DE102010014226A1

DE102010014226A1 - Verfahren und System zur aktiven Lärmreduktion

Info

Publication number: DE102010014226A1
Application number: DE102010014226A
Authority: DE
Inventors: Sten Böhme; Delf Sachau
Original assignee: HELMUT SCHMIDT UNI HAMBURG; Helmut-Schmidt-Universitat Hamburg; Hamburg Innovation GmbH
Current assignee: HELMUT SCHMIDT UNI HAMBURG; Helmut-Schmidt-Universitat Hamburg; Hamburg Innovation GmbH
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2011-11-24
Also published as: EP2378513B1; DK2378513T3; EP2378513A1

Abstract

Zur aktiven Larmreduktion des Schallfeldes einer Primarschallquelle (1) wird mit einem Referenzsensor (2) ein die schallerzeugende Bewegung ihrer Abstrahlfläche kennzeichnende physikalische Große gemessen, um einen zeitabhangigen, die Phaseninformation der Primarschallquelle (1) enthaltenden Referenzparameter qPQ(t) zu erhalten, und fur eine Sekundarschallquelle (6) wird mit einem in unmittelbarer Nahe angeordneten Schalldrucksensor (7) zeitabhangig der Schalldruck p(t) gemessen. Durch Transformation von qPQ(t) und p(t) in den Frequenzbereich werden komplexe frequenzabhangige Amplituden q PQ,tm(fj) bzw. p tm(fj) fur Frequenzen fj und Zeitintervalle tm erhalten, und die Sekundarschallquelle (6) wird so angesteuert, dass die Sekundarschallquelle (6) gleich- oder gegenphasig zur Primarschallquelle (1) schwingt und ihre schallerzeugende Bewegung in Zeitabschnitten Tn durch einen Verlauf qSQ(t) von q gekennzeichnet ist, bei dem zwischen den entsprechenden komplexen Amplituden q SQ,tm(f) und den komplexen Amplituden q PQ,tm(fj) die Beziehung q SQ,tm(fj) = kTn(f3)q PQ,tm(fj) mit in Tn jeweils zeitlich konstanten reellen Verstarkungsfaktoren kTn(fj) besteht. Ausgehend von den Verstarkungsfaktoren kTn(fj) in einem Tn und q PQ,tm(fj) bzw. p tm (fj) fur ein Zeitintervall tm im Zeitabschnitt Tn werden die kTn+1(fj) fur den nachsten Zeitabschnitt Tn+1 fur zumindest eine der Frequenzen fj durch die Aktualisierungsgleichung kTn+1(fj) = –μIm[q PQ,tm(fj)p tm(fj)*] + kTn(fj) neu berechnet und eingestellt. Dabei ist μ ein reeller Konvergenzfaktor.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur aktiven Larmreduktion des von einer schwingenden Abstrahlflache einer Primarschallquelle erzeugten Schallfeldes und auf ein aktives Larmreduktionssystem zur Durchfuhrung eines derartigen Verfahrens.
Aktive Larmreduktionssysteme und -verfahren, die auch als Gegenschallsysteme bzw. -verfahren bezeichnet werden, setzen zur Reduktion des von einer auch als Primarschallquelle bezeichneten Larmquelle abgestrahlten Primärschalls typischerweise einen oder mehrere Sekundarschallquellen in Form von Lautsprechern, einen oder mehrere Sensoren und eine Steuereinrichtung ein, die mit den Lautsprechern und den Sensoren verbunden ist. Die Steuereinrichtung steuert die Lautsprecher auf Basis der von den Sensoren gelieferten Signale so an, dass das gesamte durch die Kombination der Primarschallquelle und der Lautsprecher erzeugte Schallfeld im Sinne des Ziels der Schallreduktion günstig beeinflusst wird. Dabei konnen ein oder mehrere Sensoren zur Erzeugung von Referenzsignalen dienen, auf deren Basis Ansteuersignale fur die Sekundarschallquellen bestimmt werden, und ein oder mehrere weitere Sensoren konnen als Fehlersensoren dienen, mit deren Hilfe die Gute der Ansteuersignale uberpruft und deren Bestimmung bei Bedarf angepasst wird.
Die erwunschte Beeinflussung des Schallfeldes kann auf verschiedenen physikalischen Mechanismen beruhen. Neben dem bekanntesten Fall von destruktiven Interferenzen ist es auch moglich, dass Schall an den Orten der Sekundärschallquellen reflektiert wird, dass Schall von den Sekundarschallquellen absorbiert und die Schallenergie uber die entsprechenden Aktuatoren dissipiert wird oder dass sich die Primärschallquelle und die Sekundarschallquellen derart gegenseitig beeinflussen, dass die von der Kombination aus Primar- und Sekundarschallquellen abgestrahlte gesamte Schallleistung minimiert wird. Fur den letzteren Fall bewirkt die gegenseitige Beeinflussung eine Verringerung der Fahigkeit der Schallquellen zur Abstrahlung von Schall. Dies kann beispielsweise darauf beruhen, dass die Sekundarschallquellen den Wirkwiderstand der Primarschallquelle verringern, indem sie uber die akustischen Moden des Schallfeldes auf diese einwirken oder in der Weise auf die vor der Primärschallquelle befindlichen Luftmolekule einwirken, dass sie der Bewegung der Abstrahlflache der Primarschallquelle weniger Widerstand entgegenbringen. Dabei besteht stets die Schwierigkeit, dass der Beitrag der Sekundarschallquellen zum Schallfeld- die erzielten Vorteile nicht in negativer Weise uberkompensieren darf.
Eine bekannte Art und Weise der aktiven Larmreduktion setzt zum Beispiel als Sensoren ein oder mehrere Fehlermikrofone ein, die jeweils lokal den Schalldruck messen, der durch samtliche vorhandenen Schallquellen, einschließlich der Primarschallquelle und einer oder mehrerer Sekundarschallquellen, erzeugt wird. Die Messergebnisse werden durch die Steuereinrichtung verarbeitet, die die Sekundarschallquellen dann so ansteuert, dass der Schalldruck an den Mikrofonen durch destruktive Interferenz und/oder Schallreflexion an den Orten der Sekundarschallquellen moglichst weit minimiert wird. Dadurch kann eine lokale Larmreduktion an den Mikrofonpositionen erzielt werden. Dieses Prinzip, das ein Beispiel für eine schalldruckbasierte Steuerung ist, hat den Nachteil, dass die lokale Larmreduktion an den Mikrofonpositionen im Allgemeinen mit einer Lärmverstarkung in anderen Bereichen einhergeht. Ferner wird lediglich die lokale Schallwirkung in Form des Schalldrucks beeinflusst, ohne die Ursache in Form der Schallleistungsabstrahlung durch die Primarschallquelle zu bekämpfen.
Weitere beispielhafte schalldruckbasierte Steuerungen, die unter anderem aus Elliot, S. J. et al., In Flight Experiments an the Active Control of Propeller-induced Cabin Noise, Journal of Sound and Vibration (1990), Nr. 140(2), Seiten 219 bis 238 bekannt sind und das Ziel einer globalen Larmreduktion haben, basieren auf dem Mechanismus der Einwirkung auf die Primarschallquelle uber akustische Moden und haben den Nachteil, dass die Anzahl und Verteilung der Mikrofone so gewahlt werden muss, dass eine Erfassung der angeregten Moden moglich ist. Ferner ist der Anwendungsbereich dadurch eingeschrankt, dass fur jeden Anwendungsfall separat Kenntnisse über die physikalischen Wechselbeziehungen der verwendeten Lautsprecher und Sensoren und uber das Primarschallfeld vorhanden sein mussen.
Insgesamt mussen fur eine globale Schalldruckminimierung in Fallen hoherer modaler Dichte in nachteiliger Weise die Mikrofone ebenfalls global verteilt und die Sekundarschallquellen so angeordnet sein, dass sie dieselben Moden wie die Primarschallquelle anregen konnen. Dabei ist es zudem problematisch, sich ändernden Umwelteinflussen bei der Implementierung der Steuerung Rechnung zu tragen. Weil die Mikrofone den Gesamtschalldruck messen, konnen diese Verfahren ferner bei Anwesenheit zusatzlicher Larmquellen versagen, da die Steuerung den Beitrag der verschiedenen Schallquellen nicht berucksichtigen kann. Trotz dieser Nachteile werden auf Schalldruckmessungen basierende Steuerungen am haufigsten angewendet, da die notwendigen Messungen technisch einfach zu realisieren sind.
Im Unterschied dazu sind Messung von Energiegroßen des Schallfeldes vom Prinzip her besser geeignet, um im Rahmen von Steuerungen zum Einsatz zu kommen, die eine globale Reduktion von Larm durch die Minimierung der abgestrahlten Wirkleistung aller im Raum befindlichen Schallquellen erreichen sollen. Dabei besteht der Vorteil, dass die entsprechenden Fehlersensoren in der Nahe der Sekundärschallquellen angeordnet sein konnen, wodurch der Installations- und Optimierungsaufwand verringert werden kann. Die entsprechenden Vorschlage im Stand der Technik weisen jedoch erhebliche Probleme auf, die dazu gefuhrt haben, dass sie das akademische Versuchsstadium nicht verlassen haben. Die Probleme entstehen teilweise dadurch, dass Energiegroßensensoren, wie beispielsweise Schallintensitätssensoren, hardwaremäßig aufwändiger als einfache Schalldrucksensoren sind und die Komplexität der Steuerungen aufgrund einer großeren Anzahl von Eingangsgroßen (die Schallintensität wird beispielsweise durch den Schalldruck und die Schallschnelle bestimmt) und damit verbundenen mehrkanaligen Ausgestaltungen erhoht ist.
