Falowód akustyczny (124)

Jednym z możliwych zastosowań aktywnego tłumienia hałasu jest aplikacja w falowodzie akustycznym. Falowód jest pewnym przybliżeniem występujących w rzeczywistości urządzeń, takich jak ciągi klimatyzacyjne w budynkach, lutniociągi tłoczące powietrze w kopalniach czy rury wydechowe samochodów. Choć układy te różnią się często długością, przekrojem czy materiałem, z którego są wykonane, łączy je pewna wspólna cecha - dźwięk rozchodzi się w nich zwykle tylko w jednym kierunku: od źródła położonego na jednym z końców falowodu do jego ujścia, czyli drugiego z końców.

Poniżej pokazano fotografię stanowiska laboratoryjnego z falowodem. Modelowy falowód jest wykonany ze sklejki i ma przekrój prostokątny. Jego długość wynosi 4 m. Przed falowodem ustawiona jest konsola zawierająca przedwzmacniacze, wzmacniacze mocy i filtry.

Rys. 2

Schemat blokowy przykładowego układu do aktywnego tłumienia hałasu w falowodzie akustycznym zamieszczono na poniższym rysunku. Przedstawia on falowód wraz z umieszczonym na jednym z jego końców głośnikiem G1 generującym hałas (w przypadku układu laboratoryjnego nie stosuje się raczej urządzeń, które generują hałas w falowodach "rzeczywistych", jak np. wentylatory, lecz nagrywa się taki hałas i odtwarza za pomocą tego właśnie głośnika). Drugi z głośników, G2, pełni rolę głośnika aktywnego, czyli elementu wykonawczego. Do pomiaru hałasu, który ma być tłumiony, służy mikrofon M1, zwany mikrofonem referencyjnym. Do obserwacji efektów tłumienia, a także do nastrajania układów adaptacyjnych, wykorzystywany jest mikrofon M2, zwany mikrofonem błędu. W przypadku algorytmów wielowymiarowych, mikrofonów referencyjnych i mikrofonów błędu może być więcej. Sygnały z mikrofonów są wzmacniane i poddawane filtracji antystroboskopowej. W dalszym ciągu sygnały te są kierowane do wyposażonego w kartę DSP komputera PC, który stanowi "serce" układu.

Rys. 1

Sygnał sterujący (lub wiele sygnałów sterujących w przypadku algorytmu wielowymiarowego), wypracowany na karcie DSP za pomocą odpowiedniego algorytmu aktywnego tłumienia hałasu, jest poddawany filtracji rekonstruującej, wzmacniany, a następnie kierowany do głośnika aktywnego (bądź głośników aktywnych).

Na stanowisku są obecnie przeprowadzane następujące prace: