Низкочастотные шумы или низкочастотные звуковые волны, которые обычно находятся в диапазоне от 50 до 100 Гц, всегда являются наиболее сложными для поглощения или управления. Они имеют сильную способность проникать, большие расстояния распространения и не подвержены разложению, поэтому их трудно эффективно контролировать.
Появление искусственных звукопоглощающих материалов и метаматериалов делает возможным эффективное ослабление звука, но эта пассивная акустическая структура по - прежнему ограничена размерами структуры в низкочастотном диапазоне.
Технология активного шумоподавления / шумоподавления состоит в том, чтобы мешать и устранять определенный объем шумовых волн, излучая звуковые волны, которые идентичны спектру шума, но имеют противоположную фазу (разница 180°). Эта технология широко используется в наушниках и автомобилях.
пьезоэлектрический керамический привод - это привод с большим выходом и относительно небольшим смещением. Его выход может достигать десятков тысяч ньютонов, а смещение может варьироваться от нескольких мкм до более 260 мкм. Он имеет различные размеры, чем больше внешний диаметр, тем больше его выход; Чем выше высота, тем длиннее ее смещение.
Пример пьезоэлектрического керамического привода CoreMorrow
Принцип низкочастотного управления шумом с помощью пьезоэлектрических керамических приводов заключается в регулировании вибрационного смещения стен в шумовом пространстве с помощью пьезоэлектрических приводов, таких как частота смещения и фаза, тем самым изменяя сопротивление стен и других поверхностей. Когда сопротивление стены соответствует воздуху, шум полностью поглощается, а когда сопротивление равняется нулю, фаза поворачивается, вызывая полное отражение. Кроме того, амплитуда отраженных волн также может быть модулирована.
Принцип низкочастотного управления шумом с помощью пьезоэлектрических керамических приводов заключается в регулировании вибрационного смещения стен в шумовом пространстве с помощью пьезоэлектрических приводов, таких как частота смещения и фаза, тем самым изменяя сопротивление стен и других поверхностей. Когда сопротивление стены соответствует воздуху, шум полностью поглощается, а когда сопротивление равняется нулю, фаза поворачивается, вызывая полное отражение. Кроме того, амплитуда отраженных волн также может быть модулирована.
Для достижения эффекта настройки пьезоэлектрического керамического привода акустические датчики и пьезоэлектрические контроллеры могут формировать управление замкнутым контуром, акустические датчики (например, микрофоны и т. Д.) получают и обрабатывают шум и генерируют соответствующие электрические сигналы, электрические сигналы могут быть возвращены в пьезоэлектрический контроллер, который используется для приема и обработки. Затем сигнал напряжения, соответствующий смещению настройки, отправляется в пьезоэлектрический керамический привод, который производит соответствующее вибрационное смещение, которое создает вибрационное смещение от приводимой им стенки и настраивается для достижения полного поглощения или полного отражения шума.
Низкочастотный шум обычно имеет длинную длину волны и требует большого смещения пьезоэлектрического керамического привода. Поэтому необходимо увеличить смещение пьезоэлектрического керамического привода. Но также из - за его низкой частоты, задержки времени дольше, чем высокая частота, поэтому датчики шума могут иметь больше времени обработки, а пьезоэлектрические керамические приводы также имеют больше времени настройки смещения, мощность вибрации смещения относительно низкая.
Рабочая мощность пьезоэлектрических керамических приводов обычно меньше 5 Вт и может быть оценена с помощью U ^ 2fC.
В соответствии с требованиями к большому смещению смещение пьезоэлектрического керамического привода может быть увеличено с помощью механического усиления для удовлетворения требований низкочастотной длины волны.
Кроме того, пьезоэлектрический усилитель также может использоваться непосредственно для привода стен. Его выход относительно невелик, но выходное смещение больше, до 2 мм.
Пример усилительного пьезоэлектрического привода
Под управлением пьезоэлектрического привода стены, отражающие звуковые волны, могут быть активно настроены. Чтобы поглотить или отразить весь шум, он должен иметь ту же частоту и амплитуду, что и шум, но с противоположной фазой. Во - первых, фаза смещения стенки согласуется с фазой шумовой волны и блокируется. Затем используется пьезоэлектрический керамический привод для непрерывной регулировки смещения стенки, чтобы найти оптимальное место для снижения шума.
При этом вибрационная настройка стен, то есть корректировка поверхностного сопротивления, должна быть выполнена до прибытия шума. Телефонные сигналы передаются намного быстрее, чем звуковые сигналы, и сигналы датчиков будут поступать раньше, чем шум, что дает им преимущество в последующем снижении шума. Кроме того, чем ближе расстояние между акустическим датчиком и шумом, тем выше скорость обратной связи и обработки сигналов датчика. Сигнал акустического датчика должен прибыть заранее, чтобы генерировать требуемый приводной сигнал и достичь пьезоэлектрического керамического привода, чтобы отрегулировать амплитуду, фазу и т. Д. Чтобы отрегулировать сопротивление стенки. В случае нескольких источников звука необходимо настроить сложные звуковые дорожки.
Устранение шума направлено на низкочастотные звуки. Аналогичные методы могут быть использованы для управления высокочастотными звуковыми волнами, но пассивные акустические метаматериалы могут иметь лучшие результаты. Для широкополосного управления можно сочетать активную настройку и пассивное управление.
Выводы
Регулируя амплитуду быстрого смещения пьезоэлектрического керамического привода, можно регулировать сопротивление стенки в низкочастотном диапазоне от 50 до 100 Гц и достигать полного поглощения или полного отражения. Смещение пьезоэлектрического керамического привода линейно усиливается для удовлетворения требований низкочастотной длины волны и достижения цели модуляции сопротивления стенки. Даже небольшие по размеру стены обеспечивают лучший эффект шумоподавления и эффективно снижают шум низкочастотного звука, чтобы обеспечить лучший слух в помещении и идеально подходят для различных низкочастотных сценариев шумоподавления.
