DE2721754C2

DE2721754C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung der Amplitude von Schallschwingungen

Info

Publication number: DE2721754C2
Application number: DE2721754A
Authority: DE
Inventors: Robert George Ipswich Suffolk Bearcroft; George Brian Barrie Prof. Cholchester Essex Chaplin; Roderick Alan Colchester Essex Smith
Original assignee: SOUND ATTENUATORS Ltd COLCHESTER ESSEX GB; Sound Attenuators Ltd Colchester Essex
Current assignee: Chaplin Patents Holding Co Inc New York Ny
Priority date: 1976-05-13
Filing date: 1977-05-13
Publication date: 1986-06-05
Also published as: NO147851B; NO147851C; FR2351466B1; US4153815A; DE2721754A1; AU507688B2; BE854547A; SE447937B; NO771655L; GB1577322A; ZA772659B; SE7705504L; FR2351466A1; AU2483877A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 4.

Die Erfindung befaßt sich mit der Anwendung der Technik, die allgemein als »aktive Dämpfung« bezeichnet wird, bei der eine unerwünschte Schallschwingung an einem Ort wenigstens teilweise durch eine (z. B. von einem Signalgenerator) besonders erzeugte und zu dem Ort geleitete Unterdrückungsschwingung beseitigt wird, wobei hinsichtlich der zu dämpfenden Schallschwingung bereits Informationen verfügbar sind und somit eine besondere Beziehung zur Verringerung der Schwingungen einer Quelle sich wiederholenden Schalls (z. B. einer Brennkraftmaschine) gegeben ist.

In der US-PS 30 71 752 ist eine Vorrichtung zur Verringerung des Störeffekles eines sich wiederholenden Geräusches einer Maschine bei einem Sonargcrät beschrieben, das von der Aufzeichnung des sich wiederholenden Geräusches Gebrauch macht, um Unterdrükkungssignale zu erzeugen, die dem Sonargerät zugeführt werden können, um das Grundgeräusch der Maschine wenigstens teilweise zu unterdrücken. Die Aufzeichnung kann auf einem Magnetband oder einer Magnetplatte durchgeführt werden, das bzw. die von einer Antriebswelle der Maschine angetrieben wird. Dabei wird vorgeschlagen, daß, wenn der charakteristische Schall der Maschine in bestimmten Geschwindigkeitsbereichen unterschiedlich ist, für jeden Geschwindlngkeitsberclch eine einzelne Aufzeichnung durchgeführt werden kann, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Aufzeichnungen umzuschalten, wenn sich die Maschinengeschwindigkeiten erhöhen oder verringern. Die bekannte Vorrichtung besitzt wesentliche Nachtelle. Es ist sehr schwer, eine genaue Synchronisierung der Aufzeichnung und der Maschine unter stark verschiedenen Arbeitsbedingungen sicherzustellen, und die Qualität der Aufzeichnung nimmt mit der Zelt ab. Außerdem wird das abgegebene Geräusch der Maschine durch viele Parameter beeinflußt, die eine große Anzahl verschiedener Aufzeichnungen (und Einrichtungen zur Auswahl, welche zu einem bestimmten Zeitpunkt erforderlich ist) erfordern, wenn alle möglichen Änderungen und Zustände berücksichtigt werden sollen. Außerdem muß eine mechanische Verbindung zwischen der das Geräusch erzeugenden Maschine und der restlichen Vorrichtung vorhanden sein, was häufig Schwierigkeiten bereitet und zumindest einen nicht erwünschten Aufwand bereitet.

In der DE-OS 20 09 105 ist eine Anordnung zur Unterdrückung des Schalls beschrieben, welcher durch einen rotierender Helikopterrotor oder Flugzeugpropcllcr erzeugt ist, wobei ein Anti-Schallgenerator verwendet wird, welcher mit Abstand neben dem Rotor oder Propeller angeordnet Ist. Als Anti-Schallgcneralor wird eine Druckluflslrene vorgeschlagen, wobei die Sircncnschcibc synchron mit dem Rotor oder Propeller umlUufl.

