NL9201278A - Sound suppression system - Google Patents

Sound suppression system Download PDF

Info

Publication number
NL9201278A
NL9201278A NL9201278A NL9201278A NL9201278A NL 9201278 A NL9201278 A NL 9201278A NL 9201278 A NL9201278 A NL 9201278A NL 9201278 A NL9201278 A NL 9201278A NL 9201278 A NL9201278 A NL 9201278A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
computer
sound
source
sound source
sensor
Prior art date
Application number
NL9201278A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Jacobus Lambertus Van Merkstei
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jacobus Lambertus Van Merkstei filed Critical Jacobus Lambertus Van Merkstei
Priority to NL9201278A priority Critical patent/NL9201278A/en
Publication of NL9201278A publication Critical patent/NL9201278A/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17875—General system configurations using an error signal without a reference signal, e.g. pure feedback
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17825—Error signals
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17853—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17857—Geometric disposition, e.g. placement of microphones
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3025—Determination of spectrum characteristics, e.g. FFT
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3028—Filtering, e.g. Kalman filters or special analogue or digital filters
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3031—Hardware, e.g. architecture
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/321—Physical
    • G10K2210/3212—Actuator details, e.g. composition or microstructure
    • G10K2210/32121—Fluid amplifiers, e.g. modulated gas flow speaker using electrovalves
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/321—Physical
    • G10K2210/3227—Resonators
    • G10K2210/32271—Active resonators
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/321—Physical
    • G10K2210/3227—Resonators
    • G10K2210/32272—Helmholtz resonators
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/50—Miscellaneous
    • G10K2210/511—Narrow band, e.g. implementations for single frequency cancellation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

A system to suppress essentially periodic sound emanating from a sound source comprises: at least one transducer (sensor) such as a vibration sensor or a microphone, linked to the sound source to transmit mechanical or acoustic vibrations; a computer with a program; and a loudspeaker system controlled by the computer and directed at the sound source. The computer receives signals from the transducer, analyses these signals in order to derive relevant information therefrom, such as frequencies, spectral compositions, repeat rates and (relative) levels, and on the basis of the result thereof drives the loudspeaker system in such a way that this generates a sound at location of the sound source, at least important components of which sound have substantially the same intensity as the sound emitted by the source and are of opposite phase in respect thereto.

Description

SYSTEEM VOOR HET ONDERDRUKKEN VAN GELUIDSOUND CANCELLATION SYSTEM

De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het onderdrukken van geluid. Een dergelijk systeem is bekend. Het basisprincipe van het bekende systeem is gebaseerd op destructieve interferentie. Volgens dit principe wordt het van een bron afkomstige geluid tot interferentie gebracht met het van een secundaire bron afkomstige geluid, welke secundaire bron een geluid genereert, dat dezelfde sterkte bezit als het van de bron afkomstige geluid, maar een tegengestelde fase bezit. Afhankelijk van de nauwkeurigheid waarmee de secundaire bron op de primaire bron is ingesteld, kan het resultaat voor een luisteraar op een gekozen positie een kleinere of grotere verzwakking van het primaire geluid zijn. Een principieel nadeel van deze bekende techniek is, dat de configuratie principieel overeenstemt met een dipool, namelijk twee gecorreleerde geluidbronnen. Een ideale dipool van het hierboven kort beschreven type zou voor bepaalde frekwenties en onder bepaalde hoeken een volledige uitdoving kunnen realiseren. Een principiële onderdrukking van het primaire geluid wordt hiermee evenwel niet bereikt. Zelfs wordt door toevoeging van de secundaire bron de totale hoeveelheid uitgestraalde akoestische energie vergroot.The invention relates to a noise suppression system. Such a system is known. The basic principle of the known system is based on destructive interference. According to this principle, the sound from a source is made to interfere with the sound from a secondary source, the secondary source generating a sound having the same strength as the sound from the source, but having an opposite phase. Depending on the accuracy with which the secondary source is set to the primary source, the result for a listener at a selected position may be a smaller or greater attenuation of the primary sound. A fundamental drawback of this known technique is that the configuration basically corresponds to a dipole, namely two correlated sound sources. An ideal dipole of the type briefly described above could achieve complete extinction for certain frequencies and at certain angles. However, this does not achieve a fundamental suppression of the primary sound. The total amount of radiated acoustic energy is even increased by adding the secondary source.