Ein Ansatz fur eine energiebasierte Steuerung ist beispielsweise aus den Dokumenten Elliott, S. J. et al., Power Output minimization and power Absorption in the active control of sound, Journal of the Acoustical Society of America (1991), Nr. 90(5), Seiten 2501 bis 2512 und Bullmore, A. J. et al, The active minimization of harmonic enclosed sound fields, Part I-III, Journal of Sound and Vibration (1987), Nr. 117, Seiten 1 bis 58 bekannt. Dort wird auf Grundlage von theoretischen Herleitungen fur das Beispiel von zwei Punktschallquellen beschrieben, dass die abgestrahlte Gesamtwirkleistung eines Schallquellenpaares aus einer Primarquelle und einer Sekundarquelle genau dann minimal ist, wenn die Sekundarquelle gleich- oder gegenphasig angesteuert wird, bzw. in Bezug auf die Primarquelle gleich- oder gegenphasig schwingt, und die Sekundarquelle keine Wirkschallleistung abstrahlt. Die Wirkschallleistung ist dabei der Realteil der ublicherweise durch eine komplexe Größe dargestellten Gesamtschallleistung und entspricht dem tatsachlichen Nettoenergietransport pro Sekunde senkrecht zu einer Flache, wie etwa der Abstrahlfläche einer Schallquelle. Demgegenuber ist die durch den Imaginärteil der Gesamtschallleistung dargestellte Blindschallleistung auf den Energietransport durch Mediumsmasse zurückzufuhren, die lediglich mitbewegt, aber nicht komprimiert wird. In diesen Dokumenten werden jedoch keine realisierbaren Vorschlage fur die Auswahl, Ausgestaltung und Anordnung von Sensoren und fur die Ausgestaltung der Steuerung gemacht.
Experimentelle Untersuchungen zu diesem Ansatz sind in den beiden Dokumenten Tohyama, M., Suzuki,. A,. Sugiyama, K., Active Power Minimization of a Sound Source in a Reverberant Closed Space, IEEE Transactions on Signal Processing (1991), Nr. 39(1), Seiten 246 bis 248 und Kang, S. W., Kim, Y. H., Active global noise control by sound power, ACTIVE 95: Proceedings of the 1995 International Symposium an Active Control of Sound and Vibration, Newport Beach (U.S.A.), New York, Noise Control Foundation, 1995 beschrieben.
In beiden Fallen werden baugleiche Lautsprecher als Primär- und Sekundarquelle verwendet. Dabei wird die Sekundarquelle mit einem in Bezug auf das Ansteuersignal für die Primarquelle entweder gleich- oder gegenphasigen Ansteuersignal (im Falle des ersteren Dokuments) oder einem in Bezug auf das Ansteuersignal fur die Primärquelle gegenphasigen Ansteuersignal (im Falle des letzteren Dokuments) angesteuert, so dass auf die Baugleichheit nicht verzichtet werden kann, und die Amplitude des Ansteuersignals fur die Sekundarquelle wird manuell eingestellt. Ferner kommen als Sensoren entweder eine grobe Anzahl zufallig im Raum verteilter Mikrofone bzw. ein Schallintensitatssensor aus zwei voneinander beabstandeten Mikrofonen zum Einsatz. Dies bedeutet einen relativ hohen Hardwareaufwand. Schließlich werden insgesamt keine realisierbaren Ansatze fur eine geeignete Steuerung angegeben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein System zur aktiven Larmreduktion des von einer schwingenden Abstrahlflache einer Primarschallquelle erzeugten Schallfeldes anzugeben, die eine energiebasierte Steuerung zur Minimierung der durch eine Primarschallquelle und eine Sekundarschallquelle abgestrahlten Wirkschallleistung verwirklichen und die Moglichkeiten zum Einsatz dieses Ansatzes gegenuber dem Stand der Technik erweitern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur aktiven Larmreduktion gemaß Anspruch 1 und ein aktives Larmreduktionssystem gemaß Anspruch 11 gelost. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und des Systems sind Gegenstand der jeweils zugehorigen Unteranspruche.
Das erfindungsgemaße Verfahren ist zur aktiven Larmreduktion des von einer schwingenden Abstrahlfläche einer Primarschallquelle erzeugten Schallfeldes ausgestaltet. Dazu wird für die Primarschallquelle mit einem – beispielsweise an dieser angeordneten – Referenzsensor zeitabhangig eine physikalische Große q gemessen, die – zumindest in einem vorbestimmten, zur Lärmreduktion vorgesehenen Frequenzbereich – die schallerzeugende Bewegung der Abstrahlflache der Primarschallquelle kennzeichnet. Diese Große kann in vorteilhafter Weise beispielsweise eine Beschleunigung oder eine Schnelle der oder an der schallabstrahlenden Flache einer Schallquelle sein. Insbesondere Beschleunigungsaufnehmer sind kostengunstig, zuverlassig und einfach aufgebaut. Die zeitabhangige Messung ergibt einen entsprechenden zeitabhängigen Referenzparameter q_PQ(t), der einfach die zeitlich variierenden Messwerte darstellt, wie zum Beispiel die zeitabhangige Beschleunigung der schallabstrahlenden Flache, und die Phaseninformation der Primarschallquelle beinhaltet.
Zur Minimierung der abgestrahlten Wirkschallleistung ist eine Sekundarschallquelle vorgesehen und geeignet angeordnet, die bevorzugt durch einen Lautsprecher gebildet wird. Im Allgemeinen wird der Einfluss der Sekundarschallquelle auf die Schallabstrahlung durch die Primarschallquelle mit zunehmender Entfernung zwischen den beiden Schallquellen abnehmen. Es ist daher von Vorteil, die Schallquellen in raumlicher Nahe zueinander anzuordnen, bevorzugt in einem gegenseitigen Abstand, der die Halfte der Wellenlange – bzw. bei mehreren Wellenlangen die Hälfte der kleinsten Wellenlange – des auszuloschenden Schalls nicht uberschreitet. Mit einem in unmittelbarer Nahe einer Abstrahlflache der Sekundarschallquelle und bevorzugt auf oder ungefahr auf der Strahlermittelachse der Abstrahlflache angeordneten Schalldrucksensor wird zumindest in einem vorbestimmten, zur Larmreduktion vorgesehenen Frequenzbereich zeitabhangig der Schalldruck p(t) gemessen. Es ist bevorzugt, dass der Abstand zwischen dem Schalldrucksensor und der Abstrahlflache den Wert von einem Zehntel der Wellenlange – bzw. bei mehreren Wellenlangen einem Zehntel der kleinsten Wellenlange des auszuloschenden Schalls nicht uberschreitet. In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist der Schalldrucksensor ein Mikrofon.
Die zeitabhangigen Messgroßen q_PQ(t) und p(t) werden durch ein geeignetes Verfahren in den Frequenzbereich transformiert, so dass fur jedes einer Vielzahl von diskreten und bevorzugt unmittelbar aufeinanderfolgenden Zeitintervallen t_m jeweils eine Anzahl von komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) bzw. p _tm(f_j) fur eine Anzahl und – obwohl es prinzipiell auch denkbar ist, nur eine einzige Frequenz zu berucksichtigen, d. h. nur Schall einer einzigen Frequenz zu reduzieren – bevorzugt eine Vielzahl von Frequenzen f_j erhalten werden. Dabei bezeichnen hier genau wie im weiteren Verlauf der Anmeldung unterstrichene Symbole komplexwertige Großen, wahrend nicht unterstrichene Symbole reelle Großen bezeichnen. Die Frequenzen f_j werden im Allgemeinen diskrete Frequenzen sein, die jeweils ein Frequenzband repräsentieren. Es ist jedoch prinzipiell auch denkbar kontinuierliche oder quasikontinuierliche Frequenzwerte zu verwenden. Die komplexen Amplituden q _PQ,tm(f_j) bzw. p _tm(f_j) fur ein bestimmtes Zeitintervall t_m sind dann in ublicher Weise fur den zeitlichen Verlauf von q_PQ(t) bzw. p(t) in diesem Zeitintervall t_m charakteristisch (zumindest in einem vorbestimmten, zur Larmreduktion vorgesehenen Frequenzbereich) und konnen durch reziproke Rucktransformation in den Zeitbereich wieder in die entsprechenden Zeitsignale uberfuhrt werden. Die Gesamtheit der Frequenzen f_j bestimmt dabei de zur Larmreduktion vorgesehenen Frequenzbereich.