Schließlich Ist eine Vorrichtung zur Beseitigung des

Summen.·? eines Transformators bekannt (US-PS 27 76 020), bei welcher die Beseitigung durch Erzeugung eines Sekundärsignals aus einer Zusammensetzung von Oberschwingungen des zur Primärwicklung des Transformators zugeführten Wechselstroms erfolgt.

Schließlich ist ein System zur aktiven Schalldämpfung mit einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt (US-FS 29 83 790), bei welchem ein Lautsprecher und ein nahe dem Lautsprecher angeordnetes Mikrophon verwendet werden, die miteinander durch einen elektronischen Rückkopplungskreis mit einer Gusamiverstärkung größer als Eins und eine 180°- Phascnumkehr verbunden sind, deich v/elche Primärschwingung durch das Mikrophon aufgenommen wird, gibt der Lautsprecher bei diesem System eine Sekundärschwingung ab, welche die am Mikrophon vorhandene Primärschwingung unterdrückt. Allerdings besitzt ein solches System eine Grenzfrequenz, oberhalb der das System instabil wird und die erforderliche Sekundärschwingung rein auf der Basis der ermittelten Primärschwingung erzeugt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren scwie eine Vorrichtung zu schaffen, welches bzw. weiche auch bei Änderungen von Amplitude, Wellenverlauf und Folgefrequenz von sich wiederholenden Primärschwingungen in einfacher Weise eine zumindest teilweise Unterdrückung der Primärschwingungen durch Sekundärschwingungen ermöglicht.

Für das Verfahren wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst. Für die Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 4 enthaltenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens sowie der Vorrichtung sind durch die in den Unteransprüchen

Da die Art der Primärwelle, die von der Quelle erzeugt wird, in jedem Falle ihrer Erzeugung gleich ist, genügt die Information, wann die Quelle die Primärwelie erzeugt, um eine sekundäre Unterdrückungswelle zu erzeugen und zu dem bestimmten Ort zu leiten. Dies ist dadurch möglich, weil die Sekundärschwingung von einem Signalgenerator synthetisiert wird, der durch Taktsignalc mit der Quelle der Primärschwingungen synchronisiert ist. Die Verknüpfung mit der Quelle erfolgt somit nur mehr durch Taktsignale. Die Synthetisierung des Ausgangssignals des Generators erfolgt durch Kombinieren von Teilkomponenten der Wellenform, weiche gespeichert sind.

Zweckmüßigerweise ist der Signalgenerator zur Erzeugung der Sekundärschwingungen so ausgebildet, daß sein Ausgangssignal auf der Grundlage des bei der Unterdrückung der unerwünschten Schwingungen der Quelle erreichten Erfolges angepaßt wird. Wendet man eine Anpassungstechnik an, ist es unwesentlich, welche Form die Sekundärschwingung zunächst hat, da jedesmal, 'venn ein Impuls einer unerwünschten Schwingung von der Quelle erzeugt wird, eine Neuanpassung durchgeführt werden kann, und wenn das System so programmiert ist, daß es die erfolgreichste Sekundärschwingung aussucht, ist es nur eine Frage der Zeit, bevor die richtige Sckundiirschwingung gefunden ist, um den gewünschten Untcrdrückungsgrad zu erreichen. Die Anpassungstechnik kann ein Mikrophon verwenden, das sich an dem Ort befindet, um die Qualität der gleichzeitigen Unterdrükkungswirkung zu ermitteln, und es kann ein einfacher Speicher verwendet werdctr, um es zu bestimmen, ob nach einer Änderung des Unterdrückungsimpulses die Unterdrückungswirkung verbessert wurde.