Verder is het in de praktijk niet te verwezenlijken dat de secundaire bron de primaire bron exact volgt. Zelfs onder de hoeken, waarin in principe volledige uitdoving zou kunnen worden bereikt, wordt dit ideaal dan ook nimmer gerealiseerd.Furthermore, it cannot be achieved in practice that the secondary source follows the primary source exactly. Even under the corners, in which complete extinction could in principle be achieved, this ideal is therefore never realized.

De uitvinding beoogt, bovengenoemde problemen van de bekende techniek op te lossen en verschaft daartoe een systeem voor het onderdrukken van van een geluidbron afkomstig, in hoofdzaak periodiek geluid, welk systeem omvat: ten minste één voor overdracht van mechanische of akoestische trillingen met de geluidbron gekoppelde, opnemer, zoals een trillingsopnemer of een microfoon; een computer met een programma; en een door de computer bestuurd, op de geluidbron gericht luidsprekersysteem; welke computer van de opnemer signalen ontvangt, deze signalen analyseert voor het het daaruit afleiden van relevante informatie, zoals frekwenties, spectrale samenstellingen, herhalingsfrekwenties en (relatieve) niveaus, en op basis van het resultaat daarvan het luidsprekersysteem zodanig drijft, dat dit ter plaatse van de geluidbron een geluid genereert, waarvan althans belangrijke componenten in hoofdzaak dezelfde sterkte bezitten als het door de bron afgegeven geluid en een ten opzichte daarvan tegengestelde fase vertoont.The object of the invention is to solve the above-mentioned problems of the known art and for this purpose provides a system for suppressing sound source, mainly periodic sound, which sound system comprises, at least one coupled for transmission of mechanical or acoustic vibrations to the sound source sensor, such as a vibration sensor or a microphone; a computer with a program; and a computer controlled speaker system directed at the sound source; which computer receives signals from the sensor, analyzes these signals to derive relevant information from them, such as frequencies, spectral compositions, repetition frequencies and (relative) levels, and based on the result thereof drives the loudspeaker system such that it is located at the location of the sound source generates a sound, of which at least important components have substantially the same strength as the sound emitted by the source and exhibits an opposite phase.

Volgens dit systeem wordt de primaire geluidbron, die hinder kan veroorzaken, aangestraald door de secundaire bron, en wel zodanig, dat de door de secundaire bron ter plaatse van de primaire bron gegenereerde geluiddruk nauwkeurig overeenstemt met de door de primaire bron gegenereerde geluiddruk, maar ten opzichte daarvan tegengestelde fase vertoont. Hiermee kan effectief worden bereikt, dat de primaire bron als het ware wordt "stilgezet". Hierdoor wordt zonder gebruikmaking van het hierboven beschreven nadelige dipoolprincipe de geluidafstraling door de primaire bron zelf tegengegaan.According to this system, the primary sound source, which may cause nuisance, is radiated by the secondary source, such that the sound pressure generated by the secondary source at the location of the primary source corresponds exactly to the sound pressure generated by the primary source, but at least opposite phase. This can effectively achieve that the primary source is "frozen", as it were. As a result, without using the disadvantageous dipole principle described above, the sound radiation from the primary source itself is prevented.

De aandacht wordt erop gevestigd, dat het noodzakelijk is, de secundaire geluidbron, dus het luidsprekersysteem, zo effectief mogelijk op de bron zelf te richten. Denkt men bijvoorbeeld aan een machine, waarin een element telkens successievelijk in aangrijping komt met een ander element, en dus een tik produceert, dan moet sterk lokaal een corresponderend geluid op deze bron worden gericht.Attention is drawn to the need to direct the secondary sound source, ie the speaker system, as effectively as possible to the source itself. If one thinks of a machine, for example, in which an element always successively engages with another element, and thus produces a tap, then a corresponding sound must be directed locally at this source.

Om het instellen van het luidsprekersysteem zo nauwkeurig mogelijk te doen plaatsvinden verdient die uitvoering de voorkeur, waarin de computer van een lerend type is, zodanig dat hij in staat is, het gedrag van de geluidbron te voorspellen en het luidsprekersysteem corresponderend te drijven.In order to make the adjustment of the speaker system as accurate as possible, that embodiment is preferred, in which the computer is of a learning type, such that it is able to predict the behavior of the sound source and to drive the speaker system correspondingly.

