Aktív zajcsökkentés hatékonyságának vizsgálata akusztikai térszámítás segítségével

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Sujbert László
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Az akusztikus zajok aktív zajcsökkentése (ANC) manapság már hétköznapi használatra szánt fejhallgatókban is megtalálható. Különleges körülmények között -- mint például koncerttermek légkondicionáló berendezéseiben -- az aktív zajcsökkentés hatékonyabb megoldást jelent a passzív izolációnál. A jelenlegi piaci megoldások ugyanakkor mind szigorúan kontrollált akusztikai viszonyokat igényelnek. A fejhallgatók nagy gonddal megtervezett kosarai is ezt a célt szolgálják.

A diplomaterv az aktív zajcsökkentő eszközök általános körülmények között nyújtott teljesítményének vizsgálatával foglalkozik és bemutat egy a vizsgálatokhoz használható szimulációs szoftvert. A szoftver kialakítása során különös figyelmet szenteltem a teremakusztika területén tapasztalható tipikus viszonyoknak, amelyek jellemzően nehéz feladat elé állítják az ANC rendszereket. A szoftver az időtartománybeli végesdifferencia-módszer felhasználásával szimulálja a reflexiós környeze-tekre jellemző viszonyokat. A szimulációs és gyakorlati kísérletek eredményeit össze-vetve megvizsgálom a több referenciamikrofont használó, előrecsatolt struktúrájú zajcsökkentő rendszerek hatékonyságát.

A dolgozatban röviden ismertetem az aktív zajcsökkentési probléma lényegét, és bemutatom az előrecsatolt zajcsökkentő struktúrát, mely sztochasztikus zajok elnyomására is alkalmas. Ismertetem a szimulációs szoftverben és a gyakorlati kísérleti rendszerben egyaránt implementált ELMS zajcsökkentő algoritmust.

Röviden áttekintem a különböző akusztikai térszámítási módszereket, és részletesen ismertetem az időtartománybeli végesdifferencia-módszert (FDTD). Bemutatom a frekvenciafüggő reflexiós felületeket modellező locally reacting surfaces (LRS) és a szimulációs térrész reflexiómentes csonkolását lehetővé tévő perfectly matched layer

(PML) technikákat is. A bemutatott eljárásokat OpenCL nyelven implementáltam, amely lehetővé teszi az általános célú grafikus processzorok (GPGPU) teljesítményének hatékony kiaknázását. A szoftvert integráltam egy 3D-s modellező eszközzel és a Matlabbal, lehetővé téve az akusztikai feladatok egyszerű leírását és a szimulációs eredmények könnyű feldolgozhatóságát.

Az elkészült szoftverrel szimuláltam két elméleti jelentőségű reflexiós környezetben végrehajtott kísérletsorozatot. Az eredményeket a gyakorlati kísérletekkel összevetve értékeltem.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.