Eine Vorrichtung zur Verringerung des an einem bestimmten Ort empfangenen Geräuschs einer Quelle sich wiederholender Primärschwellen kann auch einem Signalgenerator, einer Einrichtung zur Ableitung einer Sekundärschallwelie von dem Generator, die wenigstens teilweise die Primärschallwelle an dem Ort unterdrückt, und einem elektrischen Wandler bestehen, der an oder nahe an der Quelle liegt, um den Generator ein Signal zuzuführen und die Erzeugung der Sekundärwelle synchron mit der Erzeugung der Primärwelle zu triggem. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Fig. 1 bis 11 beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. I eine schematische Darstellung des Prinzips des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Signalgenerators in Fig. 1,

Fig. 3 eine Ausführungsform der Erfindung, die für ein bestimmtes charakteristisches Ger?r:xh geeignet ist, Fi g. 4 Einzelheiten einer bevorzugten Vorrichtung zur

Unterdrückung eines Geräusches einer Störquelle wie einer Maschine,

Fig. 5 eine Vorrichtung zur Unterdrückung des von zwei verschiedenen Quellen, nämlich einer Quelle mit sich wiederholendem Schall und einer Zufalisschallquelle, zu einem Ort gelangenden Schalls.

Fig.6 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung zur Bildung eines ruhigen Bereichs nahe einer Schreibmaschine,

F i g. 7 ein Blockschaltschema zur Demonstration des Verfahrens der Erfindung,

Fig. 8 und 9 experimentelle Ergebnässe, die mit dem Aufbau nach Fig. 7 erreicht werden, und Fig. 10 und 11 Einzelheiten des Aufbaus nach Fig. 7. In Fig. 1 !st eine Queue sich wiederholenden Schalls mit einem elektrischen Wandler 2 versehen, der ein Taktsignal erzeugt, das mit den Schallschwinfeunge;: der Quelle synchron ist. Ein Lautsprecher 3 in einem geschützten Bereich 4 (der durch eine gestrichelte Linie gezeigt Ist) wird von einem Signalgenerator 5 erregt, dem ein- Taktsignal zugeführt wird. In dem Bereich 4 unterdrückt der Schall des Lautsprechers 3 (wenigstens bis zu einem bestimmten Maß) den diesen Bereich von der Quelle I erreichenden Schall. In Ihrer einfachsten Ausführungsform sind die mit 2, 3 und 5 bezeichneten Elemente ausreichend, um eine annehmbare Schallverringerung in dem Bereich 4 zu erzielen, wobei der Signalgenerator 5 auf ein optimales Unterdrückungssignal voreingestellt ist.

Eine besondere Leistung kann mit einem komplizierteren System erreicht werden, das weitere Elemente aufiveis.", die in Fig. 1 gestrichelt gezeigt sind. Bei diesen handelt es sich um ein Mikrophon 6 In dem Bereich 4, das sein Ausgangssigi.al über eine LeistungsmeGeinrichtung 7 dem Ausgang einer Anpassungseinrichtung 8 zuführt, die zur Änderung der Ausgangswellenform des Signalgenerators 5 verwendet wird.

Ein Beispiel eines Anwendungsfalles mit dem in FIg, 1 gezeigten einfachen Aufbau ist ein Bereich nahe einer Brennkraftmaschine, wobei der Wandler 2 jeden Schallimpuls der Maschine erfaßt (z. B. jeden Zündhub) und mit einer geeigneten Zeitverzögerung, die es dem Schall ermöglicht, den Bereich 4 zu erreichen, eine Sekundärschwingung voreingesieller Amplitude und mit einem Verlauf, um wenigstens teilweise die Wirkung des Schalls (Primärschwingung) auf eine Person Innerhalb des Bereiches 4 zu unterdrücken, erzeugt. Da jede

Primärschwingung der Quelle 1 weitgehend jeder weiteren Primärschwingung gleich ist. Ist die Sekundärschwingung, die zur Unterdrückung notwendig Ist, In jedem Falle die gleiche, und es ist nur wichtig, die Primärschwingung und die Sekundärschwingung In dem Bereich 4 zu synchronisieren.

