主动噪声控制(ANC)技术PPT课件
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2020.06.2811.降噪分类什么是降噪:降噪,顾名思义就是减少噪音对人的影响,或是利用一定的手段和方法对噪音对行降低或消除降噪分类:1.被动降噪2.主动降噪被动降噪是是耳机技术的一种,通过耳机结构包围耳朵形成封闭空间或采用硅胶耳塞等隔音材料来阻挡外界噪声来达到降噪效果。
由于噪音没有经过降噪电路芯片处理,只能靠加大夹持力,填充隔音或消音材料,一般只能阻隔高频噪声,对低频噪声降噪效果不明显。
如下图为被动降噪耳机几种形式3按照使用材料和部位又可分为减振噪声治理、吸音噪声治理和隔音噪声治理。
在大多数情况下,通常是多种方法复合使用在很多场合被动降噪耳机也称为劳保耳机,下图即为被动降噪图按照使用材料和部位又可分为减振噪声治理、吸音噪声治理和隔音噪声治理。
在大多数情况下,通常是多种方法复合使用。
4主动降噪主动降噪的发展史:人类与噪音的斗争可以追溯到原始社会,那时候的人没太多科学知识,打个雷都会用手捂住耳朵,这也是人类最早的主动降噪手段了,一直沿用至今。
所以隔音的手段历史悠久,发展到今天衍生出很多相关产品:耳塞、隔音棉、隔音板等,后来人们发现这种手段的隔音效果有限,所以也不断的探索更多的方法比如用其它声音来盖过噪音,比如听音乐,加大声音音量就是一个不错的选择。
于是,在遇到隔壁装修的时候,很多人会戴上耳机或是调大音箱音量但是夹杂了噪音的音乐,其本身也成了噪音,这也不是降噪的终极目的,为了听更纯粹的韵,主动降噪耳机由此产生。
1978年,BO S E的创始人A m a r G.B o s e博士在从欧洲飞往波士顿的飞机上,发现了飞机的引擎噪声干扰了他戴耳机欣赏音乐的兴致,这就激发了他对主动降噪技术研究,在下了飞机后就开始推导验算,写出了主动降噪耳机的最原始的方程式。
世界上的第一台降噪耳机也由此诞生,与所有的高精尖技术一样,这项在当时看来先进的技术在当时也应用到了军事领域。
直到1989年,B O S E才将此技术投入量产,专供飞行员使用,此耳机一面市便得到美国军方的大单据说美国军方通过给飞行员/地勤人员佩戴降噪耳机,节约由于噪音致残而需发放的补偿金高达2亿美金5其实主动降噪的原理并不复杂,就是通过收集噪声,然后经过内部的降噪电路运算后发出这些噪声的反向声波来抵消噪音。
主动降噪技术概述目前,在降噪耳机领域,比较流行的有被动式噪音控制(Passive Noise Control, PNC)和主动式噪音控制(Active Noise Control, ANC)两种。
被动式噪音控制,也称物理噪音控制,即物理降噪。
物理降噪耳机指的是物理隔离,通过好的外形设计或者入耳式紧贴耳道,创造一个密闭的空间将外界的声音阻挡在耳朵外面,以此来达到消减噪音的效果。
物理降噪原理:利用外部硬质材质和内部的填充材质以堵塞声音进入人耳,能起到一定的隔离与吸收噪音的作用。
这种物理降噪的方式,简单常见,易于实现。
只是物理降噪针对高频段噪音的屏蔽效果明显,对于中低频噪音则显得有点束手无策。
在800Hz或更低频率的噪音范围,物理降噪则发挥不了好的作用。
另一方面,物理降噪耳机在隔离外界环境噪音的同时,把人声部分的声音同时阻隔掉,使用被动式的耳塞来降噪存在一定的危险性。
主动式噪音控制,也称主动降噪,这种降噪方式是相对于被动式降噪而言的。
主动降噪耳机运用了高灵敏度的声学麦克风采集周围的噪音,然后通过内置的处理器实时运算出一个与噪音完全相反的声波来抵消噪音,从而达到抵消噪音的效果。
主动降噪基础原理:所有声音都由一定的频谱组成,主动降噪技术的基本原理是对已经存在的噪声进行主动对抗和消除,与传统被动防御降噪不同,主动降噪技术通过技术手段,生成一组与所要消除的噪声相位相等的反相声波,将噪音中和,达到降噪的目的。
