Neutralizacja akustycznego sprzężenia zwrotnego w układzie ATH. promotor: dr. inż. Małgorzata Michalczyk

Neutralizacja akustycznego sprzężenia zwrotnego w układzie ATH promotor: dr. inż. Małgorzata Michalczyk

Neutralizacja akustycznego sprzężenia zwortnego Algorytm FXLMS z kompensacją akustycznego sprzężenia zwrotnego: w(n+) = w(n) + µ*x (n)*e(n) x (n) = [u(n)+y(n)*(f(z)-f (z))]*s (z) gdy F(z) = F (z): x (n) = u(n)*s (z)

Wpływ akustycznego sprzężenia zwrotnego Sprzężenie zwrotne nie jest w żaden sposób kompensowane:.5 s ygnal d s ygnal yprim.5 blad.3.3.. -. -. - - -.3 -.3 - - -.5 5 5 2 25 3 35 4 45 5 -.5 5 5 2 25 3 35 4 45 5 Parametry: fs = 5 Hz f = 5 Hz długość filtru L = 5 krok µ =.

Kompensacja sprzężenia zwrotnego Przypadek gdy tor sprzężenia zwrotnego jest modelowany idealnie s ygnal d s ygnal yprim blad.3.3.. -. -. - - -.3 -.3-5 5 2 25 3 35 4 45 5-5 5 2 25 3 35 4 45 5 Parametry: fs = Hz f = 5 Hz długość filtru L = 5 krok µ =.

Kompensacja sprzężenia zwrotnego Przypadek gdy tor sprzężenia zwrotnego nie jest modelowany idealnie Współczynniki wielomianu F obarczone są błedem s ygnal d s ygnal yprim blad.3.3.. -. -. - - -.3 -.3-5 5 2 25 3 35 4 45 5-5 5 2 25 3 35 4 45 5 Parametry: fs = Hz f = 5 Hz długość filtru L = 5 krok µ =.

Kompensacja sprzężenia zwrotnego Przypadek gdy tor sprzężenia zwrotnego nie jest modelowany idealnie Współczynniki wielomianu F obarczone są jeszcze większym błędem s ygnal d s ygnal yprim blad.3.3.. -. -. - - -.3 -.3-5 5 2 25 3 35 4 45 5-5 5 2 25 3 35 4 45 5 Parametry: fs = Hz f = 5 Hz długość filtru L = 5 krok µ =.

Kompensacja sprzężenia zwrotnego Przypadek gdy tor sprzężenia zwrotnego nie jest modelowany idealnie Rząd modelu F obcięty do 7 współczynników s ygnal d s ygnal yprim blad.3.3.. -. -. - - -.3 -.3-5 5 2 25 3 35 4 45 5-5 5 2 25 3 35 4 45 5 Parametry: fs = Hz f = 5 Hz długość filtru L = 5 krok µ =.

Kompensacja sprzężenia zwrotnego Przypadek gdy tor sprzężenia zwrotnego jest modelowany idealnie s ygnal d s ygnal yprim blad.3.3.. -. -. - - -.3 -.3-5 5 2 25 3 35 4 45 5-5 5 2 25 3 35 4 45 5 Parametry: fs = Hz f = 5 Hz f2 = 6 Hz długość filtru L = 5 krok µ =.

Kompensacja sprzężenia zwrotnego Przypadek gdy tor sprzężenia zwrotnego nie jest modelowany idealnie Współczynniki wielomianu F są obarczone błędem s ygnal d s ygnal yprim blad.3.3.. -. -. - - -.3 -.3-5 5 2 25 3 35 4 45 5-5 5 2 25 3 35 4 45 5 Parametry: fs = Hz f = 5 Hz f2 = 6 Hz długość filtru L = 5 krok µ =.

Kompensacja sprzężenia zwrotnego Przypadek gdy tor sprzężenia zwrotnego nie jest modelowany idealnie Współczynniki wielomianu F są obarczone jeszcze większym błędem s ygnal d s ygnal yprim blad.3.3.. -. -. - - -.3 -.3-5 5 2 25 3 35 4 45 5-5 5 2 25 3 35 4 45 5 Parametry: fs = Hz f = 5 Hz f2 = 6 Hz długość filtru L = 5 krok µ =.

Kompensacja sprzężenia zwrotnego Przypadek gdy tor sprzężenia zwrotnego nie jest modelowany idealnie Błąd wynika z obcięcia wielomianu F do 7 współczynników s ygnal d s ygnal yprim blad.3.3.. -. -. - - -.3 -.3-5 5 2 25 3 35 4 45 5-5 5 2 25 3 35 4 45 5 Parametry: fs = Hz f = 5 Hz f2 = 6 Hz długość filtru L = 5 krok µ =.

Kompensacja sprzężenia zwrotnego Sygnał rzeczywisty Widmo sygnału: 5 Dominujące częstotliwości: 4 Hz 7 Hz Hz Hz 75 Hz 4 3 5 5 2

Kompensacja sprzężenia zwrotnego Przypadek gdy tor sprzężenia zwrotnego jest modelowany idealnie.5 s ygnal d s ygnal yprim blad.3.5. -. - -.5 -.3-2 4 6 8 2 4 6 8-2 4 6 8 2 4 6 8 Parametry: fs = 6 Hz źródło sygnał rzeczywisty długość filtru L = 5 krok µ =.

Kompensacja sprzężenia zwrotnego Przypadek gdy tor sprzężenia zwrotnego nie jest modelowany idealnie Współczynniki wielomianu F są obarczone błędem.5 s ygnal d s ygnal yprim blad.3.5. -. - -.5 -.3-2 4 6 8 2 4 6 8-2 4 6 8 2 4 6 8 Parametry: fs = 6 Hz źródło sygnał rzeczywisty długość filtru L = 5 krok µ =.

Kompensacja sprzężenia zwrotnego Przypadek gdy tor sprzężenia zwrotnego nie jest modelowany idealnie Rząd wielomianu F obcięty do 4 współczynników.5 s ygnal d s ygnal yprim blad.3.5. -. - -.5 -.3-2 4 6 8 2 4 6 8-2 4 6 8 2 4 6 8 Parametry: fs = 6 Hz źródło sygnał rzeczywisty długość filtru L = 5 krok µ =.

Algorytm FU-LMS Wykorzystanie filtru IIR do jednoczesnego modelowania toru akustycznego sprzężenia zwrotnego F (z), jaki i filtru W(z). a(n+) = a(n) + µ*x (n)*e(n) b(n+) = b(n) + µ*y (n-)*e(n) x (n) = S (n)*x(n) y (n-) = S (n)*y(n-)

Algorytm FU-LMS c.d.n.

Mikrofon kierunkowy

Cel pracy - jak najlepsze zaadaptowanie mikrofonu Opus 65 firmy Beyerdynamic do pracy w układzie aktywnego tłumienia hałasu. Typ przetwornika dynamiczny Zasada działania ciśnieniowo gradientowy Pasmo przenoszenia 5-8, Hz Charakterystyka kierunkowa hiperkardioidalna

Mikrofon ten ma pełnić rolę mikrofonu referencyjnego. W celu uniknięcia akustycznego sprzężenia zwrotnego najlepiej byłoby gdyby mikrofon ten był kierunkowy (wtedy sygnał y(n) generowany przez głośnik sterujący w żaden sposób nie pobudzałby mikrofonu referencyjnego)

Charakterystyka idealnego mikrofonu kierunkowego Charakterystyka kierunkowa mikrofonu Opus 65 (katalogowa) Na charakterystyce mikrofonu Opus 65 widać, że jest on w stanie rejestrować sygnał padający z tyłu, co jest niekorzystne z punktu widzenia aktywnego tłumienia hałasu.

Podjęte przez nas próby poprawienia charakterystyki kierunkowej mikrofonu:. Zakrycie tylnej części deską pokrytą z obu stron gąbką

2. Zakrycie tylnej części pianką

3. Włożenie mikrofonu do rury

4. Włożenie mikrofonu do rury, oraz zakrycie rury od tyłu pianką

Wyniki pomiarów Podczas pomiarów mikrofon był oddalony od głośnika o ok. 5cm. Charakterystyki kierunkowe zostały uzyskane poprzez obrót mikrofonu wokół osi wzdłużnej z rozdzielczością stopni. Charakterystyki kierunkowe bez żadnego tłumienia: 5 Hz Hz 3 33 3 33 6 3 6 3.8.6 9 27.8.6 9 27 2 24 2 24 5 2 5 2 8 8

2 Hz 5 Hz 3 33 3 33 6 3 6 3.8.6 9 27.8.6 9 27 2 24 2 24 5 2 5 2 8 8

Charakterystyki kierunkowe po zasłonięciu tylnej części deską pokrytą z obu stron gąbką 5 Hz Hz 3 33 3 33 6 3 6 3.8.6 9 27.8.6 9 27 2 24 2 24 5 2 5 2 8 8

2 Hz 5 Hz 3 33 3 33 6 3 6 3.8.6 9 27.8.6 9 27 2 24 2 24 5 2 5 2 8 8

Charakterystyki kierunkowe po zasłonięciu tylnej części pianką 5 Hz Hz 3 33 3 33 6 3 6 3.8.6 9 27.8.6 9 27 2 24 2 24 5 2 5 2 8 8

2 Hz 5 Hz 3 33 3 33 6 3 6 3.8.6 9 27.8.6 9 27 2 24 2 24 5 2 5 2 8 8

Charakterystyki kierunkowe po włożeniu mikrofonu do rury 5 Hz Hz 3 33 3 33 6 3 6 3.8.6 9 27.8.6 9 27 2 24 2 24 5 2 5 2 8 8

2 Hz 5 Hz 3 33 3 33 6 3 6 3.8.6 9 27.8.6 9 27 2 24 2 24 5 2 5 2 8 8

Charakterystyki kierunkowe po włożeniu mikrofonu do rury oraz zakryciu rury od tyłu pianką 5 Hz Hz 3 33 3 33 6 3 6 3.8.6 9 27.8.6 9 27 2 24 2 24 5 2 5 2 8 8

2 Hz 5 Hz 3 33 3 33 6 3 6 3.8.6 9 27.8.6 9 27 2 24 2 24 5 2 5 2 8 8

Charakterystyki zbiorcze: 5 Hz 3 bez os lony z des ka 33 z pianka z rura z rura zatkana 6 3.8.6 9 27 2 24 5 2 8

Hz 3 bez os lony z des ka z pianka 33 z rura z rura zatkana 6 3.8.6 9 27 2 24 5 2 8

2 Hz 3 bez os lony z des ka 33 z pianka z rura z rura zatkana 6 3.8.6 9 27 2 24 5 2 8

5 Hz 3 bez os lony z des ka 33 z pianka z rura z rura zatkana 6 3.8.6 9 27 2 24 5 2 8

Z przeprowadzonych badań wynika, że najlepsze wyniki otrzymuje się po wprowadzeniu mikrofonu do rury. Charakterystyka kierunkowa przyjmuje wtedy charakterystyczny kropelkowy kształt. Wpływ sygnału padającego na mikrofon od tyłu został znacznie zredukowany.