Die Sekundarschallguelle wird mit einem zeitabhangigen Ansteuersignal in der Weise angesteuert, dass die Abstrahlflache der Sekundarschallquelle zumindest bei den Frequenzen f_j gleich- oder gegenphasig zur Abstrahlflache der Primarschallquelle schwingt und ihre entsprechende schallerzeugende Bewegung in jedem von unmittelbar aufeinanderfolgenden diskreten Zeitabschnitten T_n, die jeweils eines oder mehrere der diskreten Zeitintervalle t_m umfassen, durch einen bestimmten zeitlichen Verlauf q_SQ(t) der physikalischen Große q gekennzeichnet ist. Es ist zu beachten, dass das Ansteuersignal nicht etwa selbst den Verlauf q_SQ(t) haben muss und im allgemeinen nicht hat, sondern so ausgestaltet und erzeugt wird, dass die Abstrahlflache der Sekundarschallquelle gemaß q_SQ(t) schwingt. Dabei besteht zwischen den komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j), die durch eine Transformation von q_SQ(t) in den Frequenzbereich mit Hilfe des obigen Transformationsverfahrens erhalten wurden, und den komplexen Amplituden q _PQ,tm(f_j) fur die Frequenzen f_j in den diskreten Zeitabschnitten T_n jeweils die Beziehung q _SQ,tm(f_j) = k_Tn(f_j)q _PQ,tm(f_j) wobei k_Tn(f) reelle Verstarkungsfaktoren sind, die in jedem Zeitabschnitt T_n zeitlich konstant sind. Sie konnen fur jede Frequenz f_j identisch sein, sind aber bevorzugt fur die Frequenzen f_j unterschiedlich, um die erzielbaren Ergebnisse zu verbessern. Durch die Bedingung, dass die k_Tn(f_j) reell sind, wird die gleich- oder gegenphasige Schwingung der Sekundarschallquelle gewahrleistet, d. h. dass die Schwingungen der Abstrahlflachen von Primar- und Sekundarschallquelle bei jeder Frequenz f_j um 0° bzw. um 180° phasenverschoben sind. Dabei entsprechen Verstarkungsfaktoren k_Tn(f_j) > 0 einer gegenphasigen Schwingung und k_Tn(f_j) < 0 einer gegenphasigen Schwingung, und es ist bevorzugt, den Aufbau so zu wahlen, dass die letztere Bedingung zutrifft, die insbesondere durch die oben bereits angesprochene bevorzugte relative raumliche Anordnung von Primar- und Sekundarschallquelle in einem gegenseitigen Abstand, der die Halfte der Wellenlange – bzw. bei mehreren Wellenlangen die Halfte der kleinsten Wellenlange – des auszuloschenden Schalls nicht uberschreitet, erfullt wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass es grundsatzlich auch denkbar ist, dass die Verstarkungsfaktoren einiger Frequenzen f_j negativ und anderer Frequenzen f_j positiv sind.
Ferner werden die Verstarkungsfaktoren k_Tn(f_j) fur die verschiedenen Zeitabschnitte T_n neu berechnet und eingestellt, wobei bei Vorliegen bestimmter Bedingungen ggf. fur eine oder mehrere der Frequenzen f_j auf die Neuberechnung verzichtet werden kann. Die Neuberechnung erfolgt jeweils fur einen Zeitabschnitt T_n+1 ausgehend von den Verstarkungsfaktoren k_Tn(f_j) in dem unmittelbar vorhergehenden Zeitabschnitt T_n und den komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) bzw. p _tm(f_j) fur ein Zeitintervall t_m in dem Zeitabschnitt T_n (es ist auch moglich, aber nicht bevorzugt, die Neuberechnung für den Zeitabschnitt T_n+1 ausgehend von einem weiter zuruckliegenden Zeitabschnitt T_n-x durchzufuhren; in diesem Fall waren im folgenden die entsprechenden Bezugnahmen auf T_n durch zu ersetzen). Zur Neuberechnung wird die Aktualisierungsgleichung k_Tn+1(f_j) = –μIm[q _PQ,tm(f_j)p _tm(f_j)*] + k_Tn(f_j) verwendet, wobei μ ein reeller Konvergenzfaktor ist und wie im weiteren Verlauf der Anmeldung Im[x] den Imaginarteil einer komplexen Zahl x und x* die zu einer komplexen Zahl x komplex konjugierte Zahl bezeichnet.
Es kann gezeigt werden, dass diese Aktualisierungsgleichung bei stationärer Primarschallquelle zu der optimalen globalen Lösung fur die Verstarkungsfaktoren k_Tn(f_j) konvergiert, um die gewunschte gleich- oder gegenphasige Ansteuerung der Sekundärschallquelle ohne Wirkleistungsabstrahlung der Sekundarschallquelle zu erreichen. Dabei kann durch Variation des Konvergenzfaktors μ das Konvergenzverhalten angepasst werden, d. h. die Konvergenz in weniger Schritten aber großeren Sprungen oder in mehr Schritten aber kleineren Sprungen zu erreichen. Ein geeigneter Wert fur den Konvergenzfaktor μ kann Beispielsweise bestimmt werden, indem er ausgehend von dem Wert 0, der einer unendlich langsamen Konvergenz entspricht, schrittweise geandert wird, bis eine fur den jeweiligen Anwendungsfall erwunschte Konvergenzgeschwindigkeit erreicht wird. Dabei ist μ im Allgemeinen negativ. Als Grenze kann in Fallen, in denen die Große q eine Beschleunigung oder eine Schnelle ist, beispielsweise das Inverse des Imaginarteils der Übertragungszahl zwischen Sekundarbeschleunigung und Sekundardruck bzw. das Inverse des Realteils der Übertragungsimpedanz zwischen Sekundarschnelle und Sekundärdruck angenommen werden.
Die Aktualisierungsgleichung und die entsprechende adaptive Steuerung haben den Vorteil, dass sie neben einem Referenzsignal lediglich die Messung eines einzelnen Schalldrucks erfordern. Daher kann der Hardwareaufwand gering gehalten und insbesondere ein einkanaliges System verwendet werden, das neben einer geeigneten Steuereinrichtung bzw. Steuer- und Regeleinrichtung z. B. lediglich einen Referenzsensor, wie etwa einen Beschleunigungsaufnehmer, ein Mikrofon und einen Lautsprecher aufweist. Sowohl die Sekundarschallquelle als auch die Sensoren konnen in vorteilhafter Weise in der Nähe des Schalltransmissionspfads der Primarschallquelle angeordnet werden. Die Sekundarschallquelle kann anders aufgebaut sein als die Primarschallquelle, so dass flexibel verschiedene geeignete Lautsprecher verwendet werden konnen. Ferner ist die Steuerung einfach und gegenuber sich andernden Umweltbedingungen unempfindlich, d. h. es ist keine erneute Systemkalibrierung notwendig. Das Verfahren ist sowohl in Innenraumen als auch im Freien universell anwendbar, und es hat sich gezeigt, dass insbesondere bei Larm, der durch konphas schwingende Oberflachen erzeugt wird, eine erhebliche globale Absenkung des Schalldruckpegels erreicht werden kann. So wurde beispielsweise bei Verwendung eines Lautsprechers mit einer Membranflache von 0,01 m² als Sekundarschallquelle fur eine tonale Schallabstrahlung in einem Raum mit einem Volumen von 400 m³ durch eine 4,8 m² große Struktur eine durchschnittliche globale Lärmpegelreduktion von 8 dB gemessen. Das Verfahren ist insbesondere fur stationaren Larm geeignet, und es ist bevorzugt, dass die Primarschallquelle eine Schallquelle ist, die stationären Larm erzeugt.
In diesem Zusammenhang ist auch darauf hinzuweisen, dass es selbstverstandlich moglich ist, mehr als eine Sekundarschallquelle vorzusehen, um verschiedene Bereiche einer die Primarschallquelle darstellenden Struktur oder Konstruktion in der beschriebenen Weise zu berucksichtigen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens sind die Zeitintervalle t_m, die zur Neuberechnung der Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) herangezogen werden, zeitlich voneinander beabstandet. Auf diese Weise werden Storungen in dem Verfahren vermieden, die dadurch entstehen konnen, dass die fur die Neuberechnung und Neueinstellung der Verstarkungsfaktoren notwendigen Berechnungen und Signalverarbeitungen zu einer zeitlichen Verzogerung fuhren konnen und die Neueinstellung sich demzufolge nicht sofort auswirkt.
Es ist bevorzugt, dass die Neuberechnung der Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) nur für Frequenzen f_j durchgefuhrt wird, fur die die Bedingung |q _PQ,tm(f_j)| ≥ ε_j mit vorbestimmten Schwellenwerten ε_j gilt, und fur die ubrigen Frequenzen f_j die Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) auf Null gesetzt werden. Mit anderen Worten muss der Referenzparameter einen bestimmten Schwellenwert uberschreiten, damit fur die entsprechende Frequenz uberhaupt ein neuer Verstarkungsfaktor berechnet wird. Dadurch kann die Ansteuerung der Sekundarschallquelle fur wenig Larm oder ohne vorhandenes Referenzsignal verhindert werden. Es wird nur die Larmquelle aktiv in der Abstrahlung unterdruckt, bei der das System installiert ist, wahrend Schall anderer Quellen keinen Einfluss auf das Verfahren und sein Ergebnis hat. Außerdem kann durch Wahl von ε_j der Bereich eingestellt werden, ab dem eine aktive Larmunterdruckung okonomisch sinnvoll ist. ε_j kann fur die unterschiedlichen Frequenzen f_j unterschiedlich gewahlt werden oder als Konstante uber alle Frequenzen vorgegeben werden.
