有源降噪研究毕业论文文档格式.doc

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学号:

104023005 

学生姓名:

曹玲瑛 

指导教师:

施祥 

二○○八年六月

-IV-

摘要

本论文主要通过三种不同的调控方式对中低频占主导地位的噪声进行频域上的调控（直接对原始噪声的某些频段进行调控;

在原始噪声的基础上加入实际噪声），并通过成对比较法比较了不同调控方法和调控强度调控后噪声的主观烦恼变化情况；

还有通过有源消声调控（直接对原始噪声加入反相器）。

结果表明：

所有调控方法在5种不同调控强度下主观烦恼排序基本一致，强度越强，烦恼度越高；

在原始噪声中加入较低频率成分比加入较高频率成分更烦恼；

加入自然背景声总体上比添加其他成分烦恼度更低。

加入反相器后，明显消声。

研究结果给主要通过改变噪声的频域特性来改善人们对噪声的主观感觉提供了研究基础。

关键词：

声调控，频域，主观烦恼

ABSTRACT

Thispapermainlyregulatedandcontrolledthefrequencyfordominantlow-frequencynoisethroughthreekindsofdifferentmethods（regulatingandcontrollingsomeoftheoriginalbanddirectly;

addingnoiseonthebasisoftheactualnoiseintheoriginalnoise）,andadoptedintoComparedtothecomparisonofdifferentcontrolmethodsandcontroltheintensityofthenoiseafterchangesinthesubjectiveannoyance;

ActiveNoiseControlwasalsoavailablemethod（directlybyaddinginversenoiseoftheoriginal）.Theresultsshowedthatall-controlmethodswerebasicallythesamesortofsubjectiveannoyanceunderfivedifferentintensitycontrol,themorestrength,thehigherthedegreeoftrouble.Addingnoiseinthelowfrequencycomponentswasmoretroublethanaddingnoiseinthehigherfrequencycomponents;

onthewholeaddingthenaturalbackgroundsoundwaslowerthanaddingotheringredientsannoyance.Byaddingtheinverterisobviouslysilence.Theresultsprimarilyprovidedaresearchbasetoimprovepeople'

ssubjectivesensethroughchangingthenoisefrequency.

Keywords:

Voicecontrol,frequency-domain,subjectiveannoyance

目录

摘要 I

ABSTRACT II

引言 1

第1章有源降噪的研究情况 2

1.1国内外研究状况 2

1.1.1传统的噪声控制技术 2

1.1.2噪声控制的新技术——有源控制 4

1.2本课题及论文的研究内容 5

1.2.1本课题的研究内容 5

1.2.2本论文的研究内容 6

1.2.3拟解决的的关键问题 6

第2章有源降噪的调控方法 7

2.1实验概述 7

2.2实验软件 8

2.2.1声望软件 8

2.2.2cooleditpro2.0软件 9

2.2.3origin软件 9

2.3频域上的调控 10

2.3.1实验过程 10

2.3.2实验结果 14

2.4自然声的叠加 16

2.4.1实验过程 16

2.4.2实验结果 16

2.5反相器的应用 17

2.5.1实验过程 17

2.5.2小结 18

2.6本章小结 18

第3章结论 20

3.1本论文的主要结论 20

3.2需进一步研究的问题 20

3.3展望 20

致谢 22

参考文献 23

引言

噪声对人的影响是多方面的，主要包括心理和生理影响，其中心理影响是受体的一种主观感觉，主要表现为烦恼和不愉悦，在长期受噪声干扰环境中工作和生活的人，多有烦躁、失眠、耳鸣、头痛、多梦、疲劳无力、记忆力衰退等症状[1,2]。

而现代社会尤其是城市中的噪声污染非常普遍，不仅受影响人口多，而且由于其影响比较直接，公众对它的关注度也越来越高[3,4,5]。

传统的噪声污染控制控制主要通过降低噪声级来减少其影响，在声学工作者的努力下，设备和环境辐射的噪声得到有效地控制[6,7,8,9,10]。

然而，随着公众对声环境质量要求的提高以及对噪声环境研究的深入，我们越来越发现单纯降低噪声级的做法是有限的而且是不够的，由于原有噪声的时域和频域特性被随意改变，人们对受控制后噪声的主观感觉有时并没有得到改善甚至变得更烦恼或更不愉快。

因此，在降低声源和环境噪声的同时，我们应该有意识地控制设备或环境噪声的时域和频域特性，通过对噪声在时域或频域上的调节和平衡及环境噪声所处声场景的合理布置等，改善人们对噪声的主观感觉，开展有关声调控技术研究是实现这一设想的基础。

换言之，在掌握了具体使噪声听起来变得更愉悦的声调控技术之后，我们就可以在声源识别基础上，结合具体噪声控制技术的运用对不同频率的噪声进行提升或衰减，使设备排放的噪声听起来比较愉悦；

可以结合特定的环境噪声，用过有源消声和隔声等技术的合理应用，设计有关电子耳塞，使受声者接收到的环境噪声变成舒适的声学环境等。

第1章有源降噪的研究情况

1.1国内外研究状况

目前国内外对声主观感觉的研究，主要侧重于声景观、声品质和噪声主观烦恼三个方面[11,12,13],MurraySchafer认为，充满噪声的现代社会，缺乏的是声景观的平衡。

