪声；发动机运行产生的排气噪声、进气噪声、风扇噪声等，由空气通过车身的孔、缝隙传至车内或通过车身板壁透声至车内。
主动静音功能就是通过降噪系统产生与外界噪音?相等的反向声波，?将噪音中和，从而实现?降噪的效果。
汽车减震静音主动控制技术其主要分为：1变速箱箱体的静音技术?2噪声的有源掌控3智能结构系统的噪声主动控制1变速箱箱体的降噪技术提升刚度――对变速箱的箱体展开修整，尤其就是提升关键点处的刚度，减少变速箱箱体的电磁辐射噪声就是减少该变速箱箱体噪声的主要措施。
主要使用减少加强筋的方法，提升整体刚度，达至减震静音的目的。
?提升箱体内齿轮压板质量――齿轮压板动态鞭策就是汽车变速器产生振动的基本原因，提升箱体内常压板齿轮的压板质量，增大振动鞭策源，达至减少噪声的目的。
2噪声的有源掌控原始声源产生噪声以后，置于声场中的多个传声器迅速检测到声源信号，并通过信号放大及相位调节送入相应的附加声源中，使该附加声源产生的声能量与原始声源产生的噪声相互抵消，从而达到噪声控制的目的。
舱室有源噪声控制系统中电声器件对降噪效果的影响
舱室有源噪声控制系统中电声器件对降噪效果的影响摘要：有源噪声控制(Active Noise Control，ANC)系统中，次级声源和误差传声器是其核心组成部件，是对降噪效果有直接影响的电声器件。
本文对有源噪声控制系统中不同数量和位置的误差传声器和次级声源的降噪效果进行了测试与分析。
结果表明，次级声源和误差传声器的布放应结合背景声场特性，数量越多对空间的噪声控制效果越好。
关键词：有源噪声控制；误差传声器；次级声源；空间降噪；电声器件1引言传统的噪声控制技术主要以研究噪声的声学控制方法为主，主要技术手段包括吸声处理、隔声处理、使用消声器、振动隔离、阻尼减震等。
这些技术手段的机理是通过噪声声波和声学材料或声学结构的相互作用消耗声能，从而达到降低噪声的目的，属于无源噪声控制（Passive Noise Control，PNC）技术。
一般来说，无源噪声控制对中高频噪声较为有效，而对低频噪声效果不大。
因此近年来，有源噪声控制[1]（Active Noise Control，ANC）技术发展十分迅速。
ANC是根据声波的相消性干涉原理[2]，通过抵消声源（次级声源）产生与被抵消声源（初级声源）的声波幅度相等、相位相反的辐射声波，使其相互抵消，从而达到降低噪声的目的。
该技术相对于传统的PNC技术而言，低频降噪效果明显，它能够在没有其它任何声学措施的情况下仍然能产生降噪效果。
目前，几乎所有的ANC系统均采用自适应控制方式[3]，也就是依据误差传感器输出的监测信号经控制器自动调节次级声源强度达到预期的控制目标。
从ANC技术的使用的空间范围来看，有管道噪声控制、局部小空间噪声控制、舱室噪声控制和自由空间噪声控制几类。
2系统原理2.1系统组成ANC系统包括两部分：有源控制器和电声器件部分。
有源控制器可以实现多通道、自适应控制，它包括信号处理器及其外围电路。
电声部分主要包括次级源（电声器件、扬声器）、参考传感器和误差传声器。
电动汽车有源噪声控制技术的研究
电动汽车有源噪声控制技术的研究近年来，随着环保理念逐渐深入人心，电动汽车成为了越来越多人的选择。
与传统燃油车相比，电动汽车优势明显，其中之一就是在发动机噪声方面相对更为安静，但是电动汽车也会存在一定的噪音问题，或因车轮与路面摩擦、车架共振等原因产生。
为了更好地提升电动汽车的舒适性，有源噪声控制技术的研究应运而生。
