有源吸声尖劈的实验研究

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1、第28卷第6期声学技术Vol.28,No.62009年12月TechnicalAcousticsDec.,2009有源吸声尖劈的实验研究史东伟，冯声振，邱小军(南京大学声学研究所近代声学教育部重点实验室，南京210093)摘要：提出了一种利用有源控制改善吸声尖劈低频声吸收的方法。实验研究了正入射下，有源控制系统对吸声尖劈低频段吸声性能的补偿效果；比较了用有源控制分别对吸声尖劈正面和背面声阻抗与空气阻抗进行匹配两种误差策略，发现将误差传声器放置在尖劈前更合理，既能保证较好的低频吸声效果，又能占用较少的空间。实验结果表明，有源控制系统与20cm长的传统尖劈相结合所构成的总

2、长约40cm的有源吸声尖劈，在100~1000Hz频率段，吸声系数可以达到0.98~1.00，和80cm长的传统尖劈的吸声性能相当。关键词：吸声尖劈；反射声；有源控制中图分类号：O42文献标识码：A文章编号：1000-3630(2009)-06-0773-05DOI编码：10.3969/j.issn1000-3630.2009.06.018ExperimentalstudyofactiveacousticwedgeSHIDong-wei,FENGSheng-zhen,QIUXiao-jun(KeyLaboratoryofModernAcoustics,Ministry

3、ofEducation,InstituteofAcoustics,NanjingUniversity,Nanjing210093,China)Abstract:Anapproachtoimprovingthelow-frequencysoundabsorptionofacousticwedgesisproposedbyusingactivecontrolofsound.Activecompensationonlow-frequencysoundabsorptionofacousticwedgesundernormalincidentisstudiedexperimen

4、tallyinasquareduct.Bycomparingtwodifferentstrategiesofimplementingtheimpedance-matchingboundaryconditioninfrontandatbackoftheacousticwedge,itisfoundthattheerrormicrophoneshadbetterbeputinfrontoftheacousticwedge.Thiscannotonlyimprovesoundabsorptionatlowfrequenciesbutalsosavemorespace.For

5、the40cmlongactiveacousticwedgewhichconsistsofa20cmlongtraditionalacousticwedgeandanactivecontrolsystem,thesoundabsorptioncoefficientscanbefrom0.98to1.00inthefrequencyrangefrom100Hzto1000Hz.Toachievethesamelowfrequencysoundabsorptionwiththetraditionalacousticwedge,thelengthofthewedgeneed

6、stobeabout80cmlong.Keywords:acousticwedge;reflectionofsoundwave;activecontrolofsound果。这种在吸声材料后使声压为零的控制方法简称1引言[2]释压法。Thenail等对混合吸声系统也做了类似的研究，在玻璃纤维吸声材料层背面施以声压为零的1936年，PaulLueg提出了噪声的有源控制，边界条件，数值模拟和实验都表明这种结构下的混[1]利用产生和噪声相位相反的声波来实现噪声消除。合吸声效果还与吸声材料的厚度相关，优化吸声材近些年，随着电子技术的飞速发展，基于数字信号料厚度后，可使200~8

7、00Hz频率范围内吸声效果得处理技术的前馈有源控制系统得以成熟，并被广泛[1]到增强。Furstoss等人对吸声材料后的阻抗优化进应用。有源控制低频效果好，因而可以将有源控制行了研究。他们认为通过吸声材料背面阻抗优化可和传统吸声相结合来实现更宽频带的吸声。类似于以使吸声材料正面不产生声波的反射。实验中他们这种主被动结合的混合吸声，在20世纪80年代国用传声器和粘在扬声器上的加速度计直接测量背外就有所研究，最早公开发表的混合吸声系统是由面的阻抗，通过控制器进行阻抗优化，在150~500Hz[2]德国哥廷根大学Guicking和Lorenz设计和实现的。