从这个认识点出发来看噪声，可以认为噪声是一种失去平衡的声景观[14]。

从环境噪声的控制技术上讲，对声源进行控制所采取的措施主要有二类，一是改进机械或设备的结构以降低声源的噪声发射功率，二是采取吸声、隔声、减振、隔振以及安装消声器等方法以控制噪声源的噪声辐射[15]。

1.1.1传统的噪声控制技术

声学系统一般是由声源、传播途径和接收器三环节组成的，即

声源传播途径接收器

对于所需要的声音，必须为它的产生、传播和接收提供良好的条件。

对于噪声，则必须设法抑制它的产生、传播和对听者的干扰，根据上述三环节，分别采取措施。

在声源处抑制噪声：

这是最根本的措施，包括降低激发力，减小系统各环节对激发力的响应以及改变操作程序或改造工艺过程等。

在声传播途径中的控制：

这是噪声控制中的普遍技术，包括隔声、吸声、隔振，阻抗失配等措施。

接收器的保护措施：

在某些情况下，噪声特别强烈，在采用上述措施后，仍不能达到要求，或者工作过程中不可避免地有噪声时，就需要从接收器保护角度采取措施。

对于人，可佩带耳塞、耳罩、有源消声头盔等。

对于精密仪器设备，可将其安置在隔声间内或隔振台上。

传统的噪声污染控制主要通过降低噪声级来减少其影响，在声学工作者的努力下，设备和环境辐射的噪声得到有效地控制。

（1）吸声降噪

吸声处理是噪声控制中的一个重要方面。

在由于混响严重而使噪声超标或者由于工艺流程及操作条件的限制，不宜采用其他措施的厂房车间，采用吸声处理的方法是现实有效的。

吸声处理只能降低从噪声源发出的声音中通过处理表面一次以上而到达接收点的反射声，而对于从声源发出的经过最短距离到达接收点的直达声没有任何作用。

在室内分布着许多噪声源的情况下，这时无论在哪一处直达声的影响都很大，即使进行吸声处理，也不可能使噪声显著降低，因此，不宜做吸声处理。

吸声降噪是控制室内噪声常用的技术措施。

通过吸声材料和吸声结构来降低噪声的技术称为吸声。

一般情况下，吸声控制能使室内降低约3-5dB（A）,使噪声严重的车间降噪6-10dB（A）。

吸声处理的减噪效果一般为3—6dB（A），较好的为7—10dB（A）；

一般不会超过15dB（A），而且也不随吸声处理的面积成正比增加。

吸声材料如下图1-1所示。

图1-1泡沫类吸声材料图

工程上通常采用吸声量来评价吸声材料的实际吸声效果。

吸声量定义为吸声系数与吸声面积的乘积，亦称等效吸声面积，即

A=aS（1-1）

式中：

A---吸声量，㎡；

a---某频率声波的吸声系数；

S---吸声面积，㎡

（2）隔声降噪

当声波在空气中传播，入射到匀质屏蔽物时，部分声能被屏蔽物反射回去，部分被屏蔽物吸收，还有部分声能可以透过屏蔽物传到另一个空间去。

显然，透射声能仅是入射声能的一部分，因此，设置适当的屏蔽物便可以大部分声能反射回去，从而降低噪声的传播。

具有隔声能力的屏蔽物称为歌声构件。

采用适当的隔声措施，如隔声墙、隔声屏障、隔声罩、隔声间，一般能使噪声降低15-20dB。

隔声屏障图如图1-2所示。

图1-2隔声屏障图

（3）消声降噪

消声器是一种既能使气流通过又能有效地降低噪声的设备。

通常可用消声器降低各种空气动力设备的进出口或沿管道传递的噪声。

例如在内燃机、通风机、鼓风机、压缩机、燃气轮机以及各种高压、高气流排放的噪声控制中广泛使用消声器。

不同消声器的降噪原理不同。

常用的消声技术有阻性消声、抗性消声、损耗型消声、扩散消声等。

消声器如图1-3所示。

图1-3消声器图

1.1.2噪声控制的新技术——有源控制

有源噪声控制[16]是指在指定区域内人为地产生一个次级声信号、有目的地去控制初始声信号以达到降噪目的的技术方法。

有源噪声的基本原理如图1-4所示。

在管道上游布置的前置传声器拾取噪声信号，经过电信号处理馈给管道下游的次级声源，调整次级声源的输出使得在下游与原噪声信号相位相反而实现“静区”的目的。

整个控制过程的依据是电信号处理速度远远大于声传播的速度，电信号处理过程可以实现十分精确的反相位声压的控制。

但次级声源在向下游声场辐射的同时也向上游传播，被上游传声器所接收，形成声-电-声的闭合电路，引起消声系统出现“自激现象”，即声反馈过程。

因此，有源噪声控制技术发展一度受到制约。

图1-4有源噪声控制示意图

1.2本课题及论文的研究内容

1.2.1本课题的研究内容

（1）噪声及其所在声场景