一、有源噪声控制技术的概念有源噪声控制技术（Active Noise Control Technology，ANC）是指利用反向振动波原理，通过相位反相等特定信号的干扰，使车内噪音得以消除、降低或者抑制的一项技术。
简单来说，就是通过在汽车内部安装喇叭、麦克风、控制器等设备，通过干扰原噪音的信号发出反向的波，实现噪声消除的目的。
二、有源噪声控制技术原理1.噪声源信号采样首先，需要对车内噪声的频率、幅值、相位等情况进行采集处理。
通过在汽车中外接麦克风，将噪声信号传递到控制器中，通过控制器的控制，提取出噪声信号的频率、幅值、相位等参数信息。
2.参考信号生成通过控制器内嵌的信号处理模块，处理采样得到的噪音参数信息，将噪声参数转化为可以用来产生反向干扰信号的参考信号。
利用参考信号可以产生反相同等特定信号，从而进行干扰，进而消除噪声。
3.发射声波当参考信号产生后，需要将其转化为声音信号，通过喇叭进行放大并发射出车内。
由于反向干扰信号的存在，可以与原噪音相消，达到降噪的目的。
三、有源噪声控制技术的优势1. 车内空间更为宽敞明亮有源噪声控制技术不仅可以消除噪音，还可以消除一些噪声产生的共振。
因此，在消音的同时，也能够减少车身共振，使得车内空间得到了更好的保持，显得更加宽敞明亮。
2. 提升行车安全性噪声源有可能对驾驶员的听力造成损害，甚至使他们无法听到紧急事件的发生，因此有源噪声控制技术也能够从根本上提高行车的安全性。
3. 行驶体验更为舒适电动汽车噪音相对较小，但长途驾驶或在嘈杂的环境下行驶，仍然会引起人们的不适感。
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制初级声源的声辐射。
二是在舱内实施有源控制。
三
有源噪声控制的工程应用4
第一种方法实施起来有困难，第二种方法则
更容易实现，具体方案有3种：
（1）直接在机壳上施加次级力源，减小机壳
结构向舱室内的辐射能量；
（2）在舱壁附近安装次级声源，降低舱内声
能量；
（3）在飞机内壁板上施加次级力源，使内壁
有源噪声控制技术在低频范围、软件可行性及成本
等方面有着无源控制技术无可比拟的优越性，已成为 噪声控制界的一个研究热点。
随着有源降噪技术的日趋成熟，一些工程设计也取
得了良好的效果。
20世纪70年代后，一些理论技术已逐步实用化并转
换为商品，如管道有源消声器和有源降噪耳罩等。
美国DIGSONIX公司的管道有源消声系统，在40～
源，使人耳所在的局部空间声能力降到最低。 也称之为有源头靠，能获得较大噪声量，但对 人的活动范围有限制，影响乘坐舒适。
三
有源噪声控制的工程应用4
飞行器（主要指螺旋桨飞机、直升机）舱室
噪声的有源控制历来受到高度重视。由于待抵 消的噪声主要是低频离散噪声，声能量主要集 中于旋翼通过频率及其谐波上，特别适合有源 控制技术的应用。飞机舱室噪声有源控制的途 径有两种：
存在问题：控制系统的稳定性不好—处理时脉冲噪
声不稳定。
应用结果：有源耳罩90年代是军需产品，价格1500
美元，现在有不同价格和用途的有源耳罩和有源送话 器产品，价格在100美元以下。
坦克乘员间通话的是紧贴喉 部的送话器，坦克、装甲车 内的噪声通常可达108～118 分贝，属于强噪声环境，而 传统坦克帽一方面隔音效果 不是很好，另一方面送话器 拾取语音信号的能力也不足， 很可能造成语音指令听取不 清。
有源噪声控制系统的分类： 有源噪声控制系统的分类方法达数十种之多，
涉及的分类因素也很复杂，详见表2-22所示。
表2-22
控制方式
自适应 前馈 模拟
有源噪声控制系统的分类
次级声源类型
单通道 分布式 声控制
误差传感策略
