1 / 21

Digitale signaalverwerking II

Auditorium B 14/11/2008 9u45 – 10u05. Digitale signaalverwerking II. Active noise control (actieve ruiscontrole). Jeffrey Vanspauwen Kenneth De Noël. Overzicht. Introductie Actieve ruiscontrole Akoestische principes Actieve controlestategieën Globaal controlesysteem

amethyst-farrell
Download Presentation

Digitale signaalverwerking II

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Auditorium B 14/11/2008 9u45 – 10u05 Digitale signaalverwerking II Active noise control (actieve ruiscontrole) Jeffrey Vanspauwen Kenneth De Noël

  2. Overzicht • Introductie • Actieve ruiscontrole • Akoestische principes • Actieve controlestategieën • Globaal controlesysteem • Praktische toepassing • Conclusie

  3. Methodes om ongewenste signalen te onderdrukken Introductie

  4. Introductie • Methoden om ongewenst geluid te onderdrukken: • Conventionele methodes: • Werken in het algemeen niet op lage frequenties • Bv. Passieve geluidsabsorbeerders • Actieve ruiscontrole: • Ze kunnen selectief geluid blokkeren • Destructieve interferentie tussen geluidsvelden gegenereerd door: • De oorspronkelijke (primaire) geluidsbron • Een secundaire bron waarvan de akoestische uitgang gecontroleerd kan worden door elektrische signalen • De signaalverwerking zorgt voor de generatie en controle van deze elektrische signalen

  5. Destructieve en constructieve interferentie Actieve ruiscontrole

  6. Actieve ruiscontrole • Destructieve interferentie: • Faserelatie tussen de twee bronnen: • De aangestuurde, secundaire bron (luidspreker) produceert een akoestische golf die uit fase is met de golf die geproduceerd wordt door de primaire bron • Voor een precieze balans moet de controle zich aan een verandering in zijn omgeving kunnen aanpassen • De akoestische druk wordt naar nul gedreven door de secundaire bron correct aan te sturen m.b.v. een monitorerende microfo(o)n(en)

  7. Actieve ruiscontrole • Constructieve interferentie: • Op de punten in de ruimte waar de twee druk-componenten in fase zijn met elkaar zijn, is er een verhoging van het geluidsniveau • Hierdoor worden de microfoon en de secundaire bron dichtbij elkaar geplaatst waardoor ze goed aan elkaar gekoppeld worden • Men krijgt een zone van stilte rond de microfoon: • Een reductie van >10 dB is mogelijk

  8. Afstand tussen de bronnen Controledoeleinden Akoestische principes

  9. Akoestische principes • Grote afstand: • Bronnen zijn onafhankelijk van elkaar • Totale Puit is verdubbeld • Kleine afstand: • Interferentie is sterker • Totale Puit is gereduceerd in vgl. met één enkele, opererende bron • Daling van de uitstralingsefficiëntie Figuur: De netto akoestische Puit i.f.v. de onderlinge afstand in vgl. met hun golflengte

  10. Akoestische principes • Twee actieve controledoeleinden: • De minimalisatie van Puitdoor de amplitude en fase van de secundaire bron aan te passen met respect tot de primaire bron voor elke afstand • De maximalisatie van de akoestische vermogen-absorptie: • Dit leidt echter tot een verhoogde Puit van het bronpaar doordat bijna de helft van het uitgestraalde vermogen geabsorbeerd wordt en de andere helft niet

  11. Feedforwardcontrole Feedbackcontrole ACTIEVE CONTROLESTRATEGIEËN

  12. Actieve controlestrategieën • Feedforwardcontrole: • Referentiemicrofoon + foutmicrofoon + luidspreker • Referentiesignaal: goede correlatie met ruissignaal • Secundair pad: faseverschuiving uitgangssignaal filtered-x LMS (robuust voor fouten)

  13. Actieve controlestrategieën • Feedbackcontrole: • Foutmicrofoon + luidspreker • Geschatte waarde ruis = referentiesignaal feedback wordt feedforward • Stabiliteitscriterium • Filtered-x LMS

  14. Adaptieve filters Algoritmes GLOBAAL CONTROLESYSTEEM

  15. Globaal controlesysteem • De laagfrequente geluidsvelden zijn periodiek • Het controlefilter moet adaptief zijn om verandering in excitatie op te vangen: • Bv. Verandering van de motorsnelheid • Voor elektrische ruisonderdrukking wordt gebruik gemaakt van het LMS algoritme • Convergentiesnelheid is belangrijk • Er kunnen meerdere microfonen en secundaire geluidsbronnen geplaatst worden

  16. Actieve ruiscontrole in een auto PRAKTISCHE TOEPASSING

  17. Praktische toepassing (auto) • Het referentiesignaal wordt aan een feedforwardcontroller doorgegeven om zes luidsprekers in de auto aan te sturen • Reductie van 10-15 dB op motorruis en4-5 dB op totale ruis

  18. Beperkingen Vooruitgangen Conclusie

  19. Conclusie • Actieve geluidscontrole zal nooit een wonder-middel zijn voor alle ruiscontrolesystemen • Ze blijven beperkt tot situaties in dewelke de verwijdering tussen de bronnen min. op dezelfde orde is als de akoestische golflengte • De beste verbetering is gekomen dankzij de vooruitgangen op het gebied van DSP’s

  20. Vragen ? Bedankt voor jullie aandacht! Jeffrey Vanspauwen Kenneth De Noël

  21. Boeken • Active control of sound • Nelson, P. A. / Elliott, S. J.   • XII, 436 p. , ISBN 0-12-515425-9  • Signal processing for active control • Elliott, S. J.  • XVIII, 511 p. , ISBN 0-12-237085-6  • Active noise control systems : algorithms and DSP implementations • Kuo, Sen M. / Morgan, Dennis R.   • XV, 389 p. , ISBN 0-471-13424-4 

More Related