主动降噪耳机分类:1.前馈式主动降噪:将麦克风暴露在噪声中,与喇叭隔离2.反馈式主动降噪:将麦克风放置在尽可能接近喇叭的地方3.前馈与反馈结合式:同时有两个麦克风,一个与喇叭隔离,另一个与喇叭接近主动降噪耳机原理主要分为三步:1.运用高灵敏麦克风为传感器,对外界环境噪音(主要为高频噪音)进行采集及分析;2.实时运算采集到的噪音声波的波频,生成反向的声波,呈180度的两种声波结合之后,互相抵消;3.声音进入人耳时,由于噪音和反向声波的相互抵消,达到消除噪音效果。
主动噪声控制系统(ANC)针对船舶、汽车、高铁、飞机的低频噪声与振动控制难题,其高科技自主开发研制了一套主动控制系统,采用高效稳定的多通道自适应算法和FPGA技术,能有效抑制由发动机、电机、风扇、螺旋桨等产生的低频噪声与振动,实现很好的降噪减振效果。
系统组成嵌入式控制器传感器(2个麦克风)作动器(2个扬声器)系统特点基于NI cRIO 实时控制平台和可编程FPGA技术,信号采集、控制算法运算、信号输出直接在硬件层面进行,实时控制器速度快、稳定性高。
采用商用货架产品作为控制器,可集中精力验证控制算法,快速实现ANC控制器原型机的开发。
大容量的可编程逻辑阵列,40MHz基准时钟,可满足复杂的高速并行处理要求,适用于MIMO多通道控制算法,控制运算速度和通道数无关,收敛快、控制效果好。
支持多种MIMO多通道耦合控制算法,基于LabVIEW FPGA 的软件架构,不同的算法可快速部署至硬件平台运行调试。
实验降噪效果(双耳敏感点处噪声)单频和multiple tones: 降低20dB录制的汽车行驶噪声: 降低15dB宽频噪声: 降低10dB主动噪声控制系统(ANC)NI cRIO嵌入式控制器运行LabVIEW Real-Time,以实现确定性控制、数据记录和分析同时包含ARM处理器和FPGA,双处理器功能更强大10/100BASE-T以太网端口, 具有配备了远程面板用户界面的嵌入式Web和文件服务器 全速USB主机端口可连接至USB闪存及其它存储设备连接外设的RS232串口; 9 VDC到35 VDC的双电源输入工作温度范围: -40°C到70°CSoM工业级Zynq-7020完全可编程SoC,基于与NI CompactRIO相同的硬件架构使用NI Linux Real-Time实时操作系统FPGA Artix-7CPU Clock Frequency 667 MHzNonvolatile Memory 512 MBSystem Memory 512 MB四通道24-bit模拟输入,内置IEPE激励,AC/DC耦合可选四通道16-bit模拟输出,量程为±10V内置千兆以太网口尺寸小巧(12cm x 12cm),方便集成。
anc滤波器mode原理
ANC滤波器是一种主动噪声控制技术,全称为主动噪声控制(Active Noise Control)。
它的原理基于声学波的叠加和相消原理。
在ANC系统中,麦克风会捕捉环境中的噪声,并将其送入控制
电路中。
控制电路会生成与环境噪声相位相反的反向声波,再通过
扬声器播放出来。
当反向声波与环境噪声相遇时,它们会发生干涉,导致它们彼此相消,从而减小或消除噪声。
在ANC滤波器中,有几个关键的原理需要考虑。
首先是声波的
叠加原理,即当两个声波相遇时,它们会相互叠加。
如果它们的相
位相反,它们就会相消,从而减小声音的幅度。
其次是控制电路的
设计,它需要能够准确地捕捉环境噪声,并生成相位相反的声波。
这通常需要使用数字信号处理技术来实现。
最后是扬声器的播放,
它需要能够准确地输出控制电路生成的反向声波,以实现噪声的消除。
除了原理外,还有一些其他方面需要考虑。
例如,ANC滤波器
的效果受到环境的影响,如声波的反射和折射,以及噪声的频率特性。
此外,ANC滤波器的设计也需要考虑功耗和实时性等方面的问
题。
总的来说,ANC滤波器是一种复杂的技术,它需要在声学、电子学和信号处理等多个领域的知识结合才能实现有效的噪声控制。
2020.06.2811.降噪分类什么是降噪:降噪,顾名思义就是减少噪音对人的影响,或是利用一定的手段和方法对噪音对行降低或消除降噪分类:1.被动降噪2.主动降噪被动降噪是是耳机技术的一种,通过耳机结构包围耳朵形成封闭空间或采用硅胶耳塞等隔音材料来阻挡外界噪声来达到降噪效果。
