Egyéni aktív zajcsökkentés újszerű megközelítésben

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

A dolgozatban a hordozható zajcsökkentő eszközök működésével, kialakításával és felhasználási lehetőségeivel foglalkozom. Bemutatom egy újszerű, nyitott kialakítással rendelkező eszköz tervezésének és megvalósításának a menetét. Ismertetem a sajátos feltételekből adódó akusztikai- és jelfeldolgozási problémákat, és javaslatot teszek a megoldásukra.

Az aktív zajcsökkentés alapgondolata, hogy elektronikus eszközök felhasználásával létrehozzuk a kioltandó zaj ellentettjét, mely az elnyomási pontban interferálva a zajjal kioltja azt. A digitális jelfeldolgozásra épülő megoldások általában az FxLMS algoritmus valamely változatát használják.

Az egyéni zajcsökkentő eszközök kínálatát jelenleg 20 – 120 ezer Ft közötti analóg rendszerű fejhallgatók képezik. Méréseim alapján az alsókategóriás modellek periodikus zajok esetén 10, sztochasztikus zavarok esetén 5 dBA elnyomásra képesek szűk frekvenciatartományban. A fül környékére kifejtett nyomás miatt a fejhallgatók hosszú távú viselése kényelmetlen lehet. Nyílt kialakítással az eszközök ergonomikusabbá tehetők, így azonban eddig részletesebben nem vizsgált akusztikai problémák merülnek fel. Számítógépes szimulációk segítségével megvizsgáltam a kisméretű zajcsökkentő elrendezések elnyomási terét. A hangszórók terének négyzetes intenzitáscsökkenése miatt az elnyomási sáv egy keskeny körgyűrűre korlátozódik. Az eredményt gyakorlati mérésekkel igazoltam.

Az elnyomási mező jellegének figyelembe vételével és egy munkavédelmi sisak felhasználásával kialakítottam egy két hangszórót, két zajmikrofont és egy referenciamikrofont tartalmazó nyitott zajcsökkentési elrendezést. Az elnyomást egy DSP fejlesztőkörnyezeten futtatott, NFxLMS algoritmust felhasználó, előrecsatolt struktúrával valósítottam meg. Kísérletek sorozatával megkerestem az elrendezés optimális működését biztosító paramétereket. Megvizsgáltam a referenciamikrofon helyzetének, a keresztutak elhanyagolásának és a mintavételi frekvenciának a hatását.

Az eszköz végleges változata a sisakhoz rögzített referenciamikrofonnal működik. Periodikus zajok esetén 10 dBA feletti elnyomást biztosít széles frekvenciatartományban, sztochasztikus zajok esetén 5 dBA elnyomásra képes.

A megjelölt továbbfejlesztési irányokkal a berendezés egy szelektív zajelnyomást biztosító, széles körben alkalmazható munkavédelmi eszközzé válhat.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.