In een bepaalde uitvoering vertoont het systeem de bijzonderheid dat tussen de opnemer en de computer een laagdoorlaatfilter is opgenomen. In het bijzonder kan dit laagdoorlaatfilter door de computer worden bestuurd. Op deze wijze kan worden voorkomen, dat de computer wordt gevoed met stochastische, d.w.z. in het verband van de uitvinding niet-periodieke signalen en uitsluitend de lagere, en meest storende frekwenties behandeld. Tevens wordt op deze wijze gezorgd voor een correcte werking van de computer, die niet wordt gehinderd door signalen, die door het systeem volgens de uitvinding niet kunnen worden behandeld. Dergelijke signalen zijn van een min of meer willekeurig of ruis-achtig karakter en bevinding zich in hoofdzaak in het gebied van hogere frekwenties. Bijvoorbeeld kan worden gedacht aan een afsnij-frekwentie van het laagdoorlaatfilter tussen bijvoorbeeld 300 en 3000 Hz.In a particular embodiment, the system has the special feature that a low-pass filter is included between the sensor and the computer. In particular, this low-pass filter can be controlled by the computer. In this way it can be prevented that the computer is supplied with stochastic, i.e. non-periodic signals in the context of the invention and that only the lower and most disturbing frequencies are treated. In this way, a correct operation of the computer is also ensured, which is not hindered by signals which cannot be treated by the system according to the invention. Such signals are of a more or less random or noise-like character and are found mainly in the region of higher frequencies. Consider, for example, a cut-off frequency of the low-pass filter between, for example, 300 and 3000 Hz.

De secundaire bron, d.w.z. het luidsprekersysteem, dient in staat te zijn, bij de relevante frekwentie of frekwenties een geluiddrukniveau te produceren, dat overeenkomt met het van de geluidbron afkomstige geluid. Bijvoorbeeld voor het onderdrukken van machinelawaai kan dit een zeer hoog niveau zijn, bijvoorbeeld 120 dB SPL of hoger. Om dergelijke geluiddrukken met grote getrouwheid te kunnen genereren kan worden gebruik gemaakt van een uitvoering, waarin het luidsprekersysteem van een afstembaar, resonerend type is en door de computer bestuurde afstemmiddelen omvat.The secondary source, i.e. the speaker system, must be able to produce a sound pressure level corresponding to the sound from the sound source at the relevant frequency or frequencies. For example, for suppressing machine noise, this can be a very high level, for example 120 dB SPL or higher. In order to be able to generate such sound pressures with high fidelity, use can be made of an embodiment in which the loudspeaker system is of an tunable, resonant type and comprises computer-controlled tuning means.

Dit systeem kan bijvoorbeeld zodanig zijn uitgevoerd dat het luidsprekersysteem een resonantiebuis met variabele lengte omvat, het einde van welke buis open is en nabij de bron geplaatst is.For example, this system may be configured such that the speaker system includes a variable length resonant tube, the end of which tube is open and located near the source.

Een zeer eenvoudige uitvoering van dit principe vertoont de bijzonderheid dat de luidspreker is bevestigd in een verplaatsbare eindwand.A very simple implementation of this principle has the special feature that the loudspeaker is mounted in a movable end wall.

Om met eenvoudige middelen de geluidreductie groot te doen zijn kan een systeem met een afstembaar luidsprekersysteem de bijzonderheid vertonen dat de computer is ingericht voor het bepalen van een dominerende frekwentie en voor het daarop instellen van de afstemmiddelen. Duidelijk zal zijn, dat bijvoorbeeld bij een variabele resonantiebuis de sturing van de lengte van de buis wordt bepaald door de gewenste resonantiefrekwentie. Deze resonantiefrekwentie moet overeenstemmen met de dominerende frekwentie van de bron, d.w.z. de te onderdrukken frekwentie. De computer, in het bijzonder een computer van lerend type kan, gegeven de te onderdrukken frekwentie van de bron, het luidsprekersysteem zodanig instellen, dat een zo goed mogelijke onderdrukking wordt bereikt.In order to make the noise reduction large with simple means, a system with a tunable loudspeaker system can have the special feature that the computer is arranged for determining a dominant frequency and for adjusting the tuning means thereon. It will be clear that, for instance with a variable resonance tube, the control of the length of the tube is determined by the desired resonance frequency. This resonance frequency must correspond to the dominant frequency of the source, i.e. the frequency to be suppressed. The computer, in particular a learning type computer, can, given the frequency to be suppressed from the source, adjust the speaker system to achieve the best possible suppression.