Es ist ferner bevorzugt, dass nach jeder Neuberechnung eines Verstarkungsfaktors k_Tn+1(f_j) dessen Betrag begrenzt wird, indem gepruft wird, ob er einen vorbestimmten Maximalwert k_max(f_j) fur den Betrag uberschreitet, und k_Tn+1(f_j) bei Uberschreitung in Abhangigkeit davon, ob k_Tn+1(f_j) negativ oder positiv ist, auf –k_max(f_j) bzw. +k_max(f_j) gesetzt wird. Dieser Grenzwert kann beispielsweise durch k_max(f_j) = A_max,fj/|q _PQ,tm(f_j)| vorgegeben werden, wobei A_max,fj die maximal zulassige Amplitude der Sekundaransteuerung bei der Frequenz f_j ist. k_max(f_j) wird in diesem Fall automatisch an die Amplitude des zur Verfügung stehenden Referenzsignals angepasst. Durch Vorgabe von Schwellenwerten kann eine Überlastung der Sekundarschallquelle verhindert werden.
In einer bevorzugten Verfahrensausgestaltung wird die Transformation von q_PQ(t) und p(t) in den Frequenzbereich zur Bestimmung der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) und p _tm(f_j) mittels diskreter Fouriertransformation durchgefuhrt. Zu diesem Zweck mussen q_PQ(t) und p(t) in geeigneter Weise zeitdiskretisiert werden. Dieses Transformationsverfahren ist schnell, zuverlassig und kostengunstig zu verwirklichen.
In einer vorteilhaften Ausfuhrungsform weist die Erzeugung des zeitabhängigen Ansteuersignals für die Sekundarschallquelle die Schritte auf, fur jedes der Zeitintervalle t_m aus den komplexen frequenzabhängigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) und den entsprechenden Verstärkungsfaktoren k_Tn(f_j) fur den Zeitabschnitt T_n fur die Frequenzen f_j komplexe frequenzabhangige Amplituden q _SQ,tm(f_j) gemaß q _SQ,tm(f_j) = k_Tn(f_j)q _PQ,tm(f_j) zu berechnen und auf Basis der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) mit Hilfe einer entsprechenden komplementaren Rucktransformation in den Zeitbereich den zeitabhangigen Ansteuerparameter q_SQ(t) zu erhalten, der die zu erzielende schallerzeugende Bewegung der Abstrahlfläche der Sekundarschallquelle kennzeichnet. Wird zur Transformation in den Frequenzbereich in bevorzugter Weise eine diskrete Fouriertransformation verwendet, wird die Rucktransformation in dieser Ausfuhrungsform auf Basis der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) in den Zeitbereich zur Bestimmung des zeitabhangigen Ansteuerparameters q_SQ(t) mittels inverser diskreter Fouriertransformation durchgefuhrt.
In dieser Ausführungsform werden ferner bevorzugt nach jeder Berechnung der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) gemäß q _SQ,tm(f_j) = k_Tn(f_j)q _PQ,tm(f_j) fur ein Zeitintervall t_m die komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) gemäß
angepasst und die angepassten komplexen frequenzabhangigen Amplituden q' _SQ,tm(f_j) für die Rucktransformation in den Zeitbereich zur Bestimmung des zeitabhangigen Ansteuerparameters q_SQ(t) verwendet. Dabei
ist ein vorbestimmter komplexer Zeitverzogerungskorrekturparameter, mit dessen Hilfe Phasenverschiebungen berucksichtigt werden konnen, die durch Signalverarbeitungsschritte und elektroakustische Umwandlungen verursacht werden konnen. Derartige Zeitverzogerungen und die damit unter Umstanden verbundenen zusatzlichen Phasenverschiebungen konnen ansonsten dazu fuhren, dass die Abstrahlflachen von Primar- und Sekundarschallquelle bei der genannten Vorgehensweise nicht wie gewunscht gleich- oder gegenphasig schwingen. Der Zeitverzogerungskorrekturparameter kann im Verlaufe einer anfanglichen Systemkalibrierung bestimmt werden und ist ansonsten unabhangig von sich andernden Umgebungsbedingungen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Bestimmung der komplexen frequenzabhangigen Amplituden p_tm(f_j) fur jedes Zeitintervall t_m jeweils den Schritt aufweist, aus der Transformation in den Frequenzbereich erhaltene komplexe frequenzabhangige Amplituden p' _tm(f_j) gemaß p _tm(f_j) = e anzupassen. Der Sensorphasenkorrekturparameter φ(f_j) berucksichtigt, dass sich durch eine unterschiedliche Bauart des Referenzsensors und das Schalldrucksensors unterschiedliche Phasengange und demzufolge eine Phasenverschiebung zwischen q_PQ(t) und p(t) bzw. den entsprechenden frequenzabhangigen komplexen Amplituden ergeben kann, die – wie sich aus der Aktualisierungsgleichung unmittelbar ergibt – in nachteiliger Weise die Berechnung der optimalen Verstarkungsfaktoren unmittelbar beeinflusst. Der Sensorphasenkorrekturparameter φ(f_j) kann im Verlaufe einer anfanglichen Systemkalibrierung durch Bestimmung der tatsachlichen Phasenlage der durch die Sensoren gemessenen physikalischen Großen bestimmt werden und ist ansonsten unabhangig von sich andernden Umgebungsbedingungen.
Das beschriebene Verfahren und seine vorteilhaften Ausgestaltungen konnen bevorzugt mit Hilfe eines aktiven Lärmreduktionssystems durchgefuhrt werden, das im folgenden beschrieben wird. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf Einzelheiten des Verfahrens, die sich auf den Betrieb des Systems beziehen, nicht mehr detailliert eingegangen.
Das System weist einen Referenzsensor, bevorzugt einen Beschleunigungssensor oder einen Schnellesensor fur die schallabstrahlende Flache einer Schallquelle, zur zeitabhangigen Messung einer physikalischen Große q auf, die – zumindest in einem vorbestimmten, zur Larmreduktion vorgesehenen Frequenzbereich – die schallerzeugende Bewegung der Abstrahlflache der Primarschallquelle kennzeichnet. Dabei ist der Referenzsensor angepasst, um im Betrieb einen entsprechenden zeitabhangigen Referenzparameter q_PQ(t), der die Phaseninformation der Primarschallquelle beinhaltet, in Form eines entsprechenden Referenzsignals bereitzustellen. Der Referenzsensor kann beispielsweise an der Primarschallquelle angeordnet oder zu einer solchen Anordnung vorgesehen sein.
Ferner weist des System eine Sekundarschallquelle, z. B. in Form eines Lautsprechers, mit einer zur Schallabstrahlung geeigneten Abstrahlflache und einen Schalldrucksensor, der bevorzugt ein Mikrofon ist, zur zeitabhangigen Messung des Schalldrucks p(t) – zumindest in einem vorbestimmten, zur Larmreduktion, vorgesehenen Frequenzbereich – auf, der in unmittelbarer Nahe der Abstrahlflache der Sekundarschallquelle angeordnet ist oder fur eine solche Anordnung angepasst ist. Dabei ist der Schalldrucksensor angepasst, um im Betrieb ein entsprechendes Schalldrucksignal bereitzustellen. Wie oben bereits erlautert wurde, ist es bevorzugt, dass der Abstand zwischen dem Schalldrucksensor und der Abstrahlfläche im Betrieb den Wert von einem Zehntel der Wellenlange – bzw. bei mehreren Wellenlangen einem Zehntel der kleinsten Wellenlange – des auszuloschenden Schalls nicht überschreitet. Oben wurde auch bereits angegeben, dass es von Vorteil ist, wenn die Schallquellen im Betrieb in raumlicher Nahe zueinander angeordnet sind, bevorzugt in einem gegenseitigen Abstand, der die Halfte der Wellenlange – bzw. bei mehreren Wellenlangen die Halfte der kleinsten Wellenlange – des auszuloschenden Schalls nicht uberschreitet
Schließlich weist das System eine Steuereinrichtung bzw. Steuer- und Regeleinrichtung und bevorzugt eine digitale Steuereinrichtung bzw. Steuer- und Regeleinrichtung, die z. B. einen geeignet programmierten Prozessor aufweist, mit Eingangen zum Empfang des Referenzsignals und des Schalldrucksignals und einem Ausgang zur Ausgabe eines zeitabhangigen Ansteuersignals fur die Sekundarschallquelle auf. Die Steuereinrichtung ist angepasst, um im Betrieb in der bereits erlauterten Weise

– q_PQ(t) und p(t) in den Frequenzbereich zu transformieren, so dass fur jedes von diskreten Zeitintervallen t_m jeweils eine Anzahl von komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) bzw. p _tm(f_j) fur eine Anzahl und bevorzugt eine Vielzahl von Frequenzen f_j erhalten werden,
– das zeitabhangige Ansteuersignal in der Weise zu erzeugen, dass die Abstrahlflache der mit dem Ansteuersignal angesteuerten Sekundarschallquelle zumindest bei den Frequenzen f_j gleich- oder gegenphasig zur Abstrahlflache der Primärschallquelle schwingt und ihre entsprechende schallerzeugende Bewegung in jedem von aufeinanderfolgenden diskreten Zeitabschnitten T_n, die jeweils eines oder mehrere der diskreten Zeitintervalle t_m umfassen, durch einen zeitlichen Verlauf q_SQ(t) der physikalischen Große q gekennzeichnet ist, bei dem zwischen den einer Transformation von q_SQ(t) in den Frequenzbereich entsprechenden komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) und den komplexen Amplituden q _PQ,tm(f_j) fur die Frequenzen f_j in den diskreten Zeitabschnitten T_n jeweils die Beziehung q _SQ,tm(f_j) = k_Tn(f_j)q _PQ,tm(f_j) mit den in jedem Zeitabschnitt T_n zeitlich konstanten reellen Verstarkungsfaktoren k_Tn(f_j) besteht, auf die oben bereits ausführlich eingegangen worden ist, und
– jeweils ausgehend von den Verstarkungsfaktoren k_Tn(f_j) in einem Zeitabschnitt T_n und den komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) bzw. p _tm(f_j) fur ein Zeitintervall t_m in dem Zeitabschnitt T_n die Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) fur den nachsten Zeitabschnitt T_n+1 fur zumindest eine der Frequenzen f_j durch die Aktualisierungsgleichung k_Tn+1(f_j) = –μIm[q _PQ,tm(f_j)p _tm(f_j)*] + k_Tn(f_j) neu zu berechnen und einzustellen, wobei μ ein reeller Konvergenzfaktor ist und Im[x] den Imaginarteil einer komplexen Zahl x und x* die zu einer komplexen Zahl x komplex konjugierte Zahl bezeichnet.