远场 声传感 近场 位移
非自适应
反馈
数字
多通道
集中式
力控制
结构传感
速度
加速度
表2-22中，每一列任选一项，从左到右排列，就构成了一 种典型的有源噪声控制系统。
（二）有源噪声控制原理
有源噪声控制（ANC）技术：在指定区域内人
为地产生一个次级声信号，通过次级声源产生 与初始声源的声波大小相等，相位相反的声波 辐射，二者相互抵消，达到降噪的目的。
作用：消除低频噪声。
与人们日常生活密切相关的噪声大多以低频噪声为 主，如空调、冰箱的噪声，有源噪声控制技术给出了 一种新的解决办法。
有源噪声控制系统中包括多个次级声源和误差传感
器，这种控制器的传递函数十分复杂，用模拟电路难以 实现。因此采用自适应有源噪声控制方法。
图2-51 自适应有源噪声控制原理图
由初始声源S发出的噪声传播到点E，同时，M1传感器检测初始声源，送入 自适应控制器，经功放由扬声器P，即次级声源发出，传播到点E和初始声 源叠加，由M2传感器监测残余噪声送入自适应控制器，经特定的自适应算 法进行控制，使点E的残余信号最小。 由此可见，自适应控制器的输出输入信号、误差信号的获取都不是直接的， 而是通过扬声器和传感器。
150Hz范围内消声量为12～20dB；
BOSS公司设计的有源抗噪声耳罩在30～1000Hz范
围内获得25dB的降噪量。
第二章
第七节
有源噪声控制原理 自适应有源噪声控制
小结
有源噪声控制系统：组成、分类、特点 有源噪声控制的工程应用
我国曾经引进过美国的整体式头盔，但经 过试验使用后，普遍感觉效果不好。 我国还曾考虑进口英国坦克头盔，但对方 要价很高，当时英国人规定至少50顶起售， 共要价约合人民币500万，最终这一计划也 不得不放弃。 在20世纪90年代后期，我军决定自行研制 坦克头盔。在各相关单位的协同努力下， 国产TMT98式坦克头盔问世。 在1999年国庆阅兵时，首批装备了装甲兵 及炮兵8个受阅分队，目前已经开始陆续装 备我军装甲部队。
第二章 噪声污染及其控制
第一节 概述 第二节 声学基础 第三节 噪声的评价和标准 第四节 噪声控制技术——吸声 第五节 噪声控制技术——隔声 第六节 噪声控制技术——消声 第七节 有源噪声控制简介
第七节
一
有源噪声控制简介
概 述
二 有源噪声控制系统 三
有源噪声控制的工程应用
一 概述
（一）有源噪声控制提出
（二）有源噪声控制原理
（三）自适应有源噪声控制
（一）有源噪声控制提出
传统的控制噪声的声学措施主要有吸声、隔声
以及使用消声器等方法，这些方式统称为“无 源”噪声控制，一般来说，它们仅对中高频噪 声的控制有效。
1933年，德国物理学家Paul Leug分别向德国和
美国的专利局提出专利申请：名称"消除声音 振荡的过程"，开创了有源噪声控制（Active Noise Control ）研究的先河。
第七节
一
有源噪声控制简介
概 述
二 有源噪声控制系统 三
有源噪声控制的工程应用
二 有源噪声控制系统
控制器部分 有源噪声 控制系统 的组成 电声部分
构造简单，成本低廉，只能完成传递 函数简单的单通道控制器，系统特性 模拟电路： 不能适应环境的变化。 由数字信号处理器完成特定算法，通 常是自适应性的，适合完成多通道和 数字电路： 时变环境下的有源噪声控制，可靠性 好，但价格较高，电路结构复杂。 主要包括次级声源（电声器件、振动作动器）、 ：参考传感器（对前馈控制方式而言）、 误差传感器。
国产TMT98式坦克头盔
该头盔还应用了为载人航天工程开发的降噪 通信技术→以多种信号处理手段，保留语音 信号，滤除屏蔽噪声信号，从根本上解决了 通信问题。