Der Wandler 2 kann irgendeine Form, z. B. die eines elektrischen Druckwandlers am Auspuff der Maschine, eines elektrischen Schwingungswandlers am Gehäuse der Maschine oder eine Einrichtung zur Erzeugung eines direkt von der Zündung oder dem Brennstoffeinspritzsystem abgeleiteten elektrischen Signals haben.

Das in Fig. 1 gezeigte System einschließlich der mit 6, 7 und 8 bezeichneten Elemente ermöglicht eine selbsttätige Verbesserung der Leistung, wobei die Rückkopplungsschielfe, die durch die Elemente 6, 7 und 8 gebildet lsi, den Lciiurigssusgsng der Le'.stungsmeße-inrichtung 7 auf ein Minimum bringt. Die In Fig. 1 gezeigte komplizierte Vorrichtung kann für Fälle verwendet werden, wenn trotz des wiederholten Auftretens derselben Primärschwingung die Amplitude und/oder der Verlauf der Schwingung sich über einen langen Zeilraum ändern kann.

Eine Ausführungsform des Signalgenerators 5 und der Anpassungseinrichtung 8, die bei der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendet werden können. Ist In Fig. 2 gezeigt.

Es kann angenommen werden, daß das Taktsignal zur Synchronisierung des Wandlers 2 eine Folgefrequenz / hat. Ein Frequenzvervielfacher 9a (z. B. mit einer phasenstarren Schleife) liefert eine Frequenz, die ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz / ist, zu einer Frequenzteilerkette 96. die aufeinanderfolgend Speicherstellen eines Speichers 9c adressiert. Dieser Speicher 9c speichert mehrere Komponenten, von denen jede eine einzige Adresse In dem Speicher 9c hat. Die Komponenten entsprechen Teilen der zu erzeugenden Wellenform und werden aufeinanderfolgend einem Digltal/Analog-Umsetzer 9d zugeführt, um den tatsächlichen Wellenverlauf zu erzeugen, der dem Lautsprecher 3 zuzuführen Ist. Da jede der Komponenten einmal pro Wiederholung der akustischen Schwingung zugeführt werden muß, um die erforderliche Sekundärschwingung zu erzeugen, entsteht die Notwendigkeit eines Frequenzvervielfachers, wobei der Grad der Vervielfachung von der Anzahl von Komponenten der Wellenform (32 bei einem typischen Fall) abhängt. Die in dem Speicher 9c gespeicherten Komponenten können auf verschiedene Arten erzeugt werden. Da jedoch der Speicher durch die Anpassungseinrichtung 8 geändert wird, um das Ausgangssignal der Leistungsmeßeinrichtung 7 auf ein Minimum zu bringen, ist es im allgemeinen nicht so wichtig, wie die Komponenten sind. Da gegebenenfalls, wenn die sich wiederholenden Primärschwingungen gleich sind, die richtigen Komponenten in dem Speicher 9c erscheinen und die Komponente, mit der man beginnt, nur darauf Einfluß hat, wie lange es dauert, die richtige Sekundärschwingung zu erhalten.

