車內噪聲的主動消除與評價

車內噪聲的主動消除與評價

降低車內噪聲一直是汽車行業關注的重要問題之一。早期通過采用聲學吸聲材料和增加車內結構阻尼等方法進行噪聲被動消除。隨著對汽車燃油經濟性要求的不斷提高，汽車開始實行輕量化，這可能導致增加車內結構振動，使車內變得更嘈雜，傳統的噪聲被動消除方法不再適用，因而出現了噪聲主動消除方法。該方法主要基于聲場的楊氏干涉原理，通過控制次級聲源在指定區域內發出相對應的消聲信號來消除噪聲。研究利用車載娛樂系統配備的揚聲器作為次級聲源，對車內噪聲進行主動消除，并對該方法的消聲效果進行評價。

利用車載揚聲器對噪聲進行主動消除時，不同位置揚聲器均發出與噪聲相位相反的聲音，通過疊加消除某些特定區域的噪聲。對揚聲器進行控制時，構建一個包含麥克風的反饋系統。通過麥克風測量特定區域的噪聲，并將測量結果反饋到揚聲器控制器中，控制器根據反饋結果提高或降低揚聲器產生的聲音。通過試驗對這種噪聲主動消除方法進行評價，試驗選擇一輛福特2005款獵鷹XR6轎車，該車的車載娛樂系統共包括4個揚聲器，分別安裝在左右前門底部及后排左右座椅的背部。使用4個奧地利愛科技（AKG）公司生產的CK92全向麥克風對汽車前、后、左、右4個座位乘員頭部位置處，以及半徑為10cm的球形區域（覆蓋乘員頭部）進行聲音采集。同時，4個CK92全向麥克風分別通過4個AKG SE300B麥克風前置放大器與AKG Tube-Fire 8音頻接口相連，利用Mac Book與AKG Tube-Fire 8相連，記錄產生的同步音頻流。試驗時，首先將試驗車停放在相對安靜的位置，空擋模擬車速60、80、100km/h下的多種駕駛工況，每種工況連續記錄10s；之后開啟車載娛樂系統揚聲器構成的噪聲主動消除系統，進行相同試驗。試驗結果表明：①車載娛樂系統揚聲器構成的噪聲主動消除系統能夠有效地降低車內噪聲；②當4個揚聲器全打開時，低于40Hz的車內噪聲約衰減8dB，40～200Hz的車內噪聲約衰減3dB。

PrasangaSamarasingheet al.Proceedings of APSIPA Annual Summit and Conference,Stuttgart,December 16-19,2015.

編譯：王亮