1999年国庆阅 兵时，头带新 式TMT98式坦 克头盔的我军 女兵。
三
有源噪声控制的工程应用2
一个电站，其噪声主要来自大型压缩机。为了
实施有源控制，在电站10m高的烟囱顶部上安装 72只扬声器作为次级声源，由4只传声器检测压 缩机噪声获得参考信号，控制器主要由延时电 路等模拟电路组成，每6组扬声器为一组，每一 组扬声器有一个控制器单独控制，最后获得满 意的降噪结果。
（一）有源噪声控制提出
管道中的噪声由A产生，传声器M检测信号并
将其转化为电信号，电信号由V放大并实现一 定的相位移，然后激励L发声，图中S1、S2分 别是由A和L产生的。
（一）有源噪声控制提出
扬声器发出的声波实际上是原来声波的“镜
像”，两者的叠加，使得源频率的声波在扬声 器的下游获得抵消。
基本原理：根据两列声波相消性干涉或声辐射抑制的
原理，在管道上游布置的前置传声器拾取噪声信号， 经电信号处理馈送给管道下游的次级声源，调整次级 声源的输出（大小相等、相位相反），使得在下游与 原噪声信号干涉消弱，从而实现“静区”的目的。
图2-49 有源噪声控制示意图
控制依据：电信号处理速度远远大于声传播的速度，
一
概 述
二 有源噪声控制系统 三
有源噪声控制的工程应用
三
有源噪声控制的工程应用
1. 管道中的有源控制 2.
封闭区域的有源控制
3. 结构振动控制的消声 4. 结构和振动分离的有源控制
5. 汽车中的有源控制
三
有源噪声控制的工程应用1
有源噪声耳罩和有源送话器：是隔绝噪声（利用耳
罩主动发出的噪声抵消罩内残余的低频噪声）和提高 送话质量（提高语音质量，降低噪声）仪器，在耳罩 上加装一个扬声器作为次级声源。
通过调节扬声器锥面的运动幅度，使得传声器处的
声压起伏趋近于零。吸声腔：吸收传声器位置处的 声波。
到目前为止，有源噪声控制大都沿用前馈控制与反
馈控制两种基本思想。
图2-50 H. Olson的电子吸声结构原理图
（三）自适应有源噪声控制
基本原理：在控制中采用自适应方法，以
自动调节次级声信号，确保次级声信号能 有效地抵消初始声信号，提高消声效果， 达到降噪目的。
电信号处理过程可以实现十分精确的反相位声压的控 制。
问题点：次级声源在向下游声场辐射的同时也向上游
传播，被上游传声器所接收,形成声-电-声的闭合回 路，引起消声系统出现“自激现象”，即声反馈过程。 因此，ANC技术的发展一度受到制约。
改进方法：1953年，美国的H.Olson发表一篇名为
“电子吸声器”的文章, 运用负反馈控制方法设计了 有源消声装置，在对声场信息未知的情况下(即无需 前置传声器)来实现有源消声控制过程（图2-50）。
在实际中下列系统的分类要特别注意
（一） 模拟系统 和数字系统 数字电路 模拟电路
优点：构造简单，成本低廉 缺点：仅适应传递函数简单的单通道控制器 系统特性不能适应环境的变化 优点：可完成特定算法，自适应性，适合多通 道和时变环境，可靠性好。 缺点：价格相对较高，电路结构复杂。 优点：稳定性好，一般情况都采用前馈系统。 优点：整个系统由误差传感器同时检测参考 信号和误差信号。 缺点：稳定性较低，无法得到参考信号
（二） 前馈控制系统 和反馈控制系统
前馈滤波器
误差传感器
（三） 单通道系统 和多通道系统
一个次级声源 一个误差传感器
多个次级声源 多个误差传感器
多数情况下，多通道系统对扩大消声空间， 提高降噪量是必需的； 随通道数增多，控制器算法复杂程度大幅度 增加，对保持系统的实时性和稳定性都十分 不利
第七节 有源噪声控制简介