Die Anpassungseinrichtung 8 (die ein üblicher Mikroprozessor sein kann) kann den Speicher 9c (in von dem Programm in dem Mikroprozessor bestimmten Intervallen) adressieren, um die in jedem Abschnitt des Speichers gespeicherten Komponenten zu aktualisieren, wofür übliche Techniken angewandt werden können. Vorzugsweise ist eine Zeitverzögerung in der Aktualisierungseinheit eingebaut, um sicherzustellen, daß irgendeine behauptete Verbesserung eine tatsächliche (und damit eine andauernde) Verbesserung ist. bevor der Speicher aktualisiert wird.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung, die verwendet werden kann, um Schall zu unterdrücken, der eine konstante Wellenform bei irgendeiner bestimmten lOlgelrcquen/ hat, dessen Folgefrequenz sich jedoch über einen kurzen Zeltbereich erheblich ändert und dessen Wellenform durch die Folgefrequenz beeinflußt wird. Bei der In Flg. 3 gezeigten Anordnung wird der Wellenverlauf für die drei verschiedenen Frequenzbänder in drei verschiedenen Speicherblöcken 9c', 9c" und 9c'" gespeichert, und ein Sensorkreis 10 wählt die geeignete Snclcherslellc für die laufende Betriebsfrequenz aus. Die Anpassungscinrlchtung 8 kann den Wellenverlauf In jedem Speichcrblock einstellen und wird zu Irgendeinem bestimmten Zeltpunkt an dem Speicherblock entsprechend der laufenden Betriebsfrequenz wirksam. Bei Bedarf kann die Wahl des Speichers, von dem die Anpassungswellenform abgerufen wird, auf andere Parametern als der Frequenz wie z. B. der Belastung einer Brennkraftmaschine, dem Grad der Drosselklappenöffnung und/oder der Gcschwlndlgkeit In Abhängigkeit von der Art der Scnsoreinrlchtung 10 beruhen.

Die Vorrichtung der FI g. 3 kann zur Verringerung des Umgebungsschallpegels in der Betrlebskabine der Maschine verwendet werden, wenn die Maschine in verschiedenen Betriebsarten arbeitet, von denen jede ein charakteristisches Geräusch hat. Unter diesen Umstanden ist eine beträchtliche Verringerung des Geräuschpegels selbst dann annehmbar, wenn diese von der 100 Prozent-Unterdrückung sehr weit entfernt ist, so daß die Anpassungseinrichtung mittels der Elemente 6, 7 und 8 nicht notwendig ist, und wenn die vorgesehen wird, keinen komplizierten Aufbau haben muß.

Fig. 4 zeigt schematisch den Fall, daß ein ausgedehnter Bereich, der eine Quelle eines sich wiederholenden Geräuschs umgibt, geschützt werden soll. Mehrere Mikrophone Mi bis Af"4 befinden sich an Orten, die über den geschützten Bereich verteilt sind. Mehrere Lautsprecher zur Erzeugung der notwendigen Sekundärschwingungen (L\ ... LA) sind nahe der Quelle angeordnet. Ein einzelnes Taktsignal kann von einem Wandler 2 an der Quelle abgeleitet und Signalgeneratoren 5| ... 5₄ zur Synchronisierung der Erzeugung der Sekundürschwingungen für die einzelnen Lautsprecher zugeführt werden. Eine Leistungsmeßeinrichtung mit Einheiten 7, ... 7₄ ist für jedes Mikrophon vorgesehen, jedoch kann eine gemeinsame Anpassungseinrichtung 8 für alle Signulgcneratoren 5i ... 5, vorgesehen werden.

Die gezeigte Vorrichtung setzt die Anpassung fort, bis das gesamte Ausgangssignal aller Einheiten 7,.. 7, auf so einem Minimum ist.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, bei der ein sich wiederholendes Geräusch einer Quelle 15 und ein Geräusch einer Zufallsschallquelle 16 zu einem geschützten Bereich 17 gelangen und beide Geräusche von einem einzigen Lautsprecher 18 unterdrückt werden. Das Taktsignal der Quelle 15 wird einem Signalgenerator 19 zugeführt und das Zufallssignal der Quelle 16 wird von einem stromaufwärtigen Mikrophon 20 aufgenommen und zu einer Einrichtung 21 geleitet, wo es nach einem geeigneten Programm verarbeitet wird. Ein Addierer 22 kombiniert die Ausgangssignale der Einrichtungen 19 und 21 und wirkt als Antrieb für den Lautsprecher 18. Ein Mikrophon 23 wird zur Änderung der Leistung der Einrichtungen 19 oder 21 oder beider verwendet, um eine verbesserte Unterdrückung zu erreichen.