由于噪音没有经过降噪电路芯片处理,只能靠加大夹持力,填充隔音或消音材料,一般只能阻隔高频噪声,对低频噪声降噪效果不明显。
如下图为被动降噪耳机几种形式3按照使用材料和部位又可分为减振噪声治理、吸音噪声治理和隔音噪声治理。
在大多数情况下,通常是多种方法复合使用在很多场合被动降噪耳机也称为劳保耳机,下图即为被动降噪图按照使用材料和部位又可分为减振噪声治理、吸音噪声治理和隔音噪声治理。
在大多数情况下,通常是多种方法复合使用。
4主动降噪主动降噪的发展史:人类与噪音的斗争可以追溯到原始社会,那时候的人没太多科学知识,打个雷都会用手捂住耳朵,这也是人类最早的主动降噪手段了,一直沿用至今。
所以隔音的手段历史悠久,发展到今天衍生出很多相关产品:耳塞、隔音棉、隔音板等,后来人们发现这种手段的隔音效果有限,所以也不断的探索更多的方法比如用其它声音来盖过噪音,比如听音乐,加大声音音量就是一个不错的选择。
于是,在遇到隔壁装修的时候,很多人会戴上耳机或是调大音箱音量但是夹杂了噪音的音乐,其本身也成了噪音,这也不是降噪的终极目的,为了听更纯粹的韵,主动降噪耳机由此产生。
1978年,BO S E的创始人A m a r G.B o s e博士在从欧洲飞往波士顿的飞机上,发现了飞机的引擎噪声干扰了他戴耳机欣赏音乐的兴致,这就激发了他对主动降噪技术研究,在下了飞机后就开始推导验算,写出了主动降噪耳机的最原始的方程式。
世界上的第一台降噪耳机也由此诞生,与所有的高精尖技术一样,这项在当时看来先进的技术在当时也应用到了军事领域。
直到1989年,B O S E才将此技术投入量产,专供飞行员使用,此耳机一面市便得到美国军方的大单据说美国军方通过给飞行员/地勤人员佩戴降噪耳机,节约由于噪音致残而需发放的补偿金高达2亿美金5其实主动降噪的原理并不复杂,就是通过收集噪声,然后经过内部的降噪电路运算后发出这些噪声的反向声波来抵消噪音。
噪声控制课件噪声控制课件噪声是我们日常生活中无法避免的一部分,它来自于交通、工业、建筑等各个方面。
噪声不仅会对人们的身心健康造成负面影响,还会干扰我们的思维和集中注意力。
为了解决这个问题,噪声控制成为了一个重要的课题。
在这篇文章中,我们将探讨噪声控制的原理和方法。
1. 噪声的定义和分类噪声是指那些不受欢迎的声音或声音的集合。
根据噪声的频率特征,可以将噪声分为低频噪声、中频噪声和高频噪声。
低频噪声一般来自于交通和机械设备,中频噪声主要来自于办公设备和家用电器,高频噪声则来自于电子设备和通信设备。
2. 噪声对人们的影响噪声对人们的身心健康有着不可忽视的负面影响。
长期暴露在高噪声环境下,人们容易出现听力损伤、失眠、焦虑和抑郁等问题。
此外,噪声还会干扰人们的思维和集中注意力,影响工作和学习效率。
3. 噪声控制的原理噪声控制的原理是通过减少噪声源的声音产生或传播来达到降噪的效果。
这可以通过以下几种方式来实现:- 噪声源控制:采取措施减少噪声源的声音产生,比如使用低噪声设备、改善机械设备的隔音性能等。
- 声音传播控制:通过隔音材料、隔音墙等手段来减少声音的传播,阻挡噪声从源头到达人们的耳朵。
- 接受者保护:通过佩戴耳塞、耳机等设备来减少噪声对人们的影响,保护听力。
4. 噪声控制的方法噪声控制的方法多种多样,根据具体情况选择适合的方法可以有效降低噪声。
- 建筑隔音:在建筑设计和装修过程中,使用隔音材料和隔音墙来减少噪声的传播。
- 交通噪声控制:采取交通管制、道路隔离带、降速措施等手段来减少交通噪声对周围居民的影响。
- 工业噪声控制:改进机械设备的设计,增加隔音措施,限制工作时间和噪声水平等方式来降低工业噪声。
- 室内噪声控制:使用隔音材料、隔音窗帘等来减少室内噪声的传播,同时避免使用高噪声的家用电器。
- 个人防护:佩戴耳塞、耳机等设备来保护个人听力,减少噪声对身体的伤害。
5. 噪声控制的挑战和前景噪声控制面临着一些挑战,比如高成本、技术难题和法律法规等。