Om het resonerende luidsprekersysteem automatisch en betrouwbaar door de computer te laten instellen kan gebruik worden gemaakt van een rechtstreeks met het luidsprekersysteem gekoppelde opnemer, zoals een trillingsopnemer of een microfoon, die signalen aan de computer toevoert voor het instellen van de afstemmiddelen.In order to have the resonant speaker system automatically and reliably adjusted by the computer, a sensor directly coupled to the speaker system, such as a vibration sensor or a microphone, can be used to supply signals to the computer for adjusting the tuning means.

Een praktische variant vertoont de bijzonderheid dat de computer is ingericht voor het uitvoeren van een FFT (Fast Fourier Transform).A practical variant has the special feature that the computer is arranged to perform an FFT (Fast Fourier Transform).

Teneinde de focussering van het van het luidsprekersysteem afkomstige geluid op de geluidbron zo goed mogelijk te maken, kan het systeem de bijzonderheid vertonen dat in de resonantiebuis een ventilator uitmondt, die lucht in de resonantiebuis kan blazen.In order to optimize the focusing of the sound from the loudspeaker system on the sound source, the system can have the special feature that a fan discharges into the resonance tube, which can blow air into the resonance tube.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaand schema van een uitvoeringsvoorbeeld.The invention will now be elucidated with reference to the accompanying diagram of an exemplary embodiment.

Een machine 1 omvat, bij wijze van voorbeeld, twee geluidbronnen, die respectievelijk met 2 en 3 zijn aangeduid. Beide bronnen geven geluid met een in hoofdzaak periodiek karakter af. Het van de bronnen 2, 3 afkomstige geluid wordt in deze uitvoering opgenomen door een tweetal microfoons, respectievelijk 4, 5, die in de onmiddellijke nabijheid van de bronnen 2, 3 zijn geplaatst. De uitgangsignalen van de microfoons 4, 5 worden via respectievelijk een versterker 6, 7, een bestuurbaar laagdoorlaatfilter 8, 9, een fase-omkeerschakeling 10, 11 en een versterker 12, 13 toegevoerd aan een computer 14. Deze computer 14 is geladen met een programma', dat in staat is tot het uitvoeren van een snelle fourier-transformatie. Op basis van deze fourier-transformatie kan de computer dominerende frekwenties in het van de microfoons 4, 5 afkomstige signaal vaststellen en een corresponderend signaal genereren, dat wordt toegevoerd aan respectieve luidsprekers 15, 16.A machine 1 comprises, for example, two sound sources, which are indicated by 2 and 3, respectively. Both sources emit sound with a mainly periodic character. In this embodiment, the sound from sources 2, 3 is recorded by two microphones, 4, 5, respectively, which are placed in the immediate vicinity of sources 2, 3. The output signals of the microphones 4, 5 are supplied to a computer 14 via an amplifier 6, 7, a controllable low-pass filter 8, 9, a phase inverter 10, 11 and an amplifier 12, 13, respectively. This computer 14 is loaded with a program ', which is capable of performing a fast fourier transformation. Based on this fourier transform, the computer can detect dominant frequencies in the signal from microphones 4, 5 and generate a corresponding signal which is applied to respective loudspeakers 15, 16.

Deze luidsprekers 15, 16 zijn schuifbaar opgenomen in respectieve resonantiebuizén 17, 18 onder besturing door bijbehorende motoren 19, 20, die op hun beurt door de computer 14 worden bestuurd. Door bekrachtiging van de motoren 19, 20 kunnen de luidsprekers 15, 16 in de bijbehorende buis 17, 18 worden verschoven, zodanig dat het systeem in staat is, de frekwentie, waarmee de luidsprekers 15, 16 worden bedreven, in overeenstemming te brengen met de effectieve lengte van de buis 17, 18, d.w.z. de afstand tussen de luidspreker 15, 16 en de eindwanden 21, 22. Aan deze harde eindwanden sluiten smallere buizen 23, 24 aan, waarvan het open einde 25, 26 zich in de onmiddellijke nabijheid van de primaire bron 2, 3 bevindt en fungeert als secundaire bron.These loudspeakers 15, 16 are slidably received in respective resonance tubes 17, 18 under the control of associated motors 19, 20, which in turn are controlled by the computer 14. By energizing the motors 19, 20, the loudspeakers 15, 16 can be slid into the associated tube 17, 18, such that the system is able to match the frequency with which the loudspeakers 15, 16 are operated with the effective length of the tube 17, 18, ie the distance between the loudspeaker 15, 16 and the end walls 21, 22. These hard end walls are joined by narrower tubes 23, 24, the open end 25, 26 of which is in the immediate vicinity of the primary source 2, 3 is located and acts as a secondary source.