Um das Geräusch einer Schreibmaschine 34 (Fig. 6) zu unterdrücken, wird ein Signalgenerator 35 getaktet, um eine Sekundärschwingung in der gewünschten Rieh-

luny vom lautsprecher 36 abzugeben, wenn eine Taste an der Schreibmaschine gedrückt wird. Dies schafft eine Ruhe/.one für einen Leser 37. Bei dem einfachsten Aulbau wird eine einzelne vorcin^cstellle Wellenform für alle Tasten verwendet. Bei einem etwas komplizierteren Aulbau sind die Schreibmaschinentasten auf der Grundlage des Schalles, den jede erzeugt, in Gruppen cinge:, It, und eine etwas unterschiedliche Sekundär-.schwtngung wird für jede andere Tastengruppe erzeugt. Line Anordnung wie die In Fig. 3 gezeigte ohne die Elemente 6, 7 und 8 wird in diesem Falle verwendet.

Um die Wirkung verschiedener Schreiber, verschiedenen Papiers, verschiedener Anordnungen der Maschine und die Wirkung der Abnutzung auf das abgegebene Geräusch der Maschine zu berücksichtigen, wird jedoch zwcckmäßigerwelse die Anpassungseinrichtung unter Verwendung eines Mikroprozessors als Anpassungseinrichtung 8 angewandt.

Im !⁷allc der Erzeugung von Rultezünen nahe einem Stral.lcnbohrer oder einer Ramme werden die gleichen Prinzipien angewandt.

Beispiel

Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Hin Lautsprecher 40 (Fig. 7), der eine Quelle sich wiederholender Primürschwingungen simuliert, wurde in einem Raum 41 angeordnet, der akustisch ungedämpft war. Hin zweiter Lautsprecher 42 wurde dann nahe dem l.aui'^rccher 40 angeordnet und ein Mikrophon 43 wurde etwa 4 m von den beiden Lautsprechern entfernt angeordnet, um das restliche, nicht beseitigte Geräusch zu messen. Der Lautsprecher 40 wurde von einer Quelle 46 betrieben, und das Ausgangssignal des Mikrophons 43 wurde zu einer Schallpegelmeßeinrichtung 45 geleitet. Hin Mikroprozessor 44. der zur Kontrolle der Leistung und Folgefrequenz (nicht jedoch der Wellenform) des von dem Mikrophon 43 aufgenommenen Gcriluschs programmiert war, wurde zur Erzeugung einer Wellenform, bestehend aus 32 diskreten Komponenten, verwendet, und diese Wellenform wurde auf den Lautsprecher 42 gegeben, um die Geräuschsleistung am Mikrophon 43 auf ein Minimum zu verringern. Der Mikroprozessor 44 lieferte zunächst eine digital erzeugte Wellenform beliebigen Verlaufs und beliebiger Amplitude zu dem Geräuschverringerungslautsprecher 42 und wurde durch eine Leitung 47 auf die Quelle 46 synchronisiert. Die Wellenform wurde in 32 Zeitintervalle eingeteilt, und jedes Intervall wurde wiederum in der Amplitude geändert. Wenn die Änderung eines bestimmten Zeitintervalls eine Verringerung der Ausgangsleistung am Mikrophon 43 bewirkte, wurde es in die Wellenform eingebaut, wenn nicht, wurde es jedoch zurückgewiesen.