Zu diesem Zweck weist die Steuereinrichtung bevorzugt jeweils eine oder mehrere fur die genannten Schritte eingerichtete Einrichtungen auf.
In diesem Zusammenhang ist wieder darauf hinzuweisen, dass es selbstverstandlich moglich ist, mehr als eine Sekundarschallquelle vorzusehen, um verschiedene Bereiche einer die Primarschallquelle darstellenden Struktur oder Konstruktion in der beschriebenen Weise berucksichtigen zu konnen.
Das System ist insbesondere fur stationaren Larm geeignet, und es ist bevorzugt, dass die Primarschallquelle eine Schallquelle ist, die stationären Larm erzeugt.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist die Steuereinrichtung so eingerichtet, dass die Zeitintervalle t_m, die zur Neuberechnung der Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) herangezogen werden, zeitlich voneinander beabstandet sind.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist die Steuereinrichtung so eingerichtet, dass die Neuberechnung der Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) nur fur Frequenzen f_j durchgefuhrt wird, fur die |q _PQ,tm(f_j)| ≥ ε_j mit vorbestimmten Schwellenwerten ε_j gilt, und fur die ubrigen Frequenzen f_j die Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) auf Null gesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung angepasst, um nach jeder Neuberechnung eines Verstarkungsfaktors k_Tn+1(f_j) dessen Betrag zu begrenzen, indem sie pruft, ob dieser Betrag einen vorbestimmten Maximalwert k_max(f_j) fur den Betrag uberschreitet, und k_Tn+1(f_j) bei Uberschreitung in Abhangigkeit davon, ob k_Tn+1(f_j) negativ oder positiv ist, auf –k_max(f_j) bzw. +k_max(f_j) setzt. Eine Moglichkeit zur Festsetzung dieser Grenzwerte ist oben erlautert worden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung angepasst, um zur Erzeugung des zeitabhängigen Ansteuersignals fur die Sekundarschallquelle fur jedes der Zeitintervalle t_m aus den komplexen frequenzabhängigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) und den entsprechenden Verstarkungsfaktoren k_Tn(f) fur den Zeitabschnitt T_n für die Frequenzen f_j komplexe frequenzabhangige Amplituden q _SQ,tm(f_j) gemaß q _SQ,tm(f_j) = k_Tn(f_j)q _PQ,tm(f_j) zu berechnen und auf Basis der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) mit Hilfe einer Rücktransformation in den Zeitbereich den zeitabhangigen Ansteuerparameter q_SQ(t) zu erhalten, der die zu erzielende schallerzeugende Bewegung der Abstrahlflache der Sekundarschallquelle kennzeichnet. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn die Steuereinrichtung ferner angepasst ist, um die Transformation von q_PQ(t) und p(t) in den Frequenzbereich zur Bestimmung der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) und p _tm(f_j) mit Hilfe diskreter Fouriertransformation durchzufuhren. Insbesondere ist es dann auch zusatzlich bevorzugt, wenn die Steuereinrichtung angepasst ist, um die Rücktransformation auf Basis der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) in den Zeitbereich zur Bestimmung des zeitabhangigen Ansteuerparameters q_SQ(t) mit Hilfe inverser diskreter Fouriertransformation durchzufuhren.
In dieser Ausfuhrungsform ist es auch von Vorteil, wenn die Steuereinrichtung angepasst ist, um nach jeder Berechnung der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) gemaß q _SQ,tm(f_j) = k_Tn(f_j)q _PQ,tm(f_j) fur ein Zeitintervall t_m die komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) gemaß
anzupassen und die angepassten komplexen frequenzabhangigen Amplituden q' _SQ,tm(f_j) fur die Rucktransformation in den Zeitbereich zur Bestimmung des zeitabhangigen Ansteuerparameters q_SQ(t) zu verwenden, wobei
vorbestimmte komplexe Zeitverzogerungskorrekturparameter zur Berücksichtigung von durch Signalverarbeitung und elektroakustische Umwandlungen verursachte Phasenverschiebungen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung angepasst, um zur Bestimmung der komplexen frequenzabhängigen Amplituden p _tm(f_j) fur jedes Zeitintervall t_m jeweils aus der Transformation in den Frequenzbereich erhaltene komplexe frequenzabhängige Amplituden gemaß p_tm(f_j) = e^–iφ(fj) p' _tm(f_j) mit einem Sensorphasenkorrekturparameter φ(f_j) anzupassen.
Die Steuereinrichtung kann beispielsweise eine hardwaremaßig lest implementierte Vorrichtung mit verschiedenen Elementen zur Durchfuhrung der verschiedenen genannten Schritte, eine programmtechnisch zu diesem Zweck angepasste und eingerichtete Vorrichtung, die einen programmierbaren Prozessor und ggf. eine Speichereinrichtung aufweist, oder eine Mischform sei, die einen programmierbaren Prozessor aufweist, aber bei der einzelne Schritte durch hardwaremaßig fest implementierte Elemente durchgeführt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausfuhrungsbeispielen auf Grundlage der Zeichnungen weiter erlautert.
1 zeigt schematisch den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemaßen aktiven Larmreduktionssystems.
2 zeigt ein Flussdiagramm einer bevorzugten Vorgehensweise zur Neuberechnung eines Verstarkungsfaktors k_Tn+1(f_j) fur eine Frequenz f_j mit Hilfe der Aktualisierungsgleichung durch die Steuereinrichtung.
3 zeigt schematisch eine bevorzugte Anordnung zur Bestimmung eines Zeitverzogerungskorrekturparameters
4 zeigt schematisch eine bevorzugte Anordnung zur Bestimmung eines Sensorphasenkorrekturparameters φ(f_j).
5 zeigt schematisch ein Blockschaltbild eines bevorzugten Gesamtsystems.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Primarschallquelle in Form einer schwingenden Flache, die die Abstrahlflache der Schallquelle bildet. An der Oberflache der Primarschallquelle 1 ist ein als Referenzsensor dienender Beschleunigungsaufnehmer 2 befestigt, mit dem die Beschleunigung q der Abstrahlflache zeitabhangig als Referenzparameter q_PQ(t) gemessen und in Form eines entsprechenden Referenzsignals uber eine Referenzsignalleitung 3 einem Referenzsignaleingang 4 einer digitalen Steuer- bzw. Regeleinrichtung 5 zugeleitet wird. Ferner ist ein Lautsprecher 6 vorgesehen, vor dessen Abstrahlflache, d. h. seiner Lautsprechermembran, in unmittelbarer Nahe auf der Strahlermittelachse ein Schalldrucksensor in Form eines Mikrofons 7 angeordnet ist, mit dem der zeitabhangige Schalldruck p(t) an dem Lautsprecher 6 gemessen und in Form eines entsprechenden Schalldrucksignals uber eine Schalldrucksignalleitung 8 einem Schalldrucksignaleingang 9 der digitalen Steuer- bzw. Regeleinrichtung 5 zugeleitet wird.
Die Steuereinrichtung 5 erzeugt auf Basis des Referenzsignals und des Schalldrucksignals ein zeitabhängiges Ansteuersignal, das an einem Ansteuersignalausgang 10 ausgegeben und mit dem der Lautsprecher 6 uber eine Ansteuersignalleitung 11 angesteuert wird. Dabei erzeugt die Steuereinrichtung 5 das Ansteuersignal derart, dass die von dem durch die Primarschallquelle 1 und dem Lautsprecher 6 gebildeten Quellenpaar abgestrahlte Gesamtwirkleistung in der oben beschriebenen Weise minimiert wird. Es wird deutlich, dass das System mit Ausnahme der Ausgestaltung der Steuereinrichtung 5 in seinem grundsatzlichen konstruktiven Aufbau einem einfachen System mit schalldruckbasierter Steuerung unter Verwendung eines einzelnen Mikrofons ahnelt und dementsprechend in vorteilhafter Weise einfach ausgebildet und zu installieren ist.
In 2 ist ein Flussdiagramm einer in vorteilhaften Weise in der Steuereinrichtung 5 zu implementierenden Vorgehensweise zur Neuberechnung eines Verstarkungsfaktors k_Tn+1(f_j) fur eine Frequenz f_j mit Hilfe der Aktualisierungsgleichung dargestellt.
In Schritt 20 werden einmalig vor dem ersten Neuberechnungsschritt verschiedene Parameter initialisiert, deren Bedeutung oben angegeben worden ist oder im Folgenden noch genauer erlautert wird.
In Schritt 21 werden die beiden von der Steuereinrichtung 5 mit Hilfe diskreter Fouriertransformation (vgl. 3 und 5) aus q_PQ(t) und p(t) fur die Frequenz f_j bestimmten komplexen Amplituden q _PQ,tm,Δtz(f_j) bzw. p _tm,Δtz(f_j) in den Verfahrensablauf eingegeben. q _PQ,tm,Δtz(f_j) bzw. p _tm,Δtz(f_j) bezeichnen dabei komplexe Amplituden, die aus den Signalen q_PQ(t) bzw. p(t) in einem durch den Parameter z bezeichneten Teilintervall Δt_z des durch den Parameter m bezeichneten Zeitintervalls t_m bestimmt worden sind, wobei jedes Zeitintervall t_m durch z_max unmittelbar aufeinanderfolgende Teilintervalle Δt_z gebildet wird. In Schritt 22 werden q _PQ,tm,Δtz(f_j) bzw. p _tm,Δtz(f_j) dann zu den komplexen Amplituden q _PQ,tm(f_j) bzw. p _tm(f_j) addiert, die in Schritt 20 zunachst auf Null gesetzt wurden. Anschließend wird gepruft, ob z gleich dem Maximalwert z_max ist (Schritt 23) und, wenn dies nicht der Fall ist, z um 1 erhoht (Schritt 24) und zu Schritt 21 zuruckgesprungen. Dort werden die mit Hilfe diskreter Fouriertransformation fur das nachste, durch den neuen Wert von z bezeichnete Teilintervall Δt_z bestimmten komplexen Amplituden q _PQ,tm,Δtz(f_j) bzw. p _tm,Δtz(f_j) in den Verfahrensablauf eingegeben und anschließend in Schritt 22 zu den komplexen Amplituden q _PQ,tm(f_j) bzw. p _tm(f_j) addiert. Da diese Schleife erst verlassen wird, wenn die Uberprüfung in Schritt 23 ergibt, dass der Wert z gleich z_max ist, ist ersichtlich, dass in Schritt 22 insgesamt die entsprechenden Summen fur alle z_max Teilintervalle Δt_z gebildet werden.
Danach werden diese Summen q _PQ,tm(f_j) bzw. p _tm(f_j) in Schritt 26 durch z_max dividiert, so dass q _PQ,tm(f_j) und anschließend uber das Zeitintervall t_m gemittelte Werte fur die komplexen Amplituden enthalten. Durch diese Mittelwertbildung wird vermieden, dass die fur die Neuberechnung der Verstarkungsfaktoren verwendeten komplexen Amplituden q _PQ,tm(f_j) und p _tm(f_j) durch Messfehler oder Artefakte der diskreten Fouriertransformation verfalscht werden.
In Schritt 27 wird gepruft, ob der Betrag der komplexen Amplitude q _PQ,tm(f_j) mindestens gleich einem Schwellenwert ε_j ist, und nur bejahendenfalls wird in Schritt 30 der Verstärkungsparameter k_Tn+1(f_j) fur den nachfolgenden Zeitabschnitt T_n+1 gegenuber dem Wert k_Tn(f_j) fur den Zeitabschnitt T_n neu berechnet. Anderenfalls wird der Verstarkungsparameter k_Tn+1(f_j) fur den nachfolgenden Zeitabschnitt T_n+1 auf den Wert Null gesetzt (Schritt 29). Soll eine Neuberechnung durchgefuhrt werden, wird dies in Schritt 30 unter Verwendung der oben diskutierten Aktualisierungsgleichung k_Tn+1(f_j) = –μIm[q _PQ,tm(f_j)p _tm(f_j)*] + k_Tn(f_j) getan.
Als nachstes wird in Schritt 31 gepruft, ob der Betrag des Verstarkungsfaktors k_Tn+1(f_j) fur den nachfolgenden Zeitabschnitt T_n+1 einen vorbestimmten positiven Maximalwert k_max(f_j) uberschreitet und ggf. k_Tn+1(f_j) unter Erhalt des Vorzeichens betragsmaßig auf diesen begrenzt (Schritt 32).
In Schritt 33 wird der Verstarkungsfaktor k_Tn+1(f_j) für den nachfolgenden Zeitabschnitt T_n+1 schließlich zur Verwendung durch die Steuereinrichtung 5 bei der Erzeugung des Ansteuersignals fur den Lautsprecher 6 ausgegeben.
Schritt 34 sorgt dafur, dass fur einen gewissen Zeitraum t_Pause keine weitere Aktualisierung durchgefuhrt wird, um – wie oben beschrieben – sicherzustellen, dass sich der neue Wert des Verstärkungsfaktors vor der nachsten Aktualisierungsberechnung auf die Schallabstrahlung durch den Lautsprecher 6 ausgewirkt hat. Schließlich werden in Schritt 35 die Parameter n, z, q _PQ,tm(f_j) und p _tm(f_j) fur den nächsten Durchlauf reinitialisiert.
3 zeigt schematisch eine bevorzugte Anordnung zur Bestimmung eines Zeitverzogerungskorrekturparameters
fur eine oder mehrere der Frequenzen f_j und bevorzugt fur jede Frequenz f_j und zeigt gleichzeitig auch die wesentlichen Elemente der Steuereinrichtung 5 zur Erzeugung des Ansteuersignals für den Lautsprecher 6 aus dem Referenzsignal. Diese Elemente umfassen ein Eingangselement 40, ein Multiplikationselement 41 zur Anwendung des Verstärkungsfaktors k_Tn(f_j) und ein Ausgangselement 42. Das Eingangselement 40 weist den Referenzsignaleingang 4 auf, und das Ausgangselement 42 weist den Ansteuersignalausgang 10 auf. Ferner weist das Eingangselement 40 einen Ausgang 43 zur Ausgabe der komplexen Amplitude q _PQ,tm(f_j) auf, die uber das Multiplikationselement 41, in dem sie zur Erzeugung der komplexen Amplitude q _SQ,tm(f_j) mit dem Verstarkungsfaktor k_Tn(f_j) multipliziert wird, einem Eingang 44 des Ausgangselements 42 zugeleitet wird.
Durch diese Anordnung wird das Ansteuersignal im Prinzip (unter Vernachlässigung später diskutierter Phasenkorrekturmaßnahmen) erzeugt, indem das Referenzsignal zunächst in dem Eingangselement 40 nacheinander einen Vorverstärker 45, einen Hochpassfilter 46, einen Analog-Digital-Wandler 47 und ein Element 48 zur diskreten Fouriertransformation (DFT) durchlauft, wodurch am Ausgang 43 die komplexe Amplitude q _PQ,tm(f_j) erhalten wird. Die dem Eingang 44 zugeleitete komplexe Amplitude q _SQ,tm(f_j) durchlauft dann im Ausgangselement 42 nacheinander ein Element 49 zur inversen diskreten Fouriertransformation (IDFT), einen Digital-Analog-Wandler 50, einen Tiefpassfilter 51 und einen Verstärker 52, wodurch am Ausgang 10 das Ansteuersignal erhalten wird. Es ist noch einmal darauf hinzuweisen, dass das Ansteuersignal nicht etwa selbst den Verlauf q_SQ(t) haben muss und im allgemeinen nicht hat, sondern durch geeignete Ausgestaltung des Digital-Analog-Wandlers 50, des Tiefpassfilters 51, des Verstarkers 52 und bei Bedarf ggf. weiterer Elemente so ausgestaltet und erzeugt wird, dass die Abstrahlflache des Lautsprechers 6 gemaß q_SQ(t) schwingt.
Um nun den Zeitverzogerungskorrekturparameter
fur die Frequenz f_j zu bestimmen, der die Signallaufzeiten innerhalb der gezeigten Elemente berucksichtigt, wird als Primarschallquelle ein Lautsprecher 1' eingesetzt, der baugleich mit dem Sekundarlautsprecher 6 ist und mit Hilfe eines Signalgenerators 53 sinusformig mit der Frequenz f_j angeregt wird. An der Abstrahlflache des – Sekundarlautsprechers 6 ist ein dem Sensor 2 entsprechender Beschleunigungsaufnehmer 54 angeordnet, dessen Signal uber einen weiteren Eingang 55 des Eingangselements 40 in gleicher Weise wie das Referenzsignal nacheinander dessen Vorverstarker 45, Hochpassfilter 46, Analog-Digital-Wandler 47 und das Element 48 zur diskreten Fouriertransformation (DFT) durchlauft, wodurch an einem weiteren Ausgang 56 eine komplexe Vergleichsamplitude q _SQ,tm,Vgl.(f_j) erhalten wird.