In de resonantiebuizen 17, 18 zijn nabij de eindwanden 21, 22 microfoons 27, 28 geplaatst. Deze zijn verbonden met versterkers 29, 30 voor toevoer van microfoonsignalen aan de computer 14. Voor een goed begrip van de uitvinding behoeft slechts één van de beide als voorbeeld getekende lussen te worden beschreven. De hierna volgende beschrijving beperkt zich tot onderdrukking van het door de geluidbron 2 afgestraalde geluid.Microphones 27, 28 are placed near the end walls 21, 22 in the resonance tubes 17, 18. These are connected to amplifiers 29, 30 for supplying microphone signals to the computer 14. For an understanding of the invention, only one of the two exemplary loops need be described. The following description is limited to suppression of the sound radiated by the sound source 2.

Het van de microfoon 4 afkomstige signaal wordt versterkt, althans op geschikt niveau gebracht, door een versterker 6. Het uitgangssignaal van deze versterker 6 wordt toegevoerd aan het laagdoorlaatfilter 8, dat hogere frekwenties, bijvoorbeeld boven 1 kHz onderdrukt met gekozen filtersteilheid. Hiermee wordt voorkomen, dat voor de werking van het systeem volgens de uitvinding hinderlijke signalen effectief worden onderdrukt en het systeem zich kan concentreren op de lagere te behandelen frekwenties.The signal from the microphone 4 is amplified, at least brought to an appropriate level, by an amplifier 6. The output signal of this amplifier 6 is supplied to the low-pass filter 8, which suppresses higher frequencies, for example above 1 kHz, with selected filter steepness. This prevents that annoying signals for the operation of the system according to the invention are effectively suppressed and that the system can concentrate on the lower frequencies to be treated.

Het uitgangssignaal van het filter 9 wordt aan een fase-omkeerschakeling 11 toegevoerd. Opgemerkt wordt, dat het gebruik van een fasedraaier niet onder alle omstandigheden noodzakelijk is en sterk van de opbouw van het systeem afhankelijk is. Bijvoorbeeld kan de computer 14 op digitale wijze een gewenste fasedraaiing introduceren. Voorts introduceert ook het luidsprekersysteem 15, 17, 21, 23, 25 nog een zekere fasedraaiing, waarmee de computer bij het aansturen van de luidspreker 15 rekening kan houden. Voorwaarde is, dat het van de secundaire bron 25 afkomstige geluid voor een gegeven frekwentie in tegenfase is met het door de primaire bron 2 afgestraalde geluid, zoals opgenomen door de microfoon 4.The output of the filter 9 is applied to a phase inverter 11. It should be noted that the use of a phase shifter is not necessary under all circumstances and is highly dependent on the structure of the system. For example, the computer 14 can digitally introduce a desired phase shift. Furthermore, the speaker system 15, 17, 21, 23, 25 also introduces a certain phase rotation, which the computer can take into account when controlling the speaker 15. It is a condition that the sound from the secondary source 25 for a given frequency is in phase opposition to the sound radiated by the primary source 2, as recorded by the microphone 4.

Het van de fase-omkeerschakeling 11 afkomstige signaal wordt opnieuw versterkt, althans op het juiste niveau gebracht, door een versterker 13, het uitgangssignaal waarvan aan de computer 14 wordt aangeboden. De computer 14 voert een snelle fourier-transformatie uit en is ingericht voor het bepalen van een frekwentie waarvan de objectieve of subjectieve sterkte het grootst is. In dit laatste verband wordt de aandacht erop gevestigd, dat een frekwentie met grotere sterkte onder omstandigheden als minder hinderlijk kan worden ervaren, omdat zijn luidheid geringer is. Dit kan enerzijds worden veroorzaakt door de plaats van de geluidbron in de machine l, en anderzijds als gevolg van het frekwentie-afhankelijke karakter van luidheid, in het bijzonder voor niet zeer hoge niveaus neemt de luidheid met afnemende frekwentie af. De computer 14 kan zijn ingericht voor het bepalen van de luidheid, die bijvoorbeeld door bedienende personen in de omgeving wordt waargenomen. Op basis van deze bepaalde frekwentie genereert de computer 14 een corresponderend elektrisch signaal, dat aan de luidspreker 15 wordt toegevoerd.The signal from phase inverter 11 is amplified again, or at least brought to the correct level, by an amplifier 13, the output signal of which is presented to computer 14. The computer 14 performs a fast fourier transform and is arranged to determine a frequency of which the objective or subjective strength is greatest. In the latter context, attention is drawn to the fact that a frequency with greater strength can be perceived as less annoying under circumstances, because its loudness is less. This can be caused on the one hand by the location of the sound source in the machine 1, and on the other hand due to the frequency-dependent nature of loudness, especially for not very high levels, the loudness decreases with decreasing frequency. The computer 14 may be adapted to determine the loudness perceived, for example, by operators in the environment. On the basis of this determined frequency, the computer 14 generates a corresponding electrical signal which is supplied to the loudspeaker 15.