Die Fig. 8 a bis 8 c zeigen Oszillogramme, aus denen das Ausgangssignal des Mikrophons 43 und das Eingangssignal des Lautsprechers 42 für drei Zeitpunkte hervorgehen, nachdem eine komplexe 45-Hz-Wellenform auf die Geräuschquelle 40 gegeben wurde. In Fig. 8 a findet bei r = 0 keine Unterdrückung statt und die restliche Wellenform zeigt die volle Wirkung der Schallwelle und die akustischen Eigenschaften des Raums 41 an dem Mikrophon 43. Fig. 8 b zeigt, daß nach 3 Minuten die Wellenform (Sekundärschwingung) teilweise angepaßt ist und die Geräuschquelle unter die halbe Leistung verringert hat, während Fig. 8 c die tatsächlich vollständige Unterdrückung nach 30 Minuten zeigt, wobei nur eine geringe Weliigkeit infolge der endlichen Anzahlen von Wcllcnformkomponenten verbleibt. Es ist zu beachten, daß die Wellenform der Sekundärschwingung der Flg. 8 c sich von der Wellenform der Fig. 8 a unterscheidet, da die Vorrichtung automatisch die Eigenschaften des Wandlers und des Raums berücksichtigt. Eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Restgeräuschslelstung von der Zelt für die ersten 15 Minuten Ist in Fig. 9 gezeigt. Daraus ist ersichtlich, daß eine Verringerung des Schalls von 15 dB innerhalb 15

ίο Minuten erreicht wurde.

Eine Ansprechzeit von 5 Minuten ist für viele Anwendungsfälle zu lang, jedoch ermöglichen ein wirksamerer Algorithmus und die Speicherung von sich auf die verschiedenen Arbeitsbedingungen beziehender Information und die mögliche Verwendung einer sich auf den Wellenverlauf beziehenden Information zusätzlich zu der Leistungslnformatlon des Mikrophons die Ansprechzeit auf höchstens einige Sekunden zu verringern.

Fig. !0 zeigt die Anwendung des Ausgangssignais des Mikrophons 43 zur Erzeugung der Sekundärschwingung des Lautsprechers 42. Ein Mikroprozessor und ein Direktzugriffsspeicher sind mit einem Peripherinterfaceadapter 51 verbunden, der programmgesteuert eine Abtastleitung zu einem »BESSER-ODER-SCHLECH-TER«-Kreis 52 impulsweise steuert, der einen Abtast- und Haltekreis 52a mit einer Übertragungstorschaltung, einem Verstärker und einem Komparator 526 aufweist. Das Eingangssignal des Kreises 52 kommt von dem Mikrophon 43 über einen Verstärker und Präzisionsgleichrichter 54, der unter Anwendung üblicher Techniken und Funktionsverstärkern aufgebaut ist.

Der Mikroprozessor ist aus einzelnen Elementen aufgebaut und hat Einrichtungen zur Programmeingabe durch Tasten oder ein Heimtonbandgerät oder einen Fernschreiber, einige Kilobytes Direktzugriffsspeicherung für Programme und Daten und eine Speicherkapazität von 65 Kilobytes. Ein Dezirnaldecodcrtrciber wird zur Adressendecodierung verwendet und wählt Einrichtungsarten, wenn bestimmte Speicherbereiche adressiert werden. Die Einrichtung 50 steuert einen Signalgenerator 55, der den Lautsprecher 42 über einen Leistungsverstärker 56 speist.

Fig. 11 zeigt den Signalgenerator 55 im einzelnen. Er besteht aus einem kleinen Direktzugriffsspeicher 556.

der mit der Einrichtung 50 über einen Schalter 55a oder eine Zählerkette 55c und einen Widerstands-Digital/Analog-Umsetzer 55rf verbunden sein kann.

Wenn ein Wellenform für den Lautsprecher 42 erzeugt wird, wird die Adresse für den Speicher 556 von den Zählern 55c erzeugt, so daß der Inhalt aufeinanderfolgender Speicherstellen des Speichers 55* dem Digital/Analog-Umsetzer 55</ in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen zugeführt wird.
Während die Einrichtung 50 den gemeinsamen Speieher 556 ändert, wird dieser vorübergehend von den Zählern 55c und dem Umsetzer 55d durch den Schalter 55o getrennt und mit der Einrichtung 50 als üblicher Speicher verbunden. Die Schaltfunktion des Schalters 55o wird auf einer Adressensammelleitung durch Torschaltungen (nicht gezeigt) und auf einer Datensammelleitung durch Torschaltungen (nicht gezeigt) durchgeführt.

