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主动噪声控制

主动噪声控制(ANC)
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主动噪声控制,又称之为有源噪声控制,有源消声等,英文Active Noise Control,简写为ANC。主动噪声控制实际上是一种采用电子技术来降低或消除不想要的噪声的方法,通过制造一个与原始噪声源振幅大小相同,但是相位相反的声波信号,如右图所示根据杨氏干涉原理,如果该电子信号与原声音信号在空间相遇时,就会因为相干而抵消,从而达到消除噪声的效果。

主动噪声控制的原理及结构

主动噪声控制的设想是由德国物理学家 Paul Lueg于1936年首次提出的,并随着近代数字信号处理技术不断成熟和发展,而成为现实可行的降噪方法。

主动噪声控制主要包括声品质主动控制模块、误差信号传感器、次级声源和目标声源传感器四部分,如下图所示。其中声品质主动控制模块是最主要的模块,它以控制单元(DSP)为核心,通过分析计算和对比得出次级声源的波形参数,并将其发送给次级声源。误差信号传感器则起到了反馈信号兵使系统能够及时的对次级声源进行有效调节和控制,从而使得噪声达到所设定的声品质要求。次级声源实际上就是扬声器,它根据系统的要求发出与噪声源初始波形、振幅相同但相位相反的次级声波来抵消噪声。初级声源传感器则主要用于监视声源信号,如发动机转速等。

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(图片来源: Honda.co.nz)

主动噪声控制在汽车NVH的应用
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汽车NVH研究中,目前采用的降噪技术仍基本为被动隔离或消除技术,尤其是车内噪声,通过采用阻尼涂层、泡沫材料等来降低车内噪声,提高声品质。但是该方法很难消除低频噪声,如果发动机或传动系统引起的噪声等。而主动噪声控制由于其主动性和低频噪声控制效果好等优点,已经开始逐渐 被各大汽车公司所采用,来降低汽车车内噪声,提高乘车舒适度。例如本田汽车公司某车型通过采用主动噪声控制技术,大幅度降低车内低频噪声,并有效的消除后排座椅所引起的“Booming”问题,如右图所示。

除了被应用于车内低频降噪外,主动噪声控制技术也被应用在排气系统噪声的控制上。该方法实际为半主动噪声控制,在主消声器上安装一个阀门,通过控制该阀门的开启,从而实现在低转速下达到车外通过噪声限值的法规要求,同时又可以获得在高转速下的声品质以及发动机动力性能要求。

更多NVH相关术语解释参见:NVH百科

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