Tevens bestuurt de computer de motor 19 zodanig, dat de luidspreker 15 in een positie wordt gebracht, waarin de luchtkolom in de resonantiebuis 17 op die frekwentie resoneert. Hierbij wordt aangetekend, dat de resonantiefrekwentie in relatie tot de lengte van de luchtkolom mede afhangt van de temperatuur het vochtgehalte.The computer also controls the motor 19 such that the loudspeaker 15 is brought into a position in which the air column in the resonance tube 17 resonates at that frequency. It should be noted here that the resonance frequency in relation to the length of the air column also depends on the temperature and the moisture content.

In verband daarmee kan een temperatuurvoeler 31 en een vocht-voeler 32 worden toegepast, die met de computer 14 zijn verbonden. De microfoon 27 meet de geluiddruk nabij de harde wand 21. Deze geluiddruk wordt door de computer 14 geëvalueerd voor het vaststellen van de juiste positie van de luidspreker 15 in de motor 17. Daartoe wordt de motor 19 in die richting en zolang bekrachtigd, totdat de grootste geluiddruk is bereikt.In this connection, a temperature sensor 31 and a moisture sensor 32 can be used, which are connected to the computer 14. The microphone 27 measures the sound pressure near the hard wall 21. This sound pressure is evaluated by the computer 14 to determine the correct position of the loudspeaker 15 in the motor 17. For this purpose, the motor 19 is energized in that direction and until the greatest sound pressure has been reached.

De sterkte van het aan de luidspreker 15 toegevoerde signaal moet zodanig zijn, dat ter plaatse van het open einde 25 de geluiddruk even hoog is als die, welke door de bron 2 zelf wordt gegenereerd. Ook deze instelling wordt door de computer verzorgd.The strength of the signal applied to the loudspeaker 15 must be such that at the location of the open end 25 the sound pressure is as high as that generated by the source 2 itself. This setting is also made by the computer.

De computer 14 begint met een grove inschatting met bijbehorende instelling van de luidspreker, zowel wat betreft zijn geluidafgifte als zijn positie, en verfijnt in een aantal fasen de instelling. De regeling vindt zodanig plaats, dat er een hoogtbereikbare geluidreductie wordt gerealiseerd.The computer 14 starts with a rough estimate with corresponding adjustment of the loudspeaker, both in terms of its sound output and its position, and refines the adjustment in a number of phases. The regulation takes place in such a way that a height-attainable noise reduction is realized.

Om het geluid zoveel mogelijk op de bronnen 2, 3 te kunnen richten, kan desgewenst ook nog gebruik worden gemaakt van ventilatoren 33, 34. Deze ventilatoren 33, 34 zuigen lucht uit de omgeving aan en blazen die in in de door de resonantiebuizen 17, 18 omsloten ruimte. Deze lucht kan uitsluitend via de vrije einden 25, 26 uittreden. Door deze systematische luchtstroom kan het door de luidsprekers 15, 16 opgewekte geluid met vergrote effectiviteit worden gericht op de geluidbronnen 2, 3. De computer 14 bestuurt de ventilatoren 33, 34 en wel zodanig, dat de door .deze ventilatoren opgewekte luchtstroom kan worden gemanipuleerd bij het uitvoeren van het algoritme, met behulp waarvan de bereikte geluidreductie zo groot mogelijk wordt gemaakt.In order to be able to direct the sound as much as possible to sources 2, 3, fans 33, 34 can also be used if desired. These fans 33, 34 draw in air from the environment and blow it into the tubes 17, 18 enclosed space. This air can only escape via the free ends 25, 26. Due to this systematic air flow, the sound generated by the loudspeakers 15, 16 can be directed to the sound sources 2, 3 with increased effectiveness. The computer 14 controls the fans 33, 34 in such a way that the air flow generated by these fans can be manipulated. when executing the algorithm, with the help of which the achieved noise reduction is maximized.