Die Quelle 46 (Fig. 7) ist mit den Zählern 55c verbunden, wie gestrichelt in Fig. 11 gezeigt ist.

Hierzu 6 Biatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verringerung der Amplitude von Schallschwingungen, die an einem bestimmten Ort von einer ein sich wiederholendes Geräusch abgebenden Quelle empfangen werden, bei welchem ein elektrisches Signal erzeugt und dieses Signal zur Erzeugung einer Sekundärschwingung verwendet wird, weiche dem Ort zugeführt wird und wenigstens teilweise die Schallschwingungen von der Quelle an dem Ort unterdrückt, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal zur Erzeugung der Sekundärschwingung vom Ausgangssignal eines Signalgenerators (5) synthetisiert wird, welcher durch von der Quelle (1) abgeleitete Taktsignale synchronisiert wird, wobei die Ausgangswellenform des Slgnalgenerators (5) durch sequentielles Kombinieren einer Reihe von jeweils in eiaem Speicher (9c) gespeicherten Wellenformkomponenten erzielt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswellenform des Signalgenerators (5) durch aufeinanderfolgende Reihen von Näherungswerten abgeleitet wird, wobei jede aufeinanderfolgende Näherung vorgenommen wird durch Veränderung von mindestens einer der einzelnen Komponenten und Anpassung einer Änderung einer Komponente durch Aktualisierung der Komponente im Speicher (9c) oder Zurückweisung der Komponentenänderung auf der Basis, ob die Komponentenänderung den Grad an Unterdrückung der ungewünschten Schallschwingung von der Quelle (1) am bestimmten Ort (4) verbessert oder nicht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verfahren zur Änderung der Sekundärschwingung ein Mikrophon (6) verwendet wird, welches an dem Ort (4) angeordnet ist, um die Qualität der gleichzeitigen Unterdrückungswirkung zu ermitteln, und daß der Inhalt des Speichers (9c) verwendet wird, um festzustellen, ob nach einer Änderung in der Sekundärschwingung die Unterdrükkungswirkung verbessert wurde.

4. Vorrichtung zur Verringerung der Amplitude von Schallschwingungen, die an einem bestimmten Ort von einer Quelle empfangen wird, die sich wiederholende Primärschwingungen abgibt, mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Sekundärschwingung, welche mindestens teilweise die Primärschwingung an dem Ort unterdrückt, und einen an oder nahe der Quelle angeordneten elektrischen Wandler, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Wandler (2) Synchronisiersignale einem Signalgenerator (5) zur Trlggerung der Erzeugung einer einem Wandler (3) «.-ugeführten Wellenform zuführt und dadurch eine synthetisierte Sekundärschwingung erzeugt, welche dem Ort (4) synchron mit der Erzeugung der Primärschwingung zugeführt wird, wobei der Signalgenerator (5) einen Speicher (9c) enthält. In welchem eine Anzahl von elektrischen Komponentensignalen gespeichert werden, die jeweils einen Teil der dem 6« Wandler (3) zugeführten Wellenform repräsentieren, wobei jedes der Komponentensignale in einer einzigen Adresse Im Speicher (9c) gespeichert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (5) eine Anpassungseinrichtung (8) zur Änderung der Wellenform aufweist, welche die Sekundilrschwingung erzeugt, um das Ausgangssignal eines Mikrophons (6) oder eines anderen eine Schallschwingung aufnehmenden Wandlers an dem Ort (4) zu minimieren.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungseinrichtung (8) einen Mikroprozessor aufweist, der den Speicher (9c) aktualisiert, welcher mehrere Weilenformabtastungen jeweils mit einer einzigen Adresse speichert.