Es ist ersichtlich, dass dann, wenn das Multiplikationselement 41 vorubergehend auf eine Multiplikation mit 1 eingestellt wird, die durch die Beschleunigungsaufnehmer 2 und 54 gemessenen zeitabhangigen Beschleunigungen q_PQ(t) bzw. q_SQ(t) identisch sein sollten. Das bedeutet auch, dass die komplexe Amplitude q _PQ,tm(f_j) und die komplexe Vergleichsamplitude q _SQ,tm,Vgl.(f_j) an den Ausgangen 43 bzw. 56 identisch sein sollten. Durch die Signallaufzeiten und das Transmissionsverhalten des Lautsprechers 6 wird dies jedoch nicht der Fall sein. Daher wird mit Hilfe eines Divisionselements 57 der Zeitverzogerungskorrekturparameter
fur eine, mehrere oder jede der Frequenzen f_j gemaß
bestimmt und zur weiteren Verwendung in einer Speicherstelle 58 gespeichert.
4 zeigt eine bevorzugte Anordnung zur Bestimmung eines Sensorphasenkorrekturparameters φ(f_j) fur die Frequenz f_j, mit dem Phasenfehler aufgrund des bauartbedingten unterschiedlichen Phasengangs des Beschleunigungsaufnehmers 2 und des Mikrofons 7 berucksichtigt werden. Die Anordnung entspricht weitgehend der in 3 gezeigten Anordnung. Zusatzlich enthält sie ein dem Multiplikationselement 41 nachgeschaltetes weiteres Multiplikationselement 59 zur Multiplikation mit dem Zeitverzogerungskorrekturparameter
d. h. zur Durchfuhrung der Zeitverzogerungskorrektur, die auch als Vorentzerrung fur das Referenzsignal bezeichnet werden kann. Da in diesem Fall das Multiplikationselement 41 vorubergehend auf eine Multiplikation mit –1 eingestellt ist, schwingen infolge dieser Korrektur die Abstrahlflachen der Lautsprecher 1' und 6 gegenphasig und sie strahlen beide keine Wirkschallleistung ab. Ist ihr gegenseitiger Abstand gering, sind die Beschleunigung am Primarlautsprecher 1' und der Schalldruck am Ort des Mikrofons 7 annahernd gleichphasig.
Daher kann mit Hilfe eines durch ein Divisionselement 60 und ein Phasenwinkelelement 61 durchgefuhrten Vergleichs der Phasenverschiebung zwischen den tatsachlich durch den Beschleunigungsaufnehmer 2 und das Mikrofon 7 gemessenen Werten q_PQ(t) und p(t) ein Sensorphasenkorrekturparameter φ(f_j) bestimmt und in einer Speicherstelle 62 zur weiteren Verwendung gespeichert werden.
Nach den in den 3 und 4 dargestellten Systemkalibrierungsmaßnahmen ist das System zum regularen Betrieb bereit. Es ist noch einmal vollstandig in der 5 dargestellt, in der im Unterschied zur 4 zusatzlich zu den Multiplikationselementen 41 und 59 ein weiteres Multiplikationselement 63 zur Multiplikation der an einem Druckamplitudenausgang 64 des Eingangselements 40 anliegenden komplexen Druckamplitude p' _tm(f_j) mit e^–1φ(fj) zum Erhalten der komplexen Druckamplitude f) vorgesehen ist. Ferner ist das Aktualisierungselement 65 gezeigt, durch das die Schritte gemaß 2 durchgefuhrt werden und das Multiplikationselement 41 ggf. aber die Leitung 66 auf den aktuellen Wert fur den Verstarkungsfaktor eingestellt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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Elliott, S. J. et al., Power Output minimization and power Absorption in the active control of sound, Journal of the Acoustical Society of America (1991), Nr. 90(5), Seiten 2501 bis 2512 [0008]
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Claims

Verfahren zur aktiven Larmreduktion des von einer schwingenden Abstrahlflache einer Primarschallquelle (1) erzeugten Schallfeldes, bei dem für die Primarschallquelle (1) mit einem Referenzsensor (2) zeitabhangig eine physikalische Große q gemessen wird, die die schallerzeugende Bewegung der Abstrahlfläche der Primarschallquelle (1) kennzeichnet, um einen entsprechenden zeitabhangigen Referenzparameter q_PQ(t) zu erhalten, der die Phaseninformation der Primarschallquelle (1) beinhaltet, fur eine Sekundarschallquelle (6) mit einem in unmittelbarer Nahe einer Abstrahlflache der Sekundarschallquelle (6) angeordneten Schalldrucksensor (7) zeitabhangig der Schalldruck p(t) gemessen wird, q_PQ(t) und p(t) in den Frequenzbereich transformiert werden, so dass fur jedes von diskreten Zeitintervallen t_m jeweils eine Anzahl von komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) bzw. p _tm(f_j) fur eine Anzahl von Frequenzen f_j erhalten werden, die Sekundarschallquelle (6) mit einem zeitabhangigen Ansteuersignal in der Weise angesteuert wird, dass die Abstrahlflache der Sekundarschallquelle (6) gleich- oder gegenphasig zur Abstrahlflache der Primarschallquelle (1) schwingt und ihre schallerzeugende Bewegung in jedem von aufeinanderfolgenden diskreten Zeitabschnitten T_n, die jeweils eines oder mehrere der diskreten Zeitintervalle t_m umfassen, durch einen zeitlichen Verlauf q_SQ(t) der physikalischen Große q gekennzeichnet ist, bei dem zwischen den einer Transformation von q_SQ(t) in den Frequenzbereich entsprechenden komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) und den komplexen Amplituden q _PQ,tm(f_j) fur die Frequenzen f_j in den diskreten Zeitabschnitten T_n jeweils die Beziehung q _SQ,tm(f_j) = k_Tn(f_j)q _PQ,tm(f_j) mit den in jedem Zeitabschnitt T_n zeitlich konstanten reellen Verstarkungsfaktoren k_Tn(f_j) besteht, wobei jeweils ausgehend von den Verstarkungsfaktoren k_Tn(f_j) in einem Zeitabschnitt T_n und den komplexen frequenzabhängigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) bzw. p _tm(f_j) fur ein Zeitintervall t_m in dem Zeitabschnitt T_n die Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) fur den nachsten Zeitabschnitt T_n+1 fur zumindest eine der Frequenzen f_j durch die Aktualisierungsgleichung k_Tn+1(f_j) = –μIm[q _PQ,tm(f_j)p _tm(f_j)*] + k_Tn(f_j) neu berechnet und eingestellt werden, wobei μ ein reeller Konvergenzfaktor ist und Im[x] den Imaginarteil einer komplexen Zahl x und x* die zu einer komplexen Zahl x komplex konjugierte Zahl bezeichnet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die physikalische Große q eine Beschleunigung oder eine Schnelle der oder an der schallabstrahlenden Flache einer Schallguelle ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Zeitintervalle t_m, die zur Neuberechnung der Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) herangezogen werden, zeitlich voneinander beabstandet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, bei dem die Neuberechnung der Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) nur fur Frequenzen f_j durchgefuhrt wird, fur die |q _PQ,tm(f_j)| ≥ ε_j mit vorbestimmten Schwellenwerten ε_j gilt, und fur die ubrigen Frequenzen f_j die Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) auf Null gesetzt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, bei dem nach jeder Neuberechnung eines Verstarkungsfaktors k_Tn+1(f_j) dessen Betrag begrenzt wird, indem gepruft wird, ob dieser einen vorbestimmten Maximalwert k_max(f_j) fur den Betrag uberschreitet, und k_Tn+1(f_j) bei Uberschreitung in Abhangigkeit davon, ob k_Tn+1(f_j) negativ oder positiv ist, auf –k_max(f_j) bzw. +k_max(f_j) gesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, bei dem die Erzeugung des zeitabhangigen Ansteuersignals fur die Sekundarschallquelle (6) die Schritte aufweist, fur jedes der Zeitintervalle t_m aus den komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) und den entsprechenden Verstärkungsfaktoren k_Tn(f_j) fur den Zeitabschnitt T_n für die Frequenzen f_j komplexe frequenzabhangige Amplituden q _SQ,tm(f_j) gemaß q _SQ,tm(f_j) = k_Tn(f_j)q _PQ,tm(f_j) zu berechnen und auf Basis der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) mit Hilfe einer Rucktransformation in den Zeitbereich den zeitabhängigen Ansteuerparameter q_SQ(t) zu erhalten, der die zu erzielende schallerzeugende Bewegung der Abstrahlflache der Sekundarschallquelle (6) kennzeichnet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, bei dem die Transformation von q_PQ(t) und p(t) in den Frequenzbereich zur Bestimmung der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) und p _tm(f_j) mittels diskreter Fouriertransformation durchgefuhrt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 und Anspruch 7, bei dem die Rucktransformation auf Basis der komplexen frequenzabhängigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) in den Zeitbereich zur Bestimmung des zeitabhängigen Ansteuerparameters q_SQ(t) mittels inverser diskreter Fouriertransformation durchgefuhrt wird.
verfahren nach einem der Anspruche 6 bis 8, bei dem nach jeder Berechnung der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) gemäß q _SQ,tm(f_j) = k_Tn(f_j)q _PQ,tm(f_j) fur ein Zeitintervall t_m die komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) gemaß
angepasst und die angepassten komplexen frequenzabhangigen Amplituden q' _SQ,tm = (f_j) fur die Rucktransformation in den Zeitbereich zur Bestimmung des zeitabhangigen Ansteuerparameters q_SQ(t) verwendet werden, wobei
vorbestimmte komplexe Zeitverzogerungskorrekturparameter zur Berücksichtigung von durch Signalverarbeitung und elektroakustische Umwandlungen verursachte Phasenverschiebungen sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, bei dem die Bestimmung der komplexen frequenzabhangigen Amplituden p _tm(f_j) fur jedes Zeitintervall t_m jeweils den Schritt aufweist, aus der Transformation in den Frequenzbereich erhaltene komplexe frequenzabhängige Amplituden p' _tm(f_j) gemaß p _tm(f_j) = e^–1φ(fj) p' _tm(f_j) anzupassen.
Aktives Lärmreduktionssystem zur Durchfuhrung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das aufweist: einen Referenzsensor (2) zur zeitabhangigen Messung einer physikalischen Große q, die die schallerzeugende Bewegung der Abstrahlflache der Primärschallquelle (1) kennzeichnet, wobei der Referenzsensor (2) angepasst ist, um im Betrieb einen entsprechenden zeitabhängigen Referenzparameter q_PQ(t), der die Phaseninformation der Primarschallquelle (1) beinhaltet, in Form eines entsprechenden Referenzsignals bereitzustellen, eine Sekundarschallquelle (6) mit einer zur Schallabstrahlung geeigneten Abstrahlflache, einen in unmittelbarer Nahe der Abstrahlflache der Sekundarschallquelle (6) angeordneten Schalldrucksensor (7) zur zeitabhangigen Messung des Schalldrucks p(t), wobei der Schalldrucksensor (7) angepasst ist, um im Betrieb ein entsprechendes Schalldrucksignal bereitzustellen, einer Steuereinrichtung (5) mit Eingangen zum Empfang des Referenzsignals und des Schalldrucksignals und einem Ausgang (10) zur Ausgabe eines zeitabhangigen Ansteuersignals fur die Sekundarschallquelle (6), die Steuereinrichtung (5) angepasst ist, um im Betrieb – q_PQ(t) und p(t) in den Frequenzbereich zu transformieren, so dass fur jedes von diskreten Zeitintervallen t_m jeweils eine Anzahl von komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) bzw. p _tm(f_j) fur eine Anzahl von Frequenzen f_j erhalten werden, – das zeitabhangige Ansteuersignal in der Weise zu erzeugen, dass die Abstrahlflache der mit dem Ansteuersignal angesteuerten Sekundarschallquelle (6) gleich- oder gegenphasig zur Abstrahlflache der Primarschallquelle (1) schwingt und ihre schallerzeugende Bewegung in jedem von aufeinanderfolgenden diskreten Zeitabschnitten T_n, die jeweils eines oder mehrere der diskreten Zeitintervalle t_m umfassen, durch einen zeitlichen Verlauf q_SQ(t) der physikalischen Große q gekennzeichnet ist, bei dem zwischen den einer Transformation von q_SQ(t) in den Frequenzbereich entsprechenden komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) und den komplexen Amplituden q _PQ,tm(f_j) für die Frequenzen f_j in den diskreten Zeitabschnitten T_n jeweils die Beziehung q _SQ,tm(f_j) = k_Tn(f_j)q _PQ,tm(f_j) mit den in jedem Zeitabschnitt T_n zeitlich konstanten reellen Verstarkungsfaktoren k_Tn(f_j) besteht, und – jeweils ausgehend von den Verstarkungsfaktoren k_Tn(f_j) in einem Zeitabschnitt T_n und den komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) bzw. p _tm(f_j) fur ein Zeitintervall t_m in dem Zeitabschnitt T_n die Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) fur den nachsten Zeitabschnitt T_n+1 fur zumindest eine der Frequenzen f_j durch die Aktualisierungsgleichung k_Tn+1(f_j) = –μIm[q _PQ,tm(f_j)p _tm(f_j)*] + k_Tn(f_j) neu zu berechnen und einzustellen, wobei μ ein reeller Konvergenzfaktor ist und Im[x] den Imaginarteil einer komplexen Zahl x und x* die zu einer komplexen Zahl x komplex konjugierte Zahl bezeichnet.
System nach Anspruch 11, bei dem der Referenzsensor (2) ein Beschleunigungssensor oder ein Schnellesensor fur die schallabstrahlende Flache einer Schallquelle ist.
System nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, bei dem die Steuereinrichtung (5) so eingerichtet ist, dass die Zeitintervalle t_m, die zur Neuberechnung der Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) herangezogen werden, zeitlich voneinander beabstandet sind.
System nach einem der Anspruche 11 bis 13, bei dem die Neuberechnung der Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) nur fur Frequenzen f_j durchgefuhrt wird, für die |q _PQ,tm(f_j)| ≥ ε_j mit vorbestimmten Schwellenwerten ε_j gilt, und fur die übrigen Frequenzen f_j die Verstarkungsfaktoren k_Tn+1(f_j) auf Null gesetzt werden.
System nach einem der Anspruche 11 bis 14, bei dem die Steuereinrichtung (5) angepasst ist, um nach jeder Neuberechnung eines Verstarkungsfaktors k_Tn+1(f_j) dessen Betrag zu begrenzen, indem sie pruft, ob dieser einen vorbestimmten Maximalwert k_max(f_j) fur den Betrag uberschreitet, und k_Tn+1(f_j) bei Überschreitung in Abhangigkeit davon, ob k_Tn+1(f_j) negativ oder positiv ist, auf –k_max(f_j) bzw. +k_max(f_j) setzt.
System nach einem der Anspruche 11 bis 15, bei dem die Steuereinrichtung (5) angepasst ist, um zur Erzeugung des zeitabhangigen Ansteuersignals fur die Sekundarschallquelle (6) für jedes der Zeitintervalle t_m aus den komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) und den entsprechenden Verstarkungsfaktoren k_Tn(f_j) fur den Zeitabschnitt T_n fur die Frequenzen f_j komplexe frequenzabhangige Amplituden q _SQ,tm(f_j) gemaß q _SQ,tm(f_j) = k_Tn(f_j)q _PQ,tm(f_j) zu berechnen und auf Basis der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) mit Hilfe einer Rücktransformation in den Zeitbereich den zeitabhangigen Ansteuerparameter q_SQ(t) zu erhalten, der die zu erzielende schallerzeugende Bewegung der Abstrahlflache der Sekundarschallquelle (6) kennzeichnet.
System nach einem der Anspruche 11 bis l6, bei dem die Steuereinrichtung (5) angepasst ist, um die Transformation von q_PQ(t) und p(t) in den Frequenzbereich zur Bestimmung der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _PQ,tm(f_j) und p _tm(f_j) mittels diskreter Fouriertransformation durchzufuhren.
System nach Anspruch 16 und Anspruch 17, bei dem die Steuereinrichtung (5) angepasst ist, um die Rücktransformation auf Basis der komplexen frequenzabhängigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) in den Zeitbereich zur Bestimmung des zeitabhangigen Ansteuerparameters q_SQ(t) mittels inverser diskreter Fouriertransformation durchzufuhren.
System nach einem der Anspruche 16 bis 18, bei dem die Steuereinrichtung (5) angepasst ist, um nach jeder Berechnung der komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) gemaß q _SQ,tm(f_j) = k_Tn(f_j)q _PQ,tm(f_j) fur ein Zeitintervall t_m die komplexen frequenzabhangigen Amplituden q _SQ,tm(f_j) gemäß
anzupassen und die angepassten komplexen frequenzabhangigen Amplituden q' _SQ,tm(f_j) fur die Rucktransformation in den Zeitbereich zur Bestimmung des zeitabhangigen Ansteuerparameters q_SQ(t) zu verwenden, wobei
vorbestimmte komplexe Zeitverzogerungskorrekturparameter zur Berucksichtigung von durch Signalverarbeitung und elektroakustische Umwandlungen verursachte Phasenverschiebungen sind.
System nach einem der Anspruche 11 bis 19, bei dem die Steuereinrichtung (5) angepasst ist, um zur Bestimmung der komplexen frequenzabhangigen Amplituden p _tm(f_j) für jedes Zeitintervall t_m jeweils aus der Transformation in den Frequenzbereich erhaltene komplexe frequenzabhangige Amplituden p' _tm(f_j) gemaß p _tm(f_j) = e^–1φ(fj) p' _tm(f_j) anzupassen.