De aandacht wordt erop gevestigd, dat ook andere dan de getekende luidsprekersystemen voor toepassing binnen het kader van de uitvinding geschikt kunnen zijn. Bijvoorbeeld kan worden gedacht aan een "phased array", waarbij een aantal luidsprekerelementen met verschillende fasen worden aangestuurd, waardoor op de wijze van een Fresnel-principe een scherpe focussering op een bron kan worden gerealiseerd. Hierbij wordt aangetekend, dat het gebruik van resonerende systemen het voordeel kan hebben, dat met betrekkelijk geringe excitatie-energie een hoog geluiddrukniveau kan worden bereikt.Attention is drawn to the fact that other loudspeaker systems than those shown may also be suitable for application within the scope of the invention. Consider, for example, a "phased array", in which a number of loudspeaker elements are driven with different phases, so that a sharp focusing on a source can be realized in the manner of a Fresnel principle. It is noted here that the use of resonating systems can have the advantage that a high sound pressure level can be achieved with relatively low excitation energy.

Tevens wordt opgemerkt, dat binnen het kader van de uitvinding als "luidsprekersysteem" tevens een transducenssysteem moet worden verstaan, dat in staat is, bijvoorbeeld door rechtstreekse mechanische overdracht een primaire bron stil te zetten door de bron een trilling in tegenfase op te drukken.It is also noted that, within the scope of the invention, the term "loudspeaker system" is also to be understood to mean a transducer system which is capable, for example, of stopping a primary source by direct mechanical transfer by pressing the source in a counter-phase vibration.

Claims (12)

1. Systeem voor het onderdrukken van van een geluidbron afkomstig, in hoofdzaak periodiek geluid, welk systeem omvat: ten minste één voor overdracht van mechanische of akoestische trillingen met de geluidbron gekoppelde, opnemer, zoals een trillingsopnemer of een microfoon; een computer met een programma; en een door de computer bestuurd, op de geluidbron gericht luidsprekersysteem; welke computer van de opnemer signalen ontvangt, deze signalen analyseert voor het het daaruit afleiden van relevante informatie, zoals frekwenties, spectrale samenstellingen, herhalingsfrekwenties en (relatieve) niveaus, en op basis van het resultaat daarvan het luidsprekersysteem zodanig drijft, dat dit ter plaatse van de geluidbron een geluid genereert, waarvan althans belangrijke componenten in hoofdzaak dezelfde sterkte bezitten als het door de bron afgegeven geluid en een ten opzichte daarvan tegengestelde fase vertoont.A system for suppressing a substantially periodic sound source, which system comprises: at least one sensor coupled to the sound source for transmission of mechanical or acoustic vibrations, such as a vibration sensor or a microphone; a computer with a program; and a computer controlled speaker system directed at the sound source; which computer receives signals from the sensor, analyzes these signals to derive relevant information from them, such as frequencies, spectral compositions, repetition frequencies and (relative) levels, and based on the result thereof drives the loudspeaker system such that it is located at the location of the sound source generates a sound, of which at least important components have substantially the same strength as the sound emitted by the source and exhibits an opposite phase. 2. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de computer van een lerend type is, zodanig dat hij in staat is, het gedrag van de geluidbron te voorspellen en het luidsprekersysteem corresponderend te drijven.System according to claim 1, characterized in that the computer is of a learning type, such that it is able to predict the behavior of the sound source and to drive the speaker system correspondingly. 3. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat tussen de opnemer en de computer een laagdoorlaatfilter is opgenomen.System according to claim 1, characterized in that a low-pass filter is included between the sensor and the computer. 4. Systeem volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het laagdoorlaatfilter door de computer kan worden bestuurd.System according to claim 3, characterized in that the low-pass filter can be controlled by the computer. 5. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het luidsprekersysteem van een afstembaar, resonerend type is en door de computer bestuurde afstemmiddelen omvat.System according to claim 1, characterized in that the speaker system is of a tunable, resonant type and comprises computer controlled tuning means. 6. Systeem volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het luidsprekersysteem een resonantiebuis met variabele lengte omvat, het einde van welke buis open is en nabij de bron geplaatst is.System according to claim 5, characterized in that the loudspeaker system comprises a variable length resonant tube, the end of which tube is open and placed near the source. 7. Systeem volgens conclusie 6, met het kenmerk. dat de luidspreker is bevestigd in een verplaatsbare eindwand.System according to claim 6, characterized in. that the loudspeaker is mounted in a movable end wall. 8. Systeem volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de computer is ingericht voor het bepalen van een dominerende frekwentie en voor het daarop instellen van de afstemmiddelen.System according to claim 5, characterized in that the computer is arranged for determining a dominant frequency and for adjusting the tuning means thereon. 9. Systeem volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat een dominerende frekwentie mede op basis van luidheid wordt bepaald.System according to claim 8, characterized in that a dominating frequency is determined partly on the basis of loudness. 10. Systeem volgens conclusie 8, gekenmerkt door een rechtstreeks met het luidsprekersysteem gekoppelde opnemer, zoals een trillingsopnemer of een microfoon, die signalen aan de computer toevoert voor het instellen van de afstemmiddelen.System according to claim 8, characterized by a sensor directly coupled to the speaker system, such as a vibration sensor or a microphone, which supplies signals to the computer for adjusting the tuning means. 11. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de computer is ingericht voor het uitvoeren van een FFT (Fast Fourier Transform).System according to claim 1, characterized in that the computer is arranged to perform an FFT (Fast Fourier Transform). 12. Systeem volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat in de resonantiebuis een ventilator uitmondt, die lucht in de resonantiebuis kan blazen.System according to claim 6, characterized in that a fan opens into the resonance tube, which can blow air into the resonance tube.
NL9201278A 1992-03-10 1992-07-15 Sound suppression system NL9201278A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9201278A NL9201278A (en) 1992-03-10 1992-07-15 Sound suppression system

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9200444 1992-03-10
NL9200444 1992-03-10
NL9201278 1992-07-15
NL9201278A NL9201278A (en) 1992-03-10 1992-07-15 Sound suppression system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9201278A true NL9201278A (en) 1993-10-01

Family

ID=26646945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9201278A NL9201278A (en) 1992-03-10 1992-07-15 Sound suppression system

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL9201278A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000047012A2 (en) * 1999-02-02 2000-08-10 Oskar Bschorr Sound generator with a pump actuator
WO2001038700A1 (en) * 1999-11-25 2001-05-31 Faurecia Systemes D'echappement Active device for reducing engine noise comprising at least two exhaust outlets

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000047012A2 (en) * 1999-02-02 2000-08-10 Oskar Bschorr Sound generator with a pump actuator
WO2000047012A3 (en) * 1999-02-02 2000-12-21 Oskar Bschorr Sound generator with a pump actuator
WO2001038700A1 (en) * 1999-11-25 2001-05-31 Faurecia Systemes D'echappement Active device for reducing engine noise comprising at least two exhaust outlets
FR2801634A1 (en) * 1999-11-25 2001-06-01 Ecia Equip Composants Ind Auto Noise reduction system for motor vehicle includes transducer adjacent to each exhaust producing compensating noise

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6730914B2 (en) Fan noise reduction method, system, and application electronic device thereof
US5692054A (en) Multiple source self noise cancellation
US6188770B1 (en) Fan noise canceller
US5636287A (en) Apparatus and method for the active control of air moving device noise
US6654467B1 (en) Active noise cancellation apparatus and method
JP2005257720A (en) Active noise control device
CZ6694A3 (en) High-effective ventilator with adaptable noise removal
CA2293076A1 (en) Fan and compressor noise attenuation
FI94563C (en) Active noise canceling system
JP4111176B2 (en) Projector and method for controlling ultrasonic speaker in projector
NL9201278A (en) Sound suppression system
JPS6220713A (en) Noise reducing device of air conditioning device
JPH0720880A (en) Active vibration and noise controller
EP0040462A1 (en) Electroacoustical audible noise reducing apparatus
JPH11149290A (en) Noise reducing device in vehicular cabin
KR100748425B1 (en) Active Noise Control Device and method
EP0555787B1 (en) Combined active deresonator and ambience generator
JPH08190389A (en) Muffling sound wavee generating device
JPH0342999A (en) Silencing device for radiation noise in opening section
JP2007150798A (en) Ultrasonic speaker and output control method thereof
JPH02150198A (en) Sound insulation equipment
JP4053801B2 (en) Active control device
JP2006003405A (en) Projector and projector silencing control method
SU1293628A1 (en) Device for acoustical checking of material properties
JPH02150199A (en) Intra-vehicle room